Getriebe nach dem Föttinger-Prinzip. Für Strassen- und Geländefahrzeuge kom- , men Föttinger-Getriebe zur Anwendung, die einen hydraulischen Drehmomentwandler und eine durch eine Druckflüssigkeit be tätigte Kupplung zur mechanischen Über brückung des Wandlers besitzen. Hierbei kann zur Förderung der Betriebsflüssigkeit des Wandlers und der Druckflüssigkeit der Kupplung eine gemeinsame Pumpe vorge sehen sein.
Die Erfindung geht von einem derarti gen, mit einer gemeinsamen Pumpe versehe- nen Föttinger-Getriebe aus, wobei vorausge setzt wird, dass die gemeinsame Pumpe als Verdrängerpumpe ausgebildet ist. Die Er findung besteht darin, dass in die Druck leitung der gemeinsamen Verdrängerpumpe ein Stauventil eingeschaltet ist, mittels des sen die von der Verdrängerpumpe geförderte Flüssigkeit selbsttätig auf den zur Betäti gung der Kupplung notwendigen Druck ge- staut und für den Wandler auf den Wandler- druck entspannt wird.
Die Einschaltung eines derartigen Stau ventils in die Druckleitung der gemeinsamen Verdrängerpumpe gibt die Möglichkeit, dass sowohl den Anforderungen an einen ge regelten Wandlerbetrieb als auch den An forderungen an einen geregelten Kupplungs betrieb Rechnung getragen werden kann, in dem Sinne, dass während der Dauer des Kupplungsbetriebes der Steuerdruck un abhängig von der Motordrehzahl diejenige Mindesthöhe einhält, die zur Aufrechterhal tung der Kupplung notwendig ist, während für den Wandlerbetrieb das Ventil die lau fende Förderung von Betriebsflüssigkeit zu lässt,
deren Menge der Antriebsdrehzahl verhältnisgleich ist, und deren Druck sich etwa mit dem Quadrat der Motordrehzahl ändert.
Das Stauventil kann dabei gleichzeitig als Sicherheitsventil ausgebildet sein. Auf diese Weise ist es möglich, den Druck der Flüssigkeit auf einen bestimmten Höchst betrag zu begrenzen, ohne dass hierfür ein besonderes Ventil vorgesehen zu werden braucht.
Es kann ferner eine einstellbare Abfluss öffnung in der Druckleitung der Verdränger pumpe vorgesehen sein, derart, dass dank dieser Abflussöffnung der Druck der die Kupplung schaltenden Flüssigkeit mit sin kender Fahrgeschwindigkeit und Motordreh zahl so weit herabgesetzt wird, dass bei einer bestimmten einstellbaren Fahrge schwindigkeit bezw. Motordrehzahl die Kupplung ausser Wirkung gesetzt wird. Diese Abschaltung der Kupplung tritt dann automatisch ein, so dass der Motor niemals abgewürgt werden kann, wenn beispiels- weise der Fahrer beim Abbremsen des Fahr zeuges im Kupplungsgang die Umschaltung auf den Wandlergang vergessen sollte.
Die aus der Abflussöffnung der Druckleitung der Verdrängerpumpe austretende Flüssig keit kann dem Wandlerkreislauf zugeführt werden. Die Förderleistung der Pumpe bleibt damit weitgehend erhalten.
Das Absinken des Druckes lässt sich auch dazu benutzen, nicht nur die Kupplung aus zuschalten, sondern gleichzeilig den Wandler- gang einzuschalten. Hierdurch steht nach starker Minderung der Fahrgeschwindigkeit oder der Motordrehzahl ohne Zutun des Fahrers für die Beschleunigung des Fahr zeuges sofort der Wandlergang zur Verfü gung, wobei Vorsorge dafür getroffen wer den kann, dass dabei die sonstige Freizügig keit der Handschaltung - wahlweiser Über gang von Kupplungsgang auf Wandlergang und umgekehrt - nicht beeinträchtigt wird.
Für die praktische Ausführung der letzterwähnten Massnahme empfiehlt es sich, das Einschaltorgan des Drehmomentwandlers mit einer Sperrvorrichtung zu kombinieren, die unter dem Einfluss des Flüssigkeits druckes in der Druckleitung der Verdränger pumpe steht.
