DE1959960A1

DE1959960A1 - Sperreinrichtung fuer Drehmomentwandler und Bremsvorrichtungen von Motoren

Info

Publication number: DE1959960A1
Application number: DE19691959960
Authority: DE
Inventors: Pearce Shairyl Irvin; Comer Jun Glen Shields
Original assignee: Caterpillar Tractor Co
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1968-11-29
Filing date: 1969-11-28
Publication date: 1970-06-18
Also published as: BE742139A; GB1264238A; FR2024506A1; US3526304A; JPS4943860B1

Description

Sperreinrichtung für Drehmomentwandler und Bremsvorrichtungen von Motoren

Viele Fahrzeuge, die vordere und hintere Antriebsaggregate aufweisen, sind in jedem der Aggregate mit dem gleichen Getriebe versehen worden, obwohl die an diese Aggregate gestellten An» forderungen verschieden sein können. Wenn also ein Getriebe hinsichtlich der Anzahl von Gängen und Untersetzungsverhältnissen das gleiche ist, wie ein anderes Getriebe an einem zugeordneten, gekoppelten Antriebeaggregat, ohne Rücksicht auf die Arbeiteoder Antriebekrafterfordernisse, werden diese Anlagen als "zusammenpassend" bezeichnet.

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Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

β MÖNCHEN 2, THERESIENSTRASSE 33 · Ttltfon: 2? 1202 · T.legramm-Adreii., Lipatli/Manchen Bayer. Ver»in»bank Möndwn, Zwm'flit. Ofkar-von-Miller-Rlne, Kto.-Nr. 8824M · Poitichedc-Kontoi München Nr. 1<3397

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Es ist andererseits festgestellt worden, daß derartigen zusammenpassenden Getriebeanlagen mangelnder Wirkungsgrad und hohe Kosten iunewohnen, da das hintere Getriebe während des Betriebes mit hohen Drehzahlen nicht immer mit dem Frontgetriebe vergleichbar sein muß. In einem derartigen Fall können die Getriebe des vorderen und hinteren Antriebsaggregats für die besonderen Krafterfordernisse jedes Aggregats konstruiert sein, und es können verschiedene Getriebe verwendet werden. Beispielsweise brauchen die Anzahl der Gangschaltstufen oder die Untersetzungsverhältnisse in jeder Schaltstufe für das Frontgetriebe und das hintere Getriebe nicht die gleichen zu sein, und wenn in einem Fahrzeug verschiedene Getriebe verwendet werden, spricht man von "nichtzusammenpassenden" Getrieben. Das kann in einem Anwendungsfall vorkommen, bei dem das Frontgetriebe ein Aggregat mit acht Vorwärtsgängen ist und das hintere Getriebe ein Aggregat mit vier Vorwärtsgangen ist.

Bei der Steuerung eines Fahrzeuges ist ein wirksamer Brems— oder Verzögerungsmodus notwendig, um den Wirkungsgrad der Arbeit, eine hohe Lebensdauer der Bremsen und die Sicherheit des Fahrers zu gewährleisten. Wenn ein derartiger Verzögerungs- oder Bremsmodus verwendet wird, wird eine hohe Wärmemenge in dem hydraulischen Medium erzeugt, das durch die Bremsvorrichtung hindurchgeht, und diese Wärme muß abgeleitet werden, um die Anlage vor übermäßig hohen Temperaturen zu schützen.

In Anlagen, die nichtzusammenpassende Getriebe verwenden, besteht die Möglichkeit eines Überhitzuugsproblems bei bestimmten Drehzahlkombinationen der Getriebe. Wenn sich beispielsweise das Frontgetriebe in einem direkten Antriebsmodus befindet, während das hintere Getriebe sich in einem Wandler-Antriebemodus befindet, ist das Drehmoment der Räder bestrebt, durch den rücklaufenden Wandler des hinteren Aggregats anzutreiben. Im allgemeinen haben Wandler bei Rücklauf verhältnismäßig

