DE4024712A1 - Kraft-uebertragungseinrichtung - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Kraft-Übertragungseinrichtung, vorzugsweise eine
Transmission für ein Dieselmotor-Fahrzeug, das eine
mechanisch wirkende Kupplung aufweist.
In einem Dieselmotor-Fahrzeug (im folgenden als
"Fahrzeug" bezeichnet), zum Beispiel, ist generell zwischen
der Abtriebswelle des Dieselmotors (im folgenden als
"Motor" bezeichnet) und der Achse des Fahrzeugs eine
Kraft-Übertragungseinrichtung oder ein
Transmissionsgetriebe vorgesehen, welches einen
Drehmomentwandler und eine Transmission umfaßt, und dazu
verwendet wird, das Abtriebsdrehmoment des Motors zur
Transmission über den Drehmomentwandler während des
Betriebs mit hydraulischem Antrieb beim Anfahren
des Fahrzeuges zu übertragen, so daß der für die erste
Bewegung des Fahrzeugs erforderliche große
Drehmomentbetrag dadurch erhalten werden kann, ohne daß
Getriebe-Übersetzungsverhältnisse gewechselt werden
müßten, indem das Abtriebsdrehmoment zur Achse über die
Transmission übertragen wird. Somit wird das Fahrzeug beim
Anfahren wirksam beschleunigt, aber das benötigte
Abtriebsdrehmoment verringert sich, sobald das Fahrzeug
eine hohe Geschwindigkeit erreicht hat, und der
Kraftübertragungsweg der Motorausgangsleistung über den
Drehmomentwandler wird umgangen, und das
Abtriebsdrehmoment des Motors wird direkt zur Transmission
übertragen.
Soweit wurde das Umschalten von einem Betrieb mit
hydraulischem Antrieb während der ersten Bewegung
des Fahrzeugs zu einem Direktantrieb-Betrieb durch
Umschalten zwischen dem Ineingriffbringen oder
Außereingriffsetzen der hydraulischen Antriebskupplung
und der Direktantriebs-Kupplung
durchgeführt, welche eingangsseitig am Drehmomentwandler
vorgesehen ist. Ferner wird dieser Direktantrieb in einem
Bereich niedriger Geschwindigkeit dann zu einem
Direktantrieb in einem Bereich hoher Geschwindigkeit
umgeschaltet, wobei das Fahrzeug graduell beschleunigt
wird. Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
stellt Fig. 2 ein Beispiel einer herkömmlichen
Kraft-Übertragungseinrichtung dieses Typs dar, d. h., in
welcher eine mechanische Kupplung als
Direktantriebs-Kupplung verwendet wird, wie im folgenden
erläutert.
Wie in der Zeichnung dargestellt, umfaßt diese im Stand
der Technik bekannte mechanische Kupplung eine
Direktantriebskupplung 1, einen Drehmomentwandler 5, eine hydraulische Antriebs
kupplung 20 und eine
Transmission 30, die in Serie geschaltet sind.
Erstens umfaßt die Direktantriebskupplung 1 eine
Antriebswelle 4, welche mit dem Schwungrad (nicht gezeigt)
eines Dieselmotors, d.h. Motor 2, über eine Kopplung 3
verbunden ist, eine zylindrische Welle 7, die einstückig
mit dem Abdeckrad 6 des Drehmoment-Wandlers 5 ausgebildet ist, und
ein inneres zylindrisches Teil 7 0, welches axial
verschiebbar in einem Spalt untergebracht ist, der
zwischen der zylindrischen Welle 7 und der hohlen
Turbinenwelle 60 auf der Antriebsseite des
Drehmomentwandlers 5 gebildet ist, wobei innere und äußere
Keilverzahnungen 8 und 9 auf den inneren und äußeren
Umfängen des inneren zylindrischen Teiles 70 ausgebildet
sind, und die die äußere Keilverzahnung 9 immer mit der
auf dem Innenumfang der zylindrischen Welle 7
ausgebildeten Keilzähne 10 in Eingriff steht, während die
innere Keilverzahnung 8 mit den Keilzähnen 11 eingreifen
kann, die an den äußeren Umfang der hohlen Turbinenwellen
6 0 an der Antriebsseite des Drehmomentwandlers 5
ausgebildet sind. Das die Direktantriebskupplung 1
bildende innere zylindrische Teil 7 0 ist mit einem
äußeren zylindrischen Teil 14 verbunden, das an dem
äußeren Umfang des zylindrischen Welle 7 angeordnet ist,
um mit dem inneren zylindrischen Teil 7 0 über einen
Stift 16 konzentrisch ausgebildet zu sein, wobei der Stift
16 innerhalb eines in Axialrichtung der zylindrischen
Welle 7 gebildeten Schlitzes 15 axial bewegbar ist. Das
äußere zylindrische Teil 14 weist eine an dessen
Außenumfang gebildete Umfangsnut 17 auf, die mit einer in
Umfangsrichtung bewegbaren Gabel 18 in Eingriff steht,
wobei die Gabel 18 über einen an dem Gehäuse der
Kraft-Übertragungseinrichtung angebrachten pneumatischen
Zylinder 19 verschiebbar ist. Die Gabel 18 kann somit bei
Betätigung des pneumatischen Zylinders 19 axial bewegt
werden, so daß das innere zylindrische Teil 7 0 über dem
Stift 16 zusammen mit dem äußeren zylindrischen Teil 14
auch axial bewegt wird.
