DE68902213T2

DE68902213T2 - Flexibler hydraulischer antrieb fuer nutzfahrzeuge mit einem relativ schnellen gang.

Info

Publication number: DE68902213T2
Application number: DE8989401955T
Authority: DE
Inventors: Mohamed Benmoussa
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-07-12
Filing date: 1989-07-07
Publication date: 1993-03-18
Anticipated expiration: 2009-07-08
Also published as: ATE78566T1; EP0365369A3; WO1990000691A1; FR2634264B1; FR2634264A1; MA21596A1; EP0428545A1; EP0365369B1; AU3878489A; EP0365369A2; DE68902213D1

Description

Die Erfindung hat als Gegenstand eine flexible Antriebsvorrichtung, die besonders, aber nicht exklusiv auf Fahrzeuge montiert ist, bestehend aus einem integrierten hydraulischen Getriebe, das sich aus einer hydraulischen Pumpe mit verstellbarem Fördervolumen zusammensetzt, welche durch den Verbrennungsmotor des Nutzfahrzeugs angetrieben wird, und einen hydraulischen Motor mit verstellbarem Fördervolumen, der von dem letzteren hydraulisch angetrieben wird, diese Vorrichtung, die auf das Schaltgehäuse montiert werden kann und mit der Kupplung des Fahrzeugs verbunden wird, erlaubt dem Fahrzeug auf der einen Seite auf Wunsch sowohl einen fortlaufenden hydraulischen Antrieb mit erhöhter Geschwindigkeit, indem sie das Schaltgehäuse und die übrigen Elemente des Fahrzeuggetriebes durch den hydraulischen Motor mit verstellbarem Fördervolumen antreibt durch Vermittlung der anderen Kupplung und des mechanischen Getriebes, als auch einen klassischen Antrieb, auf der anderen Seite eine Einsparung an Kraftstoff, sowie eine normale Überspeisung in den niedrigen und durchschnittlichen Drehzahlen beim Benutzen der Standardelemente.
Aus der Veröffentlichung lousine nouvelle Nummer 49 vom 6. Dezember 1984, Seite 13, ist eine Antriebsvorrichtung bekannt, die eine wesentliche Einsparung am Kraftstoff für Fahrzeuge gestattet. Es handelt sich um einen Reibungsantrieb mit kontinuierlich veränderlicher Geschwindigkeit. Dieser Reibungsantrieb benutzt ein Getriebe und ist in gewissen Fällen an ein Trägheitsrad gekoppelt, welches die Energieerhaltung beim Bremsen des Fahrzeugs erlaubt.
Dieses Getriebe besteht aus drei Scheiben. Die erste ist auf einer Antriebswelle, die zweite auf einer Abtriebswelle und die dritte, eine doppelseitige Scheibe, ist zwischen den beiden ersten gelegen. Bewegliche Rollelemente verbinden die drei Scheiben.
Ihr Inklinationswinkel bestimmt das Übersetzungsverhältnis.
Das Ziel dieses Systems ist es, dem Verbrennungsmotor, der das Getriebe antreibt, mit einer konstanten Geschwindigkeit zu bewegen. Diese Lösung weist die Unzulänglichkeit auf, ausschließlich für Fahrzeuge und spezielle Maschinen bestimmt zu sein, die ganz bestimmte Funktionen erfüllen, wie Linienbusse in Stadtgebieten und Lieferwagen.
Diese Lösung kann nicht auf Nutzfahrzeuge für den allgemeinen Gebrauch verallgemeinert werden. Das Gewicht des Trägheitsrades stellt außerdem eine Unannehmlichkeit dar, wenn das letztere an den Reibungsantrieb gekoppelt ist.
Man kennt auch aus der Patentschrift FR-A-2 381218, die die Besonderheiten der Präambel der Patentansprüche 1 einschließt, eine Flexible Antriebsvorrichtung für Fahrzeuge bestehend aus einem Ensemble von Pumpe und hydraulischem Motor und einer intermediären Antriebsvorrichtung, welche den Verbrennungsmotor mit der hydraulischen Pumpe und den hydraulischen Motor mit dem Schaltgehäuse miteinander verbindet. Diese intermediäre Antriebsvorrichtung verbindet auch den Verbrennungsmotor mit dem Schaltgehäuse und enthält Mittel um selektiv die Verbindung zwischen dem Verbrennungsmotor oder dem hydraulischen Motor zu unterbrechen.
Diese Vorrichtung ist nur für Spezialfahrzeuge wie Schneeräumfahrzeuge, die unter starker Belastung arbeiten.
Diese Vorrichtung erlaubt ihnen sowohl einen klassischen Antrieb, als einen hydraulischen Antrieb mit einer sehr langsamen Geschwindigkeit von ungefähr Hundert Meter pro Stunde und unter starker Belastung. Auch auf diesen Fall kann diese Lösung auf den Antrieb der allgemein gebrauchten Fahrzeuge nicht verallgemeinert werden.
Mit dieser Vorrichtung kann man nicht leicht von dem hydraulischen Antrieb zum klassischen Antrieb gelangen, wenn das Fahrzeug in Betrieb ist.
Die Erfindung hat drei Zwecke.
Der erste Zweck der Erfindung besteht darin, eine flexible Antriebsvorrichtung herzustellen, die zum Getriebe des Nutzfahrzeugs gehört, ohne es zu belasten, und die einerseits aus einem integrierten hydraulischen Getriebe besteht und die andererseits den Fahrzeugen auf Wunsch sowohl erlaubt, einen fortlaufenden hydraulischen Antrieb mit hoher Geschwindigkeit, einen klassischen Antrieb, der den ersten Antrieb im Falle einer Fehleinstellung im hydraulischen Antrieb ersetzt.
Der zweite Zweck der Erfindung besteht darin, den betroffenen Fahrzeugen eine hohe Verbrauchsreduzierung von Kraftstoff zu erlauben.
Der dritte Zweck der Erfindung besteht darin, zusätzlich zu dem Hauptzweck (dem ersten) die Antriebsvorrichtung mit einer durch die Antriebsvorrichtung angetriebenen Standard-Nebenüberdruckvorrichtung auszustatten, die die Verbrennungsmotoren, insbesondere die überbeschickten Motoren der Fahrzeuge richtig in den niedrigen und durchschnittlichen Drehzahl überspeisen, den häufigsten Benutzungszonen, in denen der Turbokompressor untätig ist.
Gemäß der Erfindung erreicht man die zwei ersten Ziele dank der Vorrichtung, die auf dem Schaltgehäuse des Fahrzeugs montiert werden kann und die mit seiner Kupplung verbunden ist. Die flexible Antriebsvorrichtung mit schnellem Gang bei hydraulischem Antrieb sowie bei klassischem Antrieb mit integriertem hydraulischem Getriebe, besteht zufolge der Erfindung aus einer hydraulischen Pumpe mit verstellbarem Fördervolumen, die vom Verbrennungsmotor des Nutzfahrzeugs angetrieben wird, und aus einem hydraulischen Hauptmotor mit verstellbarem Fördervolumen, der von dieser letzten hydraulisch angetrieben wird, diese Vorrichtung umfaßt eine erste, mit dem Verbrennungsmotor durch eine Hauptkupplung verbundene Antriebswelle, eine zweite Antriebswelle, eine andere mit der hydraulischen Pumpe verbundene Abtriebswelle, eine erste Abtriebswelle, eine zweite mit dem Schaltgehäuse verbundene Abtriebswelle, eine erste Vorgelegewelle, eine zweite Vorgelegewelle, eine andere mit dem hydraulischen Hauptmotor durch eine zweite Kupplung verbundene Antriebswelle, diese Vorrichtung erlaubt dem Fahrzeug sowohl einen fortlaufenden hydraulischen Antrieb mit erhöhter Geschwindigkeit, indem sie das Schaltgehäuse und die übrigen Elemente des Fahrzeugbetriebes durch den hydraulischen Hauptmotor mit verstellbarem Fördervolumen antreibt, als auch einen klassischen Antrieb, und wird dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Antriebswellen, die erste und die zweite Abtriebswelle, und die beiden Vorgelegewellen in der Verlängerung ineinandermotiert sind, und daß die hydraulische Pumpe und der hydraulische Hauptmotor mit verstellbarem Fördervolumen direkt auf der Vorrichtung montiert sind, beide direkt durch einen an das Untergestell des Fahrzeugs montierten Querbalken gehalten werden, und daß die erste Abtriebswelle und die zweite Vorgelegewelle eine Riemenrolle an einem ihrer äußeren Enden tragen.