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geringe Drehmomentkapazitäten, und die Räder sind nicht in der Lage, den hinteren Motor schnell genug anzutreiben, um einen zufriedenstellenden Kühlmittelstrom hervorzurufen. Da das Maß des Kühlmittelstroms der Motordrehzahl proportional ist, d.h., da die Menge des durch den Motor und durch den Kühler strömenden Wassers durch die Drehzahl der Wasserpumpe und damit durch die Drehzahl des Motors bestimmt wird, kann das hydraulische Medium der Brems— oder Verzögerungsvorrichtung nicht genügend gekühlt werden, wenn der Motor nicht mit einer entsprechenden Drehzahl läuft. Das überhitzte Öl kann zu einer Beschädigung von Dichtungen und zu einer Lackierwirkung in dem Öl sowie zu einer Überhitzung der von dem Öl geschmierten Teile führen, woraus sich eine Beschädigung der Bestandteile ergeben _

kann. ~

Gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht daher die Verwendung der Kombination eines gesperrten Drehmomentwandlers und einer Bremsvorrichtung in dem Brems— oder Verzögerungsmodus des Motorbetriebes die Verwertung des Effekts einer überlaufenden Last, um die Motordrehzahl proportional der im Betrieb befindlichen Getriebeuntersetzung zu erhöhen, ungeachtet nichtzusammenpassender Getriebe—Untersetzungsverhältnisse oder Schaltstufen.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sperranlage für Bremsvorrichtung und Drehmomentwandler zur Verwendung in einem Fahrzeug mit doppelter Antriebsquelle, das nichtzusammenpassende ä Getriebe aufweist.'

Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Fahrzeugantriebsanlage, bei der eine Sperranlage an dem normalerweise langsamer laufenden abgebremsten hinteren Motor angreift, so daß dieser Motor mit einer Drehzahl läuft, die ausreicht, das durch die Bremsvorrichtung hindurchgehende hydraulische Strömungsmedium abzukühlen.

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf ein Fahrzeugantriebsaggregat, bei dem eine hohe Wärmemenge, die in dem hydraulischen Strömungsmedium des Fahrzeugs erzeugt wird, in wirkungsvoller Weise abgeleitet wird, um die zugeordneten hydraulischen Antriebskomponenten zu schützen.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Fahrzeugantriebs· system, bei dem die oben genannten Ziele bei Verwendung nicht— zusammenpassender Getriebe erreicht werden.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf eine Anlage, die die Möglichkeiten einer Beschädigung der Antriebs— anlage verringert, die während längerer Abwärtsfahrt infolge ungenügender Kühlung infolge des hinteren Hydraulikaggregats auftreten kann.

Die Ziele der vorliegenden Erfindung gehen für den Fachmann deutlicher aus der Lektüre der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der beigefügten Zeichnung hervor, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht ist. Ausführungsformen, die ähnliche oder äquivalente Konstruktionsmerkmale verwenden, können sich für den Fachmann ergeben, ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen würde, wie er in den beigefügten Ansprüchen umrissen ist.

Die Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung der hydraulischen und pneumatischen Steueranlage für die Wandler-Bremsvorrichtungs-Sperre gemäß der vorliegenden Erfindung.

Eia Motor 11 ist der hintere Motor eines zweimotorigen Fahrzeuges, z.B. eines Erdhobel* Eine Abtriebswelle 13 des Motors bildet über eine Kupplung 17 eine direkte mechanische Verbindung zu einer ein hinteres Getriebe (nicht gezeigt)

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antreibenden Welle 15» und über einen Drehmomentwandler 19 eine Strömungsmittelverbindung zu dieser Welle. Ein Läufer 21 einer Brems- oder Verzögerungsvorrichtung ist auf der Welle angebracht und wirkt mit einem Ständer 23 in weiter unten beschriebener Weise zusammen.

In der Zeichnung ist ein mit der Hand betätigbares Luftventil 25 gezeigt, das über eine Leitung 27 Druckluftzufuhr erhält und überschüssige Luft durch eine Leitung 29 abgibt. Das Ventil kann von jeder geeigneten Art sein, durch die der gemäß der vorliegenden Erfindung erforderliche modulierte Betrieb hervorgerufen wird, und kann von der in der USA—Patentschrift 3 057 666 offenbarten Art sein. Das Ventil 25 schickt Druckluft zwischen bestimmten Werten, z.B. 1,75 und 5>6 kp/cm , in Leitungen 31, 33 und 39.

