DE1062125B - Stroemungsgetriebe fuer Fahrzeuge - Google Patents
Stroemungsgetriebe fuer FahrzeugeInfo
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Description
DEUTSCHES
kl. 63 c 34/01
INTERNAT. KL. B 62 A
PATENTAMT
B 43033 H/63 c
ANMELDETAG: 5. J A N U A R 1957
BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
ADSLEGESCHRIFT: 23. JULI 1959
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
ADSLEGESCHRIFT: 23. JULI 1959
Die Erfindung bezieht sich auf ein Strömungsgetriebe für Fahrzeuge, das mit einem Pumpenrad,
einem Turbinenrad und einem Reaktionselement ausgestattet ist, die zusammen einen hydraulischen Kreislauf
bilden; zwischen dem Turbinenrad und der Abgabewelle ist eine kraftschlüssige Kupplung, d. h. eine
Reibungskupplung, angeordnet; außerdem sind ein durch eine Druckflüssigkeit verschiebbarer, die Kupplung
betätigender Kolben und ein Ventil zum Steuern des Ein- und Ausrückens der Kupplung vorgesehen.
In dem hydraulischen Kreislauf wird eine Flüssigkeit, in der Regel öl, durch das angetriebene Laufrad in
Umlauf gesetzt und treibt das Turbinenrad an, das seinerseits, beispielsweise über eine Welle, auf das
Antriebsorgan des Fahrzeugs einwirkt. In der Haupt-Sache werden derartige Strömungsgetriebe zum Antrieb
von Fahrzeugen verwendet, wobei das Turbinenrad auf das Zahnradgetriebe einwirkt, das zum Erzielen
unterschiedlicher Antriebsgeschwindigkeiten dient. Das Strömungsgetriebe nach der Erfindung
kann aber auch bei Fahrzeugen für andere Zwecke verwendet werden, die nicht unmittelbar dem Antrieb
des Fahrzeuges dienen. In jedem Falle ist es aber erforderlich, zwischen dem Turbinenrad und dem
Zahnradgetriebe eine Kupplung, und zwar eine Reibungskupplung, vorzusehen. Formschlüssige Kupplungen,
wie z. B. Zahnradkupplungen, können für derartige Zwecke keine Anwendung finden.
Es sind schon Strömungsgetriebe bekanntgeworden, bei denen zwischen dem Turbinenrad und der Abgabewelle
eine Reibungskupplung vorgesehen ist, die durch einen verschiebbaren Einrückkolben betätigt wird;
hierbei wird der Kolben auf einer Seite mit Druckflüssigkeit beaufschlagt. Diese bekanntgewordenen
Einrichtungen sind mit einem Ventil zum Steuern des Ein- und Ausrückens der Kupplung ausgestattet.
Die Erfindung hat zur Aufgabe, bei derartigen Strömungsgetrieben den Schlupf der kraftschlüssigen
Kupplung wirksam zu vermeiden, selbst wenn das größtmögliche Drehmoment übertragen wird. Dies
wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein Kanal zur unmittelbaren Zuführung der Flüssigkeit aus dem
hydraulischen Kreislauf zu der einen Seite des die Kupplung einrückenden Kolbens vorgesehen ist, so
daß der Einrückdruck für die kraftschlüssige Kupplung
mit der Zunahme des hydraulischen Druckes in dem durch das Pumpenrad, das Turbinenrad und das
Reaktionselement gebildeten Kreislauf infolge der Übertragung eines größeren von dem Pumpenrad auf
das Turbinenrad ausgeübten Drehmomentes zunimmt.
Ein Strömungsgetriebe, bei dem der angetriebene Teil der Kupplung zwischen dem treibenden Kupplungsteil
am Turbinenrad und dem die Kupplung einschaltenden Kolben angeordnet ist, ist erfindun^s-Strömungsgetriebe
für Fahrzeuge
Anmelder:
Brockhouse Engineering Limited,
West Bromwich (Großbritannien)
West Bromwich (Großbritannien)
Vertreter: Dr.-Ing. W1 Stuhlmann, Bochum,
und Dr.-Ing. B. Bloch,
Berlin-Wilmersdorf, Ballenstedter Str. 17,
Patentanwälte
Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 6. Januar und 8. Juni 1956
Großbritannien vom 6. Januar und 8. Juni 1956
Albert Leslie Catiss, Crossens, Southport
(Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
gemäß dadurch gekennzeichnet, daß das Turbinenrad zwischen dem Pumpenrad und dem treibenden Kupplungsteil
angeordnet ist, der unmittelbar an dem Turbinenrad sitzt, und das Turbinenrad axial zu dem die
Kupplung einrückenden Kolben hin verschiebbar ist, so daß, wenn die Kupplung eingeschaltet ist, der getriebene
Kupplungsteil auf beiden Seiten unter Druck steht, der auf der einen Seite durch die infolge des
Druckes in dem hydraulischen Kreislauf erfolgende Verschiebung des Turbinenrades zu dem Kolben hin
und auf der anderen Seite durch den auf die Außenseite des Kolbens wirkenden Druck in dem Ölraum
ausgeübt wird. In weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens ist das Gehäuse des Strömungsgetriebes
mit einer Anschlagfläche versehen, gegen die sich eine benachbarte Fläche des die Kupplung einrückenden
Kolbens legen kann, wenn infolge einer Zunahme des Druckes in dem hydraulischen Kreislauf die Kupplung
selbst durch eine axiale Verschiebung des Turbinenrades zum Kolben hin eingerückt wird, wobei der
Kupplungseinrückdruck weiter erhöht wird. Der die Kupplung einrückende Kolben ist erfindungsgemäß
durch Feder und Nut gleitbar mit dem Turbinenrad verbunden, so daß, wenn die Kupplung eingerückt ist,
ein Teil des treibenden Drehmomentes von dem Turbinenrad über den Kolben auf den getriebenen Kupplungsteil
übertragen wird.
Das Strömungsgetriebe gemäß der Erfindung kann mit einer zusätzlichen hydraulisch schaltbaren Kupp-
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lung für einen unmittelbaren, von dem hydraulischen Kreislauf unabhängigen Antrieb ausgestattet sein;
hierbei liegt erfindungsgemäß die Kupplung für den unmittelbaren Antrieb in dem gleichen Gehäuse wie
die Kupplung zwischen dem Turbinenrad und der Abgabewelle. Zweckmäßig wird die Kupplung für den
unmittelbaren Antrieb ringförmig um die Kupplung zwischen dem Turbinenrad und der Abgabewelle herum
angeordnet. In weiterer Ausbildung der Erfindung ist
Wenn bei dem Strömungsgetriebe nach der Erfindung ein zweites Ventil angeordnet ist, das die hydraulische
Betätigung der Kupplung für den unmittelbaren Antrieb steuert, so ist erfindungsgemäß die Ventilspindel
dieses zweiten Ventils mechanisch mit der Ventilspindel zum Betätigen der Kupplung zwischen
dem Turbinenrad und der Abgabewelle verbunden.
In weiterer Ausbildung der Erfindung wird die Ventilspindel für den unmittelbaren Antrieb durch
dem Turbinenrad und der Abgabewelle betätigt. ,
Die Zeichnungen zeigen £kf"Ausführungsbeispierder
Erfindung. Es bedeutet
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Strömungsgetriebes für ein Motorfahrzeug in Verbindung mit einem Getriebe
mit Zwischenwelle, teilweise im Schnitt,
Fig. 2 eine Seitenansicht eines Teiles der Vorrichtung gemäß Fig. 1 in vergrößertem Maßstabe, teilweise
die Kupplung für den unmittelbaren Antrieb durch io einen Regler und die Kupplung für den unmittelbaren
einen Einrückkolben schaltbar, der zusätzlich und un- Antrieb über das Ventil für die Kupplung zwischen
abhängig von dem Kolben für das Einrücken der
Kupplung zwischen dem Turbinenrad und der Abgabewelle auf der dem Turbinenrad abgekehrten Seite des
Kolbens angeordnet ist und dem die Druckflüssigkeit 15
mit einem höheren Druck zuführbar ist, als er in dem
hydraulischen Kreislauf herrscht.
Kupplung zwischen dem Turbinenrad und der Abgabewelle auf der dem Turbinenrad abgekehrten Seite des
Kolbens angeordnet ist und dem die Druckflüssigkeit 15
mit einem höheren Druck zuführbar ist, als er in dem
hydraulischen Kreislauf herrscht.
Erfindungsgemäß besteht das Ventil zum Steuern
der Kupplung zwischen dem Turbinenrad und der Abgabewelle aus einer Ventilspindel, die in einem Ventil- 20 im ^Schnitt,1 gehäuse axial verschiebbar ist, wobei einer Hochdruck- Fig. 3 einen Querschnitt gemäß Linie 3-3 der Fig. 2,
der Kupplung zwischen dem Turbinenrad und der Abgabewelle aus einer Ventilspindel, die in einem Ventil- 20 im ^Schnitt,1 gehäuse axial verschiebbar ist, wobei einer Hochdruck- Fig. 3 einen Querschnitt gemäß Linie 3-3 der Fig. 2,
einlaßöffnung die durch eine vom Pumpenrad ange- Fig. 4 eine Seitenansicht eines Teiles gemäß Fig. 3
triebene Pumpe geförderte Flüssigkeit zuführbar ist, jn Richtung des Pfeiles 4, teilweise im Schnitt,
zwei axial im Abstand voneinander befindliche Hoch- Fig. 5 einen vergrößerten Querschnitt eines Teiles
druckauslaßöffnungen zum Ein- und Ausrücken der 25 gemäß Fig. 2 mit Einzelheiten des Steuerungsventils
Kupplung dienen und zwei axial entfernt voneinander für die Kupplung,
liegende Niederdrucköffnungen entweder beim Ein- Fig. 6, 7 und 8 schematische Teilschnitte, die die
kuppeln mit der die Kupplung lösenden Auslaßöffnung Bedienung der in Fig. 5 gezeigten Ventile zeigen,
oder beim Auskuppeln mit der die Kupplung schließen- Fig. 9 eine abgeänderte Ausführungsform gemäß
den Hochdruckauslaßöffnung verbindbar sind. Die 30 Fig. 5,
Fig. 10, 11, 12 und 13 schematische Teilschnitte zur
Erläuterung der Arbeitsweise der Ventile gemäß Fig. 9, Fig. 14 einen Schnitt durch die obere Hälfte eines
weiteren Strömungsgetriebes gemäß der Erfindung,
Fig. 15 einen waagrechten Schnitt durch einen Teil der Vorrichtung gemäß Fig. 14 in vergrößertem Maßstab
in Richtung des Pfeiles 15,
Fig. 16 eine schematische Darstellung der Kupplungssteuervorrichtung
gemäß Fig. 15,
Fig. 17 die Endansicht eines Ventilgehäuses einer weiteren Ausführung der Kupplungssteuerventile gemäß
der Erfindung,
Fig. 18 und 19 die Querschnitte
Linien 18-18 bzw. 19-19 der Fig. 17,
Linien 18-18 bzw. 19-19 der Fig. 17,
Fig. 20 den Querschnitt gemäß Linie 20-20 der Fig. 17 (Teile in eingerückter Kupplung),
Fig. 21 eine Darstellung gemäß Fig. 20 bei ausgerückter Kupplung,
Fig. 22 eine Seitenansicht eines Teiles einer abge-
Entkupplungslage hinaus hydraulisch einen Anschlag- 50 wandelten Ausführungsform des Strömungsgetriebes
kolben, der sich an die mit der Abgabewelle umlaufende mit üblichem Getriebe mit Zwischenwelle, teilweise im
A-nschlagscheibe anlegt. Schnitt, wobei das Getriebe in ausgeschalteter Stellung
In weiterer Ausbildung der Erfindung verbindet gezeigt ist,
eine Kupplungsanschlagöffnung im Ventilgehäuse den Fig. 23 eine Einzeldarstellung eines Teiles gemäß
Anschlagkolben mit der Pumpe, wenn die Ventilspindel 55 Fig. 22,
über die Entkupplungslage hinaus verschoben ist. Fig. 24, 25 und 26 schematische Querschnitte gemäß
Fig. 22, die die einzelnen Teile bei dem Langsamgang, dem Rückwärtsgang, dem mittleren und schnellen Gang
zeigen.