Dank dieser Vorrichtung kann das Schaltgehäuse auf Wunsch angetrieben werden, sowohl durch den Verbrennungsmotor durch Vermittlung der Kupplung des Fahrzeugs und eines mechanischen Getriebes, das die erste Antriebswelle und die zweite Antriebswelle der Vorrichtung miteinander verbindet, als durch den hydraulischen Hauptmotor mit verstellbarem Fördervolumen durch Vermittlung der anderen Kupplung, die an die Vorrichtung gekoppelt ist und eines mechanischen Getriebes, das eine andere Antriebswelle, die erste Vorgelegewelle, die zweite Vorgelegewelle und die zweite Abtriebswelle der Vorrichtung verbindet, und in diesem Fall dreht der Verbrennungsmotor zu einer konstanten Geschwindigkeit, um eine optimale Wirkung zu erreichen, und treibt nur die hydraulische Pumpe mit verstellbarem Fördervolumen an, die selbst auch hydraulisch den hydraulischen Hauptmotor mit verstellbarem Fördervolumen antreibt. Um die Vorrichtung nach der Erfindung in das Getriebe des Fahrzeugs zu setzen, braucht man nur einerseits die Länge der Gelenkkupplung kleiner zu machen, die die Bewegung zum Antriebsrad überträgt, und andererseits das Schaltgehäuse rückwärts zu bewegen. Das Schaltgehäuse ist in diesem Fall durch den Querbalken untergehalten, der teilweise die hydraulische Pumpe und den hydraulischen Motor hält.
Diejenigen können sehr leicht und direkt auf die Vorrichtung montiert werden.
Der dritte Zweck wird dank der Benutzung einer Nebenüberdruckvorrichtung mit einem automatisch entkuppelbaren Kompressor. Diese Vorrichtung besteht aus zwei gleichen Antriebsgetrieben, die einerseits die automatische Inbetriebsetzung des Kompressors sichert, den Verbrennungsmotor überspeist und sobald dieser anfängt sich mit einer niedrigen oder durchschnittlichen Drehzahl zu drehen. Jedes dieser Getriebe besteht andererseits aus einer Kupplung, einer mit der Bewegungsableitung der Kupplung verbindenden Antriebswelle, einer mit dem Kompressor verbindenden Abtriebswelle, einer Antriebswelle, die einerseits mit der Überdruckvorrichtung durch Vermittlung eines Riemenantriebs verbunden ist, und die andererseits mit der Bewegungsableitung der Kupplung verbunden ist.
Nach der Herstellungsanweisung ist die Vorrichtung der Erfindung die Abtriebswelle senkrecht zur ersten Antriebswelle und zur zweiten Antriebswelle montieren, während die andere Antriebswelle senkrecht zur ersten Vorgelegewelle und zur zweiten Vorgelegewelle montiert wird.
Nach einer Herstellung der Erfindung besitzen die Kegelräder, die entsprechend mit der zweiten Antriebswelle und der ersten Vorgelegewelle zusammenhängen, jedes eine Geradverzahnung und eine konische Oberfläche aufweisen, welche mit den Geradverzahnungen und den konischen Oberflächen der Synchronisierglocken zusammenarbeiten können und entsprechend auf die erste Antriebswelle und die zweite Vorgelegewelle montiert sind.
Die Erfindung betrifft ebenso die flexible Antriebsvorrichtung, die außer der Präambel den Anspruch 1 zu einer zusätzlichen dritten Antriebswelle umfaßt, zum anderen dadurch gekennzeichnet ist, daß die erste Antriebswelle, die zweite Antriebswelle, die andere Abtriebswelle und die hydraulische Pumpe mit verstellbarem Fördervolumen vom Hauptgehäuse des Antriebs in das Vorderteil des Verbrennungsmotors verlegt und in ein und demselben Gehäuse zusammengefügt sind, getrennt und unabhängig vom Hauptgehäuse und ausgeführt in einem einzigen Gefüge, an welches einerseits eine Kupplung gekoppelt ist, deren Ein- und Ableitungsbewegung jeweils mit der zweiten Antriebswelle und der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors des Fahrzeugs verbunden sind, und andererseits die hydraulische Pumpe mit verstellbarem Fördervolumen, die mit der Abtriebswelle verbunden ist, und die sich des weiteren dadurch kennzeichnet, daß die auf beschriebene Weise verlegte erste Antriebswelle und zweite Antriebswelle im Hauptgehäuse der Vorrichtung durch die dritte Antriebswelle ersetzt werden, die ein Zahnrad trägt, welches fortwährend in das an der ersten Abtriebswelle haftende Zahnrad greift.
Nach einer Herstellungsanweisung der Erfindung, wie in der Hauptgebrauchsanweisung beschrieben, umfaßt die flexible Antriebsvorrichtung eine zusätzliche Stufe, bestehend aus einer dritten Vorgelegewelle, montiert in freier Rotation in der Verlängerung der zweiten Vorgelegewelle, aus einem zweiten Antrieb, senkrecht zur dritten Vorgelegewelle gelenkt, aus einer dritten Kupplung, die an das Antriebsgehäuse gekoppelt ist und deren Ableitungsbewegung mit dem zweiten Antrieb verbunden ist und aus einem zweiten hydraulischen Motor mit verstellbarem Fördervolumen, mit kleinerem Zylinderinhalt als der des hydraulischen Hauptmotor, welcher mit der Einleitungsbewegung der dritten Kupplung verbunden ist und durch einen an das Untergestell des Fahrzeugs befestigten Querbalken gehalten wird.
Nach der Herstellungsanweisung der Erfindung im Zusammenhang mit der vorhergehenden Besonderheit kann der zweite hydraulische Motor mit verstellbarem Fördervolumen durch einen elektrischen Motor ersetzt werden, um einen bestimmten Fahrzeugtyp gemäß den Anforderungen des Stadt- oder Landstraßenverkehrs anzutreiben.
Die Erfindung betrifft auch Verfahren für die Bestellung dieser flexiblen Antriebsvorrichtung, welche die Merkmale der Ansprüche 7 bzw. 8 beinhalten.
Die Vorrichtung nach der Erfindung weist mehrere Vorteile auf.
Sie kann mit den klassischen übrigen Elementen des Fahrzeuggetriebes und zu denjenigen von Fahrzeugen aller Art gekoppelt werden, welcher Typ von Verbrennungsmotor es auch immer sei, und all dies auf eine einfache und nicht belastende Weise.
Die Vorrichtung erlaubt das Schaltgehäuse konstanterweise zu einer ziemlich hohen Geschwindigkeit antreiben zu lassen, durch Vermittlung einer zweiten Kupplung und durch ein die andere Antriebswelle und die zweite Abtriebswelle miteinander verbindendes mechanisches Getriebe, indem man dem Verbrennungsmotor, der in diesem Fall nur die hydraulische Pumpe mit verstellbarem Fördervolumen antreibt, erlaubt, mit einer konstanten Geschwindigkeit zu drehen, und damit eine optimale Wirkung erreicht wird, daher eine große Reduzierung vom spezifischen Verbrauch, vor allem im Falle von Steigungen, Straßen mit mehreren Kurven und im Stadtverkehr.
Die Vorrichtung erlaubt, auf Wunsch vom hydraulischen Getriebe zum mechanischen Getriebe zu gelangen, ohne das Fahrzeug zu halten, daher einen sicheren Antrieb des Fahrzeugs auch im Falle einer Fehleinstellung im hydraulischen Getriebe.
Die Vorrichtung nach der Erfindung bietet schließlich den Vorteil, der darin besteht, das Schaltgehäuse und die übrigen Elemente des Getriebes einer bestimmten Art von Fahrzeugen durch einen elektrischen Motor, durch Vermittlung einer mit der Vorrichtung zusammengekoppelten Kupplung, und durch Vermittlung eines mechanischen Getriebes, das die Antriebswelle und die Abtriebswelle miteinander verbindet, falls der dritte Vorrichtungstyp im Fahrzeug montiert ist, und dies um einen bestimmten Fahrzeugtyp gemäß der Anforderungen des Stadt- oder Landstraßenverkehrs anzutreiben, daher eine beträchtliche Reduzierung des Benzinverbrauches, und eine große Reduzierung der verschmutzenden Abgase.
Weitere Besonderheiten und Vorteile der gegenwärtigen Erfindung, die aus der folgenden Beschreibung der Herstellungsanweisungen hervorgehen, werden an Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen erläutert:
- Fig. 1 zeigt die schematische Darstellung der Anordnung der hydraulischen Pumpe mit verstellbarem Fördervolumen (5), der Kupplung (6) und des hydraulischen Motors mit verstellbarem Fördervolumen (7) auf der Vorrichtung;
- Fig. 2 zeigt das Schema des Fahrzeuggetriebes, welches den Verbrennungsmotor (1), die Kupplung (2), die Vorrichtung (3), das Schaltgehäuse (4), das Kardangelenk (4&sub1;), und die Achse (4&sub2;) beinhaltet;
- Fig. 3 stellt die Vorrichtung (erste Variante) gemäß der Erfindung in schematischer Weise dar;
- Fig. 4 zeigt die zweite Variante der Vorrichtung gemäß der Erfindung;
- Fig. 5 zeigt die dritte Variante der Vorrichtung gemäß der Erfindung;
- Fig. 6 stellt die vierte Variante der Vorrichtung gemäß der Erfindung dar, in der nur der hydraulische Motor (20) der Vorrichtung durch einen elektrischen Motor (21) ersetzt ist;
- Fig. 7 zeigt in schematischer Weise die Überdruckvorrichtung;
- Fig. 8 repräsentiert das Treibstoffsystem, das den volumetrischen Kompressor mit dem Ansaugrohr des Verbrennungsmotors verbindet;
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann für den Antrieb von speziellen Fahrzeugen, von Personenkraftwagen mit Frontantrieb, Heckantrieb bzw. Allradantrieb, sowie von leichten und schweren Nutzfahrzeugen mit zwei, vier, sechs, acht oder mehr Antriebsrädern verwendet werden.
Alle grundlegenden Elemente der Vorrichtung (Fig. 3) sind in schematischer Weise dargestellt. Auf dem Schema (Fig. 3) bezeichnet die Referenz 3 in allgemeiner Weise die Vorrichtung (erste Variante) gemäß der Erfindung.
Die Referenz 12 bezeichnet die zweite Abtriebswelle, die mit einem zylindrischen Ritzel mit Schrägverzahnung (12&sub1;) zusammenhängt, welches fortwährend in ein Ritzel mit Schrägverzahnung (14&sub1;) greift, das mit der Vorgelegewelle 14, die in freier Rotation in der Verlängerung der ersten Vorgelegewelle montiert ist, zusammenhängt.
Die Ritzel (12&sub1;) und (14&sub1;) haben die gleichen Abmessungen.
Die Referenz 13 bezeichnet ein Kegelrad, das mit der Welle 13 verbunden ist und ständig in ein weiteres Kegelrad (15&sub1;), welches mit der Antriebswelle 15 zusammenhängt, greift.
Die Ritzel (13&sub1; und 15&sub1;) haben die gleichen Abmessungen.
Die Referenz 11 bezeichnet die erste Abtriebswelle, die mit einem zylindrischen Ritzel mit Schrägverzahnung (11&sub1;) verbunden ist. Die Referenz 8 bezeichnet die erste Antriebswelle, die mit einem zylindrischen Ritzel (8&sub1;) mit Schrägverzahnung, das fortwährend in das Ritzel (11&sub1;) eingreift, verbunden ist.
Die Referenz 9 bezeichnet die zweite Antriebswelle, die mit einem Kegelrad (9&sub1;) zusammenhängt, welches fortwährend in das Kegelrad (10&sub1;) greift, das letztere ist mit der anderen Abtriebswelle 10 verbunden. Die Ritzel (9&sub1;) und (10&sub1;) haben die gleichen Abmessungen.
Die Referenzen (14&sub2;), (12&sub2;) und (8&sub2;) bezeichnen die Synchronisierglocken, die auf den Wellen 14, 12 bzw. 8 montiert sind.
Die Ritzel (8&sub1;) und (11&sub1;) haben die gleichen Abmessungen.
Die Welle 12 ist in freier Rotation in der Verlängerung der Welle 11 montiert. Die Referenzen (17&sub3;) und (11&sub2;) bezeichnen die Rollen, die mit den Wellen 17 bzw. 11 zusammenhängen, und durch Vermittlung eines Riemenantriebs den Antrieb der Überdruckvorrichtung gestatten (nicht dargestellt in Fig. 3). Die Welle 8 ist in freier Rotation in der Verlängerung der Welle 9 montiert. Die Synchronisierglocken (14&sub2;), (12&sub2;) und (8&sub2;) gestatten nach Belieben das Ein- und Auskuppeln der Wellen 13 und 14, 11 und 12 bzw. 8 und 9.
Die Referenzen (7&sub1;) und (7&sub3;) bezeichnen die Pumpe und den Kühler.
Die Ritzel (13&sub1;), (11&sub1;) und (9&sub1;) weisen jeweils eine Geradverzahnung und eine konische Oberfläche auf (nicht im Detail abgebildet), welche mit den Geradverzahnungen und den konischen Oberflächen der Synchronisierglocken (14&sub2;), (12&sub2;) und (8&sub2;) (nicht abgebildet) zusammenarbeiten.
Die Referenz 6 bezeichnet eine andere Kupplung, deren Ableitungsbewegung mit der Welle 15 verbunden ist, während die Einleitungsbewegung mit dem hydraulischen Motor mit verstellbarem Fördervolumen (7), gehalten durch einen an das Untergestell des Fahrzeugs montierten Querbalken (nicht dargestellt), verbunden ist.
Die Referenz 4 bezeichnet das Getriebe, dessen Antriebswelle durch Vermittlung eines Kupplungsgelenks (nicht dargestellt) mit der Welle 12 verbunden ist.
Die Referenz 2 bezeichnet die Hauptkupplung des Fahrzeugs, deren Einleitungsbewegung an den Verbrennungsmotor (1) und deren Ableitungsbewegung an die Welle (8) gekoppelt ist.
Die Referenz 5 bezeichnet die hydraulische Pumpe mit verstellbarem Fördervolumen, deren Abtriebswelle durch Vermittlung eines Kupplungsgelenks (nicht dargestellt) mit der Welle (10) verbunden ist. Die hydraulische Pumpe mit verstellbarem Fördervolumen (5) wird durch den selben Querbalken wie der hydraulische Motor mit verstellbarem Fördervolumen (7) gehalten.
Jede Synchronisierglocke wird durch eine in seiner Rille befestigte Gabel gesteuert. Jede Gabel ist auf einen Schieber montiert, der in Längsrichtung in den oberen Deckel der Vorrichtung gleiten kann. Jeder Schieber besitzt eine zusätzliche Sicherheitsvorrichtung (Kugel), die es erlaubt, denselben automatisch zu verriegeln, wenn er nicht bewegt wird.
Die Gabeln, die die Synchronisierglocken in Bewegung setzen, sind mit den pneumatischen Steuerungszylindern verbunden, welche automatisch die Verschiebung der Schieber in Längsrichtung in beide Richtungen bewirken.
Die Standardelemente (Gabeln, Schieber, Sicherheitsvorrichtung, pneumatische Zylinder) sind nicht im Detail dargestellt, da sie bekannt sind. Die Referenz (7&sub2;) bezeichnet den Verteiler.
Die Steuerungsvorrichtung, die die automatische Verschiebung der pneumatischen Zylinder sicherstellt, wird weiter unten im Detail beschrieben.
Der Verteiler (7&sub2;) stellt den Fluß der Flüssigkeit von der Pumpe (5) in Richtung Motor (7) sicher. Zu Beginn befinden sich sämtliche Synchronisierglocken im Totpunktstand. Wenn man nur die Synchronisierglocke (12&sub2;) vom Totpunktstand in den Eingriffsstand bewegt, wie durch den Pfeil angedeutet (von links nach rechts, Fig. 3), so bewirkt man die Einkupplung der Wellen (11) und (12). Die Vorrichtung ist so in mechanischer Verbindung. Die Bewegung wird auf die Welle (8) und von dort auf die Welle (12) übertragen, welche das Schaltgehäuse (4) antreibt.
Um die Vorrichtung einerseits mechanisch zu verbinden, und andererseits den Antrieb des Fahrzeugs herzustellen, macht man folgende Etappen:
- gleichzeitige Öffnung der Kupplungen (2) und (6),
- automatische Verschiebung der Synchronisierglocke (12&sub2;) nur vom Totpunktstand zum Eingriffsstand, die beiden anderen Synchronisierglocken (14&sub2; und 8&sub2;) befinden sich am Totpunktstand,
- gleichzeitige Schließung der Kupplungen (2) und (6),
- gleichzeitige Öffnung der Kupplungen (2) und (6),
- die Wahl des Übersetzungsverhältnisses das Schaltgehäuse (4) betreffend, dergestalt, daß das Schaltgehäuse (4) direkt durch den Verbrennungsmotor (1) angetrieben werden kann, durch Vermittlung der Kupplung (2) und des mechanischen Getriebes, welches die Welle (8) und die Welle (12) verbindet.
