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Vorrichtung zum Steuern der hydraulischen Hilfskraft für das Ein-
und Ausrücken der Hauptkupplung eines Fahrzeugantriebes Die Erfindung bezieht sich
auf eine Vorrichtung zum Steuern der hydraulischen Hilfskraft für das Ein- und Ausrücken
der Hauptkupplung eines Fahrzeugantriebes, insbesondere eines hydrodynamischmechanischen
Fahrzeugantriebes, bei der in der Leitung zwischen dem die Hauptkupplung betätigenden
Stellmotor und einer Hilfskraftquelle ein Steuerventil eingeschaltet ist, dessen
federnd vorbelastetes Ventilbetätigungsglied willkürlich von einer Endstellung,
in der die Hauptkupplung eingerückt ist, über eine Mittelstellung, in der die Kupplungsscheiben
der Hauptkupplung schleifend aneinanderliegen, in eine andere Endstellung, in der
die Hauptkupplung voll eingerückt ist, verschiebbar ist, wobei durch die Verschiebung
des Ventilbetätigungsgliedes der Druck des hydraulischen Druckmittels im Stellmotor
verändert wird.
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Aus der deutschen Patentschrift 749 610 ist eine Druckmittelsteuereinrichtung
für Reibungskupplungen bekannt, bei der in der Leitung zwischen dem die Kupplung
betätigenden Druckzylinder und einem Druckakkumulator ein Steuerventil eingeschaltet
ist, dessen federnd vorbelastetes Ventilbetätigungsglied willkürlich von einer Endstellung,
in der die Kupplung eingerückt ist, über eine Mittelstellung, in der die Kupplungsscheiben
schleifend aneinanderliegen, in eine andere Stellung, in der die Hauptkupplung voll
eingerückt ist, verschiebbar ist, wobei durch die Verschiebung des Ventilbetätigungsgliedes
der Druck des hydraulischen Druckmittels im Druckzylinder verändert wird.
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Die bekannten Vorrichtungen zur Steuerung der hydraulischen Hilfskraft
dieser Art haben den Nachteil, daß das Ventilbetätigungsglied zur Vermeidung eines
ruckweisen Einkuppelns ganz langsam von der Ausgangsstellung über die Mittelstellung
in die Endstellung verstellt werden muß, was den Kupplungsvorgang insgesamt sehr
verzögert.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Verzögerung
des Kupplungsvorganges zu vermeiden und ein ruckfreies Einrücken der Kupplung dadurch
zu gewährleisten, daß die Schleifstellung der Kupplung für den Bedienenden fühlbar
gemacht wird.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß im Betätigungsweg
des das Ventilbetätigungsglied verschiebenden Gestänges in der der Mittelstellung
des Ventilbetätigungsgliedes, in der die Kupplungsscheiben der Hauptkupplung schleifend
aneinanderliegen, entsprechenden Stellung zum Anzeigen derselben ein federnder,
überdrückbarer Anschlag oder eine federnde, überdrückbare Raste vorgesehen ist.
Auf diese Weise erhält der Bedienende beim Erreichen der Mittelstellung, bei der
die Kupplungsscheiben in Schleifstellung sind, ein fühlbares Signal, so daß er nach
zunächst schnellem Betätigen des Bedienungshebels bis zur Mittelstellung dieses
nun gefühlvoll weiterverschieben kann, was ein sanftes und ruckfreies Einkuppeln
gewährleistet, ohne daß er während des gesamten Kupplungsvorganges den Bedienungshebel
langsam und vorsichtig betätigen muß. Dies ermöglicht es ihm, den modernen Verkehrsansprüchen
entsprechend das Fahrzeug fast unmittelbar aus dem Stand in Bewegung zu setzen und
erleichtert dem Fahrer von schweren Raum- und Baggerfahrzeugen, die meist mit hydrodynamischmechanischen
Fahrzeugantrieben versehen sind, das millimetergenaue Manövrieren auf der Baustelle,
bei dem ein häufiges Wiederanfahren erforderlich ist.
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Vorzugsweise ist der federnde überbrückbare Anschlag im Betätigungsweg
eines einen Teil des Gestänges bildenden Pedals angeordnet.
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Eine andere vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus,
daß die Raste durch eine Quernut, in die eine Feder schnappend eingreifen kann,
gebildet
wird, wobei die Quernut in einem an einem schwenkbaren,
einen Teil des Gestänges bildenden Handhebel angeordneten gekrümmten Abschnitt vorgesehen
ist.
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Eine bevorzugte Anwendungsmöglichkeit der Erfindung liegt auf dem
Gebiet der Steuerung der Hauptkupplung eines hydrodynamisch-mechanischen Fahrzeugantriebes,
bei dem die Hauptkupplung, wie aus der deutschen Auslegeschrift 1062125 und aus
der USA.-Patentschrift 2 96913l dem Erfinder bekannt ist, zwischen dem hydrodynamischen
Drehmomentwandler und einem mechanischen Getriebe eingeschaltet ist und bei der
vom Steuerventil ein erster und ein zweiter hydraulischer Betätigungskreislauf ausgeht,
wobei der den hydrodynamischen Drehmomentwandler enthaltende erste Betätigungskreislauf
das hydraulische Druckmittel zur Kühlung über die Kupplungsscheiben der Hauptkupplung
leitet, und an den zweiten Betätigungskreislauf der Stellmotor der Hauptkupplung
abgeschlossen ist. Bei dieser Anordnung ist vorzugsweise an der Ausströmseite des
hydrodynamischen Drehmomentwandlers in der Leitung zu den Kupplungsscheiben ein
den Zulauf zu diesen steuerndes Regelventil angeordnet, dessen abgestufter Kolben
auf seiner größeren Kolbenfläche vom Druck des Druckmittels an der Ausströmseite
des hydrodynamischen Drehmomentwandlers und auf seiner kleineren Kolbenfläche durch
den im zweiten Betätigungskreislauf herrschenden Druck des Druckmittels beaufschlagt
ist.