Fig. 1 bis 8 zeigen ein Strömungsgetriebe für ein Motorfahrzeug mit einem hydrokinetischen Drehmomentwandler
30, der zwischen der mit dem Antriebsmotor verbundenen Treibwelle 31 und der mit
ihr gleichachsig angeordneten Abgabewelle 32 liegt, druckventil besteht erfindungsgemäß aus einem feder- 65 Die Abgabewelle 32 ist mit der Eingangswelle 33 eines
belasteten Kolben, dessen beide Seiten mit den Hoch- Getriebes 34 mit Zwischenwelle verbunden, dessen
druckauslaßöffnungen des Ventils verbunden sind, wo- Ausgangswelle 35 die Kraft auf die Fahrzeugräder
bei ein Nebendurchlaß eine unmittelbare Verbindung überträgt. Der Drehmomentwandler 30 ist von bezwischen
den beiden Seiten des federbelasteten Kolbens kannter Bauart und besteht aus einem mit Schaufeln
in der ausgerückten Lage der Kupplung herstellt. 70 versehenen Pumpenrad 36, einem Turbinenrad 37 so-
Ventilspindel selbst weist erfindungsgemäß zwei axial entfernt voneinander liegende Kolben auf, die zwischen
sich einen Hohlraum haben, in dem die eine Hochdruckeinlaßöffnung mündet; ferner liegen an den
beiden Enden des Ventilkörpers die Niederdrucköffnungen, während die Hochdruckauslaßöffnungen
zwischen der Hochdruckeinlaßöffnung und den Niederdrucköffnungen liegen. Der Abstand zwischen dem
Kolben der Ventilspindel ist größer als der Raum zwischen der Hochdruckeinlaßöffnung und den Hochdruckauslaßöffnungen.
Ein Strömungsgetriebe, bei dem ein durch das Turbinenrad des hydraulischen Kreislaufes antreibbares
Zahnradwechselgetriebe vorgesehen ist, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß ein die Ventilspindel
mechanisch bedienender Arm einen verschiebbaren Gleitkolben an eine mit der Abgabewelle umlaufende
Anschlagscheibe anlegt. Die Ventilspindel betätigt erfindungsgemäß bei einer Bewegung über die
gemäß den
Erfindungsgemäß ist ein Druckentlastungsventil vorgesehen zum Aufrechterhalten eines maximalen
Druckes in dem Raum zwischen dem Turbinenrad und dem Kolben, der geringer ist als der Arbeitsdruck im
hydraulischen Kreis. Außerdem ist erfindungsgemäß ein einen Druckunterschied zwischen den Räumen auf
den beiden Seiten des Kolbens aufrechterhaltendes Differentialdruckventil angeordnet. Dieses Differential-
wie Reaktionselementen 38. Das Pumpenrad 36 ist mit dem Schwungradkranz 39 auf der Treibwelle 31 verbunden,
der auch das Turbinenrad 37 umschließt. Der Drehmomentwandler ist in ein ortsfestes Gehäuse 41
eingeschlossen, dessen Inneres als Niederdruckbehälter für die hydraulische Flüssigkeit, z.B. öl, dient, das
durch das Pumpenrad in bekannter Weise durch den hydraulischen Kreislauf getrieben wird.
Das nur in einer Richtung umlaufende Reaktionselement 38 ist in an sich bekannter Weise über das
Freilaufrad 42 auf dem einen Ende der feststehenden Hohlwelle 43 des Reaktionselementes gelagert, dessen
anderes Ende an dem ortsfesten Gehäuse 41 verankert ist. Die Hohlwelle 43 umfaßt die Turbinenwelle.
Das Pumpenrad 36 und das Turbinenrad 37 sind neben dem Reaktionselement in an sich bekannter
Weise auf der Hohlwelle 43 drehbar gelagert. An der Lagerung des Reaktionselementes 38 auf der Hohlwelle
43 sind zwei axial in einer bestimmten Entfernung voneinander angeordnete Ringe 44 vorgesehen,
die sich gegen benachbarte ringförmige Einstellteile 45 legen, von denen der eine am Pumpenrad, der andere
am Turbinenrad befestigt ist. Das Turbinenrad 37 kann sich gemäß Fig. 2_nach links axial_vojn_Fdum.penrad
36 fort nach dem Schwungrad 40 zu um einen be- schränRien"T?efrägr~verscEfebHi'. Dj esgsTäX KIe "VeF-Schieben:
jgrfolgt unter" dem" fm Jtnnern des Momentwandlers
herrschehdenTiydrauliscnen Druck, wobei ein
weiter Spielraum zwischen den Ringteilen 44 und 45 für das Zuführen von öl in das Innere des Momentwandlers
entsteht.
Das Öl wird durch eine Pumpe 46 in das Innere des Momentwandlers gefördert. Die Pumpe speist sich aus
dem Innern des Gehäuses 41 und wird von dem Pumpenrad 36 aus durch ein Zahnrad 47 angetrieben,
wobei das öl von der Pumpe über einen oder mehrere axiale Kanäle 48 zwischen der Hohlwelle 43 und der
Turbinenwelle 42 dem Drehmomentwandler zugeführt wird; das öl tritt dann über nicht dargestellte Kanäle
in die Hohlwelle 43 und um das Ende dieser herum zu den Ringteilen 44 und 45 sowie zwischen diesen hindurch
in das Innere des Drehmomentwandlers.
An der äußeren, dem Pumpenrad 36 abgekehrten und dem Schwungrad 40 zugekehrten Seite des Turbinenrades
37 ist ein ringförmiger Kupplungsteil 49 starr befestigt, der eine Bohrung besitzt, die erheblich
größer ist als der Durchmesser der Turbinenwelle, so daß sie einen ölraum 50 bildet, der öl unter hohem
Druck zum Lösen der Kupplung aufnehmen kann.
Zwischen dem Kupplungsteil 49 und dem Schwungrad 40 ist ein scheibenartiger, die Kupplung einrückender
Kolben 52 vorgesehen, der an seinem Umfang mittels Nut und Feder 54 axial gleitbar an einem
starr mit dem Kupplungsteil 49 und dem Turbinenrad 37 verbundenen Kupplungskranz 55 geführt ist, so daß
der Kolben 52 ein Drehmoment auf den getriebenen Teil der Kupplung übertragen kann. Der Kolben 52 ist
bei 56 auf der Turbinenwelle lose gelagert, so daß er während der Kupplungs- und Entkupplungsbewegung
lJ und (lUll Kupplung
ppgranz 55 und dem füiljiiieii
frei gleiten kann.
Bei 57 ist zwischen dem Schwungradkranz 39 einerseits und dem Kupplungskranz 55 und dem Turbinenrad
37 andererseits ein Spielraum vorgesehen; außerdem befindet sich ein Spielraum zwischen den beiden
benachbarten Kanten des Turbinenrades 37 und des Pumpenrades 36, so daß das öl unter hohem Druck
von der Pumpe in das Innere des Drehmomentwandlers gefördert werden kann,., wobei es um den Umfang des
Kupplungskranzes in einem Raum 58 zwischen dem Schwungrad und dem benachbarten Ende des Kupp
lungskolbens eintritt. Der angetriebene Kupplungsteil 59 liegt zwischen dem treibenden Kupplungsteil 49 und
dem Kolben 52 und ist mit den Kupplungsflächen 51 und 53 auf entgegengesetzten Seiten ausgestattet,
durch die er mit dem treibenden Kupplungsteil 49 und dem Kolben 52 in Eingriff treten kann; der Kupplungsteil
59 ist bei 60 auf der Turbinenwelle 32 gleitend befestigt.
ίο Wenn öl unter hohem Druck von der Pumpe 46
zum Drehmomentwandler und zu dem Raum 58 zwischen dem Schwungrad 40 und dem Einrückkolben
52 gefördert wird, wird dieser axial verschoben und verbindet über den treibenden Kupplungsteil 49 das
Turbinenrad 37 mit der Turbinenwelle 32; der Antrieb wird hierbei von dem Kupplungsteil 59 und dem Kolben
52 auf den angetriebenen Kupplungsteil 59 übertragen. Der innere Teil des angetriebenen Kupplungsteiles
59 erstreckt sich in den Raum 50, der durch radiale ao Durchgänge 61 der Turbinenwelle 32 mit dem hohlen
Innenraum dieser Welle verbunden ist, die über ein Ventil 62 mit der Pumpe 46 in Verbindung steht und
dem Raum 50 Drucköl zum Entkuppeln zuführt. Das Ventil 62 kann, wie später beschrieben wird, gleichzeitig
das Innere des Drehmomentwandlers mit dem Innern des Gehäuses 41 verbinden, das unter atmosphärischem
Druck steht, wobei der Kupplungskolben 52 nach dem Schwungrad zu gleitet, um die Kupplung
zu lösen. Dieses Lösen des Kupplungskolbens wird durch den Anschlag der Flächen 63 begrenzt, die
zwischen der Feder und Nut 54 sowie dem Kupplungskranz 55 liegen. Diese Entkupplungsbewegung wird
durch die öffnungen 59 α in dem angetriebenen Kupplungsteil
59 erleichtert, die die beiden Teile des Raumes 50 zu beiden Seiten des Kupplungsteiles^öJ^
miteinander verbinden. Das Entkuppeln erfolgt durch eine umgekehrte Bewegung des Ventils 62, durch die
das Drucköl über die Kanäle 48 in das Innere des Drehmomentwandlers geleitet wird, und von hier aus
durch den Raum 57 am Umfang nach dem Raum 58, um den Einrückkolben 52 gleichzeitig mit der Verbindung
des Raumes 50 mit dem Innenraum des Gehäuses 51 über das Ventil 62 unter Druck zu setzen.
Wie in Fig. 4 bis 8 gezeigt ist, besitzt das Ventil 62 einen mechanisch zu betätigenden Anschlag. Diese/f
besteht aus einem Ventilgehäuse 64 innerhalb des Gehäuses 41, in dem axial gleitbar eine die Kupplung
betätigende Ventilspindel 65 angeordnet ist. Das Ventil gemäß Fig. 4 ist mit fünf öffnungen versehen,
nämlich mit einer Hochdruckeinlaßöffnung,86, die£
durch ein Rohr 66 a (Fig. 3) mit dem Ausgang des Pumpenrades 36 verbunden und in der Mitte des Gehäuses
angeordnet ist, mit axial voneinander entfernten, an einander gegenüberliegenden Seiten der Hochdruckeinlaßöffnung
66 befindlichen, unter Hochdruck stehenden öffnungen 67 und 68 für das öffnen und
Schließen der Kupplung sowie mit den beiden Niederdrucköffnungen 69 und 70 an den Enden des Ventilgehäuses
64. Die Anordnung dieser öffnungen ist in -60 Fig. 6 bis 8 gezeigt, die die Arbeitsweise des Ventils
62 erläutern.
Das Ventil 65 ist mit zwei axial entfernt liegenden Kolben 71 und 72 versehen, die zwischen sich einen
Ringraum bilden, der in Verbindung mit der Hochdruckeinlaßöffnung 66 steht. In der Kupplungsstellung
gemäß Fig. 4, 5 und 6, in der eine Ventilstange 73 nach dem Pumpenrad 36 zu vorragt, ist die Einlaßöffnung
66 mit der öffnung 67 zum Einschalten der Kupplung und über den Kanal 48 mit dem Innern des
Drehmomentwandlers sowie von hier aus über den
Kanal 57 mit dem Raum 58 an der Außenseite des Einrückkolbens 52 verbunden, um diesen in der Kupplungslage
zu halten. Bei dieser Stellung der Ventilspindel 65 gemäß Fig. 6 ist die Auslaßöffnung 68 mit
der Niederdrucköffnung 70 verbunden, also mit dem Innern des Gehäuses 41, das unter atmosphärischem
Druck steht, und da die für das Schließen der Kupplung dienende Öffnung 67 über den radialen Kanal 74
(Fig. 5) mit dem Innern der Abgabewelle 32 und von hier aus über den Durchgang 61 mit dem Raum 50 verbunden
ist, steht auch dieser unter atmosphärischem Druck. Wenn die Ventilstange 73 der Spindel 65 so
niedergedrückt ist, daß diese nach rechts gleitet, werden die Kolben 71 und 72 zuerst in eine Zwischenstellung
gemäß Fig. 7 gebracht, in der die Auslaßöffnung 68 vom Kolben 52 teilweise freigegeben ist, so
daß der Eintritt von Drucköl in den Raum 50 für das öl zum Lösen der Kupplung beginnt, bevor der Kolben
71 die zum Schließen der Kupplung dienende Auslaßöffnung 67 vollkommen geschlossen hat. ao
Ein derartiges Steuern des Ventils bedingt sowohl ein sanftes Entkuppeln als auch ein sanftes Einkuppeln
bei der umgekehrten Bewegung, bei der, wie aus Fig. 7 hevorgeht, das Hochdrucköl wieder in das Innere des
Drehmomentwandlers eintritt und von hier dem Raum
58 zufließt, bevor die Auslaßöffnung 68 mit der Niederdrucköffnung 70 verbunden ist, um ein Entlasten
des Öls in dem Raum 50 zu bewirken.