Wenn man zum einen die Synchronisierglocken (14&sub2;) und (8&sub2;) vom Totpunktstand auf den Eingriffsstand verschiebt, wie durch die Pfeile (Fig. 3) angedeutet, und zum anderen die Synchronisierglocke (12&sub2;) vom Eingriffsstand auf den Totpunktstand verschiebt, wie durch den Pfeil angedeutet (Fig. 3), so erreicht man gleichzeitig die Einkupplung der Wellen (13) und (14) und die Auskupplung der Wellen (11) und (12). Die Bewegung wird auf die Welle (8) und von dort auf die Welle (10) übertragen, welche die hydraulische Pumpe mit verstellbarem Fördervolumen (5) antreibt.
Die letztere treibt den hydraulischen Motor mit verstellbarem Fördervolumen (7) an, der wiederum das Schaltgehäuse (4) und die übrigen Elemente des Fahrzeuggetriebes durch Vermittlung der Kupplung (6) und des mechanischen Getriebes, welches die Welle (15) und die Welle (12) verbindet.
Um von der mechanischen Verbindung die Vorrichtung betreffend zu der hydraulischen Verbindung einerseits zu gelangen und andererseits den Antrieb des Fahrzeugs herzustellen, macht man folgende Etappen:
- Gleichzeitige Öffnung der Kupplungen (2) und (6),
- automatische Verschiebung vom Totpunktstand zum Eingriffsstand seitens der Synchronisierglocken (8&sub2;) und (14&sub2;), und gleichzeitige automatische Verschiebung des Eingriffsstand auf den Totpunktstand der Synchronisierglocke (12),
- gleichzeitige Schließung der Kupplungen (2) und (6),
- gleichzeitige Öffnung der Kupplungen (2) und (6),
- die Wahl des Übersetzungsverhältnisses,
- gleichzeitige Schließung der Kupplungen (2) und (6),
dergestalt, daß Schaltgehäuse (4) durch den hydraulischen Hauptmotor mit verstellbarem Fördervolumen (7) angetrieben werden kann, durch Vermittlung der Kupplung (6) und eines mechanischen Getriebes, welches den anderen die Welle (15) und die Welle (12) miteinander verbindet, so daß all diese Faktoren des normal überspeisten Verbrennungsmotors (1) des Fahrzeugs, und der in diesem Fall nur die hydraulische Pumpe (5) über die Kupplung (2) und dem mechanischen Getriebe, welches die Antriebswelle (8) und die Abtriebswelle (10) miteinander verbindet, antreibt, erlauben mit einer konstanten Geschwindigkeit (durchschnittliche Drehzahl), und damit eine optimale Wirkung erreichen und den Erfordernissen des hydraulischen Getriebes gerecht zu werden (eine beträchtliche Leistung mit erhöhtem Druck).
Der Wechsel des Übersetzungsverhältnisses beim Betrieb des Fahrzeugs wird nach folgendem Prinzip erreicht:
Um den Wechsel irgendeines Übersetzungsverhältnisses herzustellen, macht man folgende Etappen:
- gleichzeitige Schließung der Kupplungen (2) und (6),
- die Wahl des Übersetzungsverhältnisses,
- gleichzeitige Öffnung der Kupplungen (2) und (6),
um den Wechsel des Übersetzungsverhältnisses beliebig, ohne die Verzahnung zu brechen zu riskieren, egal ob die Vorrichtung sich in mechanischer oder hydraulischer Verbindung befindet.
Alle wesentlichen Elemente der zweiten Ausführungsart der Vorrichtung (Fig. 4) sind schematisch vorgestellt.
Die niedrige Stufe der Vorrichtung (erste Ausführungsart, Fig. 3) besteht aus der Welle, auf der die Synchronisierglocke montiert ist, der Welle (9), der Welle (10) und der hydraulischen Pumpe (5). Diese Stufe ist in der zweiten Ausführungsart (Fig. 4) durch eine Welle (16) ersetzt, mit welcher ein zylindrisches Kegelrad mit Wendelverzahnung (16&sub1;) fortwährend in das Kegelrad (11&sub1;) greift. Die Kegelräder (16&sub1;) und (11&sub1;) haben dieselben Maße.
Die vorher erwähnten Elemente, die zu der obenbeschriebenen niedrigen Stufe gehören sind zum Vorteil des Motors (Fig. 4) versetzt und in einem einzigen Gehäuse zusammengefügt, das in einem nicht auf der Figur in Einzelheiten beschriebenen einfachen Gefüge ausgeführt ist, an welches eine Kupplung (2) gekoppelt ist, deren Bewegungseinleitung mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors (1) verbunden ist und die Bewegungsableitung ist mit der Welle 9 verbunden.
Um die Vorrichtung (zweite Ausführungsart Fig. 4) in mechanischer oder hydraulischer Verbindung, wie im obenstehenden Fall (erste Ausführungsart Fig. 3) einerseits zu setzen und um andererseits dann den Antrieb des Fahrzeuges zu sichern, führt man im allgemeinen dieselben Betätigungen wie im Falle der ersten Ausführungsart (Fig. 3) aus. Das Steuerungsverfahren während einer Verwandlung von einem Übersetzungsverhältnis ist dasselbe wie das in der ersten Ausführungsart (Fig. 3).
Nur zwei Betätigungen (das Kuppeln und Entkuppeln) unterscheiden sich ein wenig von denen der ersten Ausführungsart (Fig. 3).
Beim Kuppeln bzw. Entkuppeln sind die drei Kupplungen (2), (2) und (6) gleichzeitig geschlossen und unterbrochen. Wenn die mechanische Verbindung gesetzt wird, wird die in die Welle (16) eingeleitete Bewegung auf die Welle (12) übertragen, welche das Gehäuse antreibt (4).
Wenn die mechanische Verbindung ausgeschaltet wird und wenn die hydraulische Verbindung hergestellt wird, wird die auf die Welle (9) übertragene Bewegung auf die Welle (10) übersetzt, welche die hydraulische Pumpe (5) antreibt.
Diese letzte treibt hydraulisch den hydraulischen Motor (7), der selbst das Gehäuse (4) antreibt, durch Vermittlung der Kupplung (6) und eines mechanischen Getriebes, welches die Welle (15) und die Welle (12) verbindet.
Die Figur (5) zeigt die Urvorrichtung der vorher erwähnten wesentlichen Elemente (Fig. 3), die mit einer zusätzlichen Stufe in einem gleichen Gehäuse zusammengefügt sind, das in einem nicht auf der Figur in Einzelheiten beschriebenen einfachen Gefüge ausgeführt ist.
Diese Stufe besteht aus einer Antriebswelle (18), einer Vorgelegewelle (17), mit welchem ein Kegelrad zusammenhängt (17&sub1;) welches fortwährend in ein mit der Antriebswelle (17) zusammenhängendes konisches Kegelrad (18) greift.
Die Vorgelegewelle (17) trägt einerseits eine Rolle (17&sub3;) und andererseits einen gerillten Teil (der nicht gezeigt ist), auf denen eine Schiebe-Synchronisierglocke (17&sub2;) montiert werden kann. Die Welle (17) ist in freier Rotation in der Verlängerung der zweiten Vorgelegewelle (14). Die Antriebswelle (18) ist senkrecht zur Vorgelegewelle (17) gelenkt. Die Kegelräder (17&sub1;) und (18&sub1;) haben dieselben Maße. Das Kegelrad (13&sub1;) weist eine Geradverzahnung und Dimensionen konischer Standardoberflächen (die nicht gezeigt sind) auf, die mit denen der Synchronisierglocke zusammenarbeiten (14&sub2;) (die nicht in Einzelheiten gezeigt sind). Das letzte erlaubt, auf Wunsch die Vorgelegewellen (14) und (17) zu koppeln oder auszukuppeln, - Diese Stufe besteht außer einerseits aus einer Kupplung (19), die an die Vorrichtung gekoppelt ist, und deren Bewegungsableitung mit der Antriebswelle (18) verbunden ist, und andererseits aus einem hydraulischen Motor mit verstellbarem Fördervolumen (20). Es ist niedriger als das des hydraulischen Motors (7). Es leitet die Bewegung der dritten Kupplung (19) ein und ist an einem Querbalken am Untergestell des Fahrzeugs befestigt (der nicht gezeigt ist). Die Synchronisierglocke (17&sub2;) wird durch eine in ihre Rille hineingesteckte Standardgabel betätigt. Ihre Steuerungsvorrichtung ist dieselbe, wie die der Synchronisierglocken (14&sub2;), (12&sub2;), (8&sub2;).
Beim Verstellen der Synchronisierglocke von dem Totpunktstand in den Eingriffstand, wie es der Pfeil anzeigt (von rechts nach links bei Fig. 5), vollzieht sich das Ankuppeln der Welle (11) und der Welle (12). Die Synchronisierglocken (14&sub2;), (17&sub2;), (8&sub2;) sind am Totpunktstand. Die Vorrichtung ist so in mechanischer Verbindung. Die Bewegung, die auf die Welle (8) übertragen wird, wird weiterübertragen auf die Welle (12), die das Schaltgehäuse (4) antreibt.