In solchen Fällen, in denen zum Ein- und Abschalten des Drehmomentwand- lers und der Kupplung ein gemeinsames Schaltorgan dient, kann dieses gemeinsame Schaltorgan mit einem einerseits unter Federspannung und anderseits unter dem Einfluss der Sperrvorrichtung stehenden Schlepphebel in Wirkungsverbindung stehen, der während der Sperrung jede willkürliche Umschaltung des Schaltorganes von Kupp- lungs- auf Wandlerstellung und umgekehrt gestattet,
und nach Lösung der Sperrung eine zwangläufige Mitnahme des Schalt- organes von der Kupplungs- in die Wandler- stellung herbeiführt. Die Sperrvorrichtung kann von einem kleinen einerseits unter Federspannung und anderseits unter Flüs sigkeitsdruck stehenden Druckkolben gebil det werden, der oberhalb eines bestimmten Flüssigkeitsdruckes in die Bewegungsbahn des mit dem Schaltorgan zusammenwirken den Schlepphebels hineinragt und bei Unter schreitung dieses Druckes unter dein Einfluss der Federspannung aus dieser Bewegungs bahn entfernt wird.
Die Einstellung der in der Druckleitung der Verdrängerpumpe vorgesehenen Abfluss öffnung kann in mannigfacher Weise ausge staltet sein. In vielen Fällen wird die Anord nung lediglich einer Stellschraube an der Abflussöffnung genügen. Vervollkommnen kann rnan eine solche Anordnung in der Weise, dass die Einstellung der Abflussöff- nung entweder vom Fahrersitz aus willkür lich oder selbsttätig in Abhängigkeit von der Belastung des Antriebsmotors erfolgen kann.
Hierdurch wird erreicht, dass während der Fahrt die Einstellung der Abflussöff- nung jederzeit verändert und damit der Um- scha,ltpunkt, das heisst der Punkt, in dem die Kupplung ausgeschaltet wird, verschoben werden kann. Man ist auf diese Weise in der Lage, die Umschaltung den verschiedenarti gen Fahrverhältnissen anzupassen,
also bei spielsweise beim Fahren im Flachland eine Abschaltung der Kupplung bei niedriger Fahrgeschwindigkeit und beim Fahren in bergigem Gelände bei höherer Fahrgeschwin digkeit herbeizuführen. Die Mittel zur Einstellung der Abfluss öffnung können dabei sehr einfach sein. So ist es zum Beispiel möglich, von der Ein stellvorrichtung der Abflussöffnung einen Bowdenzug zum Fahrersitz zu leiten, mittels dessen der Fahrer einzig und allein diese Einstellvorrichtung in dem einen oder andern Sinne betätigen kann.
Eine andere Möglich keit besteht darin, dass die Einstellvorrich tung der Abflussöffnung mittelbar oder un mittelbar mit dem Gashebel des Antriebs motors gekuppelt wird. in. welchen Fällen eine selbsttätige Änderung in Abhängigkeit von der Belastung des Antriebsmotors herbei geführt wird. Die Einstellvorrichtung kann auch in einfacher Weise unter den Einfluss des Unterdruckes in der Saugleitung des An triebsmotors gebracht werden, womit eben falls. eine Abhängigkeit von der Motor leistung gegeben ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt Fig. l einen Längsschnitt durch das ge samte Getriebe, während die Fig. 2 bis 6 Einzelheiten wiedergeben.
Das gesamte Getriebe besteht im wesent lichen aus drei Teilen, und zwar dem Wand- ler 1, der Direktkupplung 2 und dem mecha- nischen. Schaltgetriebe 3 für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt.
Der Wandler wird in üblicher Weise von dem Pumpenrad 4, dem Turbinenrad 5 und dem Leitrad 6 gebildet. Das Pumpenrad 4 sitzt auf der Antriebswelle 7, während das Turbinenrad 5 über das Schaltgetriebe 3 mit der Abtriebswelle 8 verbunden ist. Das Leit- rad 6 ist mittels eines Freilaufes 9 gegen das das Getriebe umgebende feste Gehäuse 10 abgestützt, und zwar so, dass eine Rück wärtsdrehung des Leitrades verhindert, eine Vorwärtsdrehung desselben dagegen zugelas sen wird.
Die Direktkupplung schliesst unmittelbar an den Wandler 1 an und ist als Lamellen kupplung ausgebildet, wobei die einen La mellen auf der Antriebswelle 7 sitzen und die andern Lamellen von dem als Hohlwelle ausgebildeten Teil 11 getragen werden. In diesem Hohlwellenteil 11 ist gleichzeitig der Druckkolben 12 untergebracht, mittels des sen die Lamellenkupplung betätigt wird. Durch eine Feder 13 wird dieser Druckkol ben 12 in der gezeigten rechten Ausschalt- stellung gehalten.