Wenn die Ventilspindel 65 weiter nach rechts verschoben wird, bewegt sie sich in die Entkupplungsstellung,
die in Fig. 8 gezeigt ist, in der die Auslaßöffnung 68 vollkommen geöffnet ist, um den vollen Öldruck
in den Raum 50 gelangen zu lassen; gleichzeitig wird die Auslaßöffnung 67 von der Einlaßöffnung 66
vollkommen abgeschlossen und steht hinter der Ventilstange 73 in Verbindung mit der benachbarten Niederdrucköffnung
69, so daß ein Entlasten des Drucköles in dem Raum 58 an der Außenseite des Einrückkolbens
52 erfolgen kann.
Auf diese Weise gleitet der Kolben 52 unter der Wirkung des durch den Durchgang 61 in den Raum 50
geführten Hochdrucköles gemäß Fig. 2 nach links, so daß sein Druck gegen den angetriebenen Kupplungsteil
59 aufgehoben wird, wodurch dieser nicht mehr am antreibenden Kupplungsteil,S^ anliegt und somit die
Kupplung gelöst ist. f3
Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, ist die Ventilspindel 65 im Gleichgewicht, da die einander gegenüberliegenden
Flächen der Kolben 71 und 72 unter dem Druck der Einlaßöffnung 66 liegen, so daß die
Spindel leicht verschoben werden kann. Die Rückbewegung der Spindel 65 bei Entlastung der Ventilstange
73 erfolgt durch eine Druckfeder 75 (Fig. 4). Die Bewegung zum Lösen der Kupplung wird mechanisch
durch eine Welle 76 bewirkt, die mit dem nicht dargestellten Kupplungspedal verbunden ist. Die
Welle ist innerhalb des Gehäuses drehbar gelagert und besitzt einen Arm 77, dessen äußeres Ende sich gegen
das Ende der Ventilstange 73 legt und diese zwecks Entkuppeins niederdrückt, wenn das Kupplungspedal
betätigt wird.
Das Einkuppeln geschieht durch die umgekehrte Bewegung der Ventilspindel 65, bei der sich diese aus der
Stellung gemäß Fig. 8 über die Zwischenstellung gemäß Fig. 7 in die Kupplungsstellung gemäß Fig. 6 zurückbewegt,
so daß zunächst öl unter hohem Druck in den Drehmomentwandler geleitet und alsdann der
Öldruck in dem Ölraum 50 entlastet wird.
Zwischen der Welle 76 und der Ventilspindel 65 ist ein Gleitkolben 78 eingeschaltet, der an seinem äußeren
Ende eine Stange 79 trägt (Fig. 4 und 5), die zum Anliegen an den mittleren Teil des Armes 77 kommt,
wenn dieser sich in die Entkupplungsstellung bewegt hat (Fig. 4).
Der innere Teil des Gleitkolbens 78 verschiebt sich gemäß Fig. 5 axial zur Bewegungsrichtung der Ventilspindel
65 in dem einen Ende einer axial gleitenden Anschlaghülse 80, deren anderes Ende geschlossen ist.
Zwischen diesem geschlossenen Ende und der Stirnfläche des Gleitkolbens 78 liegt eine Druckfeder 82, die
eine Überbeanspruchung verhindert, wenn der Fahrer das Kupplungspedal zu stark über die normale Entkupplungsstellung
hinaus niederdrückt.
Die Anschlaghülse 80 gleitet selbst axial in einem rohrförmigen Gehäuse 83, das von einer leichten Rückholfeder
84 umgeben ist, die zwischen einer Schulter des Gehäuses und einem Ende einer ringförmigen
Kappe 85 auf die Hülse 80 wirkt und sich mit ihr bewegt, während der flanschartige Deckel 86 der Kappe
um eine nach außen gerichtete Schulter des Gleitkolbens 78 her umfaßt.
Das geschlossene Ende 81 der Hülse 80 trägt eine Reibscheibe 87, die sich gegen eine Anschlagscheibe 88
bewegen kann, die ihrerseits durch Feder und Nut gleitend auf der Außenseite der Welle 32 gelagert ist.
Die gegenüberliegende Seite dieser Scheibe 88 kann sich gegen eine zweite Reibscheibe 89 an einem benachbarten
feststehenden Teil 98 des Gehäuses 41 legen, der das Ventilgehäuse 64 trägt, in dem der Gleitkolben 78
und die ihm zugehörigen Teile angeordnet sind.
Unter der Wirkung der Rückholfeder 84 ist die Reibscheibe 87 in der Hülse 80 üblicherweise von der
Anschlagscheibe 88 frei, so daß auch die Welle 32 frei
ist. Wenn das Kupplungspedal über das für eine volle Entkupplungsbewegung der Ventilspindel 65 erforderliche
Maß hinaus niedergedrückt wird, legt sich der Arm 77 gegen die Stange 79 des Gleitkolbens 78,
drückt diesen nieder und verschiebt damit über die Feder 82 die Anschlaghülse 80, so daß sich diese gegen
die Anschlagscheibe 88 zwischen den beiden Reibscheiben 87 und 89 legt und die Drehung der bereits
ausgekuppelten Welle 32 in bekannter Weise schnell unterbricht. Eine derartige Stoppvorrichtung für die
Kupplung ist nur erforderlich, wenn das durch das Strömungsgetriebe zu übertragende Drehmoment verhältnismäßig
hoch ist; da bei der beschriebenen Ausführungsform der einzige mit der Welle32 verbundene
Teil der Kupplung die verhältnismäßig leichte Anschlagscheibe 88 ist, ist die Trägheit des mit der Eingangsseite
des Getriebekastens verbundenen Teiles weitmöglichst verringert.
Der Einrückkolben 52 ist in der Nähe der Welle 32 mit einer Anschlagfiäche 90 zur Aufnahme eines Axialdruckes
versehen; die Fläche 90 kann in Anlage mit einer Anschlagfläche 91 an der inneren Seite der Nabe
des Schwungrades 40 kommen (Fig. 2); dies erfolgt bei geschlossener Kupplung unter dem hydraulischen
Druck, der innerhalb des Drehmomentwandlers entwickelt wird, während das Turbinenrad 37 axial von
dem Pumpenrad nach links gemäß Fig. 1 fortbewegt wird, wobei die Fläche 90 in Anlage an die Anschlagfläche
91 gebracht wird. Der in der Zeichnung dargestellte Zwischenraum zwischen diesen Flächen ermöglicht
es dem Einrückkolben 52, sich von dem angetriebenen Kupplungsteil 59 in die Entkupplungsstellung
zu bewegen, wenn der Druck im Innern des Drehmomentwandlers und des Raumesl 58 entlastet ist.
Der Kupplungsdruck wird also von dem hydraulischen Druck innerhalb des hydraulischen Kreislaufes
abgeleitet; hieraus folgt, daß jede Zunahme des hy-
Γ 062125
draulischen Druckes in dem Drehmomentwandler selbsttätig eine entsprechende Zunahme des hydraulischen
Druckes in dem ölraum 58 bewirkt, so daß dadurch selbsttätig der Druck auf den Einrückkolben 52
und damit der Kupplungsdruck an der Kupplung selbst erhöht wird.
Der hydraulische Druck im Drehmomentwandler hängt zum Teil von dem Druck der Pumpe 46 ab;
wenn aber beim Betrieb das Öl dem Drehmomentwandler von der Pumpe unter vollem Druck zugeführt
wird, d. h. wenn die Ventilspindel 65 in der Einkuppelstellung ist und das Laufrad mit erheblicher Geschwindigkeit
rotiert, wird das öl im Drehmomentwandler einer Zentrifugalkraft unterworfen, wodurch der hydraulische
Druck erheblich gesteigert wird; unter den gleichen Bedingungen erfolgt in ähnlicher Weise eine
Druckzunahme im Raum 58.
Beim Betrieb des Drehmomentwandlers ist das Turbinenrad 37 außerdem dem hydraulischen Druck unterworfen,
der von den kinetischen Kräften auf das öl innerhalb des Drehmomentwandlers entsteht und der
das Turbinenrad in axialer Richtung von dem Pumpenrad fortbewegt (nach links gemäß Fig. 2);
durch den Verschiebedruck wird der axial gleitende angetriebene Kupplungsteil 59 zusammen mit dem
Einrückkolben 52 so lange verschoben, bis die an ihm angeordnete Fläche 90 in Anlage mit der Anschlagflache
91 am Schwungrad 40 tritt. Da das Schwungrad 40 starr mit dem Pumpenrad 36 verbunden ist, wird
die gesamte Druckwirkung bei einer Zunahme des Druckes im Drehmomentwandler durch diese aneinander
zur Anlage gelangenden Flächen 90 und 91 aufgenommen und über die Flächen 51 und 53 auf den
angetriebenen Kupplungsteil 59 übertragen, so daß der Kupplungsdruck auf den Kupplungsteil 59 bei Betrieb
noch weiter vergrößert wird, wenn der größte hydraulische Druck im Innern des Drehmomentwandlers erzeugt
wird.
Hierdurch wird erreicht, daß bei Höchstdruck im Innern des Drehmomentwandlers die Kupplung das
größte Drehmoment ohne Schlupf auf die Welle 32 überträgt.
Die Anordnung der aneinander anliegenden Flächen 90 und 91 macht die Übertragung eines besonders
hohen Drehmoments ohne Schlupf möglich, ohne das es erforderlich wird, einen unerwünscht hohen Öldruck
in dem hydraulischen Kreislauf anzuwenden, um einen sicheren Kupplungseingriff zu erzielen.
Wenn die Welle 32 stark belastet ist, wird sowohl durch den Zentrifugaldruck als auch durch den Längsdruck
auf das Turbinenrad 37 eine feste Kupplung aufrechterhalten. Diese beiden Faktoren machen zusätzlich
nicht nur einen niedrigeren Höchstdruck der Pumpe, sondern auch ein sanftes Einkuppeln möglich.
Der Druck innerhalb des die Kupplung ausrückenden Raumes 50 ist beim Ausrücken der Kupplung
erheblich niedriger als der Druck, der erforderlich ist, um die Kupplung ohne Schlupf bei der Übertragung
des höchsten Drehmomentes in Eingriff zu haltendes ist in jedem Falle zweckmäßig, zu hohe Entkupplungsdrücke
in dem Raum 50 zu vermeiden, da beim Ausrücken der Kupplungskolben 52 nur an seinem äußeren Umfang an der Druckfläche 63 gehalten
wird und zerstört werden könnte, wenn er nicht einen unerwünscht starken Querschnitt besitzt.
Die Notwendigkeit, den Kolben 52 derart stark auszuführen, wird durch das Verringern des Entkupplungsdruckes
im Raum 50 auf einen verhältnismäßig niedrigen Wert vermieden; dieses Verringern wird
durch ein Entlastungsventil 92 üblicher Form und durch eine federbelastete Spindel erreicht, die über
den Kanal 93 gemäß Fig. 2 mit dem Innern der Welle 32 in Verbindung steht.
Beispielsweise kann bei einem Ausgangsdruck der Pumpe 46 in Höhe von 5 kg/cm2 das Druckentlastungsventil
so eingestellt werden, daß ein Entlasten auf ungefähr 2 kg/cm2 erfolgt; auf diese Weise wird im
Raum 50 ein Höchstdruck erhalten, der erheblich unter dem Druck innerhalb des Drehmomentwandlers und des
ίο Raumes 58 liegt, wenn die Kupplung eingerückt wird.