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Wenn im Gehäuse des hydrodynamischen Drehmomentwandlers eine Überbrückungskupplung
angeordnet ist, durch die das Gehäuse des hydrodynamischen Drehmomentwandlers mit
dem Turbinenrad verbindbar ist, wozu dem Stellmotor der Überbrückungskupplung hydraulisches
Druckmittel über ein Steuerventil zugeführt und davon abgeführt werden kann, erfolgt
vorzugsweise die Betätigung der Überbrückungskupplung durch ein zweites Steuerventil.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch
aus, daß im Gestänge zur Betätigung des ersten Steuerventils ein Arm vorgesehen
ist, in dessen Betätigungsweg beim Einrücken der Hauptkupplung ein mit dem Kolben
des zweiten Steuerventils verbundener Arm ragt, wobei der im Gestänge angeordnete
Arm federnd in Richtung Einrücken der Hauptkupplung vorbelastet ist.
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In den Zeichnungen sind in der nachfolgenden Beschreibung näher erläuterte
Ausführungsbeispiele der Vorrichtung nach der Erfindung dargestellt. Es zeigt F
i g. 1 einen Teilschnitt eines Ausführungsbeispiels eines hydrodynamisch-mechanischen
Getriebes, wobei die Haupt- und Überbrückungskupplung in gelöstem Zustand dargestellt
sind, F i g. 2 eine schematische Ansicht des hydraulischen Steuerkreislaufs teilweise
im Schnitt, wobei die Haupt- und Überbrückungskupplung außer Eingriff sind, F i
g. 3 und 4 eine Darstellung, die teilweise in Ansicht, teilweise im Schnitt die
Anordnung eines Pedals in einer Zwischenstellung und einer weiteren Stellung zeigt,
die sich an die in F i g. 2 gezeigte Stellung anschließt, F i g. 5 eine Ansicht
eines Betätigungsgestänges, bei dem zum Steuern der Zwischenstellung eine Einrastvorrichtung
verwendet ist. In F i g. 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines hydrodynamisch-mechanischen
Getriebes mit einer Hauptkupplung und einer Überbrückungskupplung dargestellt. Selbstverständlich
können einige Teile davon, insbesondere die Hauptkupplung und ihre Steuereinrichtung
und die Verbindung mit dem hydrodynamischen Drehmomentwandler, auch bei anderen
hydrodynamisch-mechanischen Getrieben verwendet werden. Das Bezugszeichen 10 bezeichnet
eine Endscheibe, die zum Eingriff in einen mit Innenzähnen versehenen Ring oder
Zahnkranz 12 am Umfang mit Zähnen 11 versehen ist, wobei der Zahnkranz mit einer
Kraftquelle, beispielsweise einer Antriebsmaschine, verbunden ist. Die Endscheibe
10 ist an dem vorderen Ende eines drehbaren Gehäuses 13 befestigt
und verschließt das vordere Ende des drehbaren Gehäuses. Das Gehäuse 13 bildet einen
Teil eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers 14, und das hintere Ende des Gehäuses
13 umgibt einen ortsfesten Tragteil 15, wobei dazwischen eine Dichtung vorgesehen
ist. Weiterhin ist am Gehäuse ein Zahnrad 16 zum Antrieb einer Pumpe angeordnet,
die für den hydrodynamischen Drehmomentwandler 14, die Hauptkupplung und die Überbrückungskupplung
vorgesehen ist, wie dies noch beschrieben wird. Daraus ergibt sich, wie leicht einzusehen
ist, daß die Endscheibe 10 und das Gehäuse 13 sich infolge des durch
den Zahnkranz 12 erfolgenden Antriebes drehen, wobei erstere in Wirklichkeit das
Schwungrad einer Antriebsmaschine sein kann.
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Das Gehäuse 13 trägt Pumpenradschaufeln 17 für radialen Ausstoß, die
zwischen diesem und einem Mittelring 18 angeordnet sind. Die Arbeitsflüssigkeit,
die Öl sein kann, wird von den Pumpenradschaufeln durch einen äußeren, die Richtung
umkehrenden Kanal 19 zu den Turbinenschaufeln 20 mit radialer Zuführung
geleitet, die zwischen einem Mittelring 21 und einem Turbinenring 22 angeordnet
sind, die an dem einen Ende einer Hohlwelle 23 befestigt ist. Das andere Ende der
Hohlwelle ist über eine Hauptkupplung, die nun beschrieben wird, mit einem nicht
dargestellten Getriebe zum Antrieb eines Fahrzeuges verbunden. Das von den Turbinenschaufeln
20 ausgestoßene Öl fließt durch einen inneren, die Richtung umkehrenden Kanal
24 zu den Leitradschaufeln 25
mit radialem Ausstoß, die an der Einlaßseite
der Pumpenradschaufeln 17 -zwischen einem Mittelring 26 und einem an dem Tragteil
15 befestigten Leitradring 27 angeordnet sind.
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Die Pumpenradschaufeln 17, die Turbinenschaufeln 20- und 24, die Leitradschaufeln
25 sowie die Kanäle 19 und 24 bilden einen toroidförmigen Arbeitskreis, der insgesamt
durch das Bezugszeichen 28 bezeichnet ist. Der hydrodynamische Drehmomentwandler
14 soll selbstverständlich nur ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Anordnung
darstellen, und weder die Form des Arbeitskreises 28
noch die Größe der Schaufeln
und ihre Lage sollen die Erfindung einschränken.
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Auf der Wandlerseite der Endscheibe 10 ist ein Ring
29 befestigt und an einem Lager 30 angebracht, das von dem zugehörigen
Ende der Hohlwelle 23 getragen wird. Die letztere ist in einem Lager 31 angeordnet,
das an dem Tragteil 15 befestigt ist. Nahe am Lager 30 erfolgt zwischen
der inneren Umfangsfläche des Ringes 29 und einem mit einer Schulter versehenen
Teil 32 der Hohlwelle 23 eine Abdichtung, um dort den Austritt des
Öles aus dem Drehmomentwandler
zu verhindern, während die Umfangsfläche
des Ringes 29 in abdichtender und gleitender Berührung mit der inneren Umfangsfläche
eines ringförmigen Kolbens 33 steht. Die Außenfläche des Kolbens 33 steht in ähnlicher
Weise mit einem ringförmigen Teil 34 der Endscheibe 10 in Berührung, der seinerseits
mit dem Kolben 33 und dem Ring 29 einen ringförmigen Zylinder 35 bildet, in dem
der Kolben 33 verschiebbar ist und der durch einen radialen Kanal 36, der in die
Endscheibe 10 eingeschnitten ist, mit einer ringförmigen Kammer 37 links von dem
Lager 30 verbunden ist. Der Innenteil des Kolbens 33 ist mit Zähnen 38 versehen
und steht mit dem Ring 29 verschiebbar im Eingriff, so daß sich der Kolben
33 immer zusammen mit der Endscheibe 10 und somit mit dem Gehäuse
13 des hydrodynamischen Drehmomentwandlers dreht.
