DE3237319A1

DE3237319A1 - Drehmomentwandler mit sich automatisch kurzschliessender wandlerkupplung

Info

Publication number: DE3237319A1
Application number: DE19823237319
Authority: DE
Inventors: Kaspar Dipl.-Ing. Franz (FH), 8500 Nürnberg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-02-11
Filing date: 1982-10-08
Publication date: 1983-08-25

Description

Drehmomentwandler mit sich automatisch kurzschließender Wandler-
kupplung.
Drehmomentwandler werden wegen ihres Vorteiles, das Drehmoment des Motors erhöht auf die Getriebeeingangswelle zu übertragen, was einem stufenlosen Zwischengetriebe gleichkommt, und als verschleißfreie Kupplung nicht nur für Automatik-, sondern auch für Zahnräderwechselgetriebe verwendet.
Diesem Vorteil steht aber der Nachteil entgegen, daß im überwiegenden Normalbetrieb, bei dem keine Drehmomentwándlungerfolgt, wegen des vorhandenen Schlupfes der Wandlerflüssigkeit ein Kraftverlust entsteht, der zu einem, bis zu 11%-igen Kraftstoff-Mehrverbrauch führt. In an sich bekannter Weise kann dieser Nachteil mittels einer Wandlerkupplung, die das Turbinenrad mit dem Pumpenrad starr verbindet, vermieden werden.
Beim heutigen Stand der Technik ist nur eine Konstruktion zur Steuerung der Wandlerkupplung bekannt, die alle zu berücksichtigen Einflüsse aufnimmt, aber hierzu eine komplizierte Elektronik bedarf und für den Schubbetrieb einen Schubfreilauf benötigt, der erwiesenermaßen zu Schaltstößen führt.
Nachfolgend beschriebene Erfindung geht von der Überlegung aus, daß bei eingerückter Wandlerkupplung im Wandler kein Druck der Wandlerflüssigkeit erforderlich ist und wahrend der Wandlertätikeit der Druck der Wandlerflüssigkeit die Wandlerkupplung ausrücken kann.
Die Wandlerkupplung ist bei Stillstand des Motors, bei Normal- und bei Schubbetrieb eingerückt, der Schubfreilauf kann also entfallen und die dem Wandler zugeführte Wandlerflüssigkeit wird druckfrei abgeleitet. Bei Sperrung dieser druckfreien Ableitung erhält die Wandlerflüssigkeit durch das Wandlergegendruckventil einen Druck, der die Wandlerkupplung ausrückt.
Beschreibung.
Die Wandlerflüssigkeit wird dem Wandler von der Wandlerfüllpumpe 21 durch die Leitung 23,24 zugeführt, füllt ihn und wird durch die Leitung 29 druckfrei abgeleitet, wobei die Wandlerkupplung 4 vom Druck der Kupplungsdruckfedern geschlossen ist.
In die druckfreie Ableitung 29 werden Sperrventile 30,31, 32 eingebaut die elektrisch, pneumatisch, hydraulisch oder mechanisch vom Kupplungshebel, wenn die Schaltkupplung 14 ausgerückt wird, vom Kick-down-Schalter oder einem Beruhrungssensor eines Handschalt- oder Wihlhebels betätigt werden und dabei den druckfreien Ablauf 29 sperren. Ein weiteres Sperrventil 30sperrt die Leitung 29 mittels eines Fliehkraftreglers oder eines elektronischen Impuls-Drehzahl wein die/Drehzahl der gebers, wenn dieTurbinenwelle 7 in den Leerlaufbereich des Motors absinkt und/oder der erste Gang eingeschaltet ist.