Um die Vorrichtung (vierte Variante Fig. 5) einerseits mechanisch zu verbinden, und andererseits den Antrieb des Fahrzeugs herzustellen, macht man folgende Etappen:
- gleichzeitige Öffnung der Kupplungen (2) und (6)
- automatische Verschiebung der Synchronisierglocke (12&sub2;) nur vom Totpunktstand zum Eingriffstand, die drei anderen Synchronisierglocken (14&sub2;), (17&sub2;), (8&sub2;) befinden sich am Totpunktstand,
- gleichzeitige Schließung der Kupplungen (2), (6), (19),
- gleichzeitige Öffnung der Kupplungen (2), (6), (19),
- die Wahl des Übersetzungsverhältnisses das Schaltgehäuse (4) betreffend,
- gleichzeitige Schließung der Kupplungen (2), (6), (19),
Diese Vorgehensweise erlaubt, daß das Schaltgehäuse (4) direkt durch den Verbrennungsmotor (1) angetrieben werden kann, durch Vermittlung der Kupplung (2) und des mechanischen Getriebes, welches die Welle (8) und die Welle (12) verbindet.
Beim Verstellen der Synchronisierglocke (14&sub2;) und (8&sub2;) von dem Totpunktstand in den Eingriffstand einerseits wie es die Pfeile der Fig. 5 anzeigen, von rechts nach links für die Synchronisierglocke (14&sub2;), und von links nach rechts für die Synchronisierglocke (8&sub2;), und andererseits die Synchronisierglocke (12&sub2;) von dem Eingriffstand in den Totpunktstand, wie es der Pfeil auf der Fig. 5 (von links nach rechts) anzeigt, stellt man so die Kupplung der Wellen (13) und (14), (8) und (9) her.
Die Synchronisierglocke (17&sub2;) bleibt am Totpunktstand. So ist die (primäre) hydraulische Verbindung in der Vorrichtung hergestellt. Die auf die Welle (8) übertragene Bewegung wird auf die Welle (10) übertragen, die die hydraulische Pumpe antreibt.
Diese letztere treibt den hydraulischen Motor (7) hydraulisiert an. Dieser treibt seinerseits das Schaltgehäuse mittels der Kupplung (6) und des mechanischen Getriebes an, welches die Welle (15) und die Welle (12) verbindet.
Um von der mechanischen Verbindung zu der (primären) hydraulischen Verbindung einerseits zu gelangen und andererseits den Antrieb des Fahrzeugs herzustellen, macht man die gleichen Etappen wie im Fall der ersten und der zweiten Variante (Fig. 3 und 4).
Um von der hydraulischen Verbindung die Vorrichtung betreffend zu der hydraulisierten Verbindung einerseits zu gelangen und andererseits den Antrieb des Fahrzeugs herzustellen, macht man folgende Etappen:
- gleichzeitige Öffnung der Kupplungen (2) und (6),
- automatische Verschiebung einerseits der Synchronisierungsglocke vom Eingriffsstand zum Totpunktstand (von links nach rechts wie es der Pfeil auf Fig. 5 anzeigt) und andererseits der Synchronisierungsglocke (17&sub2;) vom Totpunktstand zum Eingriffsstand (von rechts nach links wie es der Pfeil auf Fig. 5 anzeigt), die beiden anderen (8&sub2;) und (12&sub2;) verweilen in denselben Stellungen wie bei der (primären) hydraulischen Verbindung,
- Handverstellung mit Hilfe eines Distributors (nicht aufgezeichnet), der die Zirkulation der Flüssigkeit von der Pumpe (5) zu dem hydraulischen Motor (20) herstellt,
- gleichzeitige Öffnung der Kupplungen (2), (6) und (19),
- gleichzeitige Schließung der Kupplungen (2), (6) und (19),
- die Wahl des Übersetzungsverhältnisses das Schaltgehäuse betreffend,
- gleichzeitige Schließung der Kupplungen (2), (6) und (19).
- Diese Vorgehensweise erlaubt, daß das Schaltgehäuse (4) durch den hydraulischen Motor durch die Vermittlung der Kupplung (19) und des mechanischen Getriebes angetrieben wird, welches die Welle (18) und die Welle (12) einerseits verbindet und andererseits den Antrieb des Fahrzeugs mit einer gröberen Geschwindigkeit bewirkt.
Die Treibstoffsysteme, die die Pumpe (5) und der hydraulische Motor (20) (Fig. 5) verbindet sind nicht auf dem Schema gezeigt, um es nicht zu belasten. In allen Ausführungsarten (Fig. 3, 4, 5, 6) sind die Steuerungselemente, die Regulierungselemente und andere, die in der hydraulischen Anlage, nicht auf dem Schema dargestellt, um dasjenige nicht zu belasten. Die Fig. 6 zeigt den Plan der vierten Ausführungsart der Vorrichtung, in welcher nur der hydraulische Motor (20) durch einen elektrischen Motor (21) versetzt worden ist. Batterien sind auf dem Fahrzeug nicht auf eine platznehmende Weise montiert, um den elektrischen Motor 21 zu beschicken. Diese Vorrichtung (Fig. 6) kann für den Antrieb eines besonderen Fahrzeugtyps benutzt werden.
Nach den Erfordernissen des Stadt- und Landstraßenverkehrs kann das Gehäuse sowohl klassisch als durch den hydraulischen Motor (7) durch Vermittlung der Kupplung (6) und eines die Wellen (18) und (12) verbindenden mechanischen Getriebes angetrieben werden.
Die Setzung der mechanischen Verbindung oder der hydraulischen Grundverbindung in der Vorrichtung (Fig. 6) sind auf dieselbe Weise als in den obenstehenden Fällen (erste Ausführungsart Fig. 3, zweite Ausführungsart Fig. 4, und vierte Ausführungsart Fig. 5).
Eine pneumatische Steuerung mit Taktketten stattet jede Vorrichtungsart nach der Erfindung aus, um die Tätigkeit der Zylinder (die nicht gezeigt sind) zu besteuern und zu programmieren, die so die Bewegungen der Standardsynchronisierungsglocken automatisieren. Jedem Zylinder sind einerseits ein pneumatisches Vorteil (das nicht gezeigt ist), das so dem letzten den aus den pneumatischen Treibstoffsystem des Fahrzeuges kommenden Druckluft erteilt, und andererseits zwei Grenztaster zur Rückmeldung der beiden Endstellungen zugeordnet.
Die Gabel (Schaltgabel), die die Standardsynchronisierglocken (8&sub2;, 12&sub2;, 14&sub2;) im Falle der ersten und zweiten Ausführungsart betätigen, sind mit pneumatischen Steuerungszylindern (A, B, C, D im Falle der dritten und vierten Ausführungsart) verbunden.
Die Angaben A&spplus;, B&spplus;, C&spplus;, D&spplus; sind die Stellbefehle für das Ausfahren der Kolbenstangen der Zylinder A, B, C, D. Diese letzten erlauben die Bewegungen der Synchronisierglocken (8&sub2;), (12&sub2;), (14&sub2;), (17&sub2;) vom Totpunktstand zum Eingriffstand.
Die Angaben sind die Stellbefehle für das Einfahren der Kolbenstangen der Zylinder A, B, C, D. Diese letzten erlauben die Bewegungen der Synchronisierglocken (8&sub2;), (12&sub2;), (14&sub2;), (17&sub2;) vom Eingriffstand zum Totpunktstand.
Die Vorrichtung (erste und zweite Ausführungsart der Fig. 3 und 4) kann nach der Erfindung sowohl in mechanischer Verbindung als auch in hydraulischer Verbindung ausgeführt werden. In der dritten Ausführungsart (in der Fig. 5) kann die Vorrichtung sowohl in mechanischer Verbindung als auch in hydraulischer Grundverbindung, oder in hydraulischer Nebenverbindung ausgeführt werden. Im Falle der vierten Ausführungsart (Fig. 6) in der nur der hydraulische Motor (20) durch einen elektrischen Motor (21) ersetzt wird, kann die Vorrichtung nach der Erfindung sowohl in mechanischer Verbindung als auch in hydraulischer Grundverbindung, oder in Verbindung mit dem elektrischen Motor (21) sein.
In allen Ausführungsarten nach der Erfindung besteht jede Verbindung (mechanische Verbindung, hydraulische Grundverbindung oder die andere Verbindung) in einem Zyklus für die pneumatische Verbindung mit Taktketten.