Um das Ineingriffbringen oder Außereingriffsetzen des
Abdeckrades 6 mit bzw. von dem Laufrad 21 zu ermöglichen,
ist des weiteren die hydraulische Antriebskupplung 20
mit antriebsseitigen Kupplungsplatten 22
versehen, die an den inneren Umfang des Abdeckrades 6
verkeilt und axial verschiebbar sind, sowie mit
abtriebsseitigen Kupplungsplatten 24 versehen, die an dem
einstückig mit dem Laufrad 21 ausgebildeten Vorsprung 23
verkeilt und axial verschiebbar ausgebildet sind, wobei
die antriebsseitigen Kupplungsplatten 22 und die
antriebsseitigen Kupplungsplatten 24 abwechselnd
angeordnet sind, so daß bei einer Betätigung des
hydraulisch betätigbaren, in dem Abdeckrad 6 angeordneten
Kolbens 25 die Kupplungsplatten 22, 24
gegeneinandergedrückt werden.
Somit wird die Kraft des Motors 2 von der hohlen
Turbinenwelle 6 zur Turbinenwelle 27 über eine
Keilverzahnung 26 übertragen, nachdem diese zwischen einer
Übertragung entweder über die Direktantriebskupplung 1
oder den Drehmomentwandler 5 geschaltet wird. Die
Turbinenwelle 27 ist über eine Kopplung 28 mit der
Antriebswelle 30 0 der Transmission 30 verbunden, wobei
die Antriebswelle 30 0 ein Rückwärtsantriebsgetriebe 31
für Langsamlauf und ein Rückwärtsantriebsgetriebe 32 für
Schnellauf drehbar hält. Des weiteren sind mechanische
Kupplungen 41 und 42 zum selektiven Übertragen der Drehung
der Antriebswelle 30 0 an das Antriebsgetriebe 31 oder
das Antriebsgetriebe 32 für Schnellauf vorgesehen. Die
mechanischen Kupplungen 41 und 42 umfassen ein
Verschiebungsteil 36, das an der Antriebswelle 30 0
verkeilt und zur axialen Verschiebung durch die Gabel 33
über den pneumatischen Zylindern 34 und 35 angepaßt ist,
wobei innere Keilverzahnungen 37 und 38 innerhalb des
Verschiebungsteils 36 und äußere Keilverzahnungen 39 und
40 jeweils einstückig mit dem Antriebsgetriebe 31 für
Langsamlauf und dem Antriebsgetriebe 32 für Schnellauf
ausgebildet sind, um jeweils in Eingriff mit den inneren
Keilverzahnungen 37 bzw. 38 stehen zu können.
Bei einer axialen Verschiebung des Verschiebungsteils 36
über der Gabel 33 kann die innere Keilverzahnung 37 bzw.
38 jeweils mit entweder der an der Antriebsgetriebe 31
oder 32 ausgebildeten äußeren Keilverzahnung 39 oder 40
selektiv eingreifen. Die Antriebswelle 30 0 ist
einstückig mit einem Getriebe 43 versehen, und eine vorwärts
drehende Welle 45 ist vorgesehen, die ein in Eingriff mit
dem Getriebe 43 stehendes Getriebe 44 aufweist, wobei die
normal drehende Welle 45 ein normal drehendes
Antriebsgetriebe 46 für Langsamlauf und ein vorwärts
drehendes Antriebsgetriebe 47 für Schnellauf drehbar hält.
Die Getriebe 46 und 47 weisen ein die Antriebsgetriebe 31
und 32 für Rückwärtsdrehung ähnlicher Ausbildung auf und
sind mit mechanischen Kupplungen 50 bzw. 51 versehen, die
jeweils zum selektiven Eingreifen mit dem
Langsamlauf-Antriebsgetriebe 46 für Vorwärtsdrehung bzw. dem
Schnellauf-Antriebsgetriebe 47 für Normaldrehung durch die
Betätigung eines pneumatischen Zylinders 48 oder 49
ausgebildet sind.
Die Langsamlauf-Antriebsgetriebe 46 bzw. 31 für Vorwärts-
oder Rückwärtsdrehung stehen jeweils in Eingriff mit einem
Langsamlauf-Abtriebsgetriebe 53, das einstückig mit einer
Abtriebswelle 52 ausgebildet ist, während die
Schnellauf-Antriebsgetriebe 47 und 32 jeweils in Eingriff
mit einem Schnellauf-Abtriebsgetriebe 54 stehen. Die
Leistung des Motors 2 ist derart ausgerichtet, um von der
Abtriebswelle 52 über nicht-gezeigte Kegelgetriebe an der
Achse des Fahrzeugs übertragen zu werden.
Wie deutlich zu erkennen ist, weist die vorausgehend
beschriebene Kraft-Übertragungseinrichtung die Vorteile
auf, daß es aufgrund der Anwendung von mechanischen
Kupplungen für alle Kupplungen außer der hydraulischen Antriebskupplung 20
ermöglicht wird, die bei
hydraulischen Kupplungen vorkommenden Reibungsverluste zu
vermeiden, die sich aufgrund des Schlupfes zwischen den
Kupplungsplatten 22, 24 beim Ineingriffbringen oder
Außereingriffsetzen der hydraulischen Antriebskupplung 20
ergeben, und da kein hoher hydraulischer
Druck zum Betätigen der hydraulischen Kupplung
erforderlich ist, wird die Leistung der hydraulischen
Pumpe reduziert und somit der Wirkungsgrad verbessert.
