DE6915757U - HYDRODYNAMIC ADD-ON GEAR FOR A GEARBOX. - Google Patents

HYDRODYNAMIC ADD-ON GEAR FOR A GEARBOX.

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Q, Anspruch und Zeichnung iif- Stimmen » urspfünQÜeten bei der P<j,:cnf - Anmeldung «luge· Oifji rtlehton Oberein. *OiY'· |J Q, claim and drawings iif- votes "urspfünQÜeten at P <j: cnf - Registration« luge · Oifji rtlehton Oberein. * Oi Y '· | J

η p/A 2y3b Voltl-i Getriebe KGη p / A 2y3b Voltl-i gear KG

Kennwort: "Stellwandlerbremsung" Heldenheim (Brenz)Keyword: "Actuator braking" Heldenheim (Brenz)

Hydrodynamisches Vorsatzgetriebe für ein Wechselgetriebe Hydrodynamic auxiliary gear for a change gear

Die Erfindung betrifft ein hydrodynamischeβ Vorsatzgetriebe für ein vorzugsweise mit Umlaufradsätzen ausgestattetes Wechselgetriebe mit einem Föttlngerwandler, einer zwischen dem Pumpenrad und der Eingangswelle des Wechselgetriebes (Zwischenwelle) angeordneten überbrückungskupplung, einem mittels Freilauf oder einer Schaltkupplung von der Zwischenwelle lösbaren, durch eine Bremse festsetzbaren Turbinenrad und einem über einen Freilauf an einem feststehenden Getriebeteil abgestützten, in einer Richtung drehbaren Leitrad.The invention relates to a hydrodynamic auxiliary gear for a change gear preferably equipped with epicyclic gear sets with a Föttlnger converter, one between the pump wheel and the input shaft of the gearbox (intermediate shaft) arranged bypass clutch, one which can be released from the intermediate shaft by means of a freewheel or a clutch a brake lockable turbine wheel and one supported by a freewheel on a stationary gear part, in one Direction of rotating idler.

Derartige hydre ynamische Vorschaltgetriebe dienen dazu, die Stufensprünge der mechanischen Getriebe zu überbrücken und einen aVi die Zugkrafthyperbel angenäherten Zugkraftverlauf auch mit einem vergleichsweise nur wenige mechanische weit gestufte Gänge aufweisenden Getriebe zu ermöglichen. Vor allem soll eine feinfü-, 1^.5 und verbchleißfreie Zugkraftdosierung über ein solches Vorsatzgetriebe, insbesondere im Anfahrbereich möglich sein. Dies stößt bei verbrennungsmotorgetriebenen, selbstfahrenden Arbeitsgeräten wie z.B. Gabelstaplern, Schaufelladern o, dgl. auf gewisse Schwierigkeiten, da mit .solchen Maschinen eine Vielzahl von ungewöhnlichen Fahrzustanden möglich sein müssen und auch über längere Zeiten schadlos von ihnen ertragen werden müssen, z.B. vorsichtiger. Heranfahren einer Last auf einer steilen Rampe an eine Ladekante, Anhalten unter Last am Berg, häufiges Reversieren unter Last u.s.w. Hierbei kommt erschwerend hinzu, daß bei den r.kuflg nötigen Kriechg^schwindlgkelten die dieser geringenSuch hydre ynamische primary gearboxes are used to To bridge increments of the mechanical transmission and an aVi the tractive force hyperbola approximate tractive force curve also with to enable a comparatively few mechanical, wide-stepped gears having transmission. Above all, a sensitive, 1 ^ .5 and wear-free tensile force metering via such Additional gear, especially in the starting area, be possible. This happens with internal combustion engine-powered, self-propelled implements such as forklifts, shovel loaders, etc. to certain difficulties, since with .such machines a large number of unusual driving conditions must be possible and also over They have to endure longer times without harm, e.g. more carefully. Approaching a load on a steep ramp a loading edge, stopping under load on a mountain, frequent reversing under load, etc. This makes it even more difficult that the The creep that these little ones needed to crawl dizzyed

