DE1048162B - Stroemungswandler, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge, mit einem nachgeschalteten mechanischen Wechselgetriebe - Google Patents

Stroemungswandler, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge, mit einem nachgeschalteten mechanischen Wechselgetriebe

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DE1048162B
DE1048162B DED23338A DED0023338A DE1048162B DE 1048162 B DE1048162 B DE 1048162B DE D23338 A DED23338 A DE D23338A DE D0023338 A DED0023338 A DE D0023338A DE 1048162 B DE1048162 B DE 1048162B
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DE
Germany
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converter
clutch
speed
gear
brake
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Application number
DED23338A
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English (en)
Inventor
Dipl-Ing Manfred Burckhardt
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Daimler Benz AG
Original Assignee
Daimler Benz AG
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Publication date
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Publication of DE1048162B publication Critical patent/DE1048162B/de
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H47/00Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing
    • F16H47/06Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the hydrokinetic type

Description

  • Strömungswandler, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem nachgeschalteten mechanischen Wechselgetriebe Die übliche Verbindung eines Strömungswandlers mit einem zusätzlichen Wechselgetriebe weist verschiedene Nachteile auf. Diese treten besonders bei Bergabfahrten störend in Erscheinung, da der Wandler an sich nur ein geringes Bremsmoment liefert und die Radbremsen infolgedessen zu oft in Anspruch genommen werden müssen. Das an sich mögliche Zurückschalten an einen kleineren Gang macht bei den bekannten Kombinationen, selbst bei kraftschlüssig, z. B, durch Reibkupplungen, geschalteten Getrieben erhebliche Schwierigkeiten. Bei formschlüssig geschalteten, synchronisierten Getrieben ist eine einfache Hintereinanderschaltung eines Strömungswandlers und eines Getriebes aus Schaltgründen praktisch ohnehin nicht möglich.
  • Die Erfindung bezieht sich demgemäß auf Strömungswandler, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem nachgeschalteten mechanischen Wechselgetriebe, mit einem zwischen der Turbinenwelle des Strömungswandlers und der Eingangswelle des Wechselgetriebes angeordneten Vo@rgelege und mit einer den Strömungswandler umgehenden Überbrückungskupplung. Das Vorgelege kann hierbei dazu dienen, vor dem Einschalten der Überbrückungskupplung die Differenz auszugleichen, welche infolge des Schlupfes des Strömungswandlers zwischen der Drehzahl der Turbinenwelle und derjenigen der-Eingangswelle besteht.
  • Die Erfindung bezweckt vor allem die Ausnutzung eines solchen Vorgeleges, um das Schalten des Wechselgetriebes praktisch völlig stoßlos zu gestalten, und besteht im wesentlichen darin, daß die überbrückungskupplung bei Drehzahlgleichheit ihrer Kupplungshälften in Abhängigkeit von einem auf die Drehzahl der Motorwelle ansprechenden Primärgeber sowie einem auf die Drehzahl der Getriebeeingangswelle ansprechenden Sekundärgeber selbsttätig einschaltbar ist. Das Schalten ist infolgedessen nicht mehr davon abhängig, daß es von dem Fahrer im richtigen, häufig jedoch verfehlten Augenblick vorgenommen wird, da es selbsttätig, unabhängig vom Willen, in Abhängigkeit vom Eintritt der Drehzahlgleichheit erfolgt. Gleichzeitig wird der Vorteil erzielt, daß die Kupplungsteile praktisch, keiner Abnutzung unterliegen. Das zusätzliche Wechselgetriebe braucht infolgedessen auch bei geeigneter Übersetzung des Wandlervo:rgeleges kein kraftschlüssig schaltbares Getriebe zu sein; vielmehr kann auch ein formschlüssiges Getriebe Verwendung finden. Die Schaltung kann derart vorgesehen sein, daß innerhalb desselben Getriebeganges bei Gleichheit von Motorwelle und Getriebeeingangswelle vom Wandlerbetrieb auf direkten Betrieb umgeschaltet wird. Durch entsprechende Auslegung des Wandlers und des Vorgeleges kann die Drehzahlgleichheit und damit die selbsttätige Umschaltung bei ,günstigstem Schlupf erzielt werden.
