DE2027069A1

DE2027069A1 - Getriebe zur Aufrechterhaltung einer konstanten Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE2027069A1
Application number: DE19702027069
Authority: DE
Inventors: Conrad R Winnebago 111. Hilpert (V.St.A.). B60k
Original assignee: Twin Disc. Inc., Racine, Wis. (V.St.A.); VtT*. Grtoiecker, fw, Dipl.-Ing.; Kinkeldey, H., Dr.-Ing.; Stockmair, W,, Dr.-Ing.; Pat.-Anwälte, 80OO München
Priority date: 1969-06-02
Filing date: 1970-06-02
Publication date: 1970-12-10
Also published as: US3556271A; DE2027069B2; JPS5022300B1; GB1259058A; DE2027069C3

Description

,■'atuntanwältä .

ϋίρΙ.-Ing. A. Grünecker 2, LT,!

Dr.-lng. H. iiir.kald^ Dr.-lr.g. W. Stuskmair 8 München 22, Maximihanatr. 43

P 3250-27/Ho

Twin Disc, Incorporated

1528 Racine Street, Racine, Wisconsin, USA

Getriebe zur Aufrechterhaltung einer konstanten Fahr

geschwindigkeit eines Fahrzeuges

Die Erfindung betrifft ein Getriebe zur Aufrechterhaltung einer konstanten Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeuges und bezweckt insbesondere die Verbesserung eines Getriebes, wie es in der USA-Patentschrift 3 469 663 mit dem Titel "Constant Speed Glutch and Torque Converter Transmission" beschrieben ist. '

Das erfindungsgemäße Getriebe besitzt ebenso wie das Getriebe nach der vorstehend angegebenen Patentschrift einen Drehmomentwandler, der von einer Antriebseinrichtung über eine Reibkupplung angetrieben wird,, deren Wirkungsgrad in Abhängigkeit von einer auf der Abtriebsseite der Kupplung erfaßten Betriebsgröße gesteuert wird.

Übliche mit Drehmomentwandler versehene Getriebe dieser Art Jiaben sich in Fahrzeugen beispielsweise in Srd- und anderen Baugeräten, nicht-bewährt, weil es schwierig ist, mit der-

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artigen Getrieben auch bei starken Schwankungen der Belastung oder des erforderlichen Abtriebsdrehraoments eine konstante Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges aufrechtzuerhalten.

Bei bestimmten Erdbewegungsarbeiten _t z„B_o heim Planieren, ist eine konstante Fahrgeschwindigkeit unbedingt erforderlich. In einigen der bekannten Getriebe war die Reibkupplung nicht imstande, den Antrieb des Drehmomentwandlers einwandfrei zu steuern, unter anderem deshalb„ weil sich, i®s? Heibungskoeffizient der Kupplung in ihrem eingedrückten gnstand veränderte» Wenn im Betrieb eines derartigen !Fahrzeug©® die Belastung plötzlich überwunäea wurde^ nate die Geschwindigkeit des Fahrzeuges sofort su. Umgekehrt führte eine Belastungszunähme zu einer Abnahme der Fahrzeug/geschwind igle© it»

Ein anderes bekanntes Getriebe ist in der USA-Patentschrift 3 202 018 angegeben^ die in Pigo 4 ein Ausführungsbeispiel mit einer Kupplung zeigt ₉ welche mit einem Ausgleichskolben versehen ist« Ferner sind Pilotdüsen vorhanden₉ von denen ein Signal abgegeben wird.? ias eia außen aageordneter hydraulischer Verstärker verstärkt _s ©he es zur Steuerung der' Kupplung verwendet wird.

Abtriebsabhängige Reibkupplungen der in dem Erfindungsgegenstanä verwendbaren Art sind in den USA-Patentschriften 3 352 395 und 3 358 796 dargestellt und Ib^selirieben* Beide Ausführungen sind von der Ahtriebsgeschwindigkeit abhängige Kupplungen mit fliehkraftabhängig gesteuerten ¥©ntilen_o Bekannt ist ferner eine.von dem Abtriebsöreiiaoment abhängige Reibkupplung gemäß der USA-Patentschrift 3 360 087.

Das erfindungsgemäße ßetriebe ist gekensiseieteaei durch ein Antriebselements durch eine afofeiefosabhängig hydraulisch ge« steuerte Reibkupplimg, di© sait deia Axitriebaeleaent antriebst verbunden ist, ein® durch St©uersinricht4an^· 2iar Steuerung des Mitnahrßegrades der Kupplung in Abhängigkeit von eine3?