Andererseits besteht der Grund darin, daß eine mechanische
Kupplung als hydraulische Antriebskupplung 20
nicht eingesetzt wird, daß beim Fahren des Fahrzeuges,
wenn aus einem neutralen Zustand oder einem direkten
Fahrzustand in einen hydraulisch angetriebenen Zustand
umgeschaltet wird, es schwierig
ist, die Drehgeschwindigkeiten zwischen den im folgenden
genannten Teilen aneinander anzupassen, das heißt, die
Antriebsseite des Drehmomentwandlers 5, an den die Drehung
des Motors unmittelbar übertragen wird,
und das Laufrad 21,
dessen Drehgeschwindigkeit sich in einem unstabilen
Zustand aufgrund der Wirkung der Rotation des Turbinerads 55, das von der Seite der Transmission 30 gedreht wird, und des Leitrades 58
befindet, das in eine Richtung am Gehäuse 56 über ein
Freilaufrad 57 drehbar getragen wird. Wenn jedoch eine
hydraulische Kupplung als hydraulische Antriebskupplung 20
eingesetzt wird, auch wenn ein Unterschied
in den Drehgeschwindigkeiten zwischen dem Abdeckrad 6 und
dem Laufrad 21 besteht, können die Kupplungsplatten 22, 24
reibungslos beim Rutschen miteinander eingreifen.
Da der Drehmomentwandler nur während einem Antreiben mit hydraulischem Antrieb beim Starten des Fahrzeugs
im allgemeinen angewandt
wird, ist die Zeit, während der die Kupplung
angewandt wird,
kurz. Somit besteht ein weiterer Vorteil
darin, daß die Betätigungszeit der hydraulischen Pumpe
kurz ist, die die Kupplungsflüssigkeit mit hohem Druck
zuführt.
Des weiteren bestehen bei dieser
Kraftübertragungseinrichtung die Direktantriebskupplung 1
und die Kupplungen 41, 42, 50 und 51 der Transmission 30
alle aus mechanischen Kupplungen, und das
Ineingriffbringen dieser Kupplungen wird derart
durchgeführt, daß die Drehgeschwindigkeiten des Motors 2
und der Abtriebswelle 52 der Transmission 30 jeweils von
einem Motordrehgeschwindigkeits-Detektor 59 und einem
Abtriebswellen-Drehgeschwindigkeits-Detektor 61 erfaßt
werden, um diese erfaßten Signale von den jeweiligen
Detektoren 59 und 61 an einen Regler 63 abzugeben, so daß
die Drehgeschwindigkeiten in dem Regler 63 verglichen
werden und der Regler 63 daraufhin ein Signal abgibt, um
eine elektronische Steuerung 64 des Motors zu steuern, um
die Drehgeschwindigkeiten der Antriebsseite und der
Abtriebsseite der Kupplung zu synchronisieren und bei deren
Synchronisierung Eingreifssignale an die
Kupplungsschaltsolenoide abzugeben.
Wie jedoch oben beschrieben, da die übliche
Kraft-Übertragungseinrichtung eine Direktantriebskupplung
1 als die mechanische Kupplung zusätzlich zur hydraulischen Antriebskupplung
20 aufweist, bestehen
Nachteile, wenn die Bereichs-Kupplung zur Auswählung einer
langsamen oder schnellen Geschwindigkeit übergeschaltet
wird, während das Fahrzeug bei ausgekuppelten Kupplungen 1
und 20 im Leerlauf läuft. Z. B. kann vorausgesetzt werden,
daß zur Wiedergewinnung der reduzierten Geschwindigkeit
des Fahrzeugs der Schnellauf-Zustand in einen
Langsamlauf-Zustand übergeschaltet wird. In diesem Falle
werden die folgenden Schritte unternommen. Nachdem die
Direktantriebskupplung 1 eingekuppelt wird, die sich in
ausgekuppeltem Zustand befand, wird die Kupplung 42 für
Schnellauf außer Eingriff gesetzt und die Kupplung 41 für
Langsamlauf darauf in Eingriff gebracht. Um jedoch die
Direktantriebskupplung 1 einzukuppeln, werden das von dem
Motordrehgeschwindigkeitsdetektor 59 ermittelte
Motordrehgeschwindigkeitssignal 60 und das von dem
Abtriebsdrehgeschwindigkeitsdetektor 61 ermittelte
Abtriebsdrehgeschwindigkeitssignal 62 an den Regler 63
zusammen mit einem Direktantriebsbefehlsignal abgegeben,
wobei ein Signal 65 an der elektronischen Steuerung 64
abgegeben wird, um den Drosselhebel des Motors 2 zu
bedienen, so daß die Drehgeschwindigkeit der Antriebs- und
Abtriebsseiten der Direktantriebskupplung 1 synchronisiert
werden, während die Abtriebsdrehgeschwindigkeit des Motors
2 eingestellt wird. Wenn diese Drehgeschwindigkeiten
synchronisiert werden, wird somit ein erregendes Signal 67
an den Solenoid eines Solenoidventils 66
abgegeben, das Luftdruck von einer druckbelüfteten
Luftquelle an die Direktantriebskupplung 1 zuführt, um
diese in Eingriff zu bringen. Wird ein Befehlssignal an
den Regler 63 abgegeben, um von einer Schnellaufphase in
eine Langsamlaufphase zu schalten, erfaßt der Regler 63
wie im obigen Fall die ermittelten
Drehgeschwindigkeitssignale 60 und 62, worauf der Regler
63 ein Signal 69 abgibt, um den Solenoid des schaltenden
Solenoidventils 68 zu entregen, das die unter Druck
stehende Luft an den pneumatische Zylinder 35 der schnell
laufenden Kupplung 42 zuführt, wobei sich ein
Außereingriffsetzen der Schnellauf-Kupplung 42 ergibt.
