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Schalteinrichtung für hydromechanische Verbundgetriebe Bei hydromechanischen
Verbundgetrieben mit einem mechanischen Schaltgetriebe und einem diesem dauernd
vorgeschalteten Drehmomentwandler nach dem Strömungsprinzip wird nach neueren Vorschlägen
der Wandler zur Kraftflußunterbrechung und zur Drehzahlangleichung beim Schalten
der mechanischen Stufen herangezogen und hierzu sein Turbinenrad derart ausgebildet
und angeordnet, daß es aus dem Kreislauf herausgeschoben werden kann. Mit der den
Turbinenschaufelkranz tragenden Radscheibe ist auch schon ein Rückwärtsschaufelkranz
verbunden worden, der beim Ausrücken des Vorwärtsturbinenschaufelkranzes in den
Arbeitskreislauf eingerückt wird. Zum Verschieben dient dabei ein. mit Drucköl beaufschlagter
Kolben.
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Bei solchen Ausrückwandlern hat sich gezeigt, daß sich infolge unsymmetrischer
Strömungen und ungleicher Spaltwirkungen verschiedene statische Drücke auf den beiden
Seiten des verschiebbaren Laufrades einstellen; so daß erhebliche Verschiebekräfte
zur Verstellung des Turbinenrades erforderlich werden. Man hat bereits versucht,
durch die Anbringung von steuerbaren Entlastungsöffnungen diesem Mangel abzuhelfen,
ohne daß diese Lösung bei Wandlern mit Vorwfä.rts- und Rückwärtsturbinenschaufelung
voll befriedigt hätte. Durch hydraulischeMaßnahmen hat man lediglich erreicht, daß
in den beiden. Endlagen des verschiebbaren Laufrades die hydraulischen Axialkräfte
verhältnismäßig klein sind. In den Zwischenlagen dagegen treten immer noch erhebliche
Störungen des axialen Gleichgewichtes auf, die so groß sein können, daß es mit den
zur Verfügung stehenden Kräften nicht möglich ist, das Turbinenrad voll aus- oder
einzurücken. Bei Wandlern mit Vorwärts- und Rückwärtsturbinenschaufelung
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erklärt sich dies u. a. dadurch, daß die beiden stärk verschieden wirkenden Schaufelkränze
nur teilweise; und zwar je nach Lage mehr oder weniger stark in den Strömungskreislauf
hineinragen und dabei- die Strömung mehr oder minder beeinflussen und eine unsymmetrische
Verteilung der statischen Drücke zur Folge haben.
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Die Erfindung geht nun von der Erkenntnis aus, daß die Strömung in
der Vorwärts- und vor allem in der Rückwärtsturbinenschaufelung stark vom Überlagerungsdruck
des Wandlers abhängig ist in der Weise, daß von einer bestimmten Schaufelung jeweils
eine um so stärkere Richtungsänderung der Strömung erzwungen werden kann, je höher
der Überlagerungsdruck ist und daiß daher umgekehrt auch eine von einer Beschaufelung
hervorgerufene Störung: des Druckgleichgewichtes um so mehr gemildert werden kann,
je kleiner-der Überlagerungsdruck ist, also je weniger sich beispielsweise die durch
das Einrücken der Rückwtärtsschaufelung bewirkte Bremsströmung ausbilden kann: Die
Erfindung besteht in dem Vorschlag der selbsttätigen Verminderung des Überlagerungsdruckes
im Wandler (der sögenannten Wändlervorspannung) während des Schalteis des dem Wandler
nachgeordneten mechanischen Getriebes: Die Verminderung des überlagerungsdruckes
kann etwa in Abhängigkeit vom Verschiebeweg des Wandlerturbinenrades oder durch
die die Verschiebung auslösende Steuerung, also etwa durch den Schaltregler ausgelöst
öder bewirkt werden. Nach einem .besonderen Vorschlag. der. ,Erfindung, wird vom
verschiebbaren Turbinenrad direkt oder über ein von diesem betätigtes Steuerventil
ein Drosselventil in der zum Wandler führenden Leitung für den Überlagerungsdruck
verstellt.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
Der Wandler, dessen Pumpenrad i auf der Primärwelle :2 sitzt, weist ein zweikränziges
Turbinenrad 3 mit der Vorwärts- , turbinenschaufelung q. und der Rückwürtsturbinenschaufelung
5 auf, die beide von der Radscheibe 6 getragen werden. Mit dieser auf einer Verlängerung
der Primärwelle 2 .gelagerten; Scheibe ist noch ein Gehäuse 7 verbunden, das zusammen
mit der, Scheibe den Verschiebezylinder für das Turbinenrad bildet, dessen Kolben
8 fest mit der Primärwelle verbunden ist. Über die Axialverzahnung g am äußeren
Umfang des Zylinders 7 ist das Turbinenrad mit der Abtriebswelle io auf Drehung
gekuppelt.