  • Zur Durchführung eines besonders vorteilhaften Schaltvorganges sieht die Erfindung des weiteren eine Wandlerkupplung und eine Wandlerbremse vor derart, daß der Primärgeber und der Sekundärgeber das Pumpenrad des Strömungswandlers mit der Motorwelle durch die Wandlerkupplung dann kuppeln, wenn die Drehzahl der Motorwelle größer ist als die der (ietriebeeingangswelle, und durch die Wandlerbremse dann abbremsen, wenn die Drehzahl der Motorwelle kleiner ist als die der Getriebeeingangswelle. Der Wandler kann in diesem 1=- alle als Bremse benutzt werden. Die Wandlerbremse schaltet sich hierbei z. B. selbsttätig ein, wenn die Drehzahl der Antriebsmaschine diejenige der Getriebeeingangswelle um einen bestimmten Betrag, vorzugsweise 30 %, übersteigt. Durch das Einschalten der auf das Pumpenrad wirkenden Wandlerbremse arbeitet der Wandler als Wirbelbremse und erzeugt auf diese Weise ein hohes Bremsmoment.
  • Um den Umschaltvorgang nicht vorzeitig zu beeinflussen bzw. zu stören, ist die Wandlerbremse zweckmäßig mit zeitlicher Verzögerung nach dem Schalten der Überbrückungskupplung und der Wandlerkupplung anziehbar. Auch kann eine Wechselschaltvorrichtung vorgesehen sein, die das gleichzeitige Einschalten der Wandlerkupplung und der Überbrückungskupplung verhindert, sowie ferner eine Einrichtung, durch welche die Automatik wirkungslos gemacht werden kann, In einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung ist ferner ein durch den Primärgeber und den Sekundärgeber steuerbarer Umschalter vorgesehen, welcher mit relativ zur Drehzahl der Getriebeeingangswelle steigender Drehzahl der Motor- @velle in einer ersten Stellung der W andlerkupplung ein-, die Überbrückungskupplung sowie die Wandlerbremse dagegen ausschaltet, in einer zweiten Stellung die Wandlerkupplung sowie die Wandlerbremse aus-und die Überbrückungskupplung einschalt°t und in c,iner dritten Stellung die Wandler- sowie die Überbrückungskupplung aus- und die Wandlerbremse ein-:chaltet.
  • In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 die Prinzipdarstellung eines aus einem Strömungswandler und einem nachgeschalteten mechanischen Wechselgetriehe bestehenden Getriebeaggregates mit elektrischer Schaltautomatik des @@-andlers, Fig. 2 ein gleiches Getriebeaggregat, jedoch mit einer anderen Ausführung der Wandlerkupplung bzw. der Überbrückungskupplung, und Fig. 3 eine weitere Ausführungsform des Getriebeaggregates mit vom Wandler und vom Voxgelege getrenntem nachgeschaltetem Wechselgetriebe, wobei in Fig.2 und 3 der Einfachheit halber die Schaltautomatik für die Kupplungen bzw. die Wandlerbremse fortgelassen, das Getriebeaggregat jedoch in Verbindung mit einer entsprechenden Schaltautomatik zu denken ist.
  • In Fig_ 1 ist die Motorwelle 10 durch eine kraftschlüssig wirkende, elektromagnetisch steuerbare Kupplung 48 (Wandlerkupplung) mit dem Pumpenrad oder der Primärschale 12 des Wandlers gekuppelt. Eine Wandlerbremse 13 kann die Primärschale ab= bremsen. Innerhalb der Primärschale 12 befindet sich das Turbinenrad oder die Sekundärschale 14, welche auf die di e Motorwel 1e umschl ieß ende Hohlwelle 15 aufgekeilt ist, sowie das z. B. fest mit dem Gehäuse verbundene Leitrad 17. Die Hohlwelle 15 steht über das @"orgelege 16, 16 ca, 16 b mit der Vorgelegewelle 18 in Antriebsverbindung. Auf der Vorgelegewelle 18 befinden sich jeweils die einen Zahnräder 122a, 124a, 125a. und 126a der die Übersetzungen des 3., 2. und 1. Ganges vermittelnden Getriebezahnradpaare, deren Gegenzahnräder mit 122 b, 124 b, 125 b und 126 b bezeichnet sind. Die letztgenannten Zahnräder sind auf einer Getriebeausgangswelle 127 lose drehbar gelagert und durch Kupplungen 128, 129, 130 und 131, welche z. B. formschlüssig mittels Klauen od. dgl. geschaltet werden, mit der Welle 127 kuppelbar. Eine als Überbrückungskupplung dienende elektromagnetische Kupplung 51 für den 4. Gang kann die Motorwelle 10 mit der Getriebeeingangswelle 120 kuppeln.