Gleichzeitig übergibt der Regler 63 ein Signal 65 an die
elektronische Steuerung 64, so daß die
Drehgeschwindigkeiten der Antriebs- und Abtriebsseiten der
Kupplung 41 für Langsamlauf synchronisiert werden. Bei der
Synchronisierung der Drehgeschwindigkeiten wird dann ein
erregendes Signal 71 an den Solenoid des umschaltenden
Solenoidventils 70 übergeben, um den pneumatischen
Zylinder 34 der Kupplung 41 für Langsamlauf zu betätigen,
wobei dieser in Eingriff gebracht wird, um das Schalten zu
vervollständigen.
Bei der konventionellen Kraft-Übertragungseinrichtung, da
der Synchronisierungsvorgang der Überschaltung der
Kupplungen in zwei Schritten durchgeführt wird, entsteht
das Problem, daß zu viel Zeit zur Vervollständigung des
Schaltens benötigt wird.
Somit besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
darin, eine verbesserte Kraft-Übertragungseinrichtung zu
schaffen, insbesondere eine mit mechanischen Kupplungen
versehene Übertragungseinrichtung für Dieselfahrzeuge, die
ein Überschalten von einer Schnellaufphase in einer
Langsamlaufphase oder umgekehrt durch einen einzigen
Arbeitsschritt ermöglicht, im Gegensatz zu der
zweischrittigen Funktion gemäß der konventionellen
Kraft-Übertragungseinrichtung.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Kraft-Übertragungseinrichtung gelöst, bei der eine direkt
mit einem Motor verbundene Antriebswelle jeweils an ein
Langsamlaufgetriebe und ein Schnellaufantriebsgetriebe
einer Transmission über mechanische Kupplungen direkt
gekoppelt wird, wobei die Antriebswelle an einem
Drehmomentwandler über eine als hydraulische
Reibungskupplung wirkende hydraulische Antriebskupplung
verbunden ist, die auf der
Antriebswelle koaxial angebracht ist, und wobei die
Antriebsseite des Drehmomentwandlers über einen Freilauf
mit dem Langsamlaufantriebsgetriebe direkt verbunden ist.
Bei der erfindungsgemäßen Kraft-Übertragungseinrichtung
dienen die Langsamlauf- und Schnellaufkupplungen somit dem
gleichen Zweck als eine Direktantriebskupplung bei der
konventionellen Kraft-Übertragungseinrichtung. D. h., daß
das Langsamlaufantriebsgetriebe zur Schaltung zwischen und
Übertragung der hydraulisch getriebenen Drehung
von dem Drehmomentwandler über den Freilauf oder der
direkt getriebenen Drehung über die Langsamlaufkupplung bestimmt
ist. Die Schnellaufkupplung ist gegenüber der
Langsamlaufkupplung so gestaltet, um mit dieser koaxial
angeordnet zu sein, und beide Kupplungen sind des weiteren
derart gestaltet, daß in dem Fall, in dem sich eine in der
eingekuppelten Stellung befindet, die andere in der
ausgekuppelten Stellung ist, wohingegen beide sich in der
Leerlaufstellung befinden, wenn sie sich in einer Stellung
zwischen den beiden obengenannten Stellungen befinden.
Da das Schnellaufantriebsgetriebe nicht mit dem
Drehmomentwandler verbunden ist, ist es deshalb
erfindungsgemäß nicht möglich, dieses bei einem
hydraulischen Antriebszustand bei hoher
Geschwindigkeit zu betätigen. Da jedoch ein während der
Anfangsbewegung eines Fahrzeuges erforderliches, hohes
Drehmoment durch das Langsamlaufantriebsgetriebe gegeben
wird, wobei das Schnellaufantriebsgetriebe normalerweise
nicht erforderlich ist, wird nur ein Direktantrieb
ermöglicht, um die Gestaltung zu vereinfachen.
Um eine Kraftübertragung durch die Langsamlauf- und
Schnellaufantriebsgetriebe in den Vorwärts- und
Rückwärtsvorgängen zu ermöglichen, wird erfindungsgemäß
eine mechanisch einkuppelnde Kupplung mit einem vorwärts
drehenden Getriebe und einem rückwärtsdrehenden Getriebe
zwischen den Antriebsgetrieben und der Abtriebswelle
vorgesehen, die miteinander in Eingriff stehen. Da
erfindungsgemäß die Langsamlauf- und Schnellaufkupplungen
als die Direktantriebskupplungen dienen, die bei
konventionellen Kraft-Übertragungseinrichtungen getrennt
vorgesehen sind, wird deshalb die Notwendigkeit eines
Einkupplungsvorganges der Direktantriebskupplung zwischen
den Schnellauf- und Langsamlaufvorgängen, die bei der
konventionellen Einrichtung erforderlich sind, eliminiert
und das Schalten kann durch einen einzigen Arbeitsvorgang
vervollständigt werden, so daß die Schaltzeit reduziert
und eine schnelle Schaltung ermöglicht wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der
Zeichnungen im folgenden beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Ansicht der Anordnung eines
Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen
Kraft-Übertragungseinrichtung; und
Fig. 2 eine ähnliche Ansicht wie in Fig. 1 einer
konventionellen Kraft-Übertragungseinrichtung.