Während der Ausführung der mechanischen Verbindung (im ersten Zyklus) in der Vorrichtung (erste und zweite Ausführungsart, Fig. 3 und 4), können drei Stellbefehle (A-, B+, C-) erteilt werden, von denen zwei Stellbefehle (A&supmin;, B&spplus;) gleichzeitig erteilt werden können. Die Stellbefehle (A&supmin; und B&spplus;) werden während desselben Schaltschrittes rückgemeldet. Die Stellbefehle (A&supmin;, B&spplus;, C&supmin;) werden während desselben Schaltschrittes erteilt.
Während der Ausführung der hydraulischen Grundverbindung (zweiter Zyklus) in der Vorrichtung (dritte und vierte Ausführungsart, Fig. 4 und 6), können vier Stellbefehle (A&spplus;, B&supmin;, C&spplus;, D&supmin;) von denen drei (A&spplus;, B&supmin;, C&spplus;) gleichzeitig erteilt werden. Diese letzten werden während desselben Schaltschrittes erteilt, während der Ausführung der hydraulischen anderen Verbindung.
Während der Ausführung der hydraulischen anderen Verbindung (dritter Zyklus) in der Vorrichtung (dritte und vierte Ausführungsart, Fig. 5 und 6), können vier Bewegungen (A&spplus;, B&supmin;, C&supmin;, D&spplus;) von denen drei (A&spplus;, B&supmin;, C&supmin;) gleichzeitig erteilt werden.
Während der Ausführung der hydraulischen Verbindung (im zweiten Zyklus) in der Vorrichtung (erste und zweite Ausführungsart, Fig. 3 und 4), können drei Stellbefehle (A&spplus;, B&supmin;, C&spplus;), von denen zwei Stellbefehle (A&spplus;, B&supmin;) gleichzeitig erteilt werden. Die Stellbefehle (A&spplus;, B&supmin;) während derselben Schaltschritte rückgemeldet. Jedem Schalt ist ein Taktspeicher zugeordnet. Zwei unabhängige Taktketten, jede mit zwei Speichern, sind aufgebaut, um diese Zyklen auszuführen.
Die Ableitung des ersten Taktspeicher-Bausteins kann gleichzeitig Stellbefehle (A&supmin;, B&spplus;) während desselben ersten Zyklus und (A&spplus;, B&supmin;) während des zweiten Zyklus erteilen.
Die Ableitung des zweiten Taktspeicher-Bausteins von jeder Taktkette kann einen einzigen Stellbefehl (C&supmin;) im Falle des ersten Zyklus und (C&spplus;) im Falle des zweiten Zyklus erteilen. Ein zusätzlicher Logik-Baustein UND ist dem ersten Speicher jeder Taktkette zugeordnet. Während der Ausführung der mechanischen Verbindung (erster Zyklus) in der Vorrichtung (dritte und vierte Ausführungsart, Fig. 5 und 6), können vier Stellbefehle (A&supmin;, B&spplus;, C&supmin;, D&supmin;), davon drei Stellbefehle (A&supmin;, B&spplus;, C&supmin;) gleichzeitig, erteilt werden. Die Bewegungen (A&spplus;, B&supmin;, C&supmin;) werden während desselben Schaltschrittes erteilt.
Um das Schaltgehäuse durch den elektrischen Motor anzutreiben, durch Vermittlung der Kupplung (19) und des mechanischen Getriebes, welches die Welle (18) und die Welle (12) verbindet, führt man in der Vorrichtung (vierte Ausführungsart Fig. 6) vier Bewegungen (A&supmin;, B&supmin;, C&supmin;, D&spplus;) von den A&supmin;, B&supmin;, C&supmin; gleichzeitig aus.
Jedem Schaltschritt des Arbeitszyklusses ist ein Taktspeicher-Baustein zugeordnet. Für diesen Fall sind zwei zusätzliche Logik-Bausteine UND dem ersten Taktspeicher jeder Taktkette zugeordnet.
Die mechanische Verbindung, die hydraulische Grundverbindung und die andere hydraulische Verbindung bestehen in drei unabhängigen Zyklen für die pneumatische Verbindung mit Taktketten der Vorrichtung (dritte Ausführungsart, Fig. 5). Drei unabhängige Taktketten, jede mit zwei Taktspeichern, sind zum Schalten der abstehenden Zyklen erforderlich.
Drei andere Taktketten, jede mit zwei Taktspeichern, sind zum Schalten der Zyklen der vierten Ausführungsart der Vorrichtung (Fig. 6) erforderlich.
Die Ableitung des ersten Taktspeichers jeder Taktkette kann drei Bewegungen während desselben Zyklusses steuern. Der Ausgang des zweiten Taktspeichers jeder Taktkette kann eine einzige Bewegung während jedes Zyklusses steuern. Der pneumatische Kreis, welcher Druckluft in den pneumatischen Verteiler schickt, besteht außerdem aus vier zusätzlichen ODER-Logik-Bausteinen. Diese letzten sind erforderlich, um einerseits die Ausgänge der Taktspeicher zu isolieren und um andererseits mehrere Speicher-Ausgangssignale der Taktkette den gleichen Stellbefehl auszuführen. Die pneumatischen Kreise, die pneumatischen Verteiler, die Logik-Bausteine UND und ODER, die Grenztaster der Endstellungen und die Taktketten sind nicht auf der Figur gezeigt, denn sie sind schon bekannt, für alle Ausführungsarten der Vorrichtung. Jedem Schaltschritt ist der erste Taktspeicher zugeordnet, der den nächsten Schaltschritt erst dann einleitet, wenn er in der Schrittfolge an der Reihe ist und die Beendigung des vorangegangenen Schaltschrittes rückgemeldet wird.
Der erste betroffene Taktspeicher wird die durch den Schaltschritt gesteuerten Bewegungen rückgemeldet. Diese Rückmeldungssignale, die aus den nicht gezeigten Grenztastern der Endstellungen kommen, leiten den nächsten Schaltschritt des Zyklusses, das heißt den nächsten Taktspeicher ein. Das Ausgangssignal ist durch einen Druckanzeiger (der nicht angegeben ist) sichtbar. Die nicht dargestellten Taktketten sind auf dem Armaturenbrett des Fahrzeuges montiert.
Um irgendwelche Verbindung in irgendwelcher Ausführungsart der Vorrichtung nach der Erfindung auszuführen, soll der Fahrer zuerst entkuppeln, dann den ersten Taktspeicher der ersten, zweiten oder dritten Taktketten (nach der ausgewählten Verbindung in der Vorrichtung) handbetätigen, und schließlich entkuppeln.
Die Ausführung der Verbindungen der verschiedenen Ausführungsarten, kann elektrisch (elektrische Technologie) ausgeführt werden, im Falle von Nutzfahrzeugen, die nicht mit pneumatischen Kreisen ausgestattet sind. Für diesen Fall sind die Kreise dank elektrischer Taktketten ausgeführt. Zu diesem Zweck ist ein Einzelölreservoir erforderlich, das von einer hydraulisch gesteuerten Pumpe gespeist wird. Für die Pumpe ist ein 500-Watt-Motor erforderlich. Die pneumatischen Zylinder zur Steuerung der Gabel aller Synchronisierglocken können durch hydraulische Zylinder ersetzt werden. Die pneumatischen Verteiler können durch Magnetventile und durch hydraulische Verteiler ersetzt werden.
Alle wesentlichen Elemente der Überdruckvorrichtung sind schematisch in Figur (7) dargestellt. Die Überdruckvorrichtung beinhaltet einen volumetrischen Kompressor (26) und zwei identische Vorrichtungen, die an beiden Seiten desselben angebracht sind und dessen Inbetriebnahme und automatische Außerbetriebsetzung gestatten.
Jede der Vorrichtungen beinhaltet eine Antriebswelle (24 für die erste Vorrichtung und 28 für die zweite), eine Abtriebswelle (25 für die erste Vorrichtung und 27 für die zweite), eine Kupplung (23 für die erste Vorrichtung und 29 für die zweite).
Die Überdruckvorrichtung enthält außerdem zwei Antriebswellen (22 und 30). Die Ein- und Ableitungsbewegung der Kupplungen (23 und 29) sind zum einen mit den Wellen (25 bzw. 27) und zum anderen mit den Wellen (20 bzw. 30) verbunden.
Die Wellen (24 und 28) besitzen jeweils ein äußeres Ende (24 für die erste und 28 für die zweite) mit Geradverzahnung und konischer Oberfläche (nicht dargestellt), welche mit den Geradverzahnungen und konischen Oberflächen der korrespondierenden Synchronisierglocken (25 zum einen und 27 zum anderen) zusammenarbeiten können.
Die Referenzen 25&sub1; und 27&sub1; bezeichnen die Synchronisierglocken, welche auf die Wellen 25 bzw. 27 montiert sind. Die Wellen 25 und 27 sind in freier Rotation in der Verlängerung der Wellen 24 und 28 montiert. Jedes der Kupplungspedale der Kupplungen 23 und 29 ist mechanisch mit einem pneumatischen Steuerungszylinder verbunden (nicht dargestellt). Die in die Rillen der Synchronisierglocken (25&sub1; und 27&sub1;) eingelassenen Gabeln (nicht dargestellt) sind mit pneumatischen Steuerungszylindern (nicht dargestellt) verbunden.