  • An Stelle der formschlüssig schaltbaren Kupplungen 128 bis 131 können gegebenenfalls auch kraftschlüssig schaltbare Kupplungen verwendet werden.
  • Ebenso können an Stelle der elektromagnetisch schaltbaren Kupplungen 48 und 51 mechanisch, hydraulisch, pneumatisch oder in sonstiger Weise schaltbare Kupplungen vorgesehen sein, wie auch die Wandlerbremse 13 in beliebiger geeigneter Weise betätigt werden kann.
  • In dem Schaltschema nach Fig. 1 sind der Einfachheit halber elektrisch schaltbare Kupplungen als Wandler- und Überbrückungskupplung sowie eine elektrisch schaltbare Wandlerbremse angenommen. Als Schaltfühler dienen hierbei einerseits ein von der Motorwelle 10 angetriebener Generator 33, der sogenannte Primärdrehzahlgeber, und andererseits ein von der Getriebeeingangswelle 120 angetriebener Generator oder Sekundärdrehzahlgeber 34. Der Geber 33 z4 irkt auf die Spule 35, der Geber 34 auf die Spule 36. Die Spule 35 enthält einen verschiebbaren Magnetkern 37, die Spule 36 einen Magnetkern 38. Die beiden Magnetkerne 37 und 38 sind über einen um eine Achse 39 drehbar gelagerten waagebalkenartigen Hebel 40 miteinander verbunden, welcher die beiden weiteren Hehela.rme 41 und 42 trägt. Der Hebelarm 41 kann mit dem Anschlagkontakt 43 und dem Schleifkontakt 44, der Hebelarm 42 mit dem Anschlagkontakt 45 in Berührung gebracht werden. Von der Batterie 46 führt eine Leitung 47 zu der als Wandlerkupplung dienenden Magnetkupplung 48 und von dieser eine Leitung 49 zum Anschlagkontakt 43 zurück. Von der Batterieleitung 47 zweigt ferner eine Leitung 50 ab zu der als Überbrückungskupplung dienenden Magnetkupplung 51, von welcher eine Leitung 52 zum Schleifkontakt 44 zurückführt. Von der Batterie führt außerdem eine Leitung 53 zur Magnetspule 54 und von dieser eine Leitung 55 zum Anschlagkontakt 45. Der Magnet 54 betätigt mittels seines Ankers 56 die Wandlerbreinse 13. Der Waagebalken 40 mit seinen Armen 41 und 42 ist ferner über die Leitung 57 mit dem anderen Pol der Batterie verbunden.
  • Ist die Motordrehzahl gegenüber der Getriebeeingarngsdrehzahl sehr groß bzw. steht die Getriebeeingangswelle 120 still, so. überwiegt die Kraft des Solenoides 35. Der Hebel 40 nimmt die Stellung <-1 ein, und der Arm 41 steht mit dem Kontakt 43 in Berührung, schließt also über die Leitung 49 den Stromkreis der Kupplung 48. Bei steigender Drehzahl der Getriebeeingangswelle 120 liefert der Generator 34 in steigendem Maße Strom, so daß schließlich der Hebel 40 entgegen der Wirkung des Solenoides 35 im Uhrzeigerdrehsinn gedreht wird, bis durch den Arm 41 über den Schleifkontakt 44 und die Leitung 52 die Magnetkupplung 51 ein- und die Kupplung 48 ausgeschaltet wird (Stellung B des Hebels 40).
  • Die Generatoren 33 und 34 bzw. die Solenoide 35 und 36 sind nun derart ausgelegt, daß dieses Umschalten stattfindet, wenn der Wandler - etwa in Übereinstimmung mit der später erwähnten Formel -in seinem günstigsten Bereich arbeitet. Wird in diesem Augenblick z. B. vom 1. auf den 2. Gang umgeschaltet, kann der 2. Gang stoßlos eingerückt werden. Das Einschalten des 2. Ganges kann hierbei entweder von Hand erfolgen, indem z. B. eine an den Schleifkontakt 44 angeschlossene Anzeigevorrichtung den Umschaltzeitpunkt anzeigt, oder es kann auch halb-oder vollautomatisch erfolgen. Der erstere Fall liegt z. B. dann vor, wenn der neue Gang bereits von Hand vorgewählt wurde, das Umschalten jedoch erst mit dem Eintreten der Schaltbedingungen selbsttätig erfolgt, beispielsweise durch eine Gangschaltvorrichtung, welche vom Hebel 40 bedient, z. B. an den Schleifkontakt 44 angeschlossen ist. Bei vollautomatischer Schaltung bedient der Hebel 40 oder ein entsprechendes Organ zweckmäßig einen Stufenschalter, welcher nacheinander die einzelnen Gänge des Getriebes schaltet.