Im Innern der Welle 32 liegt eine mittlere Welle 29, die mit einem Hilfspumpenantrieb verbunden ist, der
nicht Gegenstand der Erfindung ist und daher; auch nicht beschrieben wird. ^ \\\M'.'j i,\\- ·1;
Das Einkuppeln und das Auskuppeln des Zahnradwechselgetriebes wird nur durch den Öldruck bewirkt;
dies kann erfolgen durch einen von Hand zu betätigenden Hebel, der entweder mit dem Getriebeschalthebel
des Fahrzeuges verbunden oder auch an der
so Steuersäule des Fahrzeuges angebracht sein kann. In
diesem Falle wird an Stelle der vorbeschriebenen mechanischen Bedienung eine hydraulische Bedienung
notwendig, und die federbelasteten Kolben sowie die Gleithülse für das Bedienen des Kupplungsanschlages
gemäß Fig. 3 bis 5 können fortfallen. Es kann eine Ausführungsform gemäß Fig. 9 benutzt werden.
Bei dieser geänderten Ausführungsform nach Fig. 9,
die im übrigen auch in Fig. 10 bis 13 gezeigt ist, isr*
des Ventilgehäuse 64 der Ventilspindel 65 für die Kupplung mit einer weiteren Anschlagöffnung 94 versehen,
die zum Steuern des Kupplungsanschlages dient und in der Wandung des Gehäuses 64 zwischen der
Auslaßöffnung 68 für das Entkoppeln und dem benachbarten Ende des Gehäuses derart angeordnet ist,
daß sie über die Niederdrucköffnung 70 und den benachbarten Niederdruckauslaß 95 mit dem Innern des
Gehäuses verbunden ist, wenn sich die Ventilspindel 65 in einer in Fig. 9 und 10 gezeigten Lage befindet,
in der die Kupplung geschlossen ist, und wenn die Spindel 65 sich in die in Fig. 11 gezeigte Zwischenstellung
bewegt, in der das Drucköl bereits in den Raum 50 geleitet wird, bevor die ölzufuhr zum Drehmomentwandler
endgültig unterbrochen ist.
Beim Bewegen der Spindel 65 in die Entkupplungsstellung gemäß Fig. 12 ist die Kupplungsanschlagöffnung
94 durch den benachbarten Kolben 72 vollständig geschlossen. Bei einem weiteren Verschieben der
Spindel 65 über diese Stellung hinaus bewegt sich der Kolben 72 über die Öffnung 94 hinaus, so daß diese
jetzt mit der Einlaßöffnung 66 verbunden ist, wenn sich die Spindel in ihrer Endlage gemäß Fig. 13 befindet,
in der die Hochdruckauslaßöffnung 68 noch mit der Hochdruckeinlaßöffnung 66 verbunden ist.
Das Drucköl, das jetzt der Öffnung 94 zugeführt wird, wird durch den axialen Kanal 96 im Ventilgehäuse
64 in das Innere eines hohlen, ringförmigen Anschlagkolbens 97 für die Kupplung geleitet, der die
Welle 32 umgibt und eine begrenzte axiale Gleitbewegung innerhalb einer ringförmigen Aussparung in
einem ringförmigen feststehenden Teil 98 ausführen kann, der im Gehäuse gelagert ist und sowohl das Ventilgehäuse
64 als auch die Hohlwelle 43 des Reaktionselementes trägt.
Der Anschlagkolben 97 hat eine Reibscheibe 87, die mit der einen Seite mit der Anschlagscheibe 88 in Eingriff
tritt, und kann in ähnlicher Weise mittels Feder und Nut auf der Welle 32 gleiten. Die gegenüberliegende
Seite des Kolbens legt sich gegen eine zweite Reibscheibe 89 an den ortsfesten Teil 98, so daß bei
Stellung der Spindel 65 gemäß Fig. 13 das öl unter
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Druck von der Einlaßöffnung 66 durch die Anschlagöffnung 94 und den axialen Kanal 96 hindurch in das
Innere des Anschlagkolbens 97 gelangen kann und die Anschlagscheibe 88 kuppelt, während er bei Freigabe
der Spindel durch den Druck der Feder 75 gemäß Fig. 9 und 13 nach links verschoben wird und damit
die Öffnung 94 wieder in Verbindung mit dem Innern des Gehäuses 41 gelangt, um den Druck auf den Anschlagkolben
97 zu entlasten, der sich dann von der Anschlagscheibe 88 unter Wirkung der Rückholfedern
97 a fortbewegt. Es gibt eine Anzahl derartiger Rückholfedern 97a zwischen dem Anschlagkolben 97 und
dem Teil 98 in Abständen voneinander über den Umfang
der Anschlagscheibe 88 verteilt, um ein wirksames Auskuppeln der Scheibe 88 zu erreichen.
Um die Entkupplung herbeizuführen, muß der Handhebel von Hand um einen Anfangsbetrag verschoben
werden, während bei einem weiteren Verschieben die Spindel 65 selbst weiterverschoben wird
und in der beschriebenen Weise den Kupplungsanschlag einschaltet.
Wenn eine unmittelbare Kupplung zwischen Motor und Getriebe vorgesehen ist, um einen unmittelbaren
Antrieb im Verhältnis von 1 :1 vom Motor auf die Eingangswelle 33 des Getriebes zu erzielen, ohne daß
irgendein Teil des Antriebes durch den hydraulischen Kreislauf hindurchgeht, muß die Ausführungsform in
der aus Fig. 14 bis 16 sich ergebenden Weise geändert werden, indem eine im Verhältnis von 1 :1 antreibende
Kupplung zwischen der mit der Eingangswelle des Getriebekastens verbundenen Abgabewelle 32 und dem
Antriebsmotor, beispielsweise dem Pumpenrad 36, vorgesehen wird, wobei das Rad 36 mit der Motordrehzahl
umläuft.
Bei einer derartigen Anordnung gemäß Fig. 14 wird das Pumpenrad 36 vom Schwungrad 40 über eine
Hülse 99 angetrieben, die neben ihrer Verbindung mit dem Schwungradkranz eine radiale Kupplungsfläche
100 für die direkte Kupplung aufweist, die sich gegen einen Kupplungsring 101 legen kann. Innen gleitet der
Kupplungsring bei 102 mittels Feder und Nut auf dem Umfang des mit dem Turbinenrad 37 umlaufenden
Kupplungskranzes 55 der Wechselgetriebekupplung, wie sich aus Fig. 2 ergibt.
Die Endfläche 103 des Kupplungsringes 101, die der Fläche 100 der Hülse 99 gegenüberliegt, kann mit dem
Kranz des Einrückkolbens 104 in Anlage kommen, der an seinem Umfang bei 105 mittels Feder und Nut an
der Pumpenradhülse neben deren Verbindung mit dem Schwungrad 40 geführt ist. Wenn der Kolben 104
nach dem Turbinenrad 37 hin verschoben wird, erfolgt eine direkte Übertragung des Antriebes von der Hülse
99 über den Kupplungsring 101 und den Kranz 55 auf das Turbinenrad 37 und wird von letzterem über den
angetriebenen Kupplungsteil 59 auf die Welle 32 übertragen.
Der gesamte Kraftweg verläuft dann über die beiden vorerwähnten Kupplungen, ohne daß irgendein Teil
über den Drehmomentwandler übertragen wird, so daß ein direkter Antrieb vom Motor zum Getriebe im Verhältnis
von 1 :1 erfolgt.
Bei dieser Anordnung wird das in Fig. 15 und 16 gezeigte Ventil getrennt von dem Ventil für die Getriebeumschaltung
von einer besonderen Einrichtung gesteuert, die das Einschalten der gewöhnlichen, in der
Entkupplungsstellung befindlichen, unmittelbaren Antriebskupplung bewirkt. Zu diesem Zweck ist die Welle
32 mit einer axialen Bohrung 106 versehen, deren eines Ende über eine radiale öffnung 107 mit einem Kanal
108 für die Kupplung zum unmittelbaren Antrieb in Verbindung steht. Dieser Kanal liegt in einem Teil des
Ventilgehäuses 64. Das andere Ende der axialen Bohrung 106 steht mit einem Hochdrucköl aufnehmenden
Raum 109 in Verbindung, der zwischen der Innenseite des Schwungrades 40 und der benachbarten Endfläche
des Einrückkolbens 104 angeordnet ist.
Die gegenüberliegende Fläche des Einrückkolbens
" 104 ist dem Öldruck des Raumes 58 ausgesetzt, um die Wechselgetriebekupplung einzuschalten. Um unter
ίο diesen Bedingungen sicherzustellen, daß sich der Einrückkolben
104 in die Kupplungsstellung bewegen kann, wenn der Kolben 52 an seiner Außenseite dem
Kupplungsöldruck ausgesetzt ist, wird das öl an der Außenseite des Kolbens 104 unter einem etwas höheren
Druck zugeführt als dem Raum 58 an der Außenseite des Kolbens 52.
Zu diesem Zweck ist gemäß Fig. 16 zwischen dem Zuführrohr 66 a der Pumpe 46 und der Einlaßöffnung
66 des Steuerventils für die Wechselgetriebekupplung ein Reduzierventil 110 in Form eines federbelasteten
Kolbens 110 a eingesetzt, der die Einlaßöffnung 66 teilweise überdecken kann, so daß das öl dem Drehmomentwandler
unter einem etwas niedrigeren Druck zugeführt wird als dem Kolben 104 für die Kupplung
zum direkten Antrieb, der unter dem vollen Pumpendruck liegt. Das innere Ende des Kolbens 110a wird
durch den Kanal 110 b mit öl unter dem Druck der öffnung 66 versorgt, so daß zwischen der öffnung 66
und dem Kanal 117 ein Druckunterschied aufrechterhalten wird, der durch die Spannung der Kolbenfeder
110 c bestimmt ist.
Das Gehäuse 64 ist mit Einlaßöffnungen und Auslaßöffnungen 67 und 68 in ähnlicher Weise versehen
wie bei der Ausführung gemäß Fig. 1 bis 8; diese sind durch Kanäle 111 und 112 in dem benachbarten Teil
des Gehäuses 41 mit dem Kanal 48 um die Welle 32 verbunden, der in das Innere des Drehmomentwandlers
und zu axialen Kanälen 113 innerhalb der Welle 32 führt, die mit dem Raum 50 zum Ausrücken der
Wechselgetriebekupplung in Verbindung steht. Bei dieser besonderen Ausführungsform verlaufen die
beiden Niederdrucköffnungen 69 und 70 des Ventilgehäuses 64 radial im Gegensatz zu dem axialen Verlauf
bei der vorbeschriebenen Bauart.
Das zweite Ventil 114, das das Einkuppeln und Auskuppeln des unmittelbaren Antriebes steuert, besteht
aus einer gleitenden Ventilspindel 115, die innerhalb eines Teiles 116 des Ventilgehäuses seitlich neben der
Ventilspindel 65 gleitet (Fig. 15). Der Gehäuseteil 116 hat gemäß Fig. 16 drei öffnungen, nämlich eine Hochdruckzufuhröffnung
117, die in unmittelbarer Verbindung mit dem Rohr 66 a steht, eine öffnung 118 zum
Einschalten der Kupplung für den direkten Antrieb, die unmittelbar mit dem Kanal 108 zum Schalten der
Kupplung für den direkten Antrieb verbunden ist, und eine öffnung 119 für die Niederdruckausströmung, die
mit dem Innern des Gehäuses 41 verbunden ist.
Die Ventilspindel 115 hat z.wei axial versetzte Kolben 120 und 121, die in dem Teil 116 arbeiten. Bei
Stellung der Spindel 115 gemäß Fig. 16 wird dem Raum 109 durch die öffnung 118 hindurch öl zugeführt,
das den Einrückkolben 104 gemäß Fig. 14 nach rechts verschiebt und die Kupplung für den direkten
Antrieb einschaltet. Bei anderer Stellung der Spindel 115 liegt der Kolben 120 zwischen den öffnungen
117 und 118, während der Kolben 121 über die öffnung 119 hinaus bewegt ist und diese in Verbindung
mit der Einschaltöffnung 118 der Kupplung bringt. Hierdurch wird der Öldruck in dem Raum 109
entlastet, und der Einrückkolben 104 kann sich unter
Wirkung des Öldruckes des Raumes 58 neben dem Kolben 52 zum Schwungrad 40 bewegen. Die beiden
Spindeln 65 und 115 können auf an sich beliebige Weise miteinander gekuppelt sein, beispielsweise durch
Betätigen einer Vorrichtung, die ähnlich der in Fig. 3 und 4 gezeigten Vorrichtung ist, so daß die Spindel
115 nur dann in die Einschaltstellung für den direkten Antrieb verschoben werden kann, wenn die Spindel 65
in der Einrückstellung der Kupplung steht, so daß eine direkte Kupplung ausgeschlossen ist, solange nicht die
Wechselgetriebekupplung eingeschaltet ist. Hierbei wird der Öldruck des Raumesl 58, der auf den Einrückkolben
104 der Kupplung für den direkten Antrieb wirkt, stets unter hohem Druck stehen, wenn das
Entkuppeln erforderlich ist.