Die in Fig. 1 gezeigte, erfindungsgemäße
Kraft-Übertragungseinrichtung umfaßt eine hydraulische
Transmission 101 und eine Transmission 103. Ein als
Kraftquelle dienender Dieselmotor 100 ist an dessen
Antriebsseite über ein Schwungrad und eine elastische
Kupplung (beide nicht gezeigt) mit der Antriebswelle 102
der hydraulischen Transmission 101 verbunden, wobei die
Antriebswelle 102 mit der Transmission 103 an deren
Antriebsseite direkt verbunden ist. Eine Reibungskupplung
104 von hydraulischer Art und ein Drehmomentwandler 105
sind koaxial an der Antriebswelle 102 angeordnet, wobei
die antriebsseitigen Kupplungsplatten 108, die axial
verschiebbar auf einer Keilverzahnung 107 angebracht sind,
welche an dem inneren Umfang eines Kupplungsträgers 106 an
der Antriebsseite der hydraulischen Reibungskupplung 104 gebildet ist,
und die abtriebsseitigen Kupplungsplatten 111, die axial
verschiebbar an der Keilwelle 110 einer hohlen Welle 109
an der Abtriebsseite angebracht sind, wechselweise
innerhalb einer in dem Kupplungsträger 106 vorgesehenen
Ringnute und einer einstückig mit dem Kupplungsträger 106
gebildeten Rückplatte 113 verschiebbar sind. Wenn die
Kupplungsplatten 108 und 111 durch Betätigung des
Kupplungskolbens 112 eingekuppelt werden, wird die Drehung
des Motors 100 an dem Laufrad 114 des Drehmomentwandlers
105 übertragen. Aufgrund der durch die Drehung des
Laufrades 114 bewirkten Pumpwirkung wird innerhalb des
Flüssigkeitskreises des Drehmomentwandlers 105 eine
zirkulierende Strömung erzeugt, wobei die zirkulierende
Strömung in dessen Strömungsrichtung durch das mit dem
Gehäuse 115 befestigten Leitrad 116 abgelenkt wird und die
zirkulierende Strömung auf das Turbinenrad 117
beaufschlagt, um dieses zu drehen, so daß ein erhöhtes
Drehmoment durch den Freilauf 118 an eine einstückig mit
einem Langsamlaufantriebsgetriebe 119 der Transmission 103
gebildete zylindrische Welle 120 zu übertragen. Die mit
dem Motor 100 direkt verbundene Antriebswelle 102 geht
durch die zylindrische Welle 120 hindurch und ragt in die
Transmission 103 hinein, wobei die Antriebswelle 102 ein
Schnellaufantriebsgetriebe 121 drehbar hält, das derart
koaxial angeordnet ist, um gegenüber dem
Langsamlaufantriebsgetriebe 119 zu stehen. Um zwischen
diesen Langsamlauf- und Schnellaufantriebsgetrieben 119
und 121 überzuschalten, sind jeweils als mechanische
Kupplungen wirkende Langsamlauf- und Schnellaufkupplungen
131 und 132 vorgesehen, die ein Verschiebungsteil 131 0
aufweisen, welches zur axialen Verschiebung auf der
Antriebswelle 102 über einen Verschiebungshebel 124 durch
pneumatische Zylinder 122 und 123 ausgebildet ist, und
welches mit einer Außenverzahnung 127 vorgesehen ist, die
zum Einkuppeln mit oder Auskuppeln von einer um die Nabe
125 der Langsamlaufantriebsgetriebe 119 gebildeten
Innenverzahnung 126 ausgebildet ist, sowie mit einer
Außenverkeilverzahnung 130, die zum Einkuppeln mit oder
Auskuppeln aus einer um die Nabe 128 der
Schnellaufantriebsgetriebe 122 gebildeten
Innenkeilverzahnung 129 ausgebildet ist.
Die Langsamlauf- und Schnellaufantriebsgetriebe 119 und
121 stehen jeweils in Eingriff mit Langsamlauf- bzw.
Schnellaufantriebsgetrieben 134 bzw. 135, wobei jede
einstückig mit einer Zwischenwelle 133 ausgebildet ist,
auf welcher Zwischenwelle 133 ein vorwärts drehendes
Getriebe 138 drehbar getragen wird. Eine vorwärts drehende
Kupplung 145 ist vorgesehen, die ein Verschiebungsteil 141
aufweist, das axial verschiebbar auf einer Zwischenwelle
133 über einen Verschiebungshebel 140 durch einen
pneumatischen Zylinder 139 axial verschiebbar ist, wobei
eine Außenkeilverzahnung 142 des Verschiebungsteils 141
zum Eingreifen mit oder Auskuppeln von einer um die
einstückig mit dem vorwärts drehenden Getriebe 138
ausgebildete Nabe 143 gebildeten Innenkeilverzahnung 144
angepaßt ist.