  • Infolge der Automatik ist dadurch vom Wandlerbetrieb in einem unteren, z. B. 1. Gang auf Überbrückungsbetrieb in einem höheren, z. B. 2. Gang übergeschaltet worden.
  • Ist trotz der Automatik, z. B. infolge Vorwahl oder durch Betätigen einer Vorrichtung zum Ausschalten der Automatik, eine Überdrehzahl der Getriebeeingangswelle 120 möglich, so erzeugt der mit derselben verbundene Generator 34 (z. B. infolge Compound-Charakteristik) so viel Strom, daß sich der Hebel 40 weiter im Uhrzei:gerdrehsinn bewegt. Dadurch wird über den Arm 41 auch der Schleifkontakt 44 wieder ausgeschaltet und in der Stellung des Hebels 40 über den Arm 42, den Kontakt 45 und die Leitung 55 der Magnetspule 54 der Wandlerbremse 13 Strom zugeführt. Hierdurch wird die Primärschale 12 des Wandlers stillgesetzt, wodurch der Wandler als Flüssigkeitswirbelbremse wirkt und ein kräftiges Bremsmoment erzeugt. Infolge der Unterbrechung des Stromes am Schleifkontakt 44 wird gleichzeitig die Isupplung 51 ausgerückt; der Motor läuft somit leer und ist vor einem Überdrehen geschützt. Er sinkt dann sofort in der Drehzahl ab, während gleichzeitig auch durch die Wandlerbremse die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 120 sinkt, so daß sich rasch Drehzahlgleichheit einstellt. Nach dem Absinken der Wagenfahrgeschwindigkeit kann nun gefahrlos geschaltet und infolge des durch den Wandler und das Vorgel.ege 16 bzw. 19 erzielten Synchronlaufes die Kupplung 21 stoßfrei eingerückt werden.
  • Gegebenenfalls kann eine Verriegelung vorgesehen sein, welche bei Überdrehzahlen ein Herausnehmen des Ganges verhütet. Dies könnte beispielsweise durch den Sekundärgeber 34 erfolgen.
  • Wird an Stelle einer elektrischen Automatik eine hydraulische oder pneumatische Automatik verwendet, so können als Primär- und Sekundärdrehzahlgeber Pumpen und statt der Solenoide Druckkolben vorgesehen sein.
  • Das Wandlervo-rgelege kann dem Wandler statt nach- auch vorgeschaltet sein, oder es kann gleichzeitig ein dem Wandler vor- und ein dem Wandler nachgeschaltetes Vorgelege vorgesehen sein. Auch kann eine Einrichtung vorgesehen sein, durch welche die Automatik unwirksam gemacht werden kann, z. B. ein Schalter in der Leitung 57, welcher gegebenenfalls zugleich bei Unterbrechung dieser Leitung die Batterie 46 wechselweise unmittelbar mit den Erregerwicklungen der Kupplungen 48 bzw. 51 zu verbinden gestattet.
  • Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich von derjenigen nach F ig. 1 lediglich dadurch, daß an Stelle der elektromagnetischen Kupplungen 48 bzw. 51 andere kraftschlüssig schaltbare Kupplungen 11 bzw. 21, z. B. hydraulisch betätigte Lamellenkupplungen od. dgl., vorgesehen sind.
  • Im Falle des Ausführungsbeispiels nach Fig. 3 sind im Gegensatz zu den Ausführungsbeispielen nach Fig.1 und 2 das Vorgelege und das Wechselgetriebe voneinander getrennt in den Antrieb eingeschaltet. Die Vorgelegewelle 18 steht in diesem Falle über ein vom Wechselgetriebe gesondertes Vorgelege 19, 19 a, 19 b mit der Getriebeeingangs.wel.le 20 in Verbindung. Eine kraftschlüssig geschaltete Überbrückungskupplung 21 kann die Wellen 10 und 20 unmittelbar miteinander verbinden. An die Welle 20 schließt sich ein Wechselgetriebe an, welches aus den Zahnradpaaren 22, 24, 25 und 26 besteht, wobei jeweils die Zahnräder 22 a, 24 a, 25 a und 26 a dieser Zahnradpaare fest auf der Vorgelegewelle 23 des Wechselgetriebes angeordnet sind. Das auf der Welle 20 fest angeordnete Zahnrad 22 b ist durch eine Kupplung 28 mit der Getriebeausgangswelle 27 zum Erzielen eines direkten oder 4. Ganges kuppelbar, während zum Erzielen eines 3., 2. und 1. Ganges die auf der Welle 27 lose gelagerten Zahnräder 24 b, 25 b und 26 b durch Kupplungen 29; 30 und 31 mit der Welle 27 verbunden werden können.