Die Scheiben 22&sub1; und 11&sub2; haben die gleichen Abmessungen. Die Scheiben 30&sub1; und 17&sub3; haben unterschiedliche Abmessungen. Der Durchmesser der Scheibe 30&sub1; ist größer als derjenige der Scheibe 17&sub3;. Dies gestattet die Übertragung eines höheren Drehmoments auf den Kompressor 26, der dadurch in seiner Bewegung die Luft mit einem höheren Druck komprimieren und fördern kann.
Ein Geschwindigkeitssensor (nicht dargestellt) ist auf die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors montiert. Die Drehzahl, bei der der Turbokompressor in der Lage ist, einen ausreichenden Druck in den Zylindern aufzubauen, wird im voraus bestimmt.
Es ist eine elektronische Steuerung vorgesehen (nicht dargestellt, da bekannt), die die Programmierung und automatische Kontrolle der Bewegung der pneumatischen Zylinder erlaubt, wodurch die
Verschiebung des Kupplungspedals der Kupplung 23 und die Verschiebung des Hebels des Schiebers, der mit einer Gabel zusammenhängt (nicht dargestellt), automatisiert wird.
Diese Gabel sorgt für die Verschiebung der Synchronisierglocke 25&sub1; von dem Totpunktstand in den Eingriffsstand und umgekehrt und erlaubt gleichzeitig die automatische Auskupplung der Wellen 27 und 28.
Die elektronische Steuerung gestattet außerdem die Programmierung und halbautomatische Kontrolle der Funktion der pneumatischen Zylinder, welche wiederum die Verschiebung des Kupplungspedals der Kupplung 29 und des Schiebers, der mit einer Gabel zusammenhängt (nicht dargestellt), automatisieren. Diese Gabel sorgt für die Verschiebung der Synchronisierglocke 27&sub1; von dem Totpunktstand in den Eingriffsstand und umgekehrt.
Die Steuerung erlaubt des weiteren und zur gleichen Zeit das automatische Auskuppeln der Wellen 24 und 25.
Sobald die Drehzahl des Verbrennungsmotors auf einen Wert absinkt, bei dem der Turbokompressor nicht mehr in der Lage ist, einen ausreichenden Überdruck in den Zylindern aufzubauen, tritt der Sensor durch Übertragung eines elektrischen Signals an die elektronische Steuerung in Aktion. Die letztere reagiert ihrerseits durch Programmierung und Kontrolle der Aktion der Zylinder. Diese wiederum bewirken die folgenden Operationen:
- Gleichzeitige Öffnung der Kupplungen 23 und 29,
- Automatische Verschiebung einerseits der Synchronisierglocke 25&sub1; vom Totpunktstand zum
- Eingriffsstand und andererseits der Synchronisierglocke 27&sub1; vom Eingriffsstand zum Totpunktstand,
- Gleichzeitige Schließung der Kupplung 23 und 29.
Diese Vorgehensweise erlaubt den Antrieb des Kompressors (26) durch den Verbrennungsmotor durch Vermittlung der Kupplung 2, einer mechanischen Übertragung von Welle (8) zu Welle (11) und einem Riemenantrieb von Welle (11) zu Welle (22).
Der erste Mechanismus setzt den Kompressor während der Phase des normalen Betriebs in Gang. Unter bestimmten Betriebsbedingungen, die ein sehr starkes Drehmoment benötigen, wird der erste Mechanismus automatisch ausgekuppelt. Der zweite Mechanismus wird sofort darauf auf halbautomatische Weise in Gang gesetzt. Er betreibt den Kompressor, der die Vorverdichtung des Verbrennungsmotors sichergestellt. Der Druck der Vorverdichtung ist in diesem Fall wichtiger. Er erlaubt eine wesentliche Erhöhung des Drehmoments des Verbrennungsmotors, der mit konstanter Drehzahl bewegt wird.
Der Kompressor kann den Verbrennungsmotor mit einem höheren Druck vorverdichten, wenn er durch den zweiten, oben erwähnten Mechanismus betrieben wird.
Um dieser Bedingung gerecht zu werden, muß der Fahrer zuerst die hydraulische Verbindung auf dem Niveau der Vorrichtung einrichten und daraufhin auf die elektronische Steuerung einwirken. Die letztere reagiert ihrerseits durch Programmierung und Kontrolle der Aktion der pneumatischen Steuerungszylinder.
Diese Steuerungszylinder bewirken die folgenden Operationen.
- Gleichzeitige Öffnung der Kupplungen 23 und 29,
- Automatische Verschiebung einerseits der Synchronisierglocke 25&sub1; vom Eingriffsstand zum Totpunktstand und andererseits der Synchronisierglocke 27&sub1; vom Totpunkt in den Eingriffsstand,
- Gleichzeitige Schließung der Kupplungen 23 und 29.
Diese Vorgehensweise erlaubt den Antrieb des Kompressors (26) durch den hydraulisierten Motor (26) (Fig. 3 und 4) durch Vermittlung der Kupplung (6), einer mechanischen Übertragung zwischen den Wellen (15) und (17) sowie schließlich einem Riemenantrieb zwischen den Wellen (17) und (30). Der Sensor und eine elektronische Regelung für den Druck der Vorverdichtung (Standard) können vorteilhaft auf den Verbrennungsmotor des Fahrzeugs montiert werden.
Die Wellen 24 und 25 bzw. 27 und 28, die Synchronisierglocken 25 und 27 und die Kupplungen 23 und 29 (Fig. 7) können durch elektromagnetische Kupplungen ersetzt werden, welche die automatische Inbetriebnahme und Außerbetriebsetzung des Kompressors 26 (Fig. 7) unter den oben beschriebenen Umständen sicherstellen.
Die Einleitungsbewegungen dieser Kupplungen werden an die Wellen 22 bzw. 30 gebunden sein, während ihre Ableitungsbewegungen an die äußeren Enden des Verbrennungsmotors (nicht im Detail dargestellt) gebunden sein werden. Fig. 8 zeigt das Leitungsnetz, welches des Ausgang der komprimierten Luft mit dem Einlaß des Verbrennungsmotors (nicht im Detail dargestellt) verbindet.
Die Referenz 31 bezeichnet einen Gang, der eine automatische Drossel 32 beinhaltet, welche durch einen elektrischen Auslöser (Standard, nicht dargestellt) betrieben wird. Der letztere stellt die automatische Öffnung und Schließung des Ganges sicher. Die Referenzen 33 und 34 bezeichnen den Turbokompressor bzw. den Luftfilter.
Der Kupplungsantrieb des Fahrzeugs ist leicht abweichend gemäß den Varianten der Vorrichtung. Der Flüssigkeitsbehälter und der Bremszylinder zum Auskuppeln (nicht dargestellt) des Fahrzeugs können in der Weise überdimensioniert werden, daß sie zur gleichen Zeit, richtigerweise, und in jedem Augenblick, entweder zwei Bremszylinder der Kupplungen 2 und 6 im Falle der ersten Variante der Vorrichtung (Fig. 3), oder drei Bremszylinder 2, 2 und 6 bzw. 2, 6 und 19 im Falle der zweiten, dritten und vierten Variante der Vorrichtung (Fig. 4, 5, 6) speisen, wenn man das Kupplungspedal des Fahrzeugs betätigt. Jeder Bremszylinder betätigt seinerseits den Kupplungshebel seiner eigenen Kupplung. Jeder Bremszylinder ist mit dem Hauptzylinder durch Vermittlung eines unabhängigen Leitungssystems verbunden. Es ist ein Steuerungsknüppel vorgesehen, der es erlaubt, nach Belieben den Zylinderinhalt des Motors und der hydraulischen Pumpe auf der einen Seite und die Parameter auf der anderen Seite zu verändern. Dieser Steuerungsknüppel wird das Gaspedal ersetzen, wenn die hydraulische Verbindung auf dem Niveau der Vorrichtung eingerichtet ist.
Die beschriebene Vorrichtung findet zahlreiche Anwendungen. Eine gewisse Anzahl unter ihnen werden die beispielhaft nachstehend aufgelisteten sein:
a) Landwirtschaftliche Maschinen,
b) Maschinen für öffentliche Arbeiten,
c) Fischdampfer, Schleppdampfer und verwandte Maschinen,
d) leichte und schwere Nutzfahrzeuge,
e) spezielle Fahrzeuge und Personenkraftwagen.