Das Langsamlaufantriebsgetriebe 134 greift auch mit einem
Getriebe 147 für Rückwärtsdrehung ein, das drehbar auf
einer Welle 146 für Rückwärtsdrehung getragen wird. Auf
der Welle 146 für Rückwärtsdrehung ist ein verschiebbares
Teil 150 vorgesehen, das eine axial verschiebbare
Rückwärtskupplung 154 trägt, wobei eine auf den
verschiebbaren Teil 150 gebildeten Außenkeilverzahnung 151
zum Ineingriffbringen mit oder Außereingriffbringen von
einer um die einstückig mit dem Getriebe 147 für
Rückwärtsdrehung gebildete Nabe 152 ausgebildete
Innenkeilverzahnung 153 angepaßt ist. Ein Getriebe 155 zum
Eingreifen mit der Abtriebswelle 137 ist einstückig auf
der Welle 146 für Rückwärtsdrehung ausgebildet.
Der Betrieb der wie oben erläutert ausgebildeten
Kraft-Übertragungseinrichtung wird im folgenden
beschrieben.
Erstens, beim Anfahren wird ein Befehlsignal 201 oder 202
für den vorwärts oder rückwärts fahrenden Vorgang selektiv
an einen Regler 200 übergeben, um die Kupplung 145 für
Vorwärtsdrehung oder die Kupplung 154 für Rückwartsdrehung
entsprechend der Laufrichtung des Fahrzeuges in Eingriff
zu bringen. In dem erstgenannten Fall gibt der Regler 200
ein Signal 203 aus, um ein Solenoid eines
Solenoidventils 162 des Vorwärtsbetriebs zu erregen,
das in einer Leitung 161 vorgesehen ist, die von der unter
Druck gesetzten Luftquelle 160 bis der pneumatische
Zylinder 139 der vorwärts drehenden Kupplung 145 verläuft,
und in dem letzten Fall gibt der Regler 200 ein Signal 204
aus, um ein Solenoid des elektromagnetischen Solenoidventils
164 des Rückwärtsvorganges zu regeln, welches in
der Leitung 163 vorgesehen ist, die von der unter Druck
gesetzten Luftquelle 160 bis zum pneumatischen Zylinder
148 der Rückwärtsdrehungskupplung 154 läuft, wobei die
Vorwärtsdrehungskupplung 145 oder die Rückwärtsdrehkupplung
154 in Eingriff gebracht wird. Die Vorwärtsdrehungs- und
Rückwärtsdrehungskupplungen 145 bzw. 154 sind mit einem
Vorwärtsverschiebungsdetektor 205 und einem
Rückwärtsverschiebungsdetektor 206 versehen, und
nachdem ein Verschiebeermittlungssignal von entweder einem
der Detektoren 205 bzw. 206 ausgegeben wird, die an dem
Regler 200 übergeben werden, fängt die Antriebsregelung an.
Um einen Vorgang mit hydraulischem Antrieb zu
beginnen, wenn ein Befehlssignal 207 für hydraulischen Antrieb
gleichzeitig beim Starten des Motors 100
ausgegeben wird, um die Reibungskupplung 104 von
hydraulischer Art in Eingriff zu bringen, wird daraufhin
ein Signal 208 vom Regler 200 ausgegeben, um ein Solenoid
eines elektromagnetischen Solenoidventils 168 für hydraulischen Antrieb
zu regeln, das in der
Leitung 167 vorgesehen ist, der zum Zuführen von
hydraulischem Druck an dem Kupplungskolben 112 der
Reibungskupplung 104 von hydraulischer Art von der
hydraulischen Pumpe 165 über einen Druckreglerventil 166 läuft,
wobei die Reibungskupplung 104 von hydraulischer Art dabei
in Eingriff gebracht wird, um die Kraft des Motors 100 an
der zylindrischen Welle 120 über die Reibungskupplung 104
von hydraulischer Art und den Drehmomentwandler 105 zu
übergeben, und wobei die Kraft von dem einstückig mit der
hohlen Welle 120 ausgebildeten Antriebsgetriebe für
Langsamlauf 119 für Langsamlauf an das mit dieser in
Eingriff stehende angetriebene Getriebe 134 für
Langsamlauf übergeben wird. Wenn die Kupplung 145 für den
Vorwärts-Vorgang in Eingriff gebracht wird, wird die Kraft
für den Vorwärts-Vorgang von der Zwischenwelle 133 an die
Abtriebswelle 136 über die Vorwärtsdrehungskupplung 145, das
Vorwärtsdrehungsgetriebe 138 und das Antriebsgetriebe 137
übertragen, während eine Kraft für den Rückwärtsvorgang
vom angetriebenen Getriebe 134 für Langsamlauf an die
Abtriebswelle 136 über das Rückwärtsdrehungsgetriebe 147,
die Rückwärtsdrehungskupplung 154, die
Rückwärtsdrehungswelle 146, das Getriebe 155 und das
Abtriebsgetriebe 137 übertragen.