Die der Leitung 33 zugeführte Druckluft wird in eine Kammer 36 eines Sperrkupplungsventils 38 geschickt. Ein Schieber

40 dieses Ventils bewegt sich gegen die Vorspannung einer Feder

41 nach rechts. Wenn das Ventil 25 in einem beliebigen Maß betätigt wird, wird der Schieber 40 infolge des Umstandes, daß die Vorspannkraft der Feder 41 geringer ist, als der beispielsweise angeführte Mindestdruck von 1,75 kp/cm , schnell nach rechts in die in der Zeichnung gezeigte Stellung bewegt. Ein

hydraulischer Zufuhrdruck mit einem Höchstwert von etwa 17,5kp/em , wird dem Ventil über eine Leitung 43 zugeführt und gelangt über " einen Ringraum 45» einen Ringraum und eine Leitung 49 zu der Sperrkupplung 17. Eine Ablaßleitung 51 ist in dem Ventil vorgesehen, üb im Bedarfsfall die Sperrkupplung abzulassen und um an den Dichtungen des Ventils vorbeigelangendes Lecköl und entweichende Luft aufzunehmen.

Die durch das Ventil 25 in die Leitung 31 geschickte Druckluft gelangt zu einem Steuerventil 52 für die Bremsvorrichtung,

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das von ähnlicher Ausbildung sein kann, wie das in der USA-Patentschrift 3 J86 5^0 beschriebene Ventil. Wenn der Luftdruck in einer Kammer 53 einen bestimmten Wert über 1,75 kp/cm , z.B. 3,5 kp/cm , erreicht hat, wird der Schieber 55 des Ventils nach rechts in die in der Zeichnung gezeigte Stellung geschoben. In dieser Stellung des Schiebers nimmt das Ventil hydraulisches Strömungsmedium von dem Drehmomentwandler 19 über eine Leitung 57 auf und schickt dieses Strömungsmedium über eine Leitung zu der Bremsvorrichtung, und nimmt ferner Strömungsmedium von der Bremsvorrichtung über eine Leitung 61 auf und schickt es durch Wärmeaustauscher 65 und 63 über Leitungen 67, 69 und 7i» bevor dieses Strömungsmedium über eine Leitung 64 wieder in das Schmiersystem für das Getriebe zurückgeschickt wird.

Die von dem mit der Hand betätigten Luftventil 25 in die Leitung 39 geschickte Luft wird auch zu den Steuereinrichtungen (nicht gezeigt) der vorderen Bremsvorrichtung geschickt, um die vordere Bremsvorrichtung zu betätigen. Gewünschtenfalls können die vordere und die hintere Bremsvorrichtung von verschiedener Leistungsfähigkeit sein, so daß die hintere Bremsvorrichtung bei etwa 3»5 kp/em voll betätigt sein kann und die vordere Bremsvorrichtung bei einem etwas höheren Wert, z.B, 5,6 kp/cm voll betätigt sein kann. Natürlich werden die Bremsvorrichtungen unterhalb dieser Drücke jeweils modulierbar betätigt.

Wenn also der Fahrer das mit der Hand betätigte Luftventil 25 betätigt, wird das Sperrkupplungsventil 38 mit einem verhältnismäßig geringen Luftdruck beaufschlagt, wodurch die Kupplung 17 in Sperrstellung eingerückt wird, wodurch eine direkte mechanische Verbindung zwischen der Welle 15 und der Welle hervorgerufen wird, sowie ein geringer Betrag einer Bremswirkung über den Drehmomentwandler 19, da ein Element des Drehmomentwandler? immer gegen Drehung befestigt ist. Den Schalen

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des Ständers 23 der Bremsvorrichtung wird Strömungsmedium zugeführt, was infolge der Bewegung des Läufers 21 in dem Strömungsmedium einen Gegendruck hervorruft. Wenn der Druck in der Leitung 3i ansteigt, wird der Gegendruck größer und der Motor spricht mehr auf die Raddrehzahl an. Mit anderen Worten wird der normale Widerstand des Motors wirksam, wenn die eigentliche hydrodynamische Abbremsung des hinteren Aggregats beginnt, und erhöht sich, wenn der Fahrer den Luftdruck erhöht, wodurch die Kühlung des hydraulischen Strömungsmediums erhöht wird.