Bei gesperrter Leitung 29 erhält die Wandlerflü.ssigkeit über die Leitung 26 vom Wandlergegendruckventil 27 einen Druck, der in der Druckkammer 25 auf die Kupplungsdruckscheibe 3 wirkt und die Wandlerkupplung 4 ausrückt. Hierdurch kommt der Wandler in Tätigkeit, wobei das Leitrad 8 gegen die Drehrichtung des Wandlers gedrückt wird und dabei mittels des Wandlerfreilaufes 9 dessen Haltering 10, der auf seinem Sitz 12 kurz schwenkbar gelagert ist, gegen den Druck der Feder 13 schwenkt und mittels eines Ventiles 11 seinerseits die Leitung 29 solange sperrt, bis das Turbinenrad 2 mit dem Pumpenrad 1 annähernd gleichläuft, wobei das entlastete Leitrad 8 den Haltering 10 mittels seiner Feder 13 wieder in die Ruhe lage schwenken läßt und dabei das Ventil 11 öffnet, sodaß die Wandlerflüssigkeit wieder druckfrei durch die Leitung 29 abfließen kann, womit die Wandlerkupplung einrückt.
Die Wandlerkupplung 4 wird also durch Sperrung der Leitung 29 mittels eines der Sperrventile 30,30a,31,32 ausgerückt und bei entlastetem Leitrad 8 durch öffnen der Leitung 29 mittels des Ventiles 11 wieder geschlossen.
/14 Die Schaltkupplungdarf zum Schutz vor Überlastung nicht bei ausgerückter Wandlerkupplung 4 eingerückt werden, aber auch die Wandlerkupplung 4 dclrf nicht sofort nach einrücken der Schaltkupplung 14 wieder eingerückt werden.
Dies folgerichtig auszuführen, ist die Aufgabe einer Ventilkombination des Sperrventiles 30 mit dem Ventil 28. Vom Kupplungshebel oder -gestange 15 wird beim ausrücken der Schaltkupplung 14 zuerst vom Ventil 28 der Servomotor für die Gasdrosselung 37 von der Rücklaufleitung 36 getrennt und über die Leitung 34 mit der Leitung 26 verbunden, sofort anschließend die Leitung 29 gesperrt, sodaß die Wandlerflüssigkeit mit dem Servo 37 die Gaszufuhr drosselt und anschließend über die Leitung 35 druckfrei in die Rücklaufleitung 36 abgeleitet. Der Druck der Rückholfeder des Servomotors 37 reicht nicht aus, um die Wandlerkupplung 4 ausrücken zu können. Sobald die Schaltkupplung 14 wieder eingerückt ist, wird vom Ventil 28 der Servomotor 37 zuerst mit der Rücklaufleitung 36 verbunden, wobei die Gasdrosselung aufgehoben wird, die Wandlerkupplung 4 ausgerückt und der Wandler in Tätigkeit gesetzt wird, bevor das Ventil 30 die Sperrung der Leitung 29 aufhebt. Ein Verzögerungsventil 34 a, das an die Leitung 34 angeschlossen ist, hebt die Sperrung der Leitung 29 erst auf, wenn die Wandlerkupplung tatsächlich wieder ausgerückt ist.
Die Leitung 29 kann außerhalb des Wandlers von der Leitung 26 abzweigen, wobei nach primärer Sperrung durch ein Sperrventil 30 usw. der Druck aus der Leitung 26 auf die Druckkammer 66 das Ventil 64 sekundär schließt. Ein Magnetventil 63 führt diesen Druck ab, wenn die primäre Sperrung aufgehoben und dabei der Druckschalter 67, sowie durch die sekundäre Sperrung der Druckschalter 68 geschlossen ist und bei entlastetem Leitrad der Haltering 10 mit dem Kontakt 69 seinen Stromkreis schließt. Wenn der Haltering 10 nicht schwenkbar, sondern drehungsfest gelagert ist, kann ein an sich bekanntes, elektronisch von zwei Induktivgebern6o,61 über einen ELektronik-51ustein 5 ;e-iteuertes Relais 62 den Stromkreis ZUm Magnetventil 63 schliel3en.
Der Stromkreis zum Magnetventil 63 wird bei annäherndem Gleichlauf des Turbinenrades 2 mit dem Pumpenrad 1 geschlossen, wenn der kurz schwenkbar gelagerte Haltering 10 einen Kontakt 69 schließt, oder bei nicht schwenkbar gelagertem 59 Haltering, ein Elektronik-BausteinXln an sich bekannter Weise von je einem, vor und nach dem Wandler eingebauten Induktivgeber 60,61 beeinflußt, das Relais 62 betätigt.