Wenn eine ausreichende Fahrgeschwindigkeit bei dem Betrieb mit hydraulischem Antrieb
durch den
Drehmomentwandler 105 erreicht wird, um von dem Betrieb mit hydraulischem Antrieb
in einen Betrieb für
den Direktantrieb überzuschalten, wird zuerst über den
Regler 200 ein Befehlssignal 209 für den Direktvorgang
ausgegeben, um die Langsamlaufkupplung 131 in Eingriff zu
bringen. Der Regler 200 erfaßt dann das ermittelte
Motordrehgeschwindigkeitssignal 211 vom
Motordrehgeschwindigkeitsdetektor 210 und das
Abtriebsdrehsignal 213 vom Abtriebsdrehdetektor 212, wobei
der Regler 200 diese erfaßte Signale vergleicht und
berechnet, und ein Kontrollsignal 215 an die elektronische
Steuerung 214 ausgibt, um den Drosselhebel des Motors 100
zu betätigen, so daß die Drehgeschwindigkeiten an den
Antriebs- und Abtriebsseiten der Langsamlaufkupplung 131
synchronisiert sind. Wenn die Drehgeschwindigkeiten der
Antriebs- und Abtriebsseiten dann synchronisiert sind,
wird ein Signal 216 zum Einkuppeln der Langsamlaufkupplung
131 an einen Solenoid des Solenoidventils 169 für den
Langsamlauf ausgegeben, wobei Druckluft über die Leitung
170 zugeführt wird, die von der unter Druck gesetzten
Luftquelle 160 zum pneumatischen Zylinder 122 für den
Langsamlauf verläuft, und die Langsamlaufkupplung 131 wird
in Eingriff gebracht. Wenn ein zum Ermitteln der
Verschiebung eines Langsamlauf-, Leerlauf- oder
Schnellaufzustandes vorgesehenen
Bereichsverschiebungsdetektor 217 ein Verschiebungssignal
218 ausgibt, daß das Eingreifen der Langsamlaufkupplung
131 an den Regler bestätigt, gibt der Regler ein Signal
215 an die elektronische Steuerung 214 aus, um die
Kraftleistung des Motors 100 zu erhöhen, wobei der Betrieb
vom hydraulischem Antriebs-Vorgang zum Direktantriebsvorgang
umgeschaltet wird.
Wenn der Betrieb zum Direktantrieb umgeschaltet wird,
läuft der Freilauf 118 im Leerlauf, so daß Verluste
aufgrund der Bewegung der Flüssigkeit im
Drehmomentwandler 105 vermieden werden.
Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit beim direkten
Schnellaufbetrieb ausreichend steigt und eine vorbestimmte
Abtriebsdrehgeschwindigkeit erreicht, erfaßt der Regler
200 ein Abtriebssignal 213 vom
Abtriebsdrehgeschwindigkeitsdetektor 212 und schaltet das
erregende Signal 216 an den Solenoid des Solenoidventils
169 für Langsamlaufschalten ab, um die Langsamlaufkupplung
131 außer Eingriff zu setzen. Wenn ein Verschiebungssignal
218 am Regler 200 vom Bereichsverschiebungsdetektor 217
angegeben wird, um das Außereingriffsetzen der
Langsamlaufkupplung 131 anzuzeigen und daß diese sich im
Leerlaufzustand befindet, steuert der Regler 200 die
elektronische Steuerung 214, um somit die
Drehgeschwindigkeiten der Antriebs- und Abtriebsseiten der
Schnellaufkupplung 132 zu synchronisieren. Nachdem diese
Drehgeschwindigkeiten synchronisiert sind, gibt der Regler
200 ein erregendes Signal 219 an das Solenoid des Solenoidventils
171 für die Schnellaufüberschaltung ab, um
unter Druck gesetzte Luft zum pneumatischen Zylinder 123
für den Schnellauf zuzuführen, so daß die
Schnellaufkupplung 132 in Eingriff gebracht wird. Nachdem
dann der Bereichsverschiebungsdetektor 217 ein
Verschiebungssignal 218 an den Regler 200 abgibt, um das
Eingreifen der Schnellaufkupplung 132 zu bestätigen, gibt
der Regler ein Signal an die elektronische Steuerung 214
aus, um somit die Arbeitsleistung des Motors 100 zu
steigern, wobei von einer langsamen Geschwindigkeit auf
eine hohe Geschwindigkeit übergeschaltet wird, und die
Fahrzeuggeschwindigkeit allmählich steigert.
Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit eine gewünschte
Hochgeschwindigkeit erreicht, wird darauf das erregende
Signal 219 abgeschaltet, um die Schnellaufkupplung 132
außer Eingriff zu setzen. Wenn der
Bereichsverschiebungsdetektor 217 das Außereingriffsetzen
der Kupplung 132 bestätigt und ein Befehlssignal 218 für
die Leerlaufverschiebung an den Regler 200 abgegeben wird,
wird ein Signal 215 an die elektronische Steuerung 214 von
dem Regler 200 abgegeben, um die Drehgeschwindigkeit des
Motors 100 zu verringern, wobei das Fahrzeug im Leerlauf
läuft.
Wie oben ersichtlich, wurde der Betrieb eines Autos von
dessen Anfahrt bis zu einem Hochgeschwindigkeitszustand
bei der Anwendung der erfindungsgemäßen
Kraft-Übertragungseinrichtung beschrieben. Das folgende
ist eine kurze Erläuterung der Regelung für den Betrieb
eines Autos vom Leerlaufzustand zum kraftbetriebenen
Zustand.
Wenn ein Geschwindigkeitshebel in eine Stellung
hochgestellt wird, um zum kraftbetriebenen Zustand
überzuschalten, empfängt der Regler 200 ein ermitteltes
Signal 213 vom Abtriebsdrehgeschwindigkeitsdetektor 212,
worauf der Regler 200 einen Einkupplungsbefehl an die
Kupplung entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit ausgibt,
um die Langsamlaufkupplung 131 oder die Schnellaufkupplung
132 derart in Eingriff zu bringen, daß eine
Synchronisierungsregelung durchgeführt wird, die in
ähnlicher Weise wie beim vorhergehenden Fall verläuft.