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Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechende niedrige Motordrehzahl ohne weiteres gamlcht erreicht werden kann, da der Verbrennungsmotor erst oberhalb der Leerlaufdrehzahl von mindestens 20# der Vollastdrehzahl ein Drehmoment abzugeben imstande ist. Zur Umgehung dieser Schwierigkeiten hat man bereits auf der Eingangsseite derartiger hydrodynamischer Vorsatzgetriebe eine schlupf fähige ReI bungs-Trernkupplung vorgesehen, die auf Grund ihrer Dimensionierung in der Lage ist, größere Energiebeträge als Schlupfverlust aufzunehmen und an ein Kühlmittel z.B. die Umgebungsluft abzugeben, Bei größeren auftretenden Schlupfleistungen derartiger unter der Bezeichnung Modulationskupplung unter den Fachleuten bekannten Kupplungen muß allerdings ein extra Kühlkreislauf für sie vorgesehen werden. Dies alles ist mit erheblichem konstruktiven und gewichtsniäßigen Aufwand verbunden und verursacht auch während des Betriebes auf Jrund des Verschleißes laufend Wartungs- und Instandsetzungskosten.Vehicle speed corresponding low engine speed can easily be achieved because the internal combustion engine is only able to deliver a torque above the idle speed of at least 20 # of the full load speed. To circumvent these difficulties, one already has one on the input side of such hydrodynamic auxiliary gears Slip-able friction clutch provided on the ground its dimensioning is able to absorb larger amounts of energy as slip loss and to a coolant e.g. the To give off ambient air, in the event of larger slip performances Such couplings known to those skilled in the art under the designation modulation coupling must, however, have an extra cooling circuit be provided for them. All of this is associated with, and causes, considerable constructional and weight-related expenditure maintenance and repair costs also during operation due to wear and tear.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Vorsatzgetriebe der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß mit dem Getriebe verschleißfrei und mit einem geringstmöglichen Aufwand an Mitteln für die Kühlung die Antriebskraft feinfühlig und ohne von der Motordrehzahl abhängig zu sein, geregelt werden kann und überdies und vor allem der vorhandene Wandler auch zur hydrodynamischen Verzögerung feinfühlig herangezogen werden kann.The object of the invention is to design an auxiliary gear of the type mentioned at the outset in such a way that the gear unit is free of wear and with the least possible expenditure on means for cooling the driving force sensitively and without affecting the engine speed to be dependent, can be regulated and moreover and above all the existing converter also for hydrodynamic deceleration can be used sensitively.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß des Leitrad - wie an sich bekannt - mit verstellbaren mit einem Verstellmechanismus gekoppelten Leitschaufeln ausgerüstet ist.According to the invention this object is achieved in that the Stator - as known per se - is equipped with adjustable guide vanes coupled with an adjustment mechanism.

Durch die Ausbildung des Strömungswandlers als Stellwandler ist die Möglichkeit gegeben, unabhängig von der Pampendrehzahl die Anfahrkraft von kleinen Werten bis zu einem Maximalwert zu steigern, der von der Motordrehzahl abhangt. Durch die UberorUckungskupplung im Vorsatzgetriebe kann das Pumpenrad desThe design of the flow converter as a control converter enables it to be independent of the tamping speed to increase the starting force from small values up to a maximum value, which depends on the engine speed. Through the overdrive clutch in the auxiliary gear, the impeller of the

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Strömun^swandlers starr an die Treibachse des Fahrzeuges angekoppelt werden und das von der Zwischenwolle lösbare Turbinenrad kann festgebramst werden. In diesem Fall wirkt der Strömungswandler als hydrodynamische Bremse; die Drehmomentaufnahme des Wandlers ist genau wie im Anfahrpunkt. Mit Hilfe der verstellbaren Le_tschaufeln kann die Bremskraft unabhängig von der Pumpenraddrehzahl und unabhängig von etwaigen Reibwertschwankungen einer schlupffähigen Trennkupplung feinfühlig und genau vorherbes timiubar dosiert werden. Das Neue an diesem Vorschlag ist, daß ein und derselbe Wandler ohne vorherige etwaige Umfüllung von Strömungskreisläufen sowohl zur Traktion als auch zur Verzögerung herangezogen wird, und zwar ist dies der Möglichkeit einer Bremskraftdosierung zuzuschreiben. Das überraschende dabei ist, daß durch diese Regelmöglichkeit nicht nur die große Modulationskupplung wegfällt, sondern das Kühlsystem für das Vorsatzgetriebe wesentlich vereinfacht wird.Flow converters rigidly coupled to the driving axle of the vehicle and the turbine wheel detachable from the intermediate wool can be jammed. In this case the flow converter acts as a hydrodynamic brake; the torque absorption of the Converter is exactly like in the approach point. With the help of the adjustable Le_tschaufeln can independently of the braking force Impeller speed and regardless of any fluctuations in the coefficient of friction of a slippable separating clutch sensitively and precisely beforehand can be dosed in a timely manner. The new thing about this proposal is that one and the same converter without any prior transferring of flow circuits for both traction and deceleration is used, and this is due to the possibility of a braking force metering. The surprising thing about it is that this control option not only eliminates the large modulation coupling, but also the cooling system for the auxiliary gear is simplified significantly.