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Der Einrückraum i i und der Ausrückraum 12 im Verschiebezylinder stehen
über je eine von einem Steuerschieber 13 gesteuerte Leitung 14 bzw. 15
mit
der Druckölleitung 16 in Verbindung. In der gezeichneten Stellung ist in der Einrückkammer
i i öldruck (Haltedruck) vorhanden. Der Überlagerungsdruck wird dem Wandler durch
die weitere Druckölleitung 17 zugeführt. Im Wandlerpumpenrad i ist ein Steuerbolzen
18 axial verschiebbar gelagert, der in der gezeichneten Stellung des Turbinenrades
durch eine Feder i9 in seiner rechten Endlage gehalten wird, wobei er mit seinem
Bund 2o die aus denn Wandlerdruckraum über. die Nuten 21 im Steuerbolzen sowie über
die zum Teil in der Pumpenradwelle verlaufende und zu einem kolbenförmigen Drosselventi122
in der Überlagerungsdruckleitung führende Steuerleitung 23 absperrt.
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Soll nun zur Gangschaltung die Vorwärtsturbinenschaufelung 4 ausgerückt
werden, so wird durch den Steuerschieber 13 das Drucköl in die Ausrückkammer 12
geleitet, worauf sich das Turbinenrad - in der Ausrückrichtung zu verschieben beginnst.
Dabei wird der Steuerbolzen 18 gegen den Druck der Feder i9 in der gleichen Richtung
verschoben, so daß er die Steuerleitung 23 freigibt und den Druck im Wandler unter
das Drosselventil 22 gelangen läßt: Dieses wird dabei entgegen der Kraft der Feder
24 angehoben und dadurch die Druckleitung 17 gedrosselt. Das Maß der Drosselung
kann durch entsprechende Anschläge oder ähnliche Maßnahmen so eingestellt werden,
wie es für eine einwandfreie Verschiebung erforderlich ist.
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Sobald das Turbinenrad, die andere Grenzlage erreicht hat, sperrt
ein mit der Tragscheibe 6 des Turbinenrades verbundener Ventilring 25 die Steuerleitung
23 wieder ab; der Wandleröldruck kann damit nicht mehr zum Drosselschieber 17 gelängen,
und die Verminderung der Wandlervorspannung wird wieder aufgehoben. Damit ist die
Gewähr dafür gegeben; daß nur dann, eine Verminderung des Überlagerüngsdruckes im
Wandler stattfindet,: wenn das Turbinenrad sich nicht in einer seiner beiden Endlagen
befindet.
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Zusätzlich zu dieser Einrichtung ist in dem gezeichneten Ausführungsbeispiel
in der Druckleitung für die Verschiebung des Turbinenrades noch ein Hauptdrosselventi126
vorgesehen. Durch Öffnen dieses Ventils ist es beispielsweise möglich, den Steuer-
oder Verschiebedruck zu erhöhen, sofern z. B. in -der Ausrückgrenzlage des Turbinenrades
der Haltedruck nicht groß genug gewählt werden kann. Sobald durch die Steuerung
eine Verschiebung eingeleitet werden soll, wird das Hauptdrosselventil 26 geöffnet
und damit der Steuerdruck erhöht: Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann
nun. auch von dieser Erhöhung des Verschiebedruckes abhängig der, Überlagerungsdruck
zurückgenommen werden, indem beispielsweise von der Druckleitung 16 eine Steuerleitung
27 zu einem in der überlagerungsdruckleitung 17 angeordneten Drosselventil 28 geführt
wird, durch die bei Betätigung des Hauptdrosselventils 26 unter , das kolbenförmige
Drosselventil 28 Druck gelangt und so der überlägerungsdruck vermindert wird.
Nach Beendigung der Gangschaltung tritt die Drosselung wieder außer Wirkung, so
daß wieder der normale Wandlerüberlägerungsdru.ek wirksam wird.