  • Die Kupplungen sind vorzugsweise als keibkupplungen oder andere kraftschlüssige Kupplungen ausgebildet, können jedoch, ebenfalls w:e in den vorerläuterten Ausführungsbeispielen, als formschlüssige Kupplungen vorgesehen werden. Im Falle von kraftschlüssigen Kupplungen kann das Schalten in der nachfolgend beschriebenen Weise vor sich gehen, wobei vorausgesetzt wird, daß die Getriebeeingangswelle mit der gleichen 20 im Drehzahl günstigsten wie s die Wandler- Motorwelle 10 umläuft.
  • Zum Anfahren wird die Motorwelle 10 über die Kupplung 11 mit der Primärschale oder dem Primärrad:12 verbunden, wodurch das Turbinenrad 14 mit einer sehr hohen Anfahrw andlung über die Hohlwelle 15, das Vorgelege 16, die Vorgelegewelle 18 und das Zahnradpaar 19 auf die Welle 20 zu wirken beginnt. Die Kupplung 21 ist vorläufig noch geöffnet. Hierdurch ergibt sich eine Übersetzung ins Schnelle, die vorzugsweise entsprechend dem günstigsten Wandlerverhältnis mit 30% gewählt ist.
  • Läuft daher - nach dem Hochfahren des Motors und des Wandlers bei sich allmählich verringerndem Schlupf und bei einem Anfahrvorga rig entsprechend der Wandlerkennlinie - die Hohlwelle 15 im günstigsten Wandlerbereich (in = 0,7) etwa um 30 0/0 langsamer als die Motorwelle, so ist infolge der Übersetzung des Vorgeleges 16,19 ins Schnelle die Drehzahl der Welle 20 ungefähr gleich derjenigen der Motorwelle 10. Die Kupplung 21 kann infolgedessen ohne Relativdrehung der beiden Kupplungshälften stoßfrei eingerückt werden.. Hierauf wird die Kupplang 11 gelöst. Der Wandler läuft leer mit, und der Wagen fährt ohne Wandl.erverluste mit direktem Antrieb zwischen dem Motor und dem Abtrieb: (z. B. der Antriebswelle eines Kraftfahrzeuges).
  • Bei nachgeschaltetem Wechselgetriebe kann hierbei das Ausschalten des bisherigen und das Einschalten des neuen Ganges unmittelbar nach dem Ausrücken der Überbrückungskupplung 21 und dem Einrücken der Wandlerkupp.lung 11 stattfinden.
  • Währenddas Aufwärtsschalten im allgemeinen keine Schwierigkeitenbereitet,sdnd dieVerbältnissebeimAbwärtsschalten wesentlich komplizierter. Die Wandlerbremse 13 wird zweckmäßig so an die Automatik angeschlossen, daß sie - bei gleichzeitiger Lösung der-Wandlerkupplung und der Überbrückungskupplung -stets dann in Tätigkeit tritt, wenn die Getriebedrehzahl - z. B. bei Bergabfahrt - einen bestimmten Betrag über der Motordrehzahl liegt. Die Größe dieses Betrages richtet sich nach der Elastizität des Motors und dürfte in der Regel etwa 30 °/o betragen.
  • Die angezogene Wandlerbremse hält das Pumpenrad fest und bremst dadurch das vom Getriebe bzw. von den Fahrzeugrädern angetriebene Turbinenrad hydraulisch. Die Turbinenraddrehzahl sinkt daher sehr schnell ab, bis Gleichgewicht zwischen dem Antriebsmoment und dem Bremsmoment herrscht. Vorzugsweise wird jedoch die Automatik derart vorgesehen, daß bereits vor Erreichen dieses Gleichgewichtes, und zwar dann, wenn die Motorwelle und die Getriebeeingangswelle gleiche Drehzahl haben, die Wandlerbremse 13 wieder gelöst und -die Überbrückungskupplung 21 eingerückt wird. Es wird alsdann mit dem :Motor weitergebremst, während bei angezogener Wandlerbremse der Motor abgekuppelt ist und im Leerlauf läuft.