Die Erfindung 1st an Hand von zwei in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen im folgenden etwas näher erläutert. Es zeigenThe invention is illustrated with reference to two in the drawings Exemplary embodiments are explained in more detail below. Show it

Fig. 1 ein nach der Erfindung ausgebildetes, hydrodynamisches Vorschaltgetriebe mit Verstell-Leitrad undFig. 1 a designed according to the invention, hydrodynamic gear unit with adjustable stator and

Fig. 2 ein ganz ähnliches Vorschaltgetriebe, bei dem Jedoch das Turbinenrad mittels eines Freilaufes von der Abtriebswelle lösbar ist.Fig. 2 shows a very similar front-mounted transmission, but in which the turbine wheel is by means of a freewheel is detachable from the output shaft.

Beide Getriebe weisen einen Strömungswandlsr 1 auf, der nach Art eines im Pkw-Getriebebau üblichen Trilokwandlers ausgebildet ist mit symmetrisch zu einer achssenkrechten Mittelebene ausgebildeten Profilform der Schaufelradkanäle (Pumpe 2, Turbine und Leitrad k), mit über einen Freilauf 5 lösbaren, drehbaren Leitrad 4 und mit einem mit dem Primärrad umlaufenden Gehäuse, welches mit der vom Motor kommenden Antriebswelle 6 verbunden ist.Both transmissions have a flow converter 1, which is designed in the manner of a Trilok converter common in car transmission construction, with a profile shape of the impeller channels (pump 2, turbine and guide wheel k) that is symmetrical to a center plane perpendicular to the axis, with a rotatable guide wheel 4 that can be detached via a freewheel 5 and with a housing which rotates with the primary wheel and which is connected to the drive shaft 6 coming from the motor.

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DIe Schaufeln des Leitrades 4 sind Jeweils um einen Zapfen 7 mittels Je eines Hebels B und des an den Hebeln aller Schaufeln angreifenden axialverschlebbaren und von einem Druck aus der Leitung 9 beaufschlagbaren Kolben 10 verstellbar. Eine Feder 11 sorgt fUr den Rücklauf des Kolbens; Jedem Druck in der Leitung entspricht eine bestimmte Leitschaufelstellung. Zweckmäßigerweise wird man den Ver.stellmechanlsmus so ausbilden, daß bei Entlastung des Kolbens 10 die Schaufeln durch die Feder 11 in die geschlossene Stellung gedrückt werden.The blades of the stator 4 are each around a pin 7 by means of a lever B and the axially movable one acting on the levers of all the blades and from a pressure from the Line 9 can be acted upon piston 10 adjustable. A spring 11 ensures the return of the piston; Every pressure on the line corresponds to a specific guide vane position. Appropriately one will train the adjustment mechanism so that with relief of the piston 10, the blades are pressed into the closed position by the spring 11.

