Unter Vollast schaltbares Kraftfahrzeuggetriebe, insbesondere für Gleiskettenfahrzeuge Die Erfindung betrifft ein unter Vollast schaltba res Kraftfahrzeuggetriebe, insbesondere für Gleisket tenfahrzeuge. Es ist allgemein üblich, die in Kraftfahr- zeuggetrieben angeordneten kraftschlüssigen Kupp lungen nach den auftretenden Drehmomenten zu be messen. Bei Geländefahrzeugen, bei denen das Ge triebe unter Vollast mit praktisch beliebiger Häufig keit schaltbar sein muss, ist die genannte Bemessungs grundlage unzureichend.
Nach der Erfindung werden die kraftschlüssigen Kupplungen zur Gangschaltung des mehrgängigen Umlaufrädergetriebes so dimensioniert, dass sie die während der häufigen Vollastschaltungen auftretende Wärmemenge ohne Schaden aufnehmen können.
Bei den allgemein zur Anwendung kommenden Mehrschei- benreibkupplungen kann dies dadurch erreicht wer den, dass die Reibscheibenoberfläche so bemessen wird, dass bei einer Vollastsch'altung keine grössere Wärmemenge als<B>0,005</B> kcal/cm2 Reibscheibenoberflä- ehe und Schaltung anfällt. Zur Abführung der an fallenden Wärme werden die Kupplungen von<B>öl</B> durchspült.
Zu diesem Zwecke wird in an sich be kannter Weise<B>öl</B> durch die hohlgebohrten An- und Abtriebswellen zugeführt, das zunächst zur Schmie rung des Getriebes dient und dann durch Schleuder wirkung die Reibscheiben der Kupplungen durch spült. Um den Rücklauf des öles zu beschleunigen und damit auch den Öldurchlauf pro Zeiteinheit mög lichst gross zu halten, besitzen die äusseren Tragringe für die Reibscheiben der Kupplungen an ihrem äus- seren Umfang Nuten für den Rücklauf des öles.
Um beim Gangwechsel einen weichen übergang zu erzielen, kann während der Dauer des Schalt- vorganges die Überbrückungskupplung vor dem Dreh- momentwandler geöffnet werden. Dies kann in der Weise erreicht werden, dass, gesteuert durch den aus- gelenkten Schalthebel, der Druckölzufluss für die überbrückungskupplung während des Schaltvorgan ges unterbrochen ist.
Zu diesem Zweck ist ein Schalt ventil vorgesehen, das beim Auslenken des Schalthe bels den Druckölzufluss zur Überbrückungskupplung augenblicklich unterbricht, beim Einschalten des ge wählten Ganges jedoch den Druckölzufluss zur Über brückungskupplung mit Verzögerung wieder öffnet, um einen stossfreien Gangwechsel zu erreichen. Eben so ist es auch möglich, den Druckölzufluss zur Über brückungskupplung in der beschriebenen Weise elek trisch zu steuern.
Dem Schaltgetriebe an sich sich bekannter Bauart kann ein zweistufiger Planetenradsatz nachgeschaltet werden zur Erzielung von zwei Rückwärtsgängen, die so gestuft sind, dass die niedere Rückwärtsgeschwin- digkeit etwa der des ersten Vorwärtsganges, die hohe Rückwärtsgeschwindigkeit etwa der des zweiten Vor wärtsganges entspricht.
Anstelle des zweistufigen Um- laufrädersatzes für zwei Rückwärtsgänge kann auch ein Umlaufrädersatz als Umkehrgetriebe angeordnet werden, so dass alle Vorwärtsgänge auch bei Rück- wärtsfahrt geschaltet werden können. In diesem Falle wird bei Vorwärtsfahrt die zwischen dem Innenzahn kranz des Umkehrgetriebes und der Abtriebswelle angeordnete Kupplung geschlossen, bei Rückwärts- fahrt wird der Steg mittels einer Kupplung festge halten.
Wie bereits erwähnt, ist ausser dem mechanischen Getriebe ein hydraulischer Drehmomentwandler vor- handen. Dieser Drehmomentwandler kann sowohl während des Gangwechsels als auch beim Anfahren oder bei überwinden besonderer Fahrwiderstände wirksam sein. Zur überbrückung des Drehmoment- wandlers kann eine druckölbetätigte Mehrscheibenreib- kupplung vorgesehen sein.