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Wenn die linke Seite des Kolbens 33, wie nun näher erläutert wird,
unter Druck gesetzt wird, bewegt sich der letztere und drückt dabei eine angetriebene
ringförmige Kupplungsscheibe 39 gegen einen sich nach innen erstreckenden ringförmige
Teil 40 des Gehäuses 13, das zwischen dem Turbinenring 22 in der Nähe der
Turbinenschaufel 20 und der Kupplungsscheibe 39 angeordnet ist. Der
Innenrand der Kupplungsscheibe 39 ist mit Zähnen versehen, die mit einer Verzahnung
41 verschiebbar im Eingriff sind, wobei die Verzahnung 41 an einem ringförmigen
Ansatz 42, der an dem Turbinenring 22
vorgesehen ist, angeordnet ist.
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Aus den oben gemachten Ausführungen ergibt sich, daß, wenn sich die
Kupplungsscheibe 29 in der in F i g. 1 dargestellten Stellung befindet und
die Antriebsmaschine läuft, der Antrieb über den hydrodynamischen Drehmomentwandler
14 mit der normalen Drehmomentwandlung erfolgt. Zum direkten Antrieb wird
der Kolben 33 unter Druck so bewegt, daß er an der Kupplungsscheibe 39 angreift
und diese gegen den Teil 40 des Gehäuses drückt, so daß der Turbinenring 22 mit
der Geschwindigkeit des Gehäuses 13 in Drehung versetzt wird. Der Kolben 33, die
Kupplungsscheibe 39 und der Teil 40 bilden zusammen eine schaltbare Überbrückungskupplung
43.
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Das Öl wird, immer wenn Öldruck in der Kupplungskammer der Hauptkupplung,
die nun beschrieben wird, vorhanden ist, mit einem bestimmten Druck dem hydrodynamischen
Drehmomentwandler 14 zugeführt. Dies erfolgt durch eine Leitung 44 in dem Tragteil
15. Das Öl fließt dann zwischen dem Leitradring 27 und dem zugehörigen Ende des
Gehäuses 13 nach außen, um dann zwischen dem Auslaß der Leitradschaufeln 25 und
dem Einlaß der Pumpenradschaufeln 17 in den toroidförmigen Arbeitskreis 28
geführt zu werden. Wenn Öl in dem hydrodynamischen Drehmomentwandler 14 ist, füllt
das Öl vollständig den toroidförmigen Arbeitskreis 28 und ebenso die ringförmige
Kammer 45 zwischen dem Turbinenring 22 und dem Ring 29, dem Kolben 33 und dem Teil
40. Der Öldruck drückt den Kolben 33 der Schaltkupplung in die in der Zeichnung
dargestellte ausgerückte Stellung.
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Aus dem toroidförmigen Arbeitskreis wird Öl durch eine ringförmige
Öffnung 46, die mit dem Kanal 24 in Verbindung steht und die zwischen dem
Turbinenring 22 und dem Leitradring 27 angeordnet ist, in eine ringförmige Kammer
47 gefördert, die von dem Tragteil 15 und dem Turbinen- und Leitradring umgeben
ist. Aus der Kammer 47 fließt das Öl in einen Kanal 48, der in dem Tragteil
15 vorgesehen ist, und von dort zu bestimmten Teilen der Hauptkupplung, wie
nachstehend näher erläutert wird.
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Das Drucköl für die Überbrückungskupplung 43
wird über eine
Leitung 49 und von dort nacheinander durch einen Kanal 50 in dem Tragteil 15, einen
ringförmigen Kanal 51 und einen radialen Durchlaß 52 in der Hohlwelle 23 zu einem
ringförmigen Durchlaß 53 geführt, der zwischen der Innenseite der Hohlwelle 23 und
der darin sich erstreckenden Nebenantriebswelle 54 zu dem Auslaufende des Durchlasses
53 führt. Dieses stellt eine Verbindung mit der ringförmigen Kammer 37 und von dort
mit dem ringförmigen Zylinder 35 der Schaltkupplung her. Das linke Ende der Nebenantriebswelle
54 ist durch eine Kerbverzahnung mit einer Nabe 55 verbunden, die einen Teil der
Endscheibe 10 bildet und sich daher immer mit der Umdrehungsgeschwindigkeit
der Antriebsmaschine dreht, während das entgegengesetzte Ende der Nebenantriebswelle
54 in dem Abnahmeende der Hohlwelle 23 drehbar gelagert ist und sich noch ein Stück
darüber hinaus erstreckt, um in üblicher Weise mit verschiedenen anzutreibenden
Geräten verbunden werden zu können.
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Das rechte bzw. Abnahmeende der Hohlwelle 23 ist durch eine Kerbverzahnung
mit einer Nabe 56 verbunden, die gegen axiale Bewegung gesichert ist und die eine
aus dem gleichen Stück bestehende Hinterplatte 57 aufweist, die als Abstützung für
eine Anzahl Kupplungsscheiben 58 dient und die an dieser angreifen.
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Ein Teil der Kupplungsscheiben wird angetrieben und steht verschiebbar
im Eingriff mit der Nabe 56,
während die dazwischenliegenden Kupplungsscheiben
mit einem mit Zähnen versehenen Ring 59 verbunden sind und mit diesem verschiebbar
im Eingriff stehen. Der Ring 59 bildet einen Teil eines Antriebsteiles
60, dessen Nabe 61 eine übliche Verbindung über ein nicht dargestelltes
Getriebe mit den Achswellen des Fahrzeuges herstellt.