Bei der in Fig. 1 bis 8 gezeigten Ausführung ist ein in Fig. 16 schematisch gezeichnetes Druckentlastungsventil
92 angeordnet, das mit dem Kanal 112 verbunden ist, um den Druck innerhalb des Raumes 50 aus den
oben angegebenen Gründen zu begrenzen.
Bei der in Fig. 14 bis 16 gezeigten Ausführung steuert das zweite Ventil 114 durch Betätigen des
Fahrzeugführers von Hand die Kupplung für den direkten Antrieb. Dieses Ventil kann aber auch durch
einen an sich bekannten, auf Geschwindigkeit oder Drehmoment ansprechenden Regler gesteuert werden,
wobei die Kupplung für den direkten Antrieb automatisch beim Erreichen einer bestimmten Geschwindigkeit
oder eines bestimmten Drehmomentes eingeschaltet wird; eine ähnlich ausgebildete selbsttätige Ausschaltung
kann ebenfalls vorgesehen sein. Die Verwendung einer derartigen automatischen Steuerung schließt
die Möglichkeit des Stillsetzens des Antriebsmotors aus, wenn die Kupplung bei einer anderen Drehzahl
eingerückt bleibt, wie es bei einer Steuerung von Hand vorkommen kann.
Fig. 17 bis 21 zeigen eine geänderte Ausführung der Wechselgetriebekupplung, die für die Anordnung gemäß
Fig. 2 anwendbar ist; hierbei ist ein durch hydraulischen Druck betätigter Anschlagkolben gemäß
Fig. 9 und eine andere Anordnung des Druckentlastungsventils 92 vorgesehen, um ein Zerstören des
Kupplungsbolzens 52 bei gelöster Kupplung zu vermeiden.
Bei dieser Ausführungsform wird der im Raum 50 herrschende Druck nicht verringert, wenn die Kupplung
eingerückt ist, sondern er wird lediglich während des Entkuppeins teilweise gesenkt, jedoch nicht wie
bei der vorher beschriebenen Anordnung vollständig entlastet, so daß während des Auskuppeins ein verhältnismäßig
geringer, etwa 2,3 kg/cm2 betragender Druckunterschied zwischen den Räumen 50 und 58
herrscht wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2. Bei dieser abgeänderten Ausführungsform werden
beide Räume 50 und 58 zusammen mit dem Innern des Drehmomentwandlers so mit öl gefüllt gehalten, daß
das Entkuppeln als auch das Einkuppeln mit größtmöglicher Beschleunigung erfolgen kann.
Zu diesem Zweck ist in dem Ventilgehäuse 64 (Fig. 19, 20 und 21) ein kolbenförmiges Differentialdruckventil
122 angeordnet, das parallel zur Bewegungsrichtung der Spindel 65 verschiebbar ist. Die
Auslaßöffnung 67 der Spindel 65 steht hierbei mit dem Innern des Teiles 123 des Gehäuses 64 in Verbindung,
in dem das Ventil 122 axial gleitet; die Auslaßöffnung 67 befindet sich zwischen den beiden Enden des Teiles
123, zu dessen einem Ende der mit dem die Welle 32 umgebenden Ringraum verbundene Kanal 67 α führt.
An dem mit dem Innenraum des Teiles 123 in Verbindung stehenden Ende des Kanals 67 α ist an einer
Seite des Druckausgleichkanals 125 eine das Einschalten der Kupplung ermöglichende öffnung 124
vorgesehen, während an der anderen Seite ein mit dem Innern des Gehäuseteiles 123 in Verbindung stehender,
dem Ausschalten der Kupplung dienender Nebendurchlaß 126 vorgesehen ist.
An dem dem Kanal 67 a gegenüberliegenden Ende des Teiles 123 ist eine axial gerichtete öffnung 127
vorgesehen, die mit der Auslaßöffnung 68 der Spindel
ίο 65 in Verbindung steht, wobei die Spindel wiederum
über den Kanal 68 a mit dem Ölraum 50 verbunden ist. Das Differentialdruckventil 122 besteht aus einem
hohlen Kolben 128, dessen der öffnung 127 zugekehrtes
Ende geschlossen ist, während das andere Ende als hohle Stange 129 geringeren Durchmessers ausgebildet
ist, so daß bei Stellung des Ventils 122 in der inFig.20 gezeigten Stellung, d. h. in der Entkupplungsstellung,
die Auslaßöffnung 67 über den im Teil 123 liegenden, die Stange 129 umgebenden Ringraum in Verbindung
so mit dem Kanal 67a steht. Gemäß Fig. 19 liegt in der
hohlen Spindel des Ventils 122 eine Feder 130, die mit einem Ende an dem geschlossenen Ende des Kolbens
128 anliegt und mit ihrem anderen Ende in eine im Teil 123 befindliche Buchse 131 eingreift. Der Hohlraum
der Buchse 131 nimmt das Ende der Stange 129 auf, wenn das Ventil 122 aus der in Fig. 19 bis 21 gezeigten
Stellung nach rechts verschoben wird.
Die Arbeitsweise des Ventils 122 ist folgende: Wenn sich die Spindel 65 in der Kupplungsstellung gemäß
Fig. 20 befindet, steht die Auslaßöffnung 68 mit dem zugehörigen Kanal 68 a über die benachbarte Niederdrucköffnung
70 mit dem Innern des Gehäuses 41 in Verbindung; die öffnung 127 steht ebenfalls unter dem
atmosphärischen Druck des Gehäuses. Daher wird das Ventil 122 unter Wirkung der Feder 130 in die rechte
Endstellung gemäß Fig. 21 verschoben, so daß sich das Ende des Kolbens 122 gegen die Wandung des
Teiles 123 legt und dadurch die Verbindung zwischen der Auslaßöffnung 67 und dem zum Drehmomentwandler
führenden Kanal 67a vollkommen freilegt. Wenn die Spindel 65 dagegen durch den Fahrer in die
in Fig. 21 gezeigte Entkupplungsstellung bewegt wird, wobei die Einlaßöffnung 66 mit der Auslaßöffnung 68
in Verbindung steht, wie in Verbindung mit Fig. 6 bis 8 beschrieben, wird der öffnung 127 öl unter
Pumpendruck zugeführt. Gleichzeitig werden der Kanal 67 a und die öffnung 124 über die öffnungen
67 und 69 mit dem unter atmosphärischem Druck stehenden Innern des Gehäuses 41 verbunden,
so daß sich eine Druckverringerung innerhalb des Drehmomentwandlers ergibt und gleichzeitig die
öffnung 124 nach der Atmosphäre hin freigegeben wird. Hierbei steht ausschließlich die Kraft der Feder
130 dem vollen, an der öffnung 127 herrschenden Öl-SS drück entgegen, so daß die ausgezogene Feder im Verhältnis
zum vollen Pumpendruck an der öffnung 127 einen verhältnismäßig niedrigen Druck ausübt; das
Ventil 122 wird daher aus der in Fig. 20 gezeigten Stellung nach links verschoben und bewegt sich in eine
Stellung, in der die Auslaßöffnung 67 geschlossen und eine weitere Verringerung des Öldruckes im Drehmomentwandler
verhindert wird, während gleichzeitig der Nebendurchlaß 126 teilweise geöffnet wird, um ihn
in der in Fig. 21 gezeigten Weise in Verbindung mit der öffnung 127 zu bringen.
Der Außendurchmesser der Stange 129 ist geringer als der Innendurchmesser der Buchse 131, so daß auch
bei Stellung des Ventils 122 gemäß Fig. 21, d. h. bei Eintritt der Stange 129 in die Buchse ,131, der gesamte
Querschnitt des Kolbens 128 dem in der öffnung 124
herrschenden Öldruck ausgesetzt ist. Der auf das Differentialdruckventil
122 einwirkende Öldruck ist somit der Summe des Öldruckes an der öffnung 124 und des
Federdruckes der Feder 130 gleich; die Summe dieser beiden Drücke muß durch den Öldruck in der öffnung
127 ausgeglichen sein, wenn das Ventil 122 sich im Gleichgewicht befindet. Wenn die Feder 130 einen erheblichen
Druck ausübt, um das Ventil 122 nach rechts zu verschieben, muß der Druck im Kanal 125 sowie in
tragen. Die Welle 135 liegt innerhalb der hohlen Abgabewelle 132, so daß der direkte Antrieb über die
Welle 135 unabhängig von der Übertragung eines Antriebes auf die Wechselgetriebekupplung erfolgt.
Zu diesem Zweck ist die in Fig. 14 dargestellte direkte Kupplung derart abgeändert worden, daß der
Kupplungsring 101 für den direkten Antrieb mit Nut und Feder gleitend mit der Welle 135 verbunden ist.
Der Einrückkolben 104 für den direkten Antrieb ist
Antrieb gelangt, der am Schwungrad 40 zwischen dem Kupplungsring 101 und der Wechselgetriebekupplung
angeordnet ist.
Das Ein- und Ausschalten der beiden Kupplungen geschieht hydraulisch in ähnlicher-Weise wie bei den
vorher dargestellten Ausführungen.
Der Getriebekasten 34 besteht aus einer Eingangswelle 33 als Verlängerung der Abgabewelle 32. Die
den Öffnungen 124 und 126 zusammen mit dem Druck io unmittelbar an das Schwungrad 40 angesetzt und läuft
des Kanals 67 a niedriger sein als der Druck in der mit diesem um. Er kann ferner an dem Kupplungsring
öffnung 127, der dem Druck des ölraumes 50 ent- 101 der angetriebenen Kupplung in gleicher Weise zur
spricht; unter dieser Bedingung bleibt das Ventil 122 Anlage kommen wie der Einrückkolben 52 der Wechselin
der in Fig. 21 gezeigten Stellung, bei der der getriebekupplung gemäß Fig. 2, so daß der Kupplungs-Nebendurchlaß
126 teilweise offen ist, so daß an der 15 ring 101 derart verschoben wird, daß er in Anlage an
Stelle 132 in Fig. 21 eine gewisse Menge öl entweicht den treibenden Teil 136 der Kupplung für den direkten
und damit der Druck an der öffnung 127 herabgesetzt
wird.
wird.