Auf der Eingangsseite des Vorsatzgetriebes ist eine relbschlUssige hydraulisch betätigbare Überbrückungskupplung 12 angeordnet, mit der die Antriebswelle 6 direkt an die Zwischenwelle IJ angekuppelt werden kann; der hydrodynamische Kraftweg ist dann überbrückt. Die Zwischenwelle 13 ist die Abtriebswelle des Vorsatzgetriebes und gleichzeitig die Eingangswelle des nachgeordneten aber nicht dargestellten mechanischen Wechselgetriebes. Konzentrisch zwischen der hohl ausgebildeten Leitrad-Stützwelle 14 und der darin angeordneten Zwischenwelle IJ ist die ebenfalls hohl ausgebildete Turbinenradwelle 15 angeordnet, an deren vom Turbinenrad abgewandten Ende eine reibschlüssige, hydraulisch betätigbare Turbinen-Peststellbremse 16 (Fig. 1) bzw. 16' (F'g. 2) angeordnet ist. Außerdem sind zwischen der Turbinenradwelle 15 und der Zwischenwelle IJ Mittel vorgesehen, mittels derer das Turbinenrad bei Bedarf von eier Zwischenwelle IJ gelöst werden kann. In dem Ausführungsbeispiel nach Flg. 1 1st eine Kupplung 17 als lösbare Verbindung angeordnet. Die Bremse 16 und die Kupplung 17 sind als ein wechselweise betätigbares reibschlUssiges Doppelschaltelement ausgebildet. Am Außenumfang einer an der Turbinenwelle l£ befestigten Kupplungsscheibe 18 ist ein Kranz von Zylindern 19 mit darin durch Jeweils eine Feder 20 in die eine Extremlage gepreßten Kolben 21 angeordnet, die mit einer Kolbenstange 22 bzw. 2J die Reibbeläge eines der Schaltelemente 16 und 17 zusammenpresser., Je nach dem, ob die Leitung und damit die der Feder 20 abfs<=:vandte Kolbenseite mit Druck beauf-On the input side of the auxiliary gear unit is a conclusive Arranged hydraulically actuated lock-up clutch 12, with which the drive shaft 6 connects directly to the intermediate shaft IJ can be coupled; the hydrodynamic force path is then bridged. The intermediate shaft 13 is the output shaft of the auxiliary gear and at the same time the input shaft of the downstream mechanical change gear, which is not shown. Concentric between the hollow stator support shaft 14 and the intermediate shaft IJ arranged therein the turbine wheel shaft 15, which is also hollow, is arranged, at the end facing away from the turbine wheel a frictional, hydraulically actuated turbine parking brake 16 (Fig. 1) or 16 '(Fig. 2) is arranged. In addition, between the Turbine wheel shaft 15 and the intermediate shaft IJ means provided, by means of which the turbine wheel, if necessary, from an intermediate shaft IJ can be solved. In the embodiment according to Flg. 1 is a coupling 17 arranged as a releasable connection. The brake 16 and the clutch 17 are designed as an alternately actuatable frictional double shift element. On the outer circumference a clutch disk 18 attached to the turbine shaft l £ a ring of cylinders 19 arranged therein with a respective spring 20 pressed into one extreme position piston 21, which with a piston rod 22 or 2J, the friction linings of one of the switching elements 16 and 17 compressors., Depending on whether the line, and thus that of the spring 20, is pressurized.

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schlagt ist (Festbremsen des Turbinenrades J) oder nicht (die T?eder 20 schließt dann Kupplung 17, Turbine } ist an Zwischenwelle IJ angekoppelt).is hitting (locking of the turbine wheel J) or not (the Cup 20 then closes clutch 17, turbine} is on the intermediate shaft IJ coupled).

In Fig. 2 ist die zwischen der Turblnenwelle 15 und der Zwischenwelle IJ angeordnete lösbare Verbindung einfacher gelöst. Dort ist lediglich ein selbsttätig wirksamer Freilauf I71 vorgesehen, der vollkommen die Funktion der Kupplung 17 übernimmt. Die Peststellbremse 161 1st als ein Einzelschaltelement ausgebildet, welches durch Beaufschlagen der Leitung 24' betätigt wird.In FIG. 2, the detachable connection arranged between the turntable shaft 15 and the intermediate shaft IJ is released more easily. Only an automatically effective freewheel I7 1 is provided there, which completely takes over the function of the clutch 17. The parking brake 16 1 is designed as an individual switching element, which is actuated by applying the line 24 '.