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Eine ringförmige Gegenplatte 63 wird von der Hohlwelle 23 getragen
und läuft mit dieser um. Gegen axiale Verschiebung wird die Gegenplatte von einem
Einsatzstück zwischen der Nabe 56 und einer ringförmigen Rippe 62 auf der
Hohlwelle 23 gesichert. Ein zylindrischer Behälter 64 ist auf der Umfangsfläche
der Gegenplatte 63 verschiebbar, wobei eine Abdichtung vorgesehen ist. Vorzugsweise
aus dem gleichen Stück wie der Behälter 64 ist an dessen Ende ein ringförmiger
Kolben 65 vorgesehen, der an den Kupplungsscheiben 58 angreift und unter Abdichtung
auf einer Nabe 66 gleitet, die einen Teil der Gegenplatte 63 bildet und die damit
zwischen der Nabe 66 und dem Behälter 64 eine ringförmige Kupplungskammer 67 bildet,
in die Öl unter gesteuertem Druck, wie dies nachstehend näher beschrieben wird,
zugeführt wird.
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Das gegenüberliegende Ende des Behälters 64
trägt innerhalb
desselben und fest daran befestigt einen Ring 68, dessen innere Umfangsfläche
von einer ringförmigen Schulter 69 einen geringen Abstand aufweist, die auf einem
Ring 70 vorgesehen ist, der in einen ausgeschnittenen Teil 71 paßt, der einen
Teil des Tragteils 15 bildet. Der Ring 68 umschließt mit dem Behälter 64, der Gegenplatte
63 und der Nabe 69 eine ringförmige Ausgleichskammer 72. Der Abstand zwischen dem
Ring 68 und der Nabe 69 bildet eine ringförmige Drosselöffnung 73, die eine
Verbindung
zwischen der Ausgleichskammer 72 und einem Sammelbehälter für einen nun näher beschriebenen
Zweck herstellt. Eine Entlastungsfeder 74, die in der Zeichnung als eine Tellerfeder
dargestellt ist, ist in der Ausgleichskammer 72 - angeordnet und drückt den Ring
68 mit dem Behälter 64 und den Kolben 65 und den Ring 68 in die in F i g. 1 dargestellte
ausgerückte Stellung. An Stelle der Tellerfeder können auch andere Federarten verwendet
werden.
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Soweit dies in F i g. 1 dargestellt ist, erfolgt der Ölfluß in die
Kupplungs- und Ausgleichskammer 67 und 72 durch eine Reihe von Durchlässen, die
nun näher beschrieben werden sollen. In die Kupplungskammer 67 wird Öl unter einem
verhältnismäßig hohen Druck, der willkürlich gesteuert werden kann, über eine Leitung
75 durch die Verbindungskanäle 76 und 77 in den Tragteil 15 bzw. den Ring 70 eingeführt.
Das Ausgangsende des Kanals 77 ist durch einen ringförmigen Kanal 78 und
eine radiale öffnung 79 in der Hohlwelle 23 mit einem Ende eines Längskanals 80
verbunden, der in der äußeren Oberfläche einer Nabe 81 vorgesehen ist, die koaxial
zu der Hohlwelle 23 in einem gegengebohrten Teil 82 vorgesehen ist. Die Nabe 81
dreht sich zusammen mit der Hohlwelle 23 und ist in einem Abstand von der Nebenantriebswelle
54 angeordnet. Das gegenüberliegende Ende des Längskanals 80 ist über eine radiale
Öffnung 83, einen Kanal 84 in der Hohlwelle 23 und eine Öffnung 85 in der Gegenplatte
63 mit der Kupplungskammer 67 verbunden.
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Der Ölaustritt von dem hydrodynamischen Drehmomentwandler 14 zur Ausgleichskammer
72 erfolgt, wie oben beschrieben, über den Kanal 48, und das Öl fließt nacheinander
durch eine Öffnung 86 und das Lager 31 in eine ringförmige Kammer 87, die zwischen
dem Lager 31 und dem Ring 70 angeordnet ist. Von der Kammer 87 aus wird der Ölstrom
geteilt, wobei sich ein Teil durch eine Öffnung 88, die eine Drosselstelle 89 in
dem Ring 70 aufweist, zu der Ausgleichskammer 72 bewegt, und der Rest wird nacheinander
durch eine radiale Öffnung 90 in der Hohlwelle 23, einen Längskanal 91 in der Nabe
81 und eine radiale Öffnung 92 in der Hohlwelle 23 in eine Anzahl von Taschen 93
geführt, die um die Nabe 56 angeordnet sind und von denen aus das Öl unter
Einwirkung der Zentrifugalkraft zur Kühlung über die Kupplungsscheiben 58 strömt.
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Für den beschriebenen Aufbau des hydrodynamisch-mechanischen Getriebes
mit Haupt- und Öberbrückungskupplung ist schematisch in F i g. 2 eine Steuereinrichtung
dargestellt, auf die nun Bezug genommen wird.
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Das Öl für die Anordnung wird aus einem üblichen Ölbehälter oder Ölsumpf
94 durch eine über das Zahnrad 16 (s. F i g. 1) angetriebene Pumpe 95 angesaugt
und durch einen Wärmeaustauscher 96 in eine Einlaßöffnung 97, die in der Mitte eines
Steuerventils 98 angebracht ist, geleitet. In dem Steuerventil 98 ist ein abgesetzter
zylindrischer Ventilstößel mit einem in der Mitte angeordneten Abschnitt 99 verschiebbar,
der durch im Querschnitt verringerte Abschnitte 100 und 101 jeweils mit den Endabschnitten
102 und 103 verbunden ist. Das Steuerventil 98 enthält auch eine Auslaßöffnung 104,
die mit dem Ölsumpf 94 verbunden ist, sowie eine Auslaßöffnung 105, die mit einem
von Hand gesteuerten Druckregelventil, das nun beschrieben wird, verbunden ist.