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auf der Äbtriebcseite der Kupplung vorhandenen Betriebsgröße, durch einen von der Kupplung angetriebenen Drehmomentwandler mit einem Gehäuse, das eine Turbinenanordnung enthält, und durch einen in dem Gehäuse angeordneten, von der Turbinenanordnung angetriebenen und von deren Abtriebsdrehzahl abhängiger Fliehkraftregler, der mit der Kupplung bzw. mit der Steuereinrichtung derart verbunden ist, daß das Druck- bzw. Strömungsmittel der hydraulisch gesteuerten Reibkupplung in Abhängigkeit von der Abtriebsdrehzahl des Wandlers steuerbar ist, sodaß die Kupplung die Eingangsleistung des Drehmomentwandlers derart steuert, daß dessen Abtriebsdrehzahl konstant bleibt.

Das erfindungGgemäße Getriebe besitzt eine Reibkupplung, die von einer auf ihrer Abtriebsseite vorhandenen Betriebsgröße, z.B. der Drenzahl-oder den Drehmoment, gesteuert wird und einem Drehmomentwandler vorgeschaltet ist und mit ihm antriebsverbunden ist. Im Gehäuse des Drehmoraentwandlers ist ein Regler angeordnet, der einerseits mit der Turbine des Drehmomentwandlers und andererseits mit der abtriebsabhängigen Kupplung derart verbunden ist, daß diese die üingangsleistung des Drehmomentwandlers in Abhängigkeit von dem lastabhängigen Leistungsbedarf derart steuert, daß die Fahrtgeschwindigkeit des Fahrzeuges konstantgehalten wird.

Eine bevorzugte■Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes ist mit einer regelgesteuerten Reibkupplung und einem Drehmomentwandler zum Aufrechterhalten einer konstanten Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeuges versehen und derart ausgestaltet, daß der im Gehäuse des Drehmomentwandlers .angeord-^ nete und von dessen Turbine angetriebene oder getragene Regler als Fliehkraftregler ausgebildet ist und ein fliehkraftgesteuertes Ventil aufweist, das in der hydraulisch betätig- und steuerbaren Reibkupplung angeordnet und mittels dessen ihr Mitnahmegrad derart regelbar ist, daß die Leistungsaufnähme bzw. Eingangsleistung des Drehmomentwandlers und seine

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Ausgangs- bzw. Abtriebsdrehzahl konstant bleiben.

Weitere Merknale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung, deren einzige Figur ein erfindungsgemäßes Getriebe im Längsschnitt darstellt.

Eine hydraulisch gesteuerte Reibscheibenkupplung G wird von einem Motor E angetrieben und treibt über eine Abtriebswelle ein Pumpenlaufrad I eines Drehrcomentwandlers TG an, dessen Turbinenanordnung T die Abtriebswelle 2 des Getriebes antreibt. Die Abtriebswelle 2 kann beispielsweise ein Zahnradwechselgetriebe GB von der Art antreiben, wie es in der USA-Patentschrift 3 425 293 dargestellt ist.

Die hydraulisch gesteuerte Reibscheibenkupplung C ist modulierbar, das heißt, durch Steuerung ihres Schlupfes kann die von der Kupplung G übertragene Leistung verändert werden. In dem von dem Motor angetriebenen Außenglied 4 der Kupplung sind Kupplungsscheiben 5 axial festgelegt. Zwischen den Scheiben sind Kupplungsscheiben 6 angeordnet, die auf dem Innenglied der Kupplung axial festgelegt sind. Das Innenglied 7 begrenzt eine zylindrische Druckkammer 8 für die Kupplung. In dieser Kammer ist ein ringförmiger Kolben 9 dicht und verschiebbar angeordnet, durch dessen Bewegung das Volumen der Kammer verändert werden kann. Bei Beaufschlagung der Kammer 8 mit einem unter Druck stehenden Druckmittel wird der Kolben. 9 (In der Zeichnung nach rechts) so bewegt, daß die ineinandergreifenden Kupplungsscheiben 6 gegeneinandergedrüekt werden und Leistung von dem Motor E auf die Abtriebswelle 1 der Kupplung G übertragen wird. Durch Veränderung des von dem Kolben 9 "auf die Kupplungsscheiben 6 ausgeübten Druckes kann die Kupplung C in der vorstehend angegebenen weise moduliert bzwo gesteuert werden.

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Die Beaufschlagung der Kammer 8 mit einem unter konstanten

■ Druqk stehenden Druckmittel erfolgt über einen Kanal 10.in ' dem ortsfesten Gehäuse H des Drehmomentwandlers I¹C, eine Ringnut 11 in der Abtriebswelle 1 der Kupplung G, radiale Öffnungen 12, eine Längsbohrung 13» einen radialen Kanal 14 in dem Innenglied 7 der Kupplung und einen Kanal 15» in dem eine Drossels,telle 16 angeordnet ist. Der Druck dieses Druckmittels wird als Beaufschlagungsdruck bezeichnet und kann in der nachstehend beschriebenen Weise geändert werden. Der Kanal 14 erstreckt sich ferner radial auswärts zu dem äußeren Ende , eines fliehkraftabhängigen Ventils V, das in dem Innenglied 7 der Kupplung angeordnet ist. Eine weitere Drosselstelle ist in der Leitung 14 knapp vor dem Ventil V vorgesehen.