Die Betätigung des Druckkolbens 12 er folgt mittels Druckflüssigkeit, welche von der Verdrängerpumpe 14 geliefert wird. Diese Verdrängerpumpe 14 wird über ein Kegel rad- oder Schneckengetriebe 15 von der Welle 7 angetrieben und hat gleichzeitig die Aufgabe, neben der Lamellenkupplung 2 auch den Kreislauf des Wandlers 1 mit Be triebsflüssigkeit zu versorgen. Die Druck seite der Pumpe ist zu diesem Zwecke in zwei Leitungen verzweigt, von denen die eine, 16, zur Füllkammer 17 des Wandlers 1 und die andere, 18, zur Füllkammer 19 der Lamellenkupplung 2 führt.
In die Leitung 18 ist ein Schaltorgan 18a .eingeschaltet, mit tels dessen die Leitung nach Belieben von der Druckseite der Pumpe 14 abgeschaltet oder dieser zugeschaltet und damit nach Be lieben die Kupplung 2,ein- oder abgeschaltet werden kann.
An der Verzweigungsstelle der beiden Leitungen 16 und 18 ist das erfindungs gemässe Stauventil 20 vorgesehen, dessen Aufbau und dessen Wirkungsweise aus der vergrösserten Darstellung der Fig. 2 und 3 hervorgehen. Das Stauventil besitzt ein Gehäuse 21, in dessen Bohrung der als Flüssigkeitskolben ausgebildete Ventilkegel 22 durch die Feder 23 gegen den Ventilsitz gedrückt wird. Die Feder 23 kann mittels der Schraube 24 auf den gewünschten Flüs sigkeitsdruck eingestellt werden.
Von der Verdrängerpumpe 14 tritt die Flüssigkeit durch den Kanal 2'5 in das Innere des Ven tilgehäuses, au das oben die Wandlerleitung 16 und unten die Kupplungsleitung 18 an geschlossen sind.
Während des Wandlerganges ist die Kupplungsleitung 18 mittels der Steuervor richtung 18a abgesperrt. Infolgedessen er gibt sich im Innern des Ventilgehäuses eine Druckerhöhung, welche ein Abheben des Flüssigkeitskolbens 22 von. dem Ventilsitz und damit eine Freigabe der Wandler- leitung 16 zur Folge hat. Dabei steigt der Pumpendruck auf den durch die Feder 23 festgelegten Wert, während sich der Druck in der Wandlerleitung 1.6 auf den Wert ein stellt, der der Durchflussmenge der geliefer ten Flüssigkeit durch den Wandler entspricht.
Während des Kupplungsganges ist die Leitung 18 offen und es wird so lange Flüssigkeit. in den Druckraum 19 des Kol bens' 20 hineingedrückt, bis der Kolben seine Einschaltstellung erreicht; hat. Der zur Auf rechterhaltung dieser Einschaltstellung er forderliche Druck wird laufend aufrecht er halten, da zunächst keine Flüssigkeit in die Wandlerleitung 16 abfliessen kann. Erst wenn dieser Druck einen bestimmten Wert überschreitet, kann ein Teil der von der Pumpe 14 geförderten Flüssigkeitsmenge durch die Leitung 16 abströmen.
Das in der Fig. 3 dargestellte Stauven til unterscheidet sich von der Ausführung der Fig. 2 durch die zusätzliche Anordnung einer Auslassöffnung 27. Diese Auslassöff nung wird freigegeben, sobald der Flüssig keitsdruck den zulässigen Höchstwert über schreitet. Das Ventil dient damit gleichzeitig als Sicherheitsventil. Die Rückseite des Kol bens 22 steht durch eine Bohrung 26 mit der Aussenluft in Verbindung.
Ausser dem Stauventil 20 ist in der Druckleitung der Verdrängerpumpe 14 eine Abflussleitung 28 vorgesehen, deren Quer schnitt durch eine Stellschraube 29 einstell bar ist und die in die Wandlerleitung 16 mündet. Die Einstellung der Stellschraube 29 kann dabei, wie schon. oben ausgeführt wor den ist, entweder vom Fahrersitz aus willkür lich oder selbsttätig in Abhängigkeit von der Belastung des Antriebsmotors änderbar gemacht werden.
Während des Kupplungsganges hat die Verdrängerpumpe 14 lediglich die Aufgabe, den Flüssigkeitsdruck in der Leitung 18 und damit vor dem Kolben 12 aufrechtzuerhalten. Flüssigkeit wird hierbei für die Kupplung nicht verbraucht, die gesamte Fördermenge wird teils über das Stauventil 20, teils durch den Abfluss 28 in die Wandlerleitung 16 oder durch ein Sicherheitsventil in den Öl- sumpf geleitet.
Fig. 4 der Zeichnung zeigt, wie sich hierbei der Druck P und die Förder menge Q zur Drehzahl n der Pumpe verhal.- ten. Die Fördermenge Q ist linear abhängig von der Drehzahl 7a. Bei wachsendem n, tritt zunächst die gesamte Flüssigkeit durch den Auslass 28. Der Druck P wächst quadratisch, bis der am Stauventil 20 eingestellte Druck bei der Drehzahl )a' erreicht ist. Von diesem Punkt an bleibt der Druck nahezu unverän dert; durch den Auslass 28 tritt daher die gleichbleibende geringe Flüssigkeitsmenge Q' ans.