Bei der in F i g. 2 dargestellten Lage des Steuerventils 98 leitet der Mittelabschnitt
99 die gesamte geänderte Ölmenge der Pumpe 95 in den Ölsumpf 94, und durch die Auslaßöffnung
105 strömt daher kein Drucköl. Diese Ventilstellung gibt die Lage beim vollständigen
Ausrücken der den direkten Antrieb schaltenden Überbrückungskupplung 43 und auch
der Hauptkupplung mit den Kupplungsscheiben 58 wieder, die nun als Hauptkupplung
106 bezeichnet wird. Das Steuerventil 98 ist so ausgebildet, daß durch die
Auslaßöffnung 105 Drucköl strömt und der Durchfluß von Drucköl durch die Auslaßöffnung
104 zu dem Ölsumpf 94 unterbrochen wird, sobald der Ventilstößel so weit verschoben
wird, bis der hervorspringende Mittelabschnitt 99 links von der Einlaßöffnung 97
liegt und sich gleichzeitig der verbreiterte Endabschnitt 102 an einer Endbegrenzung
107 abstützt. Um diese Bewegung zu bewerkstelligen, ragt ein Arm 108 in Längsrichtung
aus dem verbreiterten Endabschnitt 103 heraus, der in einer senkrecht dazu angeordneten
Abbiegung 109 endet, die dem gegenüberliegenden Ende des Endabschnittes 103 im wesentlichen
gegenüberliegt. Der Arm 108 trägt auch einen Ansatz 110, der in Richtung auf den
Endabschnitt 103 mit Abstand von der Abbiegung 109 angeordnet ist und sich nach
derselben Seite des Armes wie die Abbiegung 109 erstreckt. Eine Schraubenfeder 111
ist zwischen dem Ende des Endabschnittes 103 und einer Platte 112 angeordnet, die,
wenn das Steuerventil 98 in der in F i g. 2 gezeigten Lage ist, an dem Absatz 110
anliegt.
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Die Auslaßöffnung 105 ist mit einer Kammer 113 verbunden, in der der
Kolben eines Druckregelventils 114 hin und her verschiebbar ist. Die Kammer 113
enthält weiterhin Auslaßöffnungen 115 und 116. Der Fluß des Drucköles dort wird
durch die Stellung des Kolbens des Druckregelventils 114 bestimmt. Die gegenüberliegenden
Enden einer Schraubenfeder 117 stützen sich jeweils an dem Kolben des Druckregelventils
114 und einer Stoßplatte 118 ab, die, um die Schraubenfeder 117 zu spannen und so
den Druck des Drucköles in den Auslaßöffnungen 115 und 116 zu bestimmen, in der
nun beschriebenen Weise verschiebbar ist.
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Die Auslaßöffnung 115 ist mit der Eingangsseite des hydrodynamischen
Drehmomentwandlers 14 durch das, was in F i g. 2 vollständig als Rohrleitung 119
gezeigt ist, verbunden. Es ist jedoch klar, daß die Rohrleitung 119 in ihrer Wirkungsweise
der Leitung 44 in F i g. 1 entspricht. Die andere Auslaßöffnung 116 ist in F i g.
2 durch das Rohr 120 mit der Kupplungskammer 67 verbunden, wobei das Rohr 120 die
Leitung 75 und die daran anschließenden Kanäle und Öffnungen, die oben bereits erwähnt
und in F i g. 1 gezeigt sind, darstellt und das Rohr 120 eine Rohrleitung für verhältnismäßig
hohen Druck ist.
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Von dem Rohr 120 zweigt eine Leitung 121 ab, deren Auslaßende mit
einer Kammer 122 verbunden ist, in dem das eine Ende eines Kolbens 123 angeordnet
ist, dessen gegenüberliegendes Ende verbreitert ist und mit einer Kammer 125 ein
Regelventil 124 bildet. Die entgegengesetzten Enden einer Rohrleitung 126 führen
zum Auslaß des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 14 bzw. zu der Kammer 125 und
über einen Durchlaß 127 zu den Innenflächen der Kupplungsscheiben der Hauptkupplung
106, um dort Öl zur Kühlung zuzuführen. Die in F i g. 2 schematisch als Rohrleitung
126, Kammer 125 und Durchlaß 127 dargestellten Teile entsprechen
in
ihrer Wirkungsweise dem Kanal 48 und dem daran anschließenden Durchflußweg
zu den Kupplungsscheiben, wie dies in F i g. 1 dargestellt und oben beschrieben
ist. Bei der schematischen Darstellung in F i g. 2 ist die Rohrleitung 126, die
am Auslaß des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 14 angebracht ist, auch mit einer
Rohrleitung 128 mit einer Drosselstelle 89 (s. F i g. 1) verbunden und führt zur
Ausgleichskammer 72, wobei die Rohrleitung 128 den Kanal 48, die Öffnung 86, die
Kammer 87 und die Öffnung 88 in F i g. 1 zusammen darstellt.
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Ein von Hand betätigtes Steuerventil 129 mit abgesetzten ringförmigen
Kolben regelt die Zuführung von Drucköl unter hohem Druck zu der den direkten Antrieb
schaltenden Überbrückungskupplung 43 und enthält verbreiterte Abschnitte
130 und 131, die durch einen Abschnitt 132 mit vermindertem Querschnitt verbunden
sind. Bei der in F i g. 2 dargestellten Stellung versperrt der Abschnitt
131 das Auslaßende einer Rohrleitung 133, die mit dem Rohr
120
in Verbindung steht. Der Zylinder 35 der übeibrükkungskupplung ist über
eine Rohrleitung 134 mit einer Kammer 135 zwischen den Abschnitten 130 und
131 und von dort mit dem ölsumpf 94 verbunden, so daß die Überbrückungskupplung
43 ausgerückt bleibt. Die Rohrleitung 134 stellt in F i g. 2 die Leitung 49 und
die daran anschließenden Kanäle und Öffnungen, die zu dem Zylinder 35 der überbrückungskupplung
führen, wie dies in F i g. 1 gezeigt ist, zusammen dar.