  • Durch eine solche Automatik wird erreicht, daß jederzeit zurückgeschaltet und der Motor nicht überdreht werden kann. Das ist vor allem auch für Dieselmotoren von Vorteil, bei denen eine Drehzahlbegrenzung besonders notwendig ist. Die Bedienung ist sehr einfach, was an zwei Beispielen erläutert sei.
  • Bei Bergauffahrt laufe der Motor mit Vollgas. Stellt nun der Fahrer fest, daß der eingelegte Gang zum Überwinden der Steigung nicht ausreicht, schaltet er zurück, d. h., es wird zunächst lediglich die Überbrückungskupplung 21 gelöst und die Wandlerkupplung 11 eingerückt, also auf Wandl-erbetrieb umgeschaltet. Die Stellung des Leistungsregelgliedes, z. B. eines Gasfußhebels, kann hierbei unverändert bleiben. Hierauf wird mit geringer zeitlicher Verzögerung der niedrigere Gang mittels der zugehörigen kraftschlüssigen, Kupplung eingeschaltet, was durch den gleichen Schalthebel wie das wechselweise Schalder Kupplungen 21 und 11 erfolgen kann. Dadurch wird die Drehzahl desTurbinenrades 14 erhöht. Gleichzeitig hat jedoch der während des Schaltvorganges praktisch ohne Last laufende Motor inzwischen seine Drehzahl so gesteigert, daß er nahezu die Drehzahl des Turbinenrades erreicht hat. Außerdem wird durch den Fahrwiderstand die Drehzahl des Turbinenrades vermindert, bis wieder Drehzahlgleichheit zwischen der Motorwelle 10 und der Getriebeeingangswelle 20 herrscht, Die Wandl.erbremse 13 wird infolgedessen normalerweise nicht in Funktion treten, da die Drehzahl der Getriebeeingangswelle während des beschriebenen Schaltvorganges bei Aufwärtsfahrt in der Regel nicht über den vorbestimmten Grenzbetrag von z. B. 30°/o über die Drehzahl der Motorwelle steigen wird.
  • Der Fahrer braucht hierbei also nur den das Vorwählen der Gänge bewirkenden Schalthebel umzulegen, wodurch die Kupplung 21 aus-, die Kupplung 11 ein- und hierauf der vorgewählte niedere Gang eingerückt wird. Das Angleichen der Drehzahlen, sowie das Wiedereinrücken der Überbrückungskupplung 21 (bei gleichzeitigem Ausrücken der Wandlerz> 11) erfolgt alsdann automatisch.
  • Etwas anders verläuft der Schaltvorgang bei Bergabfahrt. Der Motor arbeite hierbei im oberen Drehzahlbereich. Gelingt es dem Fahrer trotz der Motorbremse nicht, die Geschwindigkeit züi halten, so wird er durch Betätigen des Vorwärtshebels zurückschalten. Hierbei spielen sich im einzelnen folgende Vorgänge ab Zunächst wird wieder die Überbrückungskupplung 21 aus- und die Wandlerkupplung 11 eingerückt, der Motor also mit dem Pumpenrad des Wandlers verbunden. Beim weiteren Verstellen des Vorwähl hebels wird der niedrigere Gang eingelegt. Dadurch wird die Drehzahl des Turbinenrades wesentlich erhöht, so daß die Drehzahl der Getriebeeingangswelle diejenige der Motorwelle so weit übersteigt, daß die Wandlerbrem:se zu wirken beginnt.
  • Zweckmäßig ist jedoch die Wandlerbremse unter Zwischenschalten einer Verzögerungseinrichtung an die Automatik angeschlossen, damit nicht die normale Ausgleichsbewegung durch die Automatik übertrumpft wird. Die NTerzögerungszeit beträgt hierbei vorteilhaft etwa 1 bis 2 Sekunden.
  • Die Automatik trennt nun den Motor ab und bremst das Pumpenrad des Wandlers ab. Dadurch verringert sich die Fahrgeschwindigkeit, was so lange geschehen kann, wie es der Fahrer für richtig hält. Ist die gewünschte Geschwindigkeit erreicht, gibt der Fahrer zügig Gas. Infolgedessen wird der Motor, der in der Zwischenzeit im Leerlauf arbeitete, beschleunigt. Sobald c? ie Motorwelle 10 gleich schnell wie die Getriebeeingai2gswelle 20 umläuft, wird die Wandlerhremse 13 gelöst und der Motor direkt mit dem Getriebe verbunden.