Demnach wird der erforderliche, verhältnismäßig
niedrige Unterschied des Öldruckes zwischen den öl- ao
räumen 50 und 58 aufrechterhalten, während der Raum
58 zusammen mit dem Innenraum des Drehmomentwandlers mit öl gefüllt gehalten wird, wodurch ein
rasches Wiedereinkuppeln möglich ist. Bei einem gegebenen Arbeitsdruck im Drehmomentwandler kann 25 Eingangswelle 33 trägt das Zahnrad 137 des Wandlers, diese Druckdifferenz leicht vorher bestimmt werden neben dem ein zweites Eingangszahnrad für den direkdurch entsprechendes Bemessen der Spindel des Ven- ten Antrieb angeordnet ist. Die Zahnräder 137 und 138 tils 122 und der zugehörigen Feder 130. Wird bei- stehen mit den Zahnrädern 139 und 140 auf der Zwispielsweise mit einem Ausgangsdruck der Pumpe 46 schenwelle 141 im Eingriff. Das Zahnrad 140 ist auf in Höhe von 5,5 kg/cm2 gearbeitet und befindet sich 30 der Zwischenwelle festgekeilt und läuft mit ihr um. das Ventil 122 in der in Fig. 21 gezeigten Stellung, so Zwischen dem Zahnrad 139 und der Zwischenwelle ist kann der Druck im Druckausgleichskanal 125 sowie im dagegen ein Freilauf angeordnet, der die Übertragung Innern des Drehmomentwandlers und des ölraumes vom Eingangszahnrad 137 auf die Zwischenwelle 141 58 bei 4,6 kg/cm2 gehalten werden, wobei die Druck- und die zugehörige Turbinenradwelle bei normaler differenz ausreicht, um ein wirksames Entkuppeln zu 35 Drehrichtung des Zahnrades 137 zuläßt, während die erreichen. Zwischenwelle 141 leer über das Zahnrad 137 läuft, Um eine derart vorbestimmte Druckdifferenz stets wenn auf das zweite Zahnrad 138 ein direkter Antrieb aufrechterhalten zu können, wird im Ventilgehäuse 64 übertragen wird. Die Ausgangswelle 35 des Getriebein der Einlaßöffnung 66 ein Drosselventil 133 ange- kastens, die gleichgerichtet mit der Abgabewelle 32 setzt, wie in Fig. 18 gezeigt ist. Dieses Drosselventil 4.0 und der Antriebswelle 135 für den direkten Antrieb 133 ist so eingestellt, daß es den Druck in der öffnung liegt, besitzt an ihrem vorderen, am Drehmoment- --66 und damit auch in der öffnung 127 auf einen be- wandler gelegenen Ende eine an sich bekannte Gleitstimmten maximalen Wert, beispielsweise auf kupplung 143, durch die die Ausgangswelle 35 ab- -.5,5 kg/cm2, drosselt. wechselnd mit dem Eingangszahnrad 138 oder mit Das Gehäuse 64 ist mit einer Kupplungsauslaß- 45 einem Zwischenzahnrad 144 gekuppelt werden kann, öffnung 94 für den Kupplungsanschlag ausgestattet, das lose auf der Ausgangswelle 36 sitzt und ständig der in der in Fig. 9 bis 13 gezeigten Weise arbeitet; mit einem Zahnrad 145 auf der Zwischenwelle im Eindie Ventilspindel 65 ist hierbei durch die Feder 75 be- griff steht.
niedrige Unterschied des Öldruckes zwischen den öl- ao
räumen 50 und 58 aufrechterhalten, während der Raum
58 zusammen mit dem Innenraum des Drehmomentwandlers mit öl gefüllt gehalten wird, wodurch ein
rasches Wiedereinkuppeln möglich ist. Bei einem gegebenen Arbeitsdruck im Drehmomentwandler kann 25 Eingangswelle 33 trägt das Zahnrad 137 des Wandlers, diese Druckdifferenz leicht vorher bestimmt werden neben dem ein zweites Eingangszahnrad für den direkdurch entsprechendes Bemessen der Spindel des Ven- ten Antrieb angeordnet ist. Die Zahnräder 137 und 138 tils 122 und der zugehörigen Feder 130. Wird bei- stehen mit den Zahnrädern 139 und 140 auf der Zwispielsweise mit einem Ausgangsdruck der Pumpe 46 schenwelle 141 im Eingriff. Das Zahnrad 140 ist auf in Höhe von 5,5 kg/cm2 gearbeitet und befindet sich 30 der Zwischenwelle festgekeilt und läuft mit ihr um. das Ventil 122 in der in Fig. 21 gezeigten Stellung, so Zwischen dem Zahnrad 139 und der Zwischenwelle ist kann der Druck im Druckausgleichskanal 125 sowie im dagegen ein Freilauf angeordnet, der die Übertragung Innern des Drehmomentwandlers und des ölraumes vom Eingangszahnrad 137 auf die Zwischenwelle 141 58 bei 4,6 kg/cm2 gehalten werden, wobei die Druck- und die zugehörige Turbinenradwelle bei normaler differenz ausreicht, um ein wirksames Entkuppeln zu 35 Drehrichtung des Zahnrades 137 zuläßt, während die erreichen. Zwischenwelle 141 leer über das Zahnrad 137 läuft, Um eine derart vorbestimmte Druckdifferenz stets wenn auf das zweite Zahnrad 138 ein direkter Antrieb aufrechterhalten zu können, wird im Ventilgehäuse 64 übertragen wird. Die Ausgangswelle 35 des Getriebein der Einlaßöffnung 66 ein Drosselventil 133 ange- kastens, die gleichgerichtet mit der Abgabewelle 32 setzt, wie in Fig. 18 gezeigt ist. Dieses Drosselventil 4.0 und der Antriebswelle 135 für den direkten Antrieb 133 ist so eingestellt, daß es den Druck in der öffnung liegt, besitzt an ihrem vorderen, am Drehmoment- --66 und damit auch in der öffnung 127 auf einen be- wandler gelegenen Ende eine an sich bekannte Gleitstimmten maximalen Wert, beispielsweise auf kupplung 143, durch die die Ausgangswelle 35 ab- -.5,5 kg/cm2, drosselt. wechselnd mit dem Eingangszahnrad 138 oder mit Das Gehäuse 64 ist mit einer Kupplungsauslaß- 45 einem Zwischenzahnrad 144 gekuppelt werden kann, öffnung 94 für den Kupplungsanschlag ausgestattet, das lose auf der Ausgangswelle 36 sitzt und ständig der in der in Fig. 9 bis 13 gezeigten Weise arbeitet; mit einem Zahnrad 145 auf der Zwischenwelle im Eindie Ventilspindel 65 ist hierbei durch die Feder 75 be- griff steht.
lastet. Die gleiche Kupplung 143 wird durch den üblichen In Fig. 22 bis 26 ist eine abgewandelte Ausführungs- 50 Schalthebel derart bedient, daß sie in eine neutrale,
form dargestellt, bei der eine Kupplung für den direk- in Fig. 22 gezeigte Stellung gebracht werden kann, in
ten Antrieb eingebaut ist, durch die der Antrieb un- der sie von den beiden Zahnrädern 138 und 144 entmittelbar
von der Treibwelle 31 übertragen wird; kuppelt ist, und daß sie in Stellungen für den schnellen
diese direkte Kupplung ist neben der Getriebewechsel- und mittleren Gang gebracht werden kann, bei denen
kupplung angeordnet und besitzt einen Kupplungsring 55 ein Entkuppeln des Zahnrades 138 bzw. 144 er-101,
der dem angetriebenen Kupplungsteil 59 der Ge- folgt.
'(tneKe^diselKüpglü^) entspricht. Auf der Ausgangswelle 35 ist mittels Feder und
Das EinrucTcenuna Ausrücken dieses unmittelbaren Nut ein Zahnrad 147 für den Langsamgang gleitend
Antriebes erfolgt unter selbsttätiger Steuerung eines angeordnet, das in eingeschaltetem Zustande, also bei
Reglers 134 (Fig. 23), der später im einzelnen be- 60 Langsamgang, mit einem Zahnrad 148 im Eingriff
schrieben wird. Dieser Regler spricht auf die Ge- steht, wie in Fig. 24 in ausgezogenen Linien gezeigt
schwindigkeit der Ausgangswelle 35 des Getriebe- ist. In einer zweiten Stellung gemäß Fig. 22, 25 und 26
kastens 34 und auf das durch die Einstellung der ist das Zahnrad 147 vollkommen ausgeschaltet, wäh-
Drosselsteuerung bestimmte Drehmoment des Antriebs- rend es in einer dritten, in Fig. 24 mit gestrichelten
motors an, der im vorliegenden Falle ein Explosions- 65 Linien gezeigten Stellung für den Rückwärtsgang mit
motor ist. einem Leerlaufrad 149 im Eingriff steht. Dieses Leer-
Bei der Bauart gemäß Fig. 22 bis 26 hat die direkte laufrad ist in üblicher Weise an der einen Seite der
Kupplung den Zweck, den direkten Antrieb von der Zwischenwelle 141 angebracht und steht mit einem
treibenden Welle 31 über die Antriebswelle 135 des Zwischenzahnrad 150 im Eingriff, das mit einer
direkten Antriebes auf den Getriebekasten 34 zu über- 7° Zwischenwelle 151 für den Rückwärtsgang befestigt
ist. Diese Welle 151 trägt ein Zahnrad 152, das ständig mit
dem Zwischenzahnrad 148 im Eingriff steht.
Der Getriebekasten 34 weist also zwei Schaltelemente auf, nämlich die Gleitkupplung 143 und das Zahnrad
147 für den Langsam- und Rückwärtsgang; beide Schaltelemente sind in üblicher Weise über Schaltgabeln
153 und 154 mit dem Schalthebel 146 so verbunden, daß eine schnelle, eine mittlere und eine langsame
Antriebstufe für den Vorwärtsgang und ein Rückwärtsgang vorgesehen sind; das Einschalten dieser
Gänge erfolgt von Hand in bekannter Weise durch den Hebel 146 mit Hilfe der Getriebewechselkupplung.
Der Langsamgang wird erhalten, wenn die Gleitkupplung 143 sich in der mittleren, entkuppelten
Stellung gemäß Fig. 22 befindet und wenn das Zahnrad 147 für den Langsam- und Rückwärtsgang in der
in Fig. 24 in vollen Linien gezeigten Stellung liegt; der Rückwärtsgang wird erreicht, wenn das Zahnrad
147 sich in der gestrichelt gezeichneten Stellung gemäß Fig. 24 befindet, wobei die Gleitkupplung 143 in mittlerer
Stellung liegt.
Der mittlere Gang wird erhalten, wenn die Gleitkupplung 143 in der in Fig. 25 gezeigten Stellung ist,
bei der das Zahnrad 147 in der mittleren, entkuppelten Stellung gemäß Fig. 25 bleibt; der Schnellgang wird as
erreicht, wenn das Zahnrad 147 in ausgekuppelter Stellung liegt und die Gleitkupplung 143 mit dem
Zahnrad 138 für den direkten Antrieb im Eingriff steht, wie in Fig. 26 gezeigt ist.
Bei allen diesen vier Gangstellungen des Getriebekastens kann der Drehmomentwandler voll arbeiten,
so daß er eine vollständige Umwandlung des Drehmomentes vornimmt und für jede der vier Schaltstellungen
eine Stellung für ein niedriges Übersetzungsverhältnis ermittelt.
Bei einer Verringerung des über den Drehmomentwandler übertragenen Drehmomentes arbeitet der
Wandler als einfache Flüssigkeitskupplung bei einer Drehmomentübertragung von praktisch 1:1, so daß
für jede der vier Schaltstellungen ein mittleres Übersetzungsverhältnis vorgesehen ist.
Bei den dem Langsam- und dem mittleren Gang entsprechenden Arbeitsstellungen des Drehmomentwandlers
ist der Kupplungsring 101 für den unmittelbaren Antrieb entkuppelt, so daß der Weg der Kraftübertragung
durch den Drehmomentwandler läuft. Beim Einkuppeln des Ringes 101 durch den Regler
134 wird, wie später dargestellt wird, jeder der vier Schaltstellungen ein hoher Direktantrieb übermittelt,
so daß für die vier Schaltstellungen tatsächlich je drei Variationen in dem Übersetzungsverhältnis vorgesehen
sind, die lediglich durch Betätigen des Drehmomentwandlers und des Kupplungsringes 101 erreicht werden;
die Änderung der Übersetzung durch den Drehmomentwandler erfolgt stufenlos zwischen der vollen
Drehmomentumwandlung und der Einstellung, in der der Drehmomentwandler lediglich als Flüssigkeitskupplung
dient.
Die folgenden Tabellen zeigen das Übersetzungsverhältnis des Getriebekastens und das Geschwindigkeitsverhältnis
der Drehmomentübertragung sowie das gesamte Übersetzungsverhältnis, das unter den verschiedenen,
vorstehend geschilderten Bedingungen erhalten werden kann. Diese Tabellen zeigen eine Spalte
»Kraftweg«, die die Änderung des Kraftweges gemäß Fig. 24 bis 26 zeigt.