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Bei dem hydrodynamisch-mechanischen Getriebe mit Haupt- und überbrückungskupplung
ist eine fühlbare Kontrolle zwischen dem vollen Ausrücken und dem vollen Eingreifen
der Hauptkupplung 106
und dem Ansteigen des Ausgangsdrehmomentes der Hauptkupplung
auf die jeweils größten Werte während der Druckzuführung möglich. Dazu ist in Verbindung
mit den dazugehörigen oben beschriebenen Teilen ein Pedal 136 vorgesehen,
das an seinem einen Ende auf einer Grundplatte 137 gelagert ist, die an dem Fahrzeug
befestigt ist. Zwischen dem gegenüberliegenden oder freien Ende des Pedals 136 und
der Grundplatte 137 ist eine Schraubenfeder 138 angeordnet. Gegen das Pedal
136 wirkt auch zwischen ihrem Lager und der Schraubenfeder während eines
bestimmten Teiles des Pedalweges, die von der in F i g. 2 dargestellten Stellung
nach oben erfolgt, das geschlossene Ende 139 eines Gehäuses 140, das
durch die Grundplatte 137 hindurch verschiebbar gelagert ist und das eine Schraubenfeder
141 enthält, die zwischen dem Ende des Gehäuses 139 und einem Teil 142 der
Grundplatte 137 angeordnet ist. Bei der Stellung nach F i g. 2 ist die Schraubenfeder
141 vollständig zusammengedrückt, und eine Aufwärtsbewe- ; gung des Gehäuses
140 unter der Kraft der Schraubenfeder 141 ist, soweit dies eine Aufwärtsbewegung
des Pedals 136 gestattet, durch rechtwinklige Ansätze 143 begrenzt, die an der Unterseite
der Grundplatte 137 angreifen.
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Ein Ende eines Armes 144 ist an dem anderen Ende des Pedals
136 befestigt und bewegt sich zusammen mit diesem. Das gegenüberliegende Ende des
Armes 144 ist derart mit dem einen Ende einer Stoßstange 145 verbunden, daß Drehungen
des Armes 144 eine Längsverschiebung der Stoßstange 145 hervorrufen.
Das andere Ende der Stoßstange 145 trägt mit seitlichem Abstand angeordnete und
sich nach gegenüberliegenden Seiten erstreckende Arme 147
und 148. Der Arm
147 endet in einem T-Stück 149, das zwischen der Abbiegung 109 des Armes 108 und
der Platte 112 angeordnet ist. Wenn die Stoßstange 145 hin- und herbewegt
wird, greift daher das T-Stück 149 entweder an der Platte 112 an und spannt die
Schraubenfeder 111, oder an der Abbiegung 109 an, wobei sich die Stellung
des Steuerventils 98 ändert. Der andere Arm 148 der Stoßstange ist
bei der in F i g. 2 gezeigten Stellung der Teile mit der einen Seite eines Armes
150, der von dem Steuerventil 129 getragen wird, in Berührung. Das
Verhältnis zwischen den Armen 148 und 149 ist so, daß die Stoßstange 145 nach der
linken Seite bewegt werden kann, ohne den Arm 150 zu betätigen. Der Arm 148 jedoch
wird bei jedem Zurückziehen der Stoßstange 145 nach rechts in die dargestellte Lage
an dem Arne 150 angreifen und das Steuerventil 129 zurückziehen, falls dieses dann
sich in der linken Stellung befindet.
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Bei der Beschreibung der Wirkungsweise des hydrodynamisch-mechanischen
Getriebes mit Haupt-und überbrückungskupplung und deren Steuereinrichtung wird angenommen,
daß die Antriebsmaschine im Leerlauf läuft und daß Teile die in F i g. 2 dargestellten
Stellungen einnehmen. Da dabei dann das Pedal 136 willkürlich bis zur tiefsten
Stellung in F i g. 2 heruntergetreten ist, wobei die Schraubenfedern 138
und 141 gespannt sind, leitet das Steuerventil 98 die gesamte Fördermenge
der Pumpe 95 in den Ölsumpf 94, und die Auslaßöffnungen
115
und 116 des Druckregelventils 114 sind ohne Druck. Die Hauptkupplung
106 und die überbrückungskupplung 43 sind daher ausgerückt, und es fließt
kein Drucköl zu dem hydrodynamischen Drehmomentwandler 14 und den Kupplungsscheiben
der Hauptkupplung 106. Diese Lage stellt den Zustand dar, wenn in dem zugehörigen
Getriebe eine Schaltung vorgenommen wird, und wenn es sich bei dem letzteren um
ein Zahnrädergetriebe handelt, wird das Einkuppeln der Zahnräder infolge des Fehlens
eines Ölstromes über die Kupplungsscheiben der Hauptkupplung erleichtert, da ein
Mitlaufen dieser Kupplungsscheiben wesentlich vermindert ist.
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Das Fahrzeug wird durch eine Antriebsmaschine über den hydrodynamischen
Drehmomentwandler 14 in Bewegung gesetzt, und zu diesem Zweck läßt man das Pedal
sich unter dem Einfluß der Federkräfte der Schraubenfedern 138 und 141 aufwärts
bewegen, wobei die Bewegung jedoch unter der willkürlichen Kontrolle bleibt. Die
Stoßstange 145 beginnt sich daher nach links zu bewegen, und das T-Stück
preßt die Schraubenfeder 111 zusammen und bewirkt eine Linksverschiebung des Schiebers
des Steuerventils 98, bis der verbreiterte Endabschnitt 102 an der Endbegrenzung
107 ankommt. Dieses gesamte geförderte Drucköl wird dann in die Auslaßöffnung
105 und von dort in die Kammer 113 geführt. Das Drucköl beginnt dann durch die Rohrleitung
119, den hydrodynamischen Drehmomentwandler 14, die Rohrleitung 126, die Kammer
125 und den Durchlaß 127 zu den Kupplungsscheiben der Hauptkupplung und von dort
zu dem Ölsumpf 94 zu fließen und ebenso durch das Rohr 120 zu der Kupplungskammer
67 und durch die Leitung 121 zu der Kammer 122 und ferner durch die Rohrleitung
128 zu der Ausgleichskammer 72. Der Zweck der letztgenannten Ausgleichskammer ist,
auf Grund der Zentrifugalkraft
ihren Ölvorrat mit dem in der Kupplungskammer
67 in Gleichgewicht zu setzen. Wenn in der Rohrleitung 128 Drucköl ist, fließt das
Drucköl in der Ausgleichskammer 72 durch die Drosselöffnung 73 in den Ölsumpf 94.