  • Der Fahrer braucht also nur den Gangwählschalter zu betätigen, Gas wegzunehmen und nach Erreichen der gewünschten Geschwindigkeit wieder Gas zu geben. Der Motor kann nicht überbeansprucht werden. Eine Fehlschaltung ist unmöglich. Im Gefahrenfall kann der Fahrer unmittelbar z. B. von einem 4. Gang auf einen 1. Gang zurückschalten. Dadurch wird ein sehr großes Bremsmoment wirksam, das den Wagen in kürzester Zeit abbremst. Die gesamte Bremsenergie wird dabei vom Hydrauliköl aufgenommen und in Wärme umgesetzt. Bei Fahrzeugen, bei denen mit häufigem Bremsen gerechnet werden maß, ist daher unter Umständen ein Ölkühler notwendig. Die hydraulische Bremsung hat dabei den Vorteil, daß sie sehr weich und zügig einsetzt.
  • Das Betätigen der Automatik kann in gleicher Weise wie im Falle des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 erfolgen. Die hierbei verweiIdeten Drehzahlgeber können, wie auch im Falle des ersten Ausführungsbeispiels, WechseIstromgeneratoren sein, die eine der Drehzahl proportionale Spannung liefern, oder Ölpumpen, deren Fördermenge proportional der Drehzahl ist. Diese Drehzahlgeber betätigen den Schalter der Automatik so, daß sie bei einer Drehzahl der Getriebeeingangswelle 20, welche niedriger als diejenige der Motorwelle 10 ist, die Wandlerkupplung 11 einschalten, die Bremse 13 und die Kupplung 21 dagegen lösen, bei Drehzahlgleichheit die Überbrückungskupplung 21 einrücken, die Kupplung 11 und die Bremse 13 dagegen lösen und. bei z. B. mehr als 30(1/o voreilender Getriebeeingangswelle die Wandlerbremse 13 einschalten und gleichzeitig die Kupplungen 11 und 21 ausrücken.
  • Die vorerwähnte Schaltweise kommt im allgemeinen nur für kraftschlüssig schaltbare Getriebe in Frage, da das Schalten vom Wandlerbetrieb auf den Überbrückungsbetrieb innerhalb des bereits vorher eingeschalteten neuen Ganges erfolgt, die Angleichung der Drehzahlen also erst nach dem Einschalten desselben erfolgt.
  • Soll jedoch das Getriebe formschlüssig, z. B. durch Verschieberäder, Klauen. Synchronkupplungen od. dgl., geschaltet werden, so ist es in der Regel notwendig, das Einschalten des neuen Ganges erst nach erfolgtem Angleichen, also vorzugsweise zusammen mit dem Übergang vom Wandlerbetrieb auf den Überbrükkungsbetrieb vorzunehmen. Dies kann zweckmäßigerweise derart geschehen, daß zunächst #ri einem niederen Gang im Wandlerbetrieb gefahren und alsdann im günstigsten Wandlerbereich auf den nächstfolgenden Gang unter Überbrücken des Wandlers übergeschaltet wird. Grundsätzlich besteht hierbei kein Unterschied, ob das Getriebe nach Fig.3 (mit nachgeschaltetem Wechselgetriebe) oder nach Fig. 1 und 2 ausgebildet ist, wobei in letzterem Falle die in Fig. 3 vorgesehenen Zahnradpaare 19 und. 22 im Zahnradpaar 122 (122a., 122 U) vereinigt sind. Bei verschiedenen Übersetzungsverhältnissen der Zahnradpaare 19 i.nd 22 in Fig. 3 wären diese in der nachfolgenden Berechnung natürlich zu berücksichtigen.
  • Ist hierbei (entsprechend. Fig. 1 und 2) in = Drehzahlverhältnis zwischen Pumpenrad und Turbinenrad des Wandlers, a", = Übersetzung des Wandlervomgeleges 16, io = Übersetzung des Getriebevorgeleges 122, i1 = Übersetzung des 1. Ganges 126, i2 = Übersetzung des: 2. Ganges 125, i = Übersetzung des 3. Ganges 124, so gilt bei gleichem Stufensprung Der Schaltvorgang spielt sich nun grundsätzlich wie folgt ab: Im Leerlauf sind sämtliche Kupplungen geöffnet und die Getriebegänge ausgerückt.