Gleichzeitig bewirkt der Mindestdruck, z.b. 1,75 kp/cm , in der Leitung 39 eine einleitende Abbremsung in dem Front— ™ aggregat. Wenn die Frontbremsvorrichtuug von geringerer Leistungsfähigkeit ist als die hintere Bremsvorrichtung, wird bei einer Erhöhung des Luftdruckes in den Leitungen 31 und 39 von 1,75 kp/cm in Richtung auf den beispielsweise angeführten Höchstdruck von 5_f6 kp/cm der Druck überschritten, bei dem die maximale Abbremsung in der Bremsvorrichtung des hinteren Aggregats erzielt wird. Eine weitere, mit der Hand gesteuerte Erhöhung des Druckes durch das Ventil 25 erhöht die Funktion der Frontbremsvorrichtung als eine letzte Phase der Gesamt— abbremsung des Fahrzeugs.

Damit wurde erfindungsgemäß eine Wandler-Bremsvorrichtungs- λ Sperranlage geschaffen, die bei Fahrzeugen mit zwei Antriebsquellen und nichtzusammenpassenden Getrieben höhere Leistungen und erhöhte Sicherheit liefern kann. Während ein einziges bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und beschrieben worden ist, kann dieses im Rahmen der nachfolgenden Ansprüche geändert oder abgewandelt werden.

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Claims

eine Gesellschaft des Staates

Kalifornien PEORIA, ILLINOIS 6l602 100 N.E. ADAMS STREET V. St. A.

Dip1.-Wirtsch.-lng. AXEL HANSMANN Dipl.-Phys. SEBASTIAN HERRMANN

Ihr Zeichen

Unser Zeichen

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Pat entanmeldung:

Sperreinrichtung für Drehmomentwandler und Bremsvorrichtungen von Motoren

PATENTANSPRÜCHE

i\ Fahrzeug mit einem Antriebsmotor, einem Drehmomentwandler

d einer Bremsvorrichtung, die den Motor und sein Getriebe miteinander verbinden, gekennzeichnet durch eine Sperrkupplurig, die parallel zu dem Drehmomentwandler befestigt ist, und eine Einrichtung, durch die die Kupplung nur dann betätigt wird, wenn die Abbremsung des Motors benötigt wird, um eine direkte mechanische Verbindung zwischen dem Motor und seinem Getriebe hervorzurufen.
2. Fahrzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zweite Einrichtung, die die Bremsvorrichtung modulierbar betätigt und den Durchgang von Strömungsmedium von der Bremsvorrichtung zu Wärmeaustauschern reguliert, durch die Kühlmittel von dem Motor umgewälzt wird.
3. Fahrzeug nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur modulierbaren Betätigung einer Bremsvorrichtung an

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Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmahn

einem zweiten Antriebsmotor.
4. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur modulierbaren Betätigung der Bremsvorrichtung auch Mittel zur modulierbaren Betätigung der Bremsvorrichtung eines zweiten Motors umfaßt©
5. Motor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kupplung betätigende Einrichtung ein pneumatisch betätig» tes Ventil umfaßt, das den hydraulischen Druck in der Kupplung steuert.
6. Motor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Betätigung der Bremsvorrichtung, bestehend aus einem pneumatisch betätigten Ventil, das die Strömung von hydraulischem Strömungsmedium in der Bremsvorrichtung steuert und anschließend diesen Strom des hydraulischen Strömungsmediums durch eine Kühlanlage schickt.
7. Motor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine pneumatische Ventileinrichtung, die ein Ventil betätigt, das seinerseits die Kupplung betätigt, ferner ein Steuerventil für die Bremsvorrichtung betätigt, das den Strom von Strömungsmedium durch die Bremsvorrichtung steuert, und das ein Betätigungs— signal für eine Bremsvorrichtung für einen zweiten Motor hervorruft.
8. Fahrzeug mit einem vorderen und einem hinteren Antriebsmotor, nichtzusammenpaseenden Getrieben und einer Drehmomentwandler— Bremevorrichtunga—Anlage zwischen einem der Motoren und seinem zugehörigen Getriebe, gekennzeichnet durch ein mit der Hand betätigbares Druckventil, das ein modulierfähiges pneumatisches Signal erzeugt, durch das eine Sperrkupplung in der Drehmomentwandler-Bremsvorriohtungs-Anlage betätigt wird,

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der Druckmittelstrom durch die Bremsvorrichtung über ein zweites hydraulisches Ventil gesteuert, wird und ein Beta— tigungssignal für eine Bremsvorrichtung in dem anderen
Motor erzeugt wird, wobei diese Schritte während der Betätigung des Druckventils stattfinden, durch die ein ansteigender pneumatischer Druck hervorgerufen wird.

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