Tabelle A
Getriebekasten auf langsamen Gang eingestellt (Fig. 24)
Getriebekasten auf langsamen Gang eingestellt (Fig. 24)
Übersetzungsverhältnis des Getriebes durch den Moment wandler und die Kupplung für den unmittelbaren Antrieb |
Übersetzungsverhältnis des Getriebekastens |
Übersetzungsverhältnis des Drehmoment wandlers |
Gesamt übersetzungsverhältnis |
Darstellung des zugehörigen Kraftweges in Fig. 24 bis 26 |
Niedrig Mittel Hoch |
7,57 : 1 7,57 : 1 5,00: 1 |
2,1 :1 1 : 1 |
15,9 : 1 7,57 : 1 5,00: 1 |
Tabelle B
Getriebekasten in der Stellung für Rückwärtslauf (Fig. 24)
Getriebekasten in der Stellung für Rückwärtslauf (Fig. 24)
Übersetzungsverhältnis des Getriebes durch den Moment wandler und die Kupplung für den unmittelbaren Antrieb |
Übersetzungsverhältnis des Getriebekastens |
Übersetzungsverhältnis des Drehmoment wandlers |
Gesamt übersetzungsverhältnis |
Darstellung des zugehörigen Kraftweges in Fig. 24 bis 26 |
Niedrig Mittel Hoch |
6,12: 1 6,12 : 1 4,04 : 1 |
2,1:1 1 : 1 |
12,85 :1 6,12:1 4,04:1 |
Tabelle C
Getriebekasten in der Zwischenstufe (Fig. 25)
Getriebekasten in der Zwischenstufe (Fig. 25)
Übersetzungsverhältnis des Getriebes durch den Moment wandler und die Kupplung für den unmittelbaren Antrieb |
Übersetzungsverhältnis des Getriebekastens |
Übersetzungsverhältnis des Drehmoment wandlers |
Gesamt übersetzungsverhältnis |
Darstellung des zugehörigen Kraftweges in Fig. 24 bis 26 |
Niedrig Mittel Hoch |
3,37 : 1 3,37 : 1 2,22: 1 |
2,1 : 1 1 :1 |
7,07 : 1 3,37 :1 2,22 : 1 |
909 578/244
Tabelle D Getriebekasten bei raschem Lauf (Fig. 26)
Übersetzungsverhältnis des Getriebes durch den Moment wandler und die Kupplung für den unmittelbaren Antrieb |
Übersetzungsverhältnis des Getriebekastens |
Übersetzungsverhältnis des Drehmoment wandlers |
Gesamt- übersetzungsverhäknis |
Darstellung des zugehörigen Kraftweges in Fig. 24 bis 26 |
Niedrig Mittel Hoch :, |
1,51 : 1 1,51 :1 1 :1 |
2,1 : 1 1 :1 |
3,17 : 1 1,51 : 1 1 :1 |
Die in Fig. 24, 25 und 26 dargestellten Kraftwege zeigen mit der vorstehenden Beschreibung die tatsächliche
Kraftübertragung über die beiden Kupplungen und den Getriebekasten bei den verschiedenen Betriebsbedingungen.
Die Tabellen lassen erkennen, daß neun verschiedene Geschwindigkeitsstufen für den Vorwärtsgang
und drei für den Rückwärtsgang möglich sind, wobei die Übersetzungsverhältnisse der niedrigsten
Stufen für den Vorwärts-- und den Rückwärtsgang etwa 16:1 und 13:1 betragen, also eine sehr niedrige
Geschwindigkeitsstufe ergeben, wodurch die Anordnung nach der Erfindung für schwere Lasten, beispielsweise
für große Lastkraftwagen, besonders geeignet ist.
Die Ausführungsform nach der Erfindung besitzt eine große Änderungsmöglichkeit der Geschwindigkeitsstufen,
die dadurch bedingt ist, daß der Getriebekasten 34 von zwei Ausgangswellen 35 und 135 angetrieben
wird, die nach der Erfindung über die mit dem Turbinenrad 37 des Drehmomentwandlers verbundene
Getriebewechselkupplung oder durch die Kupplung für den direkten Antrieb von dem Motor angetrieben
werden.
Die Steuerungsart dieser beiden Kupplungen des Strömungsgetriebes wird anschließend beschrieben.
Der Regler 134 wird direkt von der Zwischenwelle 141 des Getriebekastens oder auch über das lose angeordnete
Zahnrad 145 angetrieben, das mit dem Zahnrad 156 auf der Antriebswelle 157 des Reglers angeordnet
ist (Fig. 23). Der Regler 134, der nicht Gegenstand der Erfindung ist, ist ein mit Gewichten 158 ausgestatteter
Zentrifugalregler, bei dem diese Gewichte einen Reglerschlitten 159 verschieben. Dieser legt sich gegen die
eine Seite eines Betätigungshebels 160, der gemäß. Fig. 23 bei 161 etwa in der Mitte an einem feststehenden
Teil 162 des Gehäuses 41 schwenkbar gelagert ist. Der feststehende Teil 162 besitzt eine Führung für
zwei einander gegenüberliegend angeordnete Kolben 163 und 164, zwischen denen die Druckfeder 165 vorgesehen
ist. Der Kolben 163* legt sich gegen die andere Seite des Betätigungshebels 160, während der andere
Kolben 164 mit seinem Ende gegen einen Lenker 166 drückt, der mit dem Gaspedal 167 des Motorfahrzeugs
verbunden ist.
Das zweite Ende des Hebels 160 ist mit dem Anker 168 eines solenoidartigen Steuerschalters 169 verbunden,
der im gleichen Stromkreis mit dem Solenoid 170 für die Bedienung des Ventils (Fig. 22) liegt. Die
Gewichte 158 des Reglers 134 sind gemäß Fig. 23 so angeordnet, daß bei ihrer Bewegung nach auswärts
unter Wirkung der Zentrifugalkraft der Schlitten 159 nach links bewegt wird und hierbei den Betätigungshebel
160 so schwenkt, daß der Steuerschalter 169 entgegen der Wirkung der Druckfeder 165 geschlossen
wird. Der Widerstand dieser Feder nimmt beim Niederdrücken des Gaspedals 167 zu, das seinerseits
bestrebt ist, den Kolben 164 in dem feststehenden Teil 162 nach innen zu verschieben.
Wenn über den Schalter 169 der Stromkreis durch das Solenoid 170 geschlossen ist, wird das Ventil zum
Einschalten der Kupplung für den direkten Antrieb betätigt. Wenn der Gashebel 167 nicht zu weit niedergedrückt
ist, wird durch Vergrößern der Geschwindigkeit der Ausgangswelle 35 bei einer bestimmten
Schaltstufe des Getriebekastens 34 der Schalter 169 durch den Regler geschlossen, wodurch die Kupplung
für den direkten Antrieb eingeschaltet wird. Der
as Schalter öffnet sich oder will sich öffnen, wenn die
Geschwindigkeit der Zwischenwelle 141 verringert wird, und ebenso, wenn ein Erhöhen der Brennstoffzuführung
zum Motor erfolgt, d. h., wenn das Gaspedal weiter niedergetreten wird. Hierbei wird die direkte
Kupplung ausgeschaltet, wie nachfolgend beschrieben wird.
Der Anker 171 des Solenoids 170 ist mit der gleitend
angeordneten Ventilspindel 115 des Ventils 114 für den direkten Antrieb verbunden. Dieses Ventil 114
entspricht dem in Fig. 16 gezeigten und besitzt eine Hochdruckzuführöffnung 117, die in unmittelbarer
Verbindung mit dem Zuführrohr 66 a der Einlaßöffnung 66 steht (in Fig. 22 nicht dargestellt). Das
Ventil ist ebenfalls mit einer öffnung 118 für das Einschalten
der direkten Kupplung ausgestattet, die in der Stellung des Ventils 115 bei gelöster direkter Kupplung
gemäß Fig. 22 in Verbindung mit der Entlastungsöffnung 119 für den niedrigen Druck steht.
Die öffnung 118 ist mit einer Einlaßöffnung 172 des Ventilgehäuses 64 für den direkten Antrieb^des Ventils 62 der Wechselgetriebekupplungssteuerftng verbunden, das dem Ventil 62 gemäß Fig. 5 bis 8 entspricht, jedoch mit einer Hochdrucköffnung 173 versehen ist und eine öffnung 174 für das Einschalten der direkten Kupplung sowie eine öffnung 175 zum Einschalten der Wechselgetriebekupplung besitzt.fDTe letzten beiden öffnungen sind zwischen den an
Enden des Gehäuses 64 angeordneten Öffnungen 176 und 177 für den Niederdruck angebracht. Das Zuführrohr66a ist mit einem Reduzierventil 178 versehen, das an den Kanal 48 angeschlossen ist, der zum Innenraum des Drehmomentwandlers 30 und zum Raum 58 der Wechselgetriebekupplung führt, ebenso wie bei den vorher beschriebenen Ausführungen, wobei der Öldruck innerhalb des Drehmomentwandlers infolge des Reduzierventils 178 erheblich geringer ist als der Pumpendruck.
Die öffnung 118 ist mit einer Einlaßöffnung 172 des Ventilgehäuses 64 für den direkten Antrieb^des Ventils 62 der Wechselgetriebekupplungssteuerftng verbunden, das dem Ventil 62 gemäß Fig. 5 bis 8 entspricht, jedoch mit einer Hochdrucköffnung 173 versehen ist und eine öffnung 174 für das Einschalten der direkten Kupplung sowie eine öffnung 175 zum Einschalten der Wechselgetriebekupplung besitzt.fDTe letzten beiden öffnungen sind zwischen den an
Enden des Gehäuses 64 angeordneten Öffnungen 176 und 177 für den Niederdruck angebracht. Das Zuführrohr66a ist mit einem Reduzierventil 178 versehen, das an den Kanal 48 angeschlossen ist, der zum Innenraum des Drehmomentwandlers 30 und zum Raum 58 der Wechselgetriebekupplung führt, ebenso wie bei den vorher beschriebenen Ausführungen, wobei der Öldruck innerhalb des Drehmomentwandlers infolge des Reduzierventils 178 erheblich geringer ist als der Pumpendruck.
Bei der üblicherweise eingeschalteten Kupplung für den Getriebewechsel befindet sich die Ventilspindel 65
des Ventils 62 in der in Fig. 22 gezeigten Lage, in der die Kolben 71 und 72 zu beiden Seiten der öffnungen
172 und 174 liegen und der Kolben 72 die Hochdrucköffnung 173 abschließt und die Öffnung 175 für das
Einschalten der Kupplung für den Getriebewechsel in Verbindung mit der benachbarten Niederdrucköffnung
177 hält. Hierbei steht der Raum 50 für die Wechselgetriebekupplung,
der wie bei der vorhergehenden Ausführung über die Kanäle 113 und 74 mit der öffnung
175 in Verbindung steht, unter atmosphärischem Druck, während der Raum 109, der zum Einrückkolben
104 für den direkten Antrieb führt, über die Bohrung 106 und die zur öffnung 174 führende
öffnung 107 durch die Verbindungen der öffnungen 174 und 118 über die öffnung 172 ebenfalls unter
atmosphärischem Druck steht, wenn die Ventilspindel 115 der Kupplung für den direkten Antrieb die gezeigte
Stellung einnimmt.
Unter diesen Umständen steht der den Kupplungsring 101 für den direkten Antrieb aufnehmende Raum
179 unter dem Druck des Drehmomentwandlers, da er über den Kanal 180 mit dem Raum 58 verbunden ist.
Wenn beim Betrieb des Reglers 134 die Ventilspindel 115 aus der in Fig. 22 gezeigten Stellung nach rechts
in die Stellung für den direkten Antrieb verschoben wird, liegt der Kolben 121 in der Nähe der Niederdrucköffnung
119 des Ventils 114 und bringt den Kanal 117 in unmittelbare Verbindung mit der öffnung 118, so daß, wenn kein Betätigen der Ventilspindel
von Hand erfolgt, öl unter vollem Pumpendruck, der höher ist als der Druck in dem Raum 159,
dem für die Kupplung des direkten Antriebs bestimmten Raum 109 zufließt. Dieser Zufluß erfolgt über die
öffnungen 172 und 174 sowie über die öffnung 107 und die Bohrung 106, so daß der unmittelbare Antrieb
von der Treibwelle 31 und dem Schwungrad auf die Welle 135 für den direkten Antrieb eingeschaltet ist,
die zum Getriebekasten 34 führt.
Wenn nun in einer Stellung der Ventilspindel 115 für die Kupplung zum direkten Antrieb die Ventilspindel
65 für die Wechselgetriebekupplung von Hand aus der normalen Stellung gemäß Fig. 22 nach rechts
in die Entkupplungsstellung geschoben wird, ist die Hochdrucköffnung 173 in Verbindung mit der Einschaltöffnung
175 für die Wechselgetriebekupplung, während die öffnung 172 durch den Kolben 71 geschlossen
ist, der sich an der Öffnung 174 vorbeibewegt und diese hierbei in Verbindung mit der benachbarten
Niederdrucköffnung 176 bringt, so daß der Druck des Raumes 109 vollkommen entlastet ist und das Ausschalten
der Kupplung für den direkten Antrieb erfolgt, wenn die Kuppplung vor dem Bewegen der Ventilspindel
65 geschlossen ist.