  • Vor dem Anfahren werde der 1. Gang (Übersetzung 126 mittels Kupplung 131) und zum Anfahren zunächst wieder die Kupplung 11 eingerückt.
  • Die Übersetzung des Wandlervorgeleges 16 sei nun so gewählt, daß bei einem günstigsten Drehzahlverhältnis i" apt des Wandlers in einem unteren Gang, also z. B. im 1. Gang, nach dem Ausrücken der Kupplung 11 und gleichbleibenden Drehzahlen der Motorwelle 10 sowie der Getriebeausgangswelle 127 die Getriebeeingangswelle 120 sich nach dem Umschalten auf den nächsthöheren, also z. B. den 2. Gang (Zahnradpaar 125), mit gleicher Drehzahl wie die Motorwelle 10 dreht. Sind n," = Drehzahl der Motorwelle 10, ne = Drehzahl der Getriebeeingangswelle 120, nY = Drehzahl der Vorgelegewelle 123, na = Drehzahl der Getriebeausgangswelle 127, und zwar nal, nag, zta3 im 1., 2. bzw. 3. Gang, so ergibt sich formelmäßig ein Umschaltpunkt als Abtriebsdrehzahl der Welle 127 im 1. Gang mit Wandler: IZal = lZe ' 20 # 22.
  • Da nun voraussetzungsgemäß na, = nag und ne = n," sein soll, erhalten wir die Bedingung: 20 22 2" a't i' il oder Wählt man also die Übersetzung nach der obigen Gleichung, so erhält das Fahrzeug im 1. Gang mit Wandler die Geschwindigkeit, die es, im 2. Gang ohne Wandler bei gleicher Motordrehzahl erhalten würde.

Claims (6)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Strömungswandler, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem nachgeschalteten mechanischen Wechselgetriebe, mit einem zwischen der Turbinenwelle des Strömungswandlers und der Eingangswelle des Wechselgetriebes angeordneten Vorgelege und mit einer den St.öm-ungswandler umgehenden Überbrückungskuppli-ng, wobei das Vorgelege zum Ausgleich der Differenz der Drehzahl der Turbinenwelle und der der Eingangswelle infolge des Schlupfes des Strömungswandlers vor dem Einschalten der Überbrückungsktipplung dient, dadurch gekennzeichnet, daß die Überbrückungskupplung (21 bzw.51) bei Drehzahlgleichheit ihrer Kupplungshälften in Abhängigkeit von einem auf die Drehzahl der Motorwelle (10) ansprechenden Primärgeber (33) und von einem auf die Drehzahl der Getriebeeingangswelle (20 bzw. 120) ansprechender. Sekundärgeber (34) selbsttätig einschaltbar ist.
  2. 2. Strömungswandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärgeber und der Sekundärgeber das Pumpenrad (P) des Strömungswandlers mit der Motorwelle (10) durch eine Wandlerkupplung (11 bzw. 48) dann kuppeln, wenn die Drehzahl der Motorwelle größer ist als die der Getriebeeingangswelle, und durch eine Wandlerbremse (13) dann abbremsen, wenn die Drehzahl der Motorwelle kleiner ist als die der Getriebeeingangswelle.
  3. 3. Strömungswandler nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlerbremse mit zeitlicher Verzögerung nach dem Schalten der Überbrückungskupplung (21) und der Wandlerkupplung anziehbar ist.
  4. 4. Strömungswandler nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Wechselschaltvorrichtung, die das gleichzeitige Einschalten der Wandlerkupplung und derÜberbriickungskupplung verhindert.
  5. 5. Strömungswandler nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch den Primärgeber und den Sekundärgeber steuerbarer -Umschalter mit relativ zur Drehzahl der Getriebeeingangswelle steigender Drehzahl der Motorwelle in einer ersten Stellung die Wandlerkupplung ein-, die Überbrückungskupplung sowie die Wandlerbremse dagegen ausschaltet, in eitler zweiten Stellung die Wandlerkupplung sowie die Wandlerbremse aus- und die Überbrückungskupplung einschaltet und in einer dritten Stellung die Wandlersowie die Überbrückungskupplung aus- und die Wandlerbremse einschaltet.
  6. 6. Strömungswandler nach Ansprüchen .1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, mit deren Hilfe die Automatik wirkungslos gemacht werden kann. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 849 361, 853 594, 937 447; österreichische Patentschriften Nr. 160 432, 177 668; USA.-Patentschriften Nr. 2 449 586, 2 722 133.
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