Der Überschuss Q-Q' fliesst über das Stauventil 20 zum Wandler 1. Für das An pressen der Kupplung 2 ist mindestens der Druck P' erforderlich.
Bei der Verminderung höherer oder mittlerer Fahrgeschwindigkeiten und ent sprechender Herabsetzung der Motordreh zahlen im eingeschalteten Kupplungsgang durchläuft der Druck den Linienzug P von rechts nach links, bis der Druck etwa bei der Drehzahl n" auf den Wert sinkt, bei dem die Kupplung 2 loslässt. Die Verbindung zwischen den Wellen 7 und 8 wird gelöst; ein Abwürgen des Motors kann nicht mehr eintreten. Wird jetzt die Brennstoffzufuhr erhöht, so greift die Kupplung 2 wieder ein, sobald die Motordrehzahl den Wert n" über schreitet.
Da die Kupplung 2 aber nur dann dauernd in festem Eingriff bleiben kann, wenn auch der Abtriebsteil 11 auf die gleiche Drehzahl gebracht ist, muss der Fahrer im allgemeinen erst das Fahrzeug durch Umschalten auf den Wandlergang be schleunigen.
Dieses Umschalten kann dadurch selbst tätig gestaltet werden, dass bereits bei einer Tiber n" liegenden Drehzahl, zwischen n' und ia", in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsdruck das Schaltorgan 18a von der Kupplungs- auf die Wandlerstellung umgelegt wird. Ein Ausführungsbeispiel hierfür ist in Fig. 5 im Aufriss, in Fig. 6 im Grundriss dargestellt. Auf der zum Schaltorgane 18a führenden Welle 30 sitzt fest der Schalthebel 31 und lose der Schlepphebel 32.
Der Schlepphebel 32 greift mit der Nase 33 um den Schalt hebel 31, wobei er durch die Zugfeder 34 gespannt und durch den Sperrstift 35 in dieser gespannten Lage gehalten wird. Der Sperrstift 35 ist mit einem kleinen Druck- kolben 36 fest verbunden, dessen Druckseite an die Druckleitung 18 angeschlossen ist, die von der Verdrängerpumpe 14 zur Lamel lenkupplung 2 führt. Dem Flüssigkeitsdruck wirkt die Feder 37 entgegen. Die Arbeits weise der gezeigten Schaltvorrichtung ist folgende: Beim Anfahren steht der Schalthebel in der strichpunktierten Wandlerstellung 31'.
Der Raum unter dem Kolben 36 ist drucklos; der Kolben ist von der Feder 37 herunter gedrückt und damit der Sperrstift 35 aus der Sperrlage entfernt. Unter der Wirkung der Feder 34 wird der Schlepphebel 32 mit seiner Nase 33 gegen den Schalthebel 31 ge drückt. Versucht der Fahrer, bei zu geringer Fahrgeschwindigkeit den Hebel 31 in die ausgezogene Kupplungsstellung zu bringen, so schnappt dieser unter dem Einfluss der Feder 34 wieder in die Wandlerstellung 31' zurück.
Hat das Fahrzeug eine ausreichende Geschwindigkeit angenommen und damit der Flüssigkeitsdruck eine solche Höhe erreicht, dass die Kraft der Feder 37 überwunden wer den kann, so wird nach dem Umlegen des Schalthebels von der Wandler- auf die Kupplungstellung der Kolben 36 und damit der Sperrstift 35 unter dem Einfluss des Flüssigkeitsdruckes in die Sperrstellung ge bracht und damit der Schlepphebel 32 ver riegelt. Nunmehr kann der Fahrer beliebig auf Wandler oder Kupplung schalten.
Erst wenn die Geschwindigkeit unter einen ge wissen Wert sinkt, lässt der Druck unter dem Kolben 36 nach; der Kolben wird herunter gezogen, der Schlepphebel 32 entriegelt und die Feder 34 zieht Schlepphebel 32 und Schalthebel 31 wieder in die Anfahrstellung 31' (Wandlergang) zurück. In Gefahrfällen, in denen schnell gebremst und schnell wieder beschleunigt werden muss, also zum Beispiel an Strassenkreuzungen, wird mithin dem Fahrer jede Schalttätigkeit abgenommen.
Gefahrbringende Schaltfehler werden aus geschlossen, während anderseits dem Fahrer im normalen Fahrverkehr freie Hand in der Wahl der Schaltung gelassen wird.