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Nachdem der Endabschnitt 102 an der Endbegrenzung 107 anliegt, bringt
eine weitere Bewegung der Stoßstange 145 eine Berührung des Armes
148 mit der Stoßplatte 118 mit sich, wodurch über die Schraubenfeder 117
eine Bewegung des Kolbens des Druckregelventils 114 nach links erfolgt. Diese Bewegung
des Kolbens des Druckregelventils 114 leitet ein teilweises Verschließen der Auslaßöffnung
115 ein, so daß der Druck in der Auslaßöffnung 116 gegenüber dem in der Auslaßöffnung
115 anzusteigen beginnt, wodurch der Kolben 65 in Bewegung gesetzt wird, um die
Hauptkupplung einzurücken. Der gleiche Druckanstieg wirkt am freien Ende des Kolbens
123, der das Druckregelventil 124 nach rechts verschiebt, um den Druck in der Kammer
125 zu erhöhen und so einen Grundarbeitsdruck für den hydrodynamischen Drehmomentwandler
zu liefern, der beispielsweise 2,8 kg/cm2 betragen kann. Dieser Grunddruck im hydrodynamischen
Drehmomentwandler wird erreicht, wenn, wie nun beschrieben wird, der Höchstdruck
an der Kupplungskammer 67 liegt.
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Die Aufwärtsbewegung des Pedals 136 wird unter dem willkürlich mit
dem Fuß oder der Hand ausgeübten Druck weiter nach oben fortgesetzt, wobei gleichzeitig
eine Verschiebung der Stoßstange 145 erfolgt, bis die Ansätze 143 des Gehäuses
an der Grundplatte 137 anliegen (s. F i g. 3). Die Bewegung des Kolbens 67 von der
voll ausgerückten Stellung, die in F i g. 2 dargestellt ist, in die Stellung, in
der die Kupplungsscheiben der Hauptkupplung zum Schleifen gebracht werden, wird
bei einem verhältnismäßig niedrigen Druck ausgeführt, da das Druckregelventil 114
noch nicht die Stellung erreicht hat, die einen maximalen Eingriffsdruck für die
Hauptkupplung, der beispielsweise 10,5 kg/cm2 betragen kann, liefert.
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Die Begrenzung der Bewegung des Gehäuses 140
durch die Ansätze
143 bildet eine Grenze für den von dem Gehäuse 140 auf das Pedal 136 ausgeübten
Druck, und diese Stellung wird infolge der Verringerung des auf das Pedal 136 ausgeübten
Federdruckes sofort gefühlt. An diesem Punkt, der als Zwischenstellung bezeichnet
wird, wird das Pedal 136 in seiner Stellung gehalten, bis die Kupplungsscheiben
der Hauptkupplung 106 bei dem erwähnten niedrigen Druck zum Schleifen gekommen sind.
Die Kenntnis dieser Stellung der Kupplungsscheiben 58 der Hauptkupplung wird sofort
bewußt. Die Antriebsmaschine läuft z. B. unter leichter Last, was vielleicht eine
Veränderung ihres Geräusches verursacht, und es kann auch ein typisches Geräusch
von den Antriebsstellen bei dem nun vorhandenen Drehmoment auftreten. Bei diesem
Zustand ist es wesentlich, daß der Druck in der Kupplungskammer 67 nicht nur verhältnismäßig
niedrig ist, sondern daß es ein Druck ist, der bewußt willkürlich hervorgerufen
und gesteuert worden ist.
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Danach setzt das Pedal 136 seine Aufwärtsbewegung infolge der Federspannung
der Schraubenfeder 138 und unter Nachlassen der aufgewendeten Kraft bis zur anderen
Endlage fort, die in F i g. 4 dargestellt ist. Während dieser Bewegung drückt der
Arm 148 der Stoßstange weiterhin über die Stoßplatte 118 auf die Schraubenfeder
117, was zur Folge hat, daß der Druck in der Kupplungskammer 67 weiter bis zu dem
maximalen Wert ansteigt, wobei die Arme 147 und 148 in diesem Zeitpunkt im allgemeinen
die in Fig. 2 mit gestrichelten Linien gezeigten Stellungen einnehmen. Dieser Druckanstieg
erfolgt nach und nach und wird von einem langsam anwachsenden Drehmoment begleitet.
Diese beiden Faktoren sind dabei jederzeit unter der bewußten willkürlichen Kontrolle.
Die Hauptkupplung 106 wird somit ohne Ruck voll eingreifen, weil weder wenn die
Kupplungsscheiben 58 schleifen noch danach ein plötzlicher Druckanstieg auftritt.
Darüber hinaus ist diese Steuerung insbesondere für die vielfach erforderlichen
sehr kleinen Bewegungen des Fahrzeuges von Nutzen. Die in F i g. 2 gezeigten Schraubenfedern
sollen die beschriebene Wirkungsweise ermöglichen.
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Aus den vorstehenden Ausführungen ergibt sich, daß die Zwischenstellung
bei der Steuerung des Einrückens der Hauptkupplung einen Augenblick auf die Anzeige
wartet, daß die Kupplungsscheiben bei verhältnismäßig niedrigem Druck schleifen.
Man kann also bestimmen, wann und zu welcher Zeit sie einsetzen soll. Während des
Druckanstieges wird willkürlich das Einsetzen dieses Anstieges von einem verhältnismäßig
niedrigen Wert und das langsame Anwachsen auf den größten Wert beim Eingreifen bestimmt.
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Die Anordnung des Pedals 136 und die Schraubenfedern 138 und 141 soll
nur allgemein eine Art zeigen, wie infolge eines scharfen Wechsels der Federspannung
auf das Einrücken der Hauptkupplung fühlbar gemacht werden kann. Weitere fühlbare
Veränderungen, wie beispielsweise eine bei einer Hebelbetätigung vorgesehene Einrastung,
können verwendet werden.