Das fliehkraftabhängige Ventil V besitzt einen Kolben 20, der in einer Kammer 21 radialverschiebbar ist. Bei einer Druckmittelbeaufschlagung der äußeren Stirnfläche des Kolbens 20 wird dieser einwärtsgeschoben, wobei er die verschiebbare Kugel 22 des Ventils gegen den Ventilsitz 23 drückt. Die Kammer 21 ist mit der Druckkammer 8 über einen Kanal 24 verbunden, der an den Ventilsitz 23 anschließt. Wenn die Kugel 22 an dem Sitz 23 anliegt, kann kein Druckmittel aus der Kammer 8 über äen Kanal 24 und die Öffnung 26 abströmen. Bei ungenügender Druckbeaufschlagung der äußeren Stirnfläche des Kolbens 20 wird dieser dagegen unter Fliehkraftwirkung radial auswärtsgedrückt, so'daß sich die Kugel 22 radial auswärtsbewegen und Druckmittel aus der Kammer 8 über den Kanal 26 abströmen kann. Dank dieser Steuerung des Ventils V in Abhängigkeit von der Druckbeaufschlagung der radial auswärtsliegenden Stirnfläche des Kolbens 20 kann daher der Mitnahmegrad der Kupplung verändert werden.

Wenn die Abtriebsdrehzahl des Getriebes höher ist₈ als es dem am' äußeren .rinde des Ventils V eingestellten Druck entspricht,

■ schiebt die Fliehkraft den Kolben 20 nach außen _v so'daß die Kugel 22 von dem Ventilsitz abgehoben wird und ein Seil des

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Druckmittels aus der Druckkammer 8 abströmt, infolgedessen kann die Kupplung G schlupfen und wird die iibtriebodrehzahl des Getriebes herabgesetzt. Dies wird nachstehend erläutert.

In einer derartigen Anordnung muß die hydraulisch gesteuerte Keibkupplung mit einem Fliehkraftregler kombiniert sein, der den Mitnahmegrad der Kupplung in Abhängigkeit von einer auf der Abtriebsseite der Kupplung vorhandenen Betriebsgröße steuert. Hierzu ist nach der Erfindung ein Fliehkraftregler G vorgesehen, der den Beaufschlagungadruck des Ventils ¥ in Abhängigkeit von der Abtriebsdrehsahl der Surbinenanordnung T des Drehmomentwandlers TC steuerte Dieser von der Turbine angetriebene Fliehkraftregler G ist im Innern des Gehäuses H des Drehmomentwandlers TG angeordnet und kann mit der Turbinenanordnung T einstückig sein* Der von der Turbine angetriebene Regler S bewirkt _t daß die das Punpenlaufrad I antreibende Kupplung C derart gesteuert wird ^ daß unabhängig von der abtriebsseitigen Belastimg des Getriebes die Turbine T mit einer konstanten Drehzahl läuft_f die von dem Pahre-r eingestellt werden kann·

Der von der Turbine T angetriebene Fliehkraftregler G besitzt einen Kolben 5O₉ welcher in einer sich radial erstreckenden Kammer 51 verschiebbar XSt₉ die in der labe 52 der Turbinenanordnung ausgebildet ist» Ein Yerschlußstück in Form einer Kugel 53 kann eine Öffnung 55 verschließen^ die in dem Ventilsits 54 ausgebildet ist und über einen Kanal 56 mit dem äußeren Ende der !fentilkammer 21 in Yerbindung steht»

Bei Beaufschlagung der radial auswärtsliegenden Stirnfläche des Reglerkolbens 50 wird dieser radial einwärtsgedrückt ₃ sodaß die Kugel 53 auf ihrem Sitz gehalten wird. Die Beaufschlagung mit diesem von einer Druckmittelquelle, beispielsweise einer Druckmittelpumpe JP₉ erzeugten Steuerdruck erfolgt über einen Kanal 60 in dem Gehäuse des Drehmomentwandlers TC₅ eine Ringnut 61_ff die Öffnung G2₉ eine Längsbohr trag 63 in der ■

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Welle 1 und einen in der Nabe 52 der Turbinenanordnung T ausgebildeten, radialen Kanal 64, der zum äußeren Ende der Reglerkanner 51 führt. Durch .Einstellung eines Steuerventils 66 kann daher der Fahrer den Druck einstellen, mit dem das radial aums-ärtsliegende Ende den Reglers 6 beaufschlagt wird, und damit auch jene Turbinendrehsahl, bei dem die Kupplung C zu schlupfen beginnt.