Der Drehmomentwandler kann von einem Hebel 40, gegebenenfalls zur Einschaltung einer Motorbremsanlage, dauernd abgeschaltet werden. Von der Leitung 26 führt eine direkte Leitung zur Rücklaufleitung 36 oder 41,die von einem Ventil 39 gesperrt ist, das bei Umstellung des Hebels 40 die Wandlerflüssigkeit druckfrei abfließen läßt.
Die Wandlerflüssigkeit kann durch die Rücklaufleitung 36 für ein Zahnräderwechselgetriebe einer automatischen Schaltvorrichtung/als Schaltdruckmittel zugeführt werden, das nach vollendetem Gangwechsel ebenfalls druckfrei abfließen kann. Vom Rückstau des Schaltdruckmittels während des Gangwechsels wird ein Ventil 38 umgestellt wobei es den Ablauf des Wandlergegendruckventils 27 mit der direkten Ableitung 41 und die Leitung 26 direkt mit der Rücklaufleitung 36 verbindet. In die Druckmittelleitung 45 jeden Ganges vom zugehörigen Schalt- oder Umschaltventil 46 zu seinem Einschaltservo 47 wird zuerst eine Leitung 48 abgezweigt und dann ein Sperrventil 50 eingefügt, das bei Betätigung des Schaltventiles 46 und gesperrter Leitung 48 die Weiterleitung des Schaltdruckmittels zum Einrückservo 47 verhindert, bis der Druck der Wandlerflüssigkeit in der Leitung 26, oder bei ausgerückter Schaltkupplung 14, von dessenServo 42 adS Ventil 43 umgestellt und damit das Schaltdruckmittel durch die Leitung 51 in die Gegendruckkammer des Ventiles 50 geleitet wird, dieses öffnet, womit der Einrück servo sein Schaltglied in den, dem Gang entsprechenden Eingriff bringt. Jedes Schaltglied oder Hebel, der mittels einer Feder dieses in Eingriff zieht, wird mit einem Ventilschieber 49,53,54verbunden, der die Leitung 48 bezw. Leitungen 48 des Ganges,bezw.der Gänge, der seinem entsprechenden Eingriff entspricht, öffnet und der anderen Gängesperrt.
Die Erfindung wird in den Zeichnungen dargestellt, wobei die Steuerung der Wandlerflüssigkeit in den Abbildungen 1, 2 und 3, und die Steuerung des Schaltdruckmittels einer automatischen automatischen Schaltvorrichtung für ein Zahnräderwechselgetriebe in der Abbildung 4 gezeigt wird.
Im Einzelnen zeigen: Abb.l die Wandlerachse a) im Querschnitt bei geschlossener Wandlerkupplung b) "' ri 'P offener c) eine mögliche Ansicht der Feder 13 d) im Längsschnitt Abb.2 den Längsschnitt eines Wandlers, bei dem der Haltering 10 als hohlwelle ausgeführt ist, mit den Sperrventilen 30, vom Kupplungshebel betätigt, einem Sperrventil 31, elektrisch betätigt, einem Sperrventil 32, hydraulisch oder pneumatisch betätigt, und dem Wandlergegendruckventil.
Abb.3 die Steuerung der Gasdrosselung Abb.4 die Steuerung des Schaltdruckmittels einer automatischen Schaltvorrichtung für Zahnräderwechselge trieben a) mit zwei oder mehreren, abwechselnd im einen oder anderen Eingriff stehenden Schaltgliedern b) mit ein oder mehreren, dauernd im einen oder anderen Eingriff stehenden Schaltgliedern.
Abb.5 das Sperrventil 64 mit der Steuerung des Magnetventils durch den Haltering 10 Abb.6 das Ventil 64 mit der elektronischen Steuerung des Magnetventiles 63 Leerseite