Anstelle dieser Kupplung kann auch im inneren Kreislaufring des Drehmoment- wandlers eine Fliehkraftkupplung angeordnet sein.
In der Zeichnung ist ein Schaltgetriebe nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen: Fig. <B>1</B> das Getriebe im Längsschnitt mit zwei Rückwärtsgängen, Fig. 2 das Getriebe im Längsschnitt mit einem Umkehrgetriebe für Rückwärtsfahrt, Fi g* <B>3</B> ein vom Gangschalthebel betätigtes Schalt ventil mit elektrischer Verzögerung.
In Fig. <B>1</B> ist die Motorwelle mit<B>1</B> bezeichnet, die mittels der Scheibe 2 mit dem Zwischenstück<B>3</B> fest verbunden ist. Das Zwischenstück<B>3</B> dient zur Über tragung des Motordrehmomentes auf das Pumpenrad P des Drehmomen-twandlers, mit dem es fest vebun- den ist. Das Turbinenrad T des Drehmomentwandlers ist drehfest auf der Getriebe-Eingangswelle 4 angeord net. Das Leitrad L des Drehmomentwandlers ist in an sich bekannter Weise über eine Einwegkupplung F auf der festen Hohlwelle<B>5</B> abgestützt, die mit dem Abschlussstück<B>6</B> fest verbunden ist.
Das Abschluss- stück <B>6</B> bildet einen Teil des Getriebegehäuses und schliesst den das mechanische Getriebe aufnehmen den Raum gegen den Drehrnomentwandler ab.
Vor dem Turbinenrad T ist auf der Getriebeein- gangswelle 4 die Kupplungsscheibe 7a einer Reibungs kupplung K, drehfest angeordnet, vor der eine in einem zylinderartig ausgebildeten Raum des Zwi schenstückes<B>3</B> geführte Druckscheibe<B>7B</B> vorgesehen ist, die kolbenartig ausgebildet ist. Zwischen Kupp- lungsseheibe 7a und dem Turbinenrad T ist eine Druckscheibe 7c der Reibungskupplung K, angeord net, so dass bei Beaufschlagung der Druckscheibe<B>7b</B> von vorn diese nach rechts gedrückt wird, und die Kupplung K, schliesst.
Bei geschlossener Kupplung K, ist der Drehmomentwandler überbrückt, da in diesem Falle von der Motorwelle<B>1</B> das Pumpenrad P und das Turbinenrad T gemeinsam angetrieben sind-, der Drehmomentwandler ist dann abgeschaltet.
Rechts von dem Anschlussstück<B>6</B> sind auf der Getriebeeingangswelle 4 die drei Sonnenräder<B>S, S2</B> und<B>S,</B> der drei untersetzten Vorwärtsgänge fest an geordnet. Zwischen den Sonnenrädern und den zu gehörigen Innenzahnkränzen<B>A, A2</B> und A#, sind die Planetenräder I', P2 und P#, mit ihren Stegen<B>ST,</B> ST2 und ST" angeordnet.
Der Steg ST#, ist mit der Abtriebswelle <B>8</B> drehfest verbunden oder ein Teil derselben, während die Stege<B>ST,</B> bzw. ST2 jeweils mit dem Innenzahnkranz des nachfolgenden Umlauf- rädersatzes, <B>d.</B> h. mit<B>A2</B> bzw. <B>A,</B> drehfest verbun den sind.
Die untersetzten Gänge werden durch Festhalten der Innenzahnkränze<B>A, A"</B> Az" <B>A,</B> und<B>A,-,</B> erzielt. Zu diesem Zweck ist jedes der Innenzahnkränze von einer Mehrscheibenreibkupplung B" B2, B#" B, bzw. B, umschlossen, bei der ein Teil der Reibscheiben von den Innenzahnkränzen getragen werden.
Im ersten Vorwärtsgang erfolgt der Antrieb durch das Sonnenrad S", während sich die Umlaufräder P, auf dem festgehaltenen Innenzahnkranz A#, abwälzen. Der Abtrieb erfolgt durch den Steg<B>ST"</B> der drehfest mit der Abtriebswelle <B>8</B> verbunden ist.