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Wenn man den direkten Antrieb betrachtet, ergibt sich, daß, wenn die
Teile so angeordnet sind, wie dies in F i g. 2 dargestellt ist, die Überbrückungskupplung
43 nicht allein durch eine Verschiebung des Steuerventils 129 nach links, um die
Rohrleitungen 133 und 134 miteinander zu verbinden, bewirkt werden kann. In diesem
Zeitpunkt ist in der Kammer 113 kein Druck, und das Pedal 136 wird willkürlich
in der in F i g. 2 dargestellten niedergetretenen Stellung gehalten, so daß der
Arm 148 eine Bewegung des an dem Steuerventil 129 befestigten Armes
150 verhindert. Wenn das Fahrzeug unbeaufsichtigt bleibt und die Antriebsmaschine
im Leerlauf läuft, kann das Pedal 136 jederzeit durch irgendwelche üblichen Maßnahmen
in der untersten Stellung gehalten werden.
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Wenn der Maximaldruck an der Kammer 113 liegt und der Arm 148
daher die in F i g. 2 mit gestrichelten Linien bezeichnete Stellung einnimmt, ist
es möglich, das Steuerventil 129 von Hand nach links zu verschieben und so die Rohrleitungen
133 und 134 miteinander zu verbinden, um den verhältnismäßig hohen Druck der Überbrückungskupplung
43 zuzuführen. Diese Maßnahme beeinträchtigt die Zuführung des Drucköles
gleichen Druckes zu der Hauptkupplung 106 nicht. Die Öffnung des Steuerventils 129
ist so angeordnet, daß die überbrückungskupplung 43 so lange nicht eingerückt werden
kann, bis das Druckregelventil 114 den verhältnismäßig hohen Druck in der Kammer
113 aufgebaut hat. In dem Augenblick, in dem dieser Druck in der Kammer 113 durch
eine Verstellung an dem Regelventil 114 verringert wird, wird ein Angreifen
des Armes 148 mit
dem Arm 150 das Steuerventil 129 sofort
in die in F i g. 2 dargestellte Lage zurückbringen und so den Zylinder der überbrückungskupplung
35 mit dem Ölsumpf 94 verbinden. Diese Sicherheitsmaßnahme verhindert ein Schleifen
der überbrückungskupplung 43.
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Es ist weiterhin leicht einzusehen, daß, wenn die Teile so wie in
F i g. 2 angeordnet sind, dem hydrodynamischen Drehmomentwandler 14 und den Kupplungsscheiben
der Hauptkupplung 106 Drucköl nur dann zugeführt wird, wenn die Hauptkupplung eingerückt
ist und Kühlöl nacheinander durch den hydrodynamischen Drehmomentwandler und über
die bezeichneten Kupplungsscheiben fließt. Weiterhin wird der Grunddruck gleichzeitig
im hydrodynamischen Drehmomentwandler gesteuert und hängt auch von dem Kupplungsdruck
ab.
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In F i g. 5 ist eine andere Betätigungsanordnung dargestellt, die
an Stelle der in F i g. 2 gezeigten Pedalanordnung verwendet werden kann. Ein Handhebel
151 ist in der Mitte mittels einer Achse 152 drehbar an einem Teil des Fahrzeuges
angelenkt, das mit 153 bezeichnet ist, und das dem Handgriff gegenüberliegende Ende
des Handhebels 151 ist mit dem einen Ende einer Stange 154 drehbar verbunden. Das
andere Ende ist an der gegenüberliegenden Seite der Arme 148 und 149 mit dem Ende
der Stoßstange 145 drehbar verbunden. Die Verbindung ist so ausgebildet, daß eine
Drehung des Handhebels 151 um die Achse 152 eine Längsbewegung der
Stoßstange 145 hervorruft. Der Handhebel 151 trägt einen Auslöser 155, der aus einem
gekrümmten Abschnitt 156 besteht, welcher an einer bestimmten Stelle mit einer Quernut
157 versehen ist. Das freie, teilweise gekrümmte Ende 158 einer U-förmigen Feder
159 soll auf dem Abschnitt 1.56 gleiten, und das gegenüberliegende Ende der
Feder 159 ist an einem Teil 160 des Fahrzeuges befestigt.
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Wenn sich die Teile in der durch ausgezogene Linien in F i g. 5 gezeigten
Stellung befinden, ist das hydrodynamisch-mechanische Getriebe wie in F i g. 2 eingestellt,
d. h., beide Kupplungen sind ausgerückt, und der Handhebel 151 mit den zugehörigen
Teilen wirkt in gleicher Weise wie das Pedal 136 und die unmittelbar damit verbundenen
Teile.
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Der Handhebel 151 wird zum Einrücken im Uhrzeigersinn bewegt, wobei
das Ende der Feder 158 auf dem Abschnitt 156 läuft, bis es in die Quernut 157 eingreift.
Dieses Eingreifen wird bemerkt, und der Handhebel ist dann, wie bereits oben beschrieben
und näher erläutert ist, in der Zwischenstellung. Nach Beendigung der Pause für
die Zwischenstellung wird der Handhebel 151 weiter im Uhrzeigersinn geschwenkt.
Dies hat zur Folge, daß der Handhebel 151 und die Stange 154 die durch gestrichelte
Linien angedeutete Stellung einnimmt, in der das maximale Drehmoment von der Hauptkupplung
106 übertragen wird. In der letzteren Stellung des Handhebels 151
ist die
gelenkige Verbindung 161 der Stange 154 in bezug auf die Achse 152 des Handhebels
151 und die gelenkige Verbindung 162 der Stange 154 mit der Stoßstange 145 über
die Mitte hinaus angeordnet und festgestellt. Die Bewegung des Handhebels 151 im
Uhrzeigersinn wird gegen die Kraft einer Feder 163 ausgeführt, deren gegenüberliegende
Enden mit den zugehörigen Enden der Stoßstange 145 und einem Teil 164 verbunden
sind. Wenn der Handhebel 151 in die mit voll ausgezogenen Linien gezeigte Stellung
gebracht wird, d. h. wenn die Kupplungen ausgerückt sind, ist es nur notwendig,
die über die Mitte hinausgehende Stellung zu unterbrechen, und dann übernimmt die
Feder 163 die Betätigung und zieht die Stoßstange 145 in die in F
i g. 2 gezeigte ausgerückte Stellung zurück.