Die Wirkungsweise bzw. die Betriebsmöglichkeiten der dargestellten Vorschaltgetriebe sind kurz folgende: Anfahren bzw. Manövrieren im Traktionabereich: Die Überbrückungskupplung ist offen und die Kupplung 17 bzw. der Freilauf 17' sind geschlossen. Die Antriebsleistung wird hydrodynamisch von der Eingangswelle 6 auf die Zwischenwelle IJ übertragen. Durch Gasgeben (Drehzahl- und Drehmomenteinstellung an der Eingangs welle 6) und durch entsprechendes Einstellen der Leitschaufeln mittels geeigneter Druckeinstellung in Leitung ') wurd das Drehmoment und die erforderliche Drehzahl an der Zwischenwelle IJ eingestellt. The mode of operation and the operational possibilities of the illustrated primary gearbox are briefly as follows: Starting up or maneuvering in the traction area: The lock-up clutch is open and the clutch 17 or the freewheel 17 'are closed. The drive power is transmitted hydrodynamically from the input shaft 6 to the intermediate shaft IJ. The torque and the required speed on the intermediate shaft IJ were set by accelerating (speed and torque setting on the input shaft 6) and by setting the guide vanes accordingly by means of a suitable pressure setting in line ').

KraftfluSunterbrechung zwecks Gangwechsel im nachgeordneten Schaltgetriebe: Im Vorschaltgetriebe nach Fig. 1 muß kurzzeitig die Kupplung 17 geöffnet werden, wodurch der Kraftfluß auf der Sekundärseite des Vorschaltgetriebes unterbrochen wird. Das nachgeordnete Schaltgetriebe ist nun frei von Drehmomenten, und die Zahneingriffe können lastfrei darin gewechselt werden. Da durch das öffnen der Kupplung 17 die Turbinenbremse 16 geschlossen wird, ist die unbelastete Turbine am Durchgehen gehindert. Diese Gefahr bestünde insofern, als das Pumpenrad 2 starr an den laufenden Motor angekoppelt ist. Um den Motor durch die erforderliche Turbinenstilsetzung (entspricht Anfahrpunkt) beim Gangwechsel nicht zu sehr zu belasten, wird man durch Entlastung des Leit-Power flow interruption for the purpose of changing gears in the downstream Gearbox: In the pre-gearbox according to Fig. 1, the clutch 17 must be opened briefly, whereby the power flow on the Secondary side of the primary gear is interrupted. The downstream gearbox is now free of torque, and the Tooth engagements can be changed without load. Since the turbine brake 16 is closed by opening the clutch 17 the unloaded turbine is prevented from running away. This risk would exist insofar as the impeller 2 is rigidly attached to the running Motor is coupled. To the engine through the necessary turbine shutdown (corresponds to the starting point) when changing gears not to burden too much, one becomes by relieving the main

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-Αλ.-Αλ.

Heiflenheim (Brenz), den 18. April 1969
Ρϋ/ΗΚη.
Heiflenheim (Brenz), April 18, 1969
Ρϋ / ΗΚη.

-b--b-

:. ι. haut'eiveratellkolbens 10 und :'»chließen des Leitrades 4 auch i:. ι. Haut'eiveratellkolbens 10 and: '»close the stator 4 also i

di? hydrodynamische Kraftübertragung durch Stillsetzen des meri- idi? hydrodynamic power transmission by stopping the meri- i

dional kreisenden FlUssigkel tsurnlaufes mittels des Leitrades [dional circulating fluid circulation by means of the guide wheel [

unterbinden. Auch bei dem Getriebe nach Fig. 2 muß ganz analog ιprevent. In the case of the transmission according to FIG. 2, too, must be completely analogous

verfahren werden; die Turbine muß stillgesetzt werden zwecks fbe proceeded; the turbine must be stopped for the purpose of f

Entlasten des .schaltgetriebe5. Durch Schließen des Leitrades fRelief of the manual gearbox 5. By closing the stator f

wird der Motor entlastet. D.h. beim Gangwechsel wjrd die Leitung >the engine is relieved. I.e. when changing gears, the line>