Im zweiten Vorwärtsgang treibt das Sonnenrad <B><U>S.</U></B> an und wälzt die Umlaufräder P, auf dem durch die Reibkupplung<U>B.</U> festgehaltenen Innenzahnkranz <B>A,</B> ab. Der Abtrieg erfolgt vom Steg<B><U>ST.</U></B> über den formschlüssig angeschlossenen Innenzahnkranz A_# und den Steg ST# auf die Abtriebswelle <B>8.</B>
Im dritten Vorwärtsgang treibt das Sonnenrad<B>S,</B> an und wälzt die Umlaufräder P, auf den durch die Reibungskupplung B, festgehaltenen Innenzahnkranz <B>A,</B> ab. Der Steg<B>ST,</B> ist drehfest mit dem Aussenrad <B>A2</B> verbunden-, weiterhin ist wie oben der Steg ST2 mit dem Innenzahnkranz<B>A"</B> drehfest verbunden. Der Abtrieb erfolgt über den Steg<B>ST,</B> der mit der Ab- triebswelle <B>8</B> fest verbunden ist.
Mittels der Kupplung<U>K.</U> kann die Getriebeein- gangswelle 4 mit dem Träger<B>10</B> der Aussenreibschei- ben von K2 verbunden sein. Da in dem Träger<B>10</B> einerseits und dem Steg<B>ST,</B> andererseits die Achse des Planetenrades P, gelagert ist, laufen die drei Planetenrädersätze <B>S,</B> I',<B>A,<U>S., A.,</U></B> und S.", P#" <B>A,</B> im Block um,<B>d.</B> h. mit der übersetzung <B>1: 1.</B>
Durch die Anordnung zweier drehfest miteinander verbundener Urnlaufräder P, und Pr" die<B>je</B> mit einem abbremsbaren Innenzahnkranz<B>A.,</B> bzw. Ar im Ein griff stehen, während die Umlaufräder P, von einem Sonnenrad S" angetrieben werden, das über die Schei be<B>9</B> mit dem Innenzahnkranz<B>A.,</B> des Umlaufräder- satzes für den ersten Vorwärtsgang formschlüssig verbunden ist, kann die Abtriebswelle <B>8</B> mit zwei verschiedenen Abtriebsdrehzahlen im Rückwärtsgang angetrieben werden.
Im ersten Rückwärtsgang wird der Innenzahn kranz<B>A,</B> durch die Kupplung B., festgehalten. Die Umlaufräder P, wälzen sich auf dem feststehenden Innenzahnkranz<B>A,</B> ab, wobei der Steg ST5 die Ab- triebswelle <B>8</B> rückwärts antreibt.
Im zweiten Rückwärtsgang ist der Innenzahnkranz <B>A5</B> mittels der Kupplung<B>B7</B> festgehalten und die Umlaufräder P" wälzen sich auf dem Innenzahnkranz <B>A,</B> ab.
Die Kupplungen B, bis B, und die Kupplung K", werden vorzugsweise mittels Drucköl gesteuert. Zu diesem Zwecke ist jeder Kupplung ein Steuerventil zugeordnet, der Kupplung B, das Ventil V, der Kupplung B., das Ventil V2, der Kupplung B:, das Ventil V" der Kupplung B, dal Ventil V" der Kupp lung B, das Ventil<B>V5</B> uild der Kupplung K, das Ventil V". Die Betätigung dieser Ventile kann vor zugsweise elektromagnetisch, aber auch hydraulisch oder pneumatisch erfolgen.
In dem Getriebe nach Fig. <B>1</B> werden d-ie Kupplungen mittels druckölbeauf- schlagten Kolben betätig deren Steuerung durch elektromagnetische Schaltven#tile V, bis V, erfolgt. Diese Ventile sind in einem gemeinsamen Ventil körper 20 angeordnet, der gleichzeitig eine für die genannten Ventile gemeinsame Druckölzuflussleitung 21 und eine gemeinsame Entlüftungsleitung 22 auf weist. Die Druckölleitung 21 wird von einer auf der Getriebeeingangswelle 4 angeordneten Ölpumpe<B>29</B> gespeist, deren Saugleitung zum (nicht gezeichneten) ölsumpf des Getriebes führt.