Claims

Patentansprüche Drehmomentwandler mit sich automatisch kurzschließender Wandlerkupplung (A) die,in an sich bekannter Weise, von einer Eupplungsdruckfeder(5) geschlossen und vom Druck der Wandlerflüssigkeit geöffnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlerflüssigkeit von einer Leitung (29) druckfrei abgeleitet wird, die von einem oder mehreren Sperrventilen(30 usw.) primär gesperrt wird, wodurch ein weiteres Sperrventil(ll oder 64) derart betätigt wird, daß es die Beitung(29) unabhangig von der primären Sperrung, sekundär sperrt.
2.) Drehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mechanisch, elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch betätigte Sperrventile(30, 30a,31,32) die Beitung(29) sperren, wenn die Schaltkupplung(14) ausgerückt, eine Kick-down-Einrichtung betätigt, der Handschalthebel berührt wird, der erste Gang eingeschaltet ist oder die Drehzahl des Turbinenrades(2) in den Drehzahlbereich des Motors im Leerlauf absinkt.
3.) Drehmomentwandler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltering(10), der auf seinem, mit dem Gehäuse (18) starr verbundenen Sitz (12) kurz schwenkbar gelagert ist, bei der Drehmomentwandlung vom Leitrad(8) gegen den Druck seinerFeder(13) in die Endstellung gedrückt wird, in der er das Leitrad (8) mittels desSreilaufes (9) hindert, ziarückzudrehen und mit demVentii (11) die Leitung(29) solange sperrt, bis das Turbinenrad(2) mit dem Pumpenrad(l) annähernd gleichläuft, wobei das Leitrad(8) unbelastet ist und der Haltering(10) von seiner Feder (11) in die Ruhelage gebracht wird, in der er das Sperrventil(ll) öffnet, sodaß die Wandlerflüssig keit wieder druckfrei durch die Leitung(29) abfließen kann.
4.) Drehmomentwandler nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung(29)außerhalb des Wandlergehäuses von der Leitung(26) abzweigt und dabei vor den Sperrventilen(30 usw.) ein weiteres Sperrventil(64) erhält, das mittels seiner Druckkammer(66) bei Druck in der Leitung (26) die Leitung(29) sperrt und mittels eines Magnetventiles(63), das diesen Druck auch in die Gegendruckkammer( )leitet oder aus der Druckkammer(66) ableitet, von der Feder(65) wieder öffnet.
5.) Drehmomentwandler nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei annäherndem Gleichlauf des Turbinenrades( Xit dem Pumpenrad (1) den Stromkreis zum Magnetventil (63) der kurz schwenkbare Haltering(10) mittels eines Kontaktes(69), oder eine, an sich bekannte elektronische Schaltung bei drehungsfest gelagertem Haltering schließt.
6.) Drehmomentwandler nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei absinken der Motordrehzahl in den Leerlaufbereich ein Fliehkraftregler oder ein, von einem Induktivgeber (60) gesteuerter Elektronikschalter mittels eines Sperrventiles(30a) die Leitung(29) sperrt.
7.) Drehmomentwandler nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Betätigung der Schaltkupplung(14) ein Ventil (28) zuerst den Servo(37)zur Drosselung der Gaszufuhr über die Leitung(34) mit der Leitung(26) und die Leitung(35) mit der Rücklaufleitung(36) verbindet, dann die Leitung(29) mittels seines Ventiles(30) oder/und des Ventiles (34a) sperrt, dann die Schaltkupplung ausrückt,nach ihrem einrücken zuerst die Leitungen(34,35) sperrt und dann die Leitung(29) öffnet.
8.) Drehmomentwandler nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum dauernden Abschalten des Wandlers ein Hebel(40), der gegebenenfalls eine Motorbremse betätigt, mittels eines Sperrventiles(39) eine, die Sperrventile der Leitung(29) umgehende Leitung(39a) öffnet.
9.) Drehmomentwandler nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlerflüssigkeit durch ihre RUcklaufleitung(36) einer, an die Schaltkupplung(14) angeschlossenen, manuell halb- oder vollautomatisch betätigten,durch Druckmittel gesteuerten Schaltvorrichtung eines Zahnräderwechselgetriebes als Schaltdruckmittel zugeleitet wird, wobei dessen Rückstau während eines Gangwechsels in die Leitung(36) ein Umstellventil(38) betätigt, das hierbei den Ablauf des Wandlergegendruckventils(27) von der Rücklaufleitung(36) trennt und mit einer direkten Rücklaufleitung(41), sowie die Leitung (26) direkt mit der Rücklaufleitung(36) verbindet.