Bei von ihren Sitz abgehobener Kugel 53 kann das Druckmittel von der äußeren Stirnflache des Kolbens 20 des Ventils V über den Kanal 56, die Öffnung 55 und den Kanal 58 abströmen. Die Kugel 53 hebt sich von ihrem Sitz ab, wenn die Abtriebsdrehsahl des Drehraomentwandlers TC bzw. der Turbinenanordnung T einen vorherbestimmten Wert überschreitet, sodaß die Fliehkraft den Kolben 50 radial auswärtsbewegt. Jetzt strömt das Druckmittel von dem äußeren Ende den Ventils V ab, soclaß die Kupplung schlupft und die Äbtriebsdrehzahl auf den voreingestellten Wert sinkt.

In üblicher, nicht gezeigter Weise wird aur. dem toroidförmigen Kreislauf des Drehmomentwandlers Strömungsmittel abgezogen und als Kühlmittel über die Reibscheiben 5,6 geführt.

Erfindungsgemäß ist in dem Gehäuse des Drehmomentwandlers ein von der Turbine angetriebener fliehkraftregler G vorgesehen, der dip Druckentlastung des fliehkraftabhängigen Ventils der abtriebsabhängigen Kupplung steuert. Dieser vom Fahrer einstellbare Regler gewährleistet, daß die Abtriebsdrehzahl des Drehmomentwandlers bzw. seiner Turbinenanordnung konstantgehalten wird, indem bei abnehmender Abtriebsdrehzahl ein schlupffreies Arbeiten der Kupplung gewährleistet und bei zunehmender Abtriebsdrehzahl ein Schlupfen der Kupplung ermöglicht wird.

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Claims

Patentansprüche

Getriebe zur Aufrechterhaltung einer konstanten Fahrschwindigkeit eines Fahrzeuges, gekennzeichnet durch ein Antriebselement (von ώ), durch eine abtriebsabhängig hydraulisch gesteuerte Keibkupplung (C),. die mit dem Antriebselement antriebsverbunden ist, durch eine Steuereinrichtung (V) zur Steuerung des Mitnahmegrades der Kupplung in Abhängigkeit von einer auf der Abtriebsseite der Kupplung vorhandenen Betriebsgröße, durch einen von der Kupplung (C) angetriebenen Drehmomentwandler (TC) mit einem Gehäuse (H)₉ das eine Turbinenanordnung (T) enthält, und durch einen in dem Gehäuse angeordneten,, von der' Turbinenanordnung (T) angetriebenen und von deren Abtriebsdrehzahl abhängigen fliehkraftregler (6), der mit der Kupplung 10) bzw. mit der Steuereinrichtung (V) derart verbunden ist, daß das Druck- bzw* Strömungsmittel der hydraulisch gesteuerten Reibkupplung (C) in Abhängigkeit von der übtriebsdrehaahl des Drehmomentwandlers (TG) steuerbar ist, so daß die Kupplung (C) die Eingangs· leistung des Drehmomentwandlers (TC) derart steuert ₉ daß dessen Abtriebsdrehzahl konstant bleibt.
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (C) ein fliehkraftabhän-^ giges Ventil (V) zur Steuerung des Beaufschlagungsdruckes der abtriebsabhängig hydraulisch gesteuerten Keibkupplung (C) besitzt.
3. betriebe nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Steuerdruckmittelquelle (,P), die mit dem Hegler (G) verbunden ist und zum Einstellen des Reglers dient, und

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durch eine Druckmittelleitung (56), die von dem Regler (G) zu dem Ventil (V) führt und über die der Regler (G) das Ventil (V) derart steuern kann, daß es eine Druckentlastung der hydraulisch gesteuerten Kupplung (G) "bewirkt.
4. Getriebe, insbesondere Fahrzeuggetriebe, mit einer reglergesteuerten Reibkupplung und einem Drehmomentwandler zum Aufrechterhalten einer konstanten Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeuges, d g, daß der im Gehäuse (H) des Drehmomentwandlers (TO) angeordnete und von dessen Turbine (T) angetriebene oder getragene Regler als Fliehkraftregler (G) ausgebildet ist und ein fliehkraftgesteuertes Ventil (V) aufweist, das in der hydraulisch betätig- und steuerbaren Reibkupplung (G) angeordnet und mittels dessen ihr Mitnahraegrad derart regelbar ist, daß die Leistungsaufnahme des Drehmomentwandlers (TC) und seine Ausgangsdrehzahl konstant bleiben.

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