Die Entlüftungsleitung 22 ist ebenfalls über Leitung<B>30</B> und den Ringraum 30a mit dem #ölsumpf verbunden. Jedes Ventil besitzt die Ventilkolben 23a und<B>23b,</B> die durch die Spindel 24 miteinander verbunden sind. Die Leitung<B>25</B> ver bindet den Raum zwischen den beiden Kolben 23a und<B>23b</B> mit dem Kolbenraum der Kupplung. Bei ge öffneter Kupplung wird der Ventilkolben<B>23</B> durch eine Feder<B>26</B> nach unten gedrückt, so dass der Raum zwischen dem Ventilkolben 23a und<B>23b</B> mit der Entlüftungsleitung 22 verbunden ist.
Wird die Wick lung des oberhalb des Ventils angeordneten Elektro magneten<B>27</B> von Strom durchflossen, so wird die bisher nur teilweise in den Elektromagneten<B>27</B> hin einragende Ventilspindel<B>28</B> ganz hineingezogen bzw. der Ventilkörper angehoben, so dass die Entlüftungs leitung 22 vom Ventilkolben<B>23b</B> abgeschlossen und die Druckölzuflussleitung 21 mit dem Raum zwischen den beiden Ventilkolben 23a und<B>23b</B> verbunden wird.
Zur Schaltung des Getriebes ist vorteilhafter- und vorzugsweise eine an sich bekannte als Schrittschalt- werk ausgebildete Gangschalteinrichtung vorgesehen, bei der<B>je</B> Gang ein Schaltelement vorgesehen ist, und bei der diese Schaltelemente kreisförmig angeordnet sind mit auf den Kreismittelpunkt gerichteten Druck bolzen zur Betätigung. Am Kreismittelpunkt ist der Schalthebel gelagert, der parallel zur Ebene der Schal#telemente jeweils nur um den Abstand zweier benachbarter Druckbolzen bewegt werden kann, so dass kein Gang übersprungen werden kann.
Wie bereits erwähnt, soll zur Erzielung eines weichen Überganges beim Gangwechsel die Über brückungskupplung K, vor dem Drehmomentwandler während der Dauer des Schaltvorganges geöffnet wer den. Zu diesem Zweck ist ein Schaltventil angeordnet, das beim Schliessen der Kupplung K, mit Verzöge rung arbeitet, beim öffnen der Kupplung ohne Ver zögerung. In Fig. <B>1</B> ist ein derartiges Schaltventil mit hydraulischer Verzögerung in für den gegebenen Zweck besonders vorteilhafter Bauweise gezeigt.
Im Ventilgehäuse<B>31</B> ist in dem rechten Zylinder raum der Steuerkolben<B>32</B> angeordnet, der unter der Einwirkung eines Elektromagneten<B>33</B> den Druckölzu- fluss 34 sperrt und den Abfluss<B>35</B> öffnet, dagegen bei abgeschaltetem Elektromagneten<B>33</B> unter Ein- fluss einer Feder<B>36</B> den Druckölzufluss 34 freigibt und den Druckölabfluss <B>35</B> schliesst.
In dem linken Zylinderraum ist der Schaltkolben 40 angeordnet, der bei abgeschaltetem Druckölzu- fluss durch eine Feder 41 in seine obere Endstellung gedrückt wird, in der die zur Kupplung K, führende Leitung 42 mit der Entlüftung 43 bzw. über den Ringraum 48 mit dem Druckölabfluss <B>35</B> verbun den ist. Wird der Stromzufluss zu dem Elektroma gneten<B>33</B> unterbrochen, so drückt die Feder<B>36</B> den Steuerkolben<B>32</B> in seine obere Endstellung, in der der Kolben 32a den Druckölzufluss <B>35</B> freigbt und der Kolben<B>32b</B> die Entlüftungsleitung<B>35</B> sperrt.
Durch die Bohrungen 44, 45, 46 gelangt das Drucköl in den oberen Kolbenraum des Schaltkolbens 40. Hierbei wird der Zufluss in dem genannten Kolben raum durch die Drossel 47 verlangsamt, so dass sich der Schaltkolben nur langsam gegen den Druck der Feder 41 in die untere Endstellung bewegt und somit auch der Kolben 40b n-üt seiner oberen Begrenzungs kante den Ringraum 48 nur langsam freigibt, der mit der Leitung 42 zur Kupplung K, verbunden ist. Auf diese Weise wird erreicht, da:ss der Öldruck vor dem Druckkolben der Kupplung K, allmählich ansteigt und die Kupplung stossfrei geschlossen wird.