Obwohl beim obigen Beispiel vorausgesetzt wurde, daß ein
keilwellenartige Kupplung als eine mechanisch eingreifende
Kupplung angewendet wurde, kann eine
Kraft-Übertragungseinrichtung vorgesehen werden, die eine
Gestaltung und Betriebsweise ähnlich dem oben
beschriebenen Beispiel vorgesehen werden, auch wenn
anstelle einer keilwellenartigen Kupplung eine
klauenartige Kupplung angewendet wird, bei der die
Eingriffszähne radial vorgesehen sind.
Claims (3)
1. Kraft-Übertragungseinrichtung, bei der der Abtrieb
eines Motors (100) entweder indirekt über einen
Drehmomentwandler (105) oder direkt durch Umgehung des
Drehmomentwandlers an eine Transmission (103) und dann an
eine Abtriebswelle (136) über die Transmission (103) beim
Verändern der Drehgeschwindigkeit übertragen wird, dadurch
gekennzeichnet, daß die mit der Abtriebswelle des Motors
(100) verbundene Antriebswelle (102) selektiv mit einem
Antriebsgetriebe (119) für Langsamlauf oder einem
Antriebsgetriebe (121) für Schnellauf der Transmission
(103) über jeweils eine Langsamlaufkupplung (131) oder
eine Schnellaufkupplung (132) verbindbar ist, die jeweils
eine mechanisch eingreifende Kupplung umfassen, und daß
eine an dem Antriebsgetriebe (119) für Langsamlauf
befestigte zylindrische Welle (120) koaxial mit der
Antriebswelle (102) angeordnet ist, wobei die zylindrische
Welle (120) mit einer Abtriebsseite des Drehmomentwandlers
(105) über einen Freilauf (118) verbunden ist, und daß ein
Laufrad (114) an der Antriebsseite des Drehmomentwandlers
(105) mit der Antriebswelle (102) über eine hydraulische
Reibungskupplung (104) verbindbar ist.
2. Kraft-Übertragungseinrichtung nach Anspruch 1, bei der
ein Motordrehgeschwindigkeitsdetektor (210) an der
Abtriebsseite des Motors (100) vorgesehen ist und ein
Abtriebsdrehgeschwindigkeitsdetektor (202) an der
Abtriebsseite der Transmission (103) vorgesehen ist, wobei
ein Verschiebungsdetektor (217) an der Langsamlaufkupplung
(131) und der Schnellaufkupplung (132) angebracht ist, und
wobei ein Regler (200) zum Erfassen von ermittelten
Signalen (211, 213) von dem
Motordrehgeschwindigkeitsdetektor (210) und dem
Abtriebsdrehgeschwindigkeitsdetektor (212) sowie ein
ermitteltes Verschiebungssignal (218) von dem
Verschiebungsdetektor (217) vorgesehen ist, und der Regler
(200) ein Signal (215) an einer mit einem Drosselhebel des
Motors (100) auf der Basis der ermittelten Signale (211,
213, 216) zusammenwirkenden elektronischen Steuerung (214)
ausgibt, und, wenn der Regler (200) die Synchronisierung
der Drehgeschwindigkeiten an den Antriebs- und
Abtriebsseiten der Langsamlaufkupplung (131) oder der
Schnellaufkupplung (132) bestätigt, dieser ein Signal
(216) zum Schalten über ein Schaltventil (169, 171) für
die Langsamlaufkupplung (131) oder die Schnellaufkupplung
(132) ausgibt.
3. Kraft-Übertragungseinrichtung nach Anspruch 1, bei der
die Transmission (103) eine Zwischenwelle (133) aufweist,
und die Abtriebswelle (136) koaxial mit der Antriebswelle
(102) und einer Welle (146) für Rückwärtsdrehung
angeordnet ist, wobei ein Antriebsgetriebe (134) für
Langsamlauf und ein Antriebsgetriebe (135) für Schnellauf
einstückig auf der Zwischenwelle (133) ausgebildet sind,
die jeweils zum Eingreifen mit dem Antriebsgetriebe (119)
für Langsamlauf bzw. dem Antriebsgetriebe (121) für
Schnellauf angepaßt sind, und die Zwischenwelle (133) ein
Getriebe (138) für Vorwärtslauf drehbar trägt, wobei ein in
Eingriff mit dem Getriebe (138) für Vorwärtsdrehung
stehendes Abtriebsgetriebe (137) auf der Abtriebswelle
(136) einstückig ausgebildet ist, und die Zwischenwelle
(133) mit einer als eine mechanische Kupplung
wirkende Kupplung (145) für Vorwärtsdrehung versehen ist, um
das Getriebe (138) für Vorwärtsdrehung in Eingriff oder
außer Eingriff mit der Zwischenwelle (133) zu bringen, und
wobei die Welle (146) für Rückwärtsdrehung ein zum
Eingreifen mit dem angetriebenen Antriebsgetriebe (134)
für Langsamlauf ausgebildetes Getriebe (147) für
Rückwärtsdrehung drehbar trägt und ein zum Eingreifen mit
dem Abtriebsgetriebe (137) ausgebildetes Getriebe (155)
einstückig auf der Welle (146) für Rückwärtsdrehung
ausgebildet ist, wobei diese Welle (146) für
Rückwärtsdrehung mit einer mechanisch
wirkenden Kupplung (154) für
Rückwärtsdrehung zum Ineingriffbringen oder
Außereingriffsetzen der Welle (146) für die
Rückwärtsdrehung mit dem Getriebe (147) für die
Rückwärtsdrehung vorgesehen ist.
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