In der rechten Stellung der Ventilspindel 65 wird demnach öl unter vollem Pumpendruck aus der
öffnung 163 über die öffnung 175 in den Raum 50 strömen, um die Kupplung für das Wechselgetriebe in
der vorher beschriebenen Weise zu lösen und so das Entkuppeln zu bewirken.
Üblicherweise ist die Ventilspindel 65 über einen Bowdenzug 181 mit dem Schalthebel 182 verbunden,
der am Schalthebel 146 des Getriebes angeordnet ist, so daß die Ventilspindel leicht in die Stellung zum
Ausrücken der Kupplung für das Wechselgetriebe bewegt werden kann, wenn der Getriebeschalthebel 146
geschaltet wird.
Ist die Kupplung für den direkten Antrieb eingeschaltet, wird eine direkte mechanische Verbindung
zwiscnen dem Motor und der Ausgangswelle 35 hergestellt, so daß ein Abbremsen einer zu raschen Geschwindigkeit
durch den Motor möglich wird. Es können in bekannter Weise handgesteuerte Mittel vorgesehen
sein, um die Kupplung für den direkten An-, trieb zum Abbremsen der zu schnellen Geschwindigkeit
einzuschalten, und zwar unabhängig von der Steuerung durch den auf das Drehmoment ansprechenden Regler.
Es hat sich gezeigt, daß der Kupplungsdruck, der von dem hydraulischen Kreislauf innerhalb des Drehmomentwandlers
abgeleitet wird, zuzüglich des von der Pumpe 46 erzeugten Druckes erheblich größer ist
als der im Sinne einer Entkupplung wirkende Druck durch die Zentrifugalkraft des Öles im Raum 50 der
Wechselgetriebekupplung. Das gleiche gilt demgemäß bei einer Kupplung für den direkten Antrieb.
Die Erfindung ermöglicht eine Kraftübertragung
ίο mit einer lösbaren Kupplung in dem Antrieb zur Ausgangswelle,
beispielsweise der Welle 35, insbesondere für den Zweck des Erleichterns des Geschwindigkeitswechsels, wenn der Antrieb zur Ausgangswelle über
ein Geschwindigkeitswechselgetriebe erfolgt. Die Kraftübertragung kann aber auch durch eine Kupplung
für direkten Antrieb erfolgen. Die lösbare Antriebskupplung und gegebenenfalls auch die Kupplung
für den direkten Antrieb sind, wenn beide Kupplungen in einer besonders gedrungenen und zweckmäßigen
Art angeordnet sind, in einfacher Weise für eine hydraulische Bedienung geeignet, indem der Druck der
Flüssigkeit in der Kraftübertragungsvorrichtung für diesen Zweck benutzt wird, insbesondere wenn bei der
lösbaren Antriebskupplung in der eingeschalteten Stellung der Druck in dem hydraulischen Kreislauf
dazu benutzt wird, die Kupplung in der eingeschalteten Lage zu halten.
Claims (17)
1. Strömungsgetriebe für Fahrzeuge mit einem Pumpenrad, einem Turbinenrad und einem Reaktionselement,
die einen hydraulischen Kreislauf bilden, mit einer zwischen dem Turbinenrad und
der Abgabewelle angeordneten kraftschlüssigen Kupplung (Reibungskupplung), mit einem durch
eine Druckflüssigkeit verschiebbaren, die Kupplung betätigenden Kolben und mit einem Ventil zum
Steuern des Ein- und Ausrückens der Kupplung, gekennzeichnet durch einen Kanal (57) zum unmittelbaren
Zuführen der Flüssigkeit aus dem hydraulischen Kreislauf zu der einen Seite des die
Kupplung (49, 59) einrückenden Kolbens (52), so daß der Einrückdruck für die kraftschlüssige
Kupplung mit der Zunahme des hydraulischen Druckes in dem durch das Pumpenrad (36), das
Turbinenrad (37) und das Reaktionselement (38) gebildeten Kreislauf infolge der Übertragung eines
größeren vom Pumpenrad auf das Turbinenrad ausgeübten Drehmomentes zunimmt.
2. Strömungsgetriebe nach Anspruch 1, bei dem der angetriebene Teil der Kupplung zwischen dem
treibenden Kupplungsteil am Turbinenrad und dem die Kupplung einschaltenden Kolben angeordnet
ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Turbinenrad
(37) zwischen dem Pumpenrad (36) und dem treibenden Kupplungsteil (49) angeordnet ist, der unmittelbar
am Turbinenrad sitzt, und das Turbinenrad axial zu dem die Kupplung einrückenden
Kolben (52) hin verschiebbar ist, so daß, wenn die Kupplung eingeschaltet ist, der getriebene Kupplungsteil
(59) auf beiden Seiten unter Druck steht, der auf der einen Seite durch die infolge des
Druckes in dem hydraulischen Kreislauf erfolgende Verschiebung des Turbinenrades (37) zu dem
Kolben (52) hin und auf der anderen Seite durch den auf die Außenseite des Kolbens (52) wirkenden
Druck in dem Raum (58) ausgeübt wird.
3. Strömungsgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (41) des Strömungsgetriebes
mit einer Anschlagfläche (91) ver-
sehen ist, gegen die sich eine benachbarte Flache
(90) des die Kupplung einrückenden Kolbens (52) legen kann, wenn infolge einer Zunahme des
Druckes in dem hydraulischen Kreislauf, die Kupplung selbst durch eine axiale Verschiebung des β
Turbinenrades (37) zum Kolben (52) hin eingerückt wird, wobei der Kupplungseinrückdruck
weiter erhöht wird.
4. Strömungsgetriebe nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der die Kupp- iq
lung einrückende Kolben (52) durch Feder und Nut (54) gleitbar mit dem Turbinenrad (37) verbunden
ist, so daß, wenn die Kupplung eingerückt ist, ein Teil des treibenden Drehmomentes von dem
Turbinenrad (37) über den Kolben (52) auf den getriebenen Kupplungsteil (59) übertragen wird.
5. Strömungsgetriebe nach den Ansprüchen 1 bis 4 mit einer zusätzlichen hydraulisch schaltbaren
Kupplung für einen unmittelbaren, von den! hydraulischen Kreislauf unabhängigen Antrieb, a<j
dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (100, 101) für den unmittelbaren Antrieb in dem gleichen
Gehäuse wie die Kupplung (49, 59) zwischen dem Turbinenrad (37) und der Abgabewelle (32) liegt;
6. Strömungsgetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (100, 101) für
den unmittelbaren Antrieb ringförmig um ■· die Kupplung (49, 59) zwischen dem Turbinenrad und
der Abgabewelle herum angeordnet ist.
7. Strömungsgetriebe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung für den
unmittelbaren Antrieb durch einen Einrückkolben (104) schaltbar ist, der zusätzlich und unabhängig
von dem Kolben (52) für das Einrücken der Kupplung zwischen dem Turbinenrad und der Abgabewelle
auf der dem Turbinenrad abgekehrten Seite des Kolbens (52) angeordnet ist und dem die
Druckflüssigkeit mit einem höheren Druck zuführbar ist, als er in dem hydraulischen Kreislauf
herrscht.
8. Strömungsgetriebe nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (62)
zum Steuern der Kupplung zwischen dem Turbinenrad und der Abgabewelle aus einer Ventilspindel
(65) besteht, die in einem Ventilgehäuse (64) axial verschiebbar ist, wobei einer Hochdruckeinlaßöffnung
(66) die durch eine vom Pumpenrad angetriebene Pumpe (46) geförderte Flüssigkeit
zuführbar ist, zwei axial im Abstand voneinander befindliche Hochdruckauslaßöffnungen (67 und 68)
zum Ein- und Ausrücken der Kupplung dienen und zwei axial entfernt voneinander liegende Niederdrucköffnungen
(69 und 70) entweder beim Einkuppeln mit der die Kupplung lösenden Hochdruckauslaßöffnung
(68) oder beim Auskuppeln mit der die Kupplung schließenden Hochdruckauslaßöffnung
(67) verbindbar sind.
9. Strömungsgetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilspindel (65) zwei
axial entfernt voneinander liegende Kolben (71 6p und 72) aufweist, die zwischen sich einen Hohlraum
haben, in den die Hochdruckeinlaßöffnung (66) mündet, daß an den beiden Enden des Ventilkörpers
(64) die Niederdrucköffnungen (69 und 70) liegen, während die Hochdruckauslaßöffnungen
(67 und 68) zwischen der Hochdruckeinlaßöffnung und den Niederdrucköffnungen liegen und der Abstand
zwischen den Kolben der Ventilspindel größer ist als der Raum zwischen der Hochdruckeinlaßöffnung
und den Hochdruckauslaßöffnungen.
10. Strömungsgetriebe nach den Ansprüchen 1 bis 9 mit einem durch das Turbinenrad des hydraulischen
Kreislaufs antreibbaren Zahnräderwechselgetriebe, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Ventilspindel
(65) mechanisch bedienender Arm (77) einen verschiebbaren Gleitkolben (78, 80) an eine
mit der Abgabewelle (32) umlaufende Anschlagscheibe (88) anlegt.
11. Strömungsgetriebe nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventil·
spindel (65) bei einer Bewegung über die Entkupplungslage hinaus einen Anschlagkolben (97)
hydraulisch betätigt, der sich an die mit der Ab: gabewelle (32) umlaufende Anschlagscheibe (88)
anlegt.
12. Strömungsgetriebe nach Ansprüche oder 9
und Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kupplungsanschlagöffnung (94) im Ventilgehäuse (64) den Anschlagkolben (97) mit der
Pumpe (46) verbindet, wenn die Ventilspindel (65) über die Entkupplungslage hinaus verschoben ist.
13. Strömungsgetriebe nach den Ansprüchen 1 bis 12, gekennzeichnet durch ein Druckentlastungsventil
(92) zum Aufrechterhalten eines maximalen Druckes in dem Raum (50) zwischen dem Turbinenrad
(37) und dem Kolben (52), der geringer ist als der Arbeitsdruck im hydraulischen Kreis.
14. Strömungsgetriebe nach den Ansprüchen 1 bis 12, gekennzeichnet durch ein einen Druckunterschied
zwischen den Räumen (50 und 58) auf den beiden Seiten des Kolbens (52) aufrechterhaltendes
Differentialdruckventil (122).
15. Strömungsgetriebe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Differentialdruckventil (122) aus einem federbelasteten Kolbert (128)
besteht, dessen beide Seiten mit den Hochdruckauslaßöffnungen (67 und 68) des Ventils (62) verbunden
sind, wobei ein Nebendurchlaß (126) eine unmittelbare Verbindung zwischen den beiden
Seiten des federbelasteten Kolbens in der ausgerückten Lage der Kupplung (49, 59) herstellt.
16. Strömungsgetriebe nach den Ansprüchen 5 bis 7 mit einem zweiten Ventil, das die hydraulische
Betätigung der Kupplung für den unmittelbaren Antrieb steuert, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ventilspindel (115) des zweiten Ventils (114) mechanisch mit der Ventilspindel (65) zur Betätigung der Kupplung (49, 50) zwischen dem Turbinenrad
und der Abgabewelle verbunden ist.
17. Strömungsgetriebe nach den Ansprüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilspindel (1.15) für den unmittelbaren Antrieb durch
einen Regler (134) und die Kupplung (100, 101) für den unmittelbaren Antrieb über das Ventil (62)
für die Kupplung (49, 59) zwischen dem Turbinenrad und der Abgabewelle betätigt wird.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 212 316;
USA.-Patentschrift Nr. 2 722 844.
Schweizerische Patentschrift Nr. 212 316;
USA.-Patentschrift Nr. 2 722 844.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
© 909 578/244 7.59
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB1062125X | 1956-01-06 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1062125B true DE1062125B (de) | 1959-07-23 |
Family
ID=10871433
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEB43033A Pending DE1062125B (de) | 1956-01-06 | 1957-01-05 | Stroemungsgetriebe fuer Fahrzeuge |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1062125B (de) |
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