Anstelle der hydraulischen Verzögerung zum Schl#iessen der überbrückungskupplung kann auch eine elektrische Verzögerung, an sich bekannter Wei se, vorgesehen werden, wie Fig. <B>3</B> zeigt. In diesem Falle wird bei ausgelenktem Gangschalthebel<B>50</B> durch die Ruhekontakte R der Gangschaltelemente <B>51</B> ein Stromkreis mit der Stromquelle Q geschlossen, in dem ein Kondensator<B>52</B> und ein Halterelais<B>53</B> par allel geschaltet sind.
Zum Einschalten eines Ganges werden die Schaltkontakte Sk des betreffenden Gang- schattelementes <B>51</B> durch den einschwenkenden Gang schalthebel<B>50</B> überbrückt. Gleichzeitig öffnet der Gangschalthebel die Ruhekontakte R eines der Gang- schaltelernente <B>51.</B> Damit wird der Stromkreis für das Halterelais<B>53</B> unterbrochen, das noch durch den auf geladenen Kondensator<B>52</B> angezogen bleibt, bis die von dem Kondensator abgegebene Spannung entspre chend abgesunken ist.
Ist das Halterelais<B>53</B> nun mehr abgefallen, so wird der Stromkreis für das Schältventil 54 zur überbrückungskupplung K, ge schlossen, zu der damit die Druckölzufuhr 34 geöff net und die Entlüftungsleitung 46 abgeschlossen wird.
Bei dem in Fig. 2 gezeigten Getriebe ist anstelle der mittels Reibungskupplung schaltbaren Überbrük- kungskupplung für den Drehmomentwandler eine Fliehkraftkupplung K, im inneren Kreislaufring an geordnet. Bei Anordnung dieser Fliehkraft-Kupplung ist der Drehrnomentwandler nur bei niedriger Motor drehzahl in Tätigkeit.
Ebenfalls in Fig. 2 ist anstelle der zwei Rück wärtsgänge mit den Doppelplanetenrädern P" P, ein Umkehrgetriebe angeordnet, so dass sämtliche Vor wärtsgänge auch bei Rückwärtsfahrt geschaltet wer den können. Dieses Umkehrgetriebe besteht aus einem einfachen Umlaufrädersatz mit dem Sonnenrad S", dem Innenzahnkranz<B>A,;</B> und den Umlaufrädern P" mit dem Steg ST,;, der durch die Reibkupplung B" festgehalten wird.
Das Sonnenrad S,; bildet mit einem Steg ST" einen Teil, der anstelle des Steges ST., in Fig. <B>1</B> die Verbindung zu dem Hauptgetriebe mit den drei Umlaufrädersätzen Si, Pl, <B>A:, S2,</B> P2,<B>A2</B> und <B>S"</B> P"<B>A,</B> herstellt. Für Vorwärtsfahrt wird die Kupplung K, ge schlossen, so dass der Getriebesatz<B>S,</B> P,<B>A,</B> im Block uniläuft und die Abtriebsdrehrichtung des Hauptgetriebes unverändert bleibt.
Bei Rückwärtsfahrt wird der Steg SL, mittels der Kupplung B, festgehalten und die Umlaufräder<B>P6</B> wirken als Zwischenräder, wodurch die Drehrichtung der Abtriebswelle umgekehrt wird.
Von der Mittelbohrung<B>60</B> der Getriebeeingangs- welle 4 in Fig. <B>1</B> gelangt<B>öl</B> durch Radlialbohrungen <B>61</B> in das Getriebe zwecks Schmierung. Das von dem Getriebe abgeschleuderte <B>öl</B> durchdringt die Reib scheibenkupplungen und nimmt die anfallende Wärme auf. Aus den Kupplungen gelangt das<B>öl</B> durch die Schlitze 64 in die Nuten<B>62</B> der Tragringe<B>63</B> für die Reibscheiben, in denen es zum ölsumpf zurückfliesst.