lO.i) Drehmomentwandler nach Anspruch 1 bis 9,oder selbständig, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer automatisch gesteuerten hydraulischen Schaltvorrichtung für ein Zahnräderwechselgetriebe für jeden, von ihr zu schaltenden Gang eine Abzweigleitung(48) von der, vom zugehörigen Schalt- oder Umschaltventil(46) zum entsprechenden Einschalt- oder Schaltservo (47) führenden Druckmittelleitung(45) zu einem Sperrventil(49a) oder einer Ventilkombination(52) eingebaut wird.
10.2) Schaltvorrichtung nach Anspruch 10.1, dadurch gekennzeichnet, daß in jede Druckmittelleitung(45) zwischen der Abzweigleitung(48) und dem Schaltservo(47)von einem Sperrventil(50) gesperrt wird, wenn vor diesem wegen Sperrung der Abzweigleitung(48) ein Druck entsteht, aber von seiner Feder wieder geöffnet wird, wenn der Eupplungsservo(42) bei ausgerückter Schaltkupplung (14) das Ventil (43) betätigt und dabei der Druck des Schaltdruckmittels, oder/aus der Leitung(26) bei ausgerückter Wandlerkupplung(4)der Druck der WandlerflUssigkeit durch die Leitung (44) in die Gegendruckkammer (51)geleitet wird.

10.3) Schaltvorrichtung nach Anspruch 10.1 und 10.2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Zahnräderwechselgetriebe mit zwei oder mehreren, in abwechselndem Eingriff stehenden Schaltgliedern jeder Schaltschieber(49), der von ihr automatisch-betätigt wird, ein Sperrventil erhält, oder als solches ausgestattet ist, die ihm zugeführten Leitungen(48) sperrt und erst die, dem einzurückenden Getriebegang zugehörige Leitung(48) öffnet, wenn das entsprechende Schaltglied eingerückt ist.

10.4) Schaltvorrichtung nach Anspruch 10.1 bis 10.3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Zahnräderwechselgetriebe mit in dauerndem Eingriff stehenden Schaltgliedern die Leitungen(48)/in einer (48)./ln Vegtilkombination (52) enden, in der fUr jedes Schaltglied ein, mit diesem, vom zugehörigen Schalthebel(55,56) bewegungskonform betätigter Ventilschieber(53,54) die Leitung bezw. Leitungen(48) öffnet, die der Stellung des Schaltgliedes(57,58) des einzuschaltenden Ganges entspricht und die Leitung bezw.

Leitungen(48) für die entgegengesetzte Stellung des Schaltgliedes(57,58) sperrt, wobei jeder zweite Ventilschieber(54) quer zur Bewegungsrichtung des anderen(53) bewegt werden kann.