Claims

1. Flexible Antriebsvorrichtung mit schnellem Gang bei hydraulischem Antrieb sowie bei klassischem Antrieb mit integriertem hydraulischem Getriebe, bestehend aus einer hydraulischen Pumpe mit verstellbarem Fördervolumen (5), die vom Verbrennungsmotor (1) des Nutzfahrzeugs angetrieben wird, und aus einem hydraulischen Hauptmotor mit verstellbarem Fördervolumen (7), der von dieser letzten hydraulisch angetrieben wird, diese Vorrichtung umfaßt eine erste, mit dem Verbrennungsmotor (1) durch eine Hauptkupplung (2) verbundene Antriebswelle (8), eine zweite Antriebswelle (9), eine andere mit der hydraulischen Pumpe (5) verbundene Antriebswelle (10), eine erste Abtriebswelle (11), eine zweite mit dem Schaltgehäuse (4) verbundene Abtriebswelle (12), eine erste Vorgelegewelle (13), eine zweite Vorgelegewelle (14), eine andere mit dem hydraulischen Hauptmotor durch eine zweite Kupplung (6) verbundene Antriebswelle (5), diese Vorrichtung erlaubt dem Fahrzeug sowohl einen fortlaufenden hydraulischen Antrieb mit erhöhter Geschwindigkeit, indem sie das Schaltgehäuse und die übrigen Elemente des Fahrzeugsgetriebes durch den hydraulischen Hauptmotor mit verstellbarem Fördervolumen antreibt, als auch einen klassischen Antrieb, und wird dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Antriebswellen (8, 9), die beiden Abtriebswellen (11, 12), und die beiden Vorlegewellen (13, 14) in der Verlängerung ineinandermontiert sind, und daß die hydraulische Pumpe (5) und der hydraulische Hauptmotor (7) direkt auf der Vorrichtung montiert sind, beide direkt durch einen an das Untergestell des Fahrzeugs montierten Querbalken gehalten werden, und daß die erste Abtriebswelle (11) und die zweite Vorgelegewelle (14) eine Riemenrolle an einem ihren äußeren Enden tragen.

2. Die Vorrichtung nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswelle (10) senkrecht zur ersten Antriebswelle (8) und zur zweiten Antriebswelle (9) montiert sind, während die andere Antriebswelle (15) senkrecht zur ersten Vorlegewelle (13) und zur zweiten Vorgelegewelle (14) montiert sind.

3. Die Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2 ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelräder (91) und (13&sub1;), die entsprechend mit der zweiten Antriebswelle (9) und der ersten Vorgelegewelle (13) zusammenhängen, jedes eine Geradverzahnung und eine konische Oberfläche aufweisen, welche mit den Geradverzahnungen und den konischen Oberflächen der Synchronisierglocken (8&sub2;, 14&sub2;) zusammenarbeiten können und entsprechend auf die erste Antriebswelle (8) und die zweite Vorlegewelle (14) montiert sind.

4. Die flexible Antriebsvorrichtung nach der Präambel des Anspruchs 1 umfaßt eine dritte, zusätzliche Antriebswelle (16), die sich dadurch kennzeichnet, daß die erste Antriebswelle (8), die zweite Antriebswelle (9), die andere Abtriebswelle (10) und die hydraulische Pumpe mit verstellbarem Fördervolumen (5) vom Hauptgehäuse des Antriebs in das Vorderteil des Verbrennungsmotors (1) verlegt und in ein und demselben Gehäuse zusammengefügt sind, getrennt und unabhängig vom Hauptgehäuse und ausgeführt in einem einzigen Gefüge, an welches einerseits eine Kupplung (2) gekoppelt ist, deren Ein- und Ableitungsbewegung jeweils mit der zweiten Antriebswelle (9) und der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors (1) des Fahrzeugs verbunden sind, und andererseits die hydraulische Pumpe mit verstellbaren Fördervolumen (5), die mit der Abtriebswelle (10) verbunden ist, und die sich des weiteren dadurch kennzeichnet, daß die auf beschriebene Weise verlegte erste Antriebswelle (8) und zweite Antriebswelle (9) im Hauptgehäuse der Vorrichtung durch die dritte Antriebswelle (16) ersetzt werden, die ein Zahnrad (16) trägt, welches fortwährend in das an der ersten Antriebswelle (11) haftende Zahnrad (11) greift.

5. Die flexible Antriebsvorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 und 3 ist dadurch gekennzeichnet, daß sie eine zusätzliche Stufe aufweist, bestehend aus einer dritten Vorgelegewelle (17), montiert in freier Rotation in der Verlängerung der zweiten Vorgelegewelle (14), aus einem zweiten Antrieb (18), senkrecht zur dritten Vorgelegewelle (17) gelenkt, aus einer dritten Kupplung (19), die an das Antriebsgehäuse gekoppelt ist und deren Ableitungsbewegung mit dem zweiten Antrieb (18) verbunden ist und aus einem zweiten hydraulischen Motor mit verstellbarem Fördervolumen (20), mit kleinerem Zylinderinhalt als der des hydraulischen Hauptmotors (7), welcher mit der Einleitungsbewegung der dritten Kupplung (19) verbunden ist und durch einen an das Untergestell des Fahrzeugs befestigten Querbalken gehalten wird.

6. Die flexible Antriebsvorrichtung nach dem Anspruch 5 ist dadurch gekennzeichnet, daß der zweite hydraulische Motor (20) mit verstellbarem Fördervolumen durch einen elektrischen Motor (21) ersetzt wird, um einen bestimmten Fahrzeugtyp gemäß der Anforderungen des Stadt- oder Landstraßenverkehrs anzutreiben.

7. Das Steuerungsverfahren für eine flexible Antriebsvorrichtung nach der Präambel des Anspruch 1 läßt sich dadurch kennzeichnen, daß sich dem Vollzug der mechanischen Verbindung zwischen dem Verbrennungsmotor (1) und dem Schaltgehäuse (4) folgende Etappen anschließen:

- Gleichzeitige Öffnung der Kupplungen (2) und (6),

- Automatische Verschiebung vom Totpunktstand zum Eingriffsstand ausschließlich seitens der Synchronisierglocke (12&sub2;), die auf die zweite Abtriebswelle (12) gesetzt ist, während die beiden anderen Synchronisierglocken (14&sub2;) und (8&sub2;), welche entsprechend auf die zweite Vorgelegewelle (14) und die erste Antriebswelle (8) montiert sind, sich im Totpunktstand befinden.

- Gleichzeitige Schließung der Kupplungen (2) und (6), dergestalt, daß das Schaltgehäuse (4) direkt durch den Verbrennungsmotor (1) des Fahrzeugs angetrieben werden kann, durch Vermittlung der Kupplung (2) und des mechanischen Getriebes, welches die erste Antriebswelle (8) und die erste Abtriebswelle (12) miteinander verbindet.

8. Das Steuerungsverfahren für eine flexible Antriebsvorrichtung nach der Präambel des Anspruch 1 läßt sich dadurch kennzeichnen, daß sich dem Vollzug der hydraulischen Verbindung, das heißt, der Verbindung zwischen dem hydraulischen Hauptmotor (7) und dem Schaltgehäuse (4) folgende Etappen anschließen:

- Gleichzeitige Öffnung der Kupplungen (2) und (6),

- Automatische Verschiebung vom Totpunktzustand zum Eingriffsstand seitens der Synchronisierglokken (8&sub2;) und (14&sub2;), welche entsprechend auf die erste Antriebswelle (8) und die zweite Vorgelegewelle (14) montiert sind, und gleichzeitige Verschiebung vom Eingriffstand zum Totpunktstand seitens der Synchronisierglocke (12&sub2;), welche auf die zweite Abtriebswelle (12) montiert ist,

- Automatische Schließung der Kupplungen (2) und (6), dergestalt, daß das Schaltgehäuse (4) durch den hydraulischen Hauptmotor mit verstellbarem Fördervolumen (7) angetrieben werden kann, durch Vermittlung der zweiten Kupplung (6) und eines mechanischen Getriebes, welches den anderen Antrieb (15) und die zweite Abtriebswelle (12) miteinander verbindet, so daß all diese Faktoren des normal aufgeladenen Verbrennungsmotors (1) des Fahrzeugs, und der in diesem Fall nur die hydraulische Pumpe (5) über die Kupplung (2) und dem mechanischen Getriebe, welches die Antriebswelle (8) und die andere Abtriebswelle (10) miteinander verbindet, antreibt, erlauben mit einer konstanten Geschwindigkeit zu drehen, und damit eine optimale Wirkung erreichen und den Erfordernissen des hydraulischen Getriebes gerecht werden, das heißt eine beträchtliche Leistung mit erhöhtem Druck.