24 bzw. 24' mit Druck beaufschlagt und die Leitung 9 wird ent- f24 or 24 'is pressurized and the line 9 is removed

lastet. jburdens. j

Bremsen: Um den Strömungswandler ale hydrodynamische Bremse
benutzen zu können, wird die Pumpe durch Schließen der Überbrückungskupplung 12 an die Treibachse gekoppelt und durch Anziehen der Turbinenbremse l6 bzw. I61 die Turbine stillgesetzt
(entspricht Anfahrpunkt). Der Motor ist in diesem Betriebspunkt
ebenfalls starr an die Treibachse angekoppelt und kann durch
Gasrücknahme mit zum Bremsen herangezogen werden. Diese einfache
Möglichkeit vom Übergang von der Traktion zum Bremsen besteht in
jedem Gang, d.h. es läßt sich dadurch ein sehr weit gefächertes
Feld von Bremskennlinien überdecken. Die hydrodynamische Brems- · wirkung kann überdies durch die Leitradschaufel stellung ein- ·
Braking: Around the flow converter ale hydrodynamic brake
To use, the pump is coupled by engaging the lockup clutch 12 to the driving axle and the turbine is stopped by tightening the turbine brake l6 or I6 1
(corresponds to the approach point). The engine is at this operating point
also rigidly coupled to the drive axle and can go through
Gas release can also be used for braking. This simple one
There is a possibility of transition from traction to braking
every course, ie it can be a very broad one
Cover the field of braking characteristics. The hydrodynamic braking effect can also be adjusted through the position of the stator vane.

gestellt werden. Will man z.B. aus hoher Geschwindigkeit (hohe
Pumpenraddrehzahl) langsam abbremsen, so wird man das Leitrad
nahezu geschlossen halten. Soll hingegen bei kleiner Geschwindigkeit (je nach Gang bei einer mehr oder weniger geringen Pumpenraddrehzahl) rasch verzögert werden, so wird man das Leitrad voll
öffnen.
be asked. For example, if you want to go from high speed (high
If you slowly slow down the pump wheel speed, you will become the stator
keep almost closed. If, on the other hand, you want to decelerate quickly at low speed (depending on the gear at a more or less low pump wheel speed), the stator becomes full
to open.

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Claims (2)

1) Hydrodynamisches Vorsatzgetriebe für ein vorzugsweise mit Umlaufradsätzen ausgestattetes Wechselgetriebe, mit einem1) Hydrodynamic auxiliary gear for a preferably with Gearbox equipped with epicyclic gear sets, with a Föttlngerwandler, einer zwischen dem Pumpenrad und der Eingangswelle des Wechselgetriebes angeordneten Überbrückungskupplung, einem mittels Freilauf oder einer Schaltkupplung von der Eingangswelle des Wechselgetriebes lösbaren, durch eine Bremse festsetzbaren Turbinenrad und einem Über einen Freilauf an einem feststehenden Getriebeteil abgestützten Leitrad, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitrad (4) - wie an sich bekannt - mit verstellbaren,mit einem Verstellmechanismus (7-11) gekoppelten Leitschaufeln ausgerüstet ist.Föttlngerwandler, a lock-up clutch arranged between the pump wheel and the input shaft of the gearbox, a freewheel or a clutch from the input shaft of the gearbox releasable, lockable by a brake turbine wheel and a via a Freewheel on a stationary gear part supported stator, characterized in that the stator (4) - as on known - with adjustable, with an adjustment mechanism (7-11) coupled guide vanes is equipped. 2) Vorsatzgetriebe nach Anspruch 1 mit zwischen der Turbine und der Getriebeeingangewelle angeordneter Schaltkupplung, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse (16) zum Festbremoen des Turbinenrades (3) und die Schaltkupplung (17) in an sich bekannter Weise als wechselweise zu betätigendes DoppelschAltelement ausgebildet sind.2) auxiliary transmission according to claim 1 with arranged between the turbine and the transmission input shaft Clutch, characterized in that the brake (16) for locking the turbine wheel (3) and the clutch (17) in a manner known per se as alternately actuating double switching element are formed. Heidenheim (Brenz), den 18.April I969 Pö/HKnHeidenheim (Brenz), April 18, 1969 Pö / HKn 6915757 07.05.756915757 05/07/75
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2381134A1 (en) 2010-04-22 2011-10-26 ZF Friedrichshafen AG Method for controlling the shifting of an automated transmission
EP2381140A1 (en) 2010-04-22 2011-10-26 ZF Friedrichshafen AG Method for controlling the shifting of an automated transmission

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