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Schalteinrichtung bei einer Kraftübertragung, insbesondere für ein
Kraftfahrzeug Die Erfindung bezieht sich auf eine! Schalteinrichtung bei einer Kraftiibertragung,
insbesondere für Kraftfahrzeuge!, die aus einem Wechselgetriebe mit einem Turbowandler
besteht, der zwecks Unterbrechung des Antriebs auf die angetriebene Welle verstellbare
Kreislaufteile, z. B. ein verschiebbares Turbinen- oder Pumpenrad oder verstellbare
Turbinen- oder Pumpenschaufeln, hat.
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Nach. der Erfindung wird eine.. vorteilhafte selbsttätige Steuerung
der verstellbaren Kreislaufteile des Turbowandlers' dadurch erreicht, da,ß diese:
Teile beim Ablauf eines Schaltvorganges von. der Stellung der Schaltkupplungen:
im Wechselgetriebe derart abhängig gemacht sind, daß die verstellbaren Teilei selbsttätig
in: die unwirksame Stellung geführt werden, wenn, Schaltkupplungen: außer Eingriff
gehen. Dadurch wird in. einfacher Weise erreicht, daß, sobald und solange eine Schaltkupplung
außer Eingriff ist, der Turhawandler ausgerückt, d. h. der Antrieb unterbrochen
ist. Sobald. d;ie Schaltung beendet ist, können diese Teile durch die Einrichtung
nach der Erfindung wieder in ihre normale Stellung in den hydraulischen Kreislauf
bzw. in die vorher eingenornmen.e Stellung gebracht werden. Durch diese selbsttätige
Einrichtung wird die Schaltzeit verringert und. ein betriebssicherer, zwangsläufiger
Ablauf des Schaltvorganges erreicht.
Vorteilhafterweise werden.
die , verstellbaren Teile des Turbowandlers durch ein Druckmittel bewegt, das in
Abhängigkeit von dein Schaltvorgang gesteuert wird. Bei Wechselgetrieben mit Weehselschaltkupplungen
und Schaltzylindern, deren Kolbenemdstellungen dem Einrückzustan.d. je einer Schaltkupplung
entsprechen, werden im weiterem: Ausbau der Erfindung ein für beide Seiten bzw.
Bewegungsirichtungen, des Schaltkolbens gemeinsames Glied oder zwei solcher Glieder
vorgesehen., durch welche die verstellbaren. Teile des Turbowandlers gesteuert werden.
Diese Steuerglieder können beispielsweise durch die Bewegung des Schaltkolbens verstellt
werden.
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Die Erfindung kann für eine größerelZahl Schaltzylinder angewandt
werden, indem dieDruckmittelsteuerglieder der, einzelnen Schaltzylinder für dem
Turbowandler hintereinandergeschaltet, d. h. durch Druckmittelleitungen so verbunden
werden, daß das Druckmittel sie der Reihe nach durchfließt.
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I.ni der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung
schematisch, größtenteils im Schnitt, wiedergegebene.
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Es bedeuten: i einen. Turbowandler mit dem Pumpenrad 2 und dem Turbinenrad
3 sowie der Antriebswelle 4 und der angetriebenen Welle 5. 6 ist der Kernsaum des
Turbowandlers, in den das Turbinenrad 3 hineinverschoben. werden kann. i i ist die
normale Betriebsschaufelung, 12 eine Leerlauf bzw. ein; kleines Rückwärtsdrehmomemt
eirgebende Schaufelung des Turbinenrads 3, die für gewöhnlich außerhalb. des hydraulischen
Kreis-' laufs steht. 7 ist ein. mit der angetriebenen Welle 5 . verbundener Deckel,
8 ein ebenfalls mit. dieser verbundener Scheibenkolben, der in dem mit dein Turbinenrad
3 verbundenen. Zylinder 9, verschiebbar ist. Der Zylinder 9 weist an seinem äußeren,
Umfang eine Kläuenverzahnung io auf, die in, einer entsprechenden Gegenverzahnung
an, dem Deckel 7 verschiebbar ist.
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13 ist ein dies linke Endei derWelle 5 umgebendes .Steuergehäuse,
in dem Ringnuten 17 und 1ä engebracht sind. 15 und 16 sind axial verlaufende Kanäle
in der, Welle 5, welche in die Räume des Zylinders 9 links und rechts von den Kolben
8 münden und durch Querbohrungen i9 und 2o in der Welle 5 Verbindung mit dein Ringnuten
17 und 18 in denn Gehäuse 13 herstellen;. 21 und 61 sind zwei Schaltzylinder
eines hinter dem Turbowandler i -angeordneten Wechselgetriebes; das durch die Welle
5 angetrieben wird, 22 und 23 sowie 62 und 63 sind Druckmittelzuleitungen zu den
-Räumen der Zylinder 21 und 61. 24 und 64 sind in diesen Zylindern verschiebbare
Kolben, in denen sich Federn 25 und 65 befinden, welche sich über Federteller 26
und 27 sowie 66 und 67 gegen Ansätze deir Kolbenstangem 28 und 68 bzw. die inneren
Flächen der Kolben 24 und 64 legen.. 29 und 69 sind Schalthebel, durch welche Wechselschaltkupplungen
in dem Wechselgetriebe bewegt werden. 30 und 7o sind Bohrungen in .den Kolbenstangen
28 und 68, in denen die als, kleine Kolben ausgebildeten unteren Enden 32 und 72
von. Stängchen 3i und 71 verschoben werden können, welche über Hebel 33
und
73 an den: Steuergliedern (Schiebern) 34 und 74 angreifen. 37 und 38 sowie 77 und
78 sind Verbindungskanäle, die in Zylinder 36 bzw. 76 führen, in denen Steuerbüchsen
35 und 75 und in diesen wiederum die Schiober 34 und 74 längsverschiebbar angeordnet
sind.
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44 ist eine Axialbährung des Schiebers 34., in deren oberen Teil die
Öffnung 45, in den unteren Teil die öffnung 46 münden. 47 ist eine zweite Axialböhrung
des Schiebers 34, an deren oberem Ende. eine Öffnung 48 mündet. 50 ist eine
Eindrehung an der Steuerbüchse 35, an deren oberem und unterem Ende Veirb@ind.uilgsöffnungem,
5 i und 52 mit d.ur Bohrung der Steuerbüchse angeordnet sind,. Die den Bezeichnungen
43 bis 52 entsprechenden Teile an dem Schieber 74 und der Steuerbüchse 75 sind die
Teile 83 bis 92. 81 ist die Verbindungsleitung zwischen dein. Zylindern 36 und 76.
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An den Steuerzylinder 76 schließt sich eine Leitung 95 an.; welche
sich in zwei Zweige 96 und 97 teilt, die in das Gehäuse ioo münden.. In, dem Ger
häüse iöo sind zwei Schieber ioi und rot in getrennten Räumen verschiebbar angeordnet,
wobei ein aal, den Schieber ioi angeordneter Zapfen, 103 Verbindung zwischen. beiden
Teilen, herstellt: 104 und 105 sind Eindrehungen der Schieber ioi und io2. 98, io6
und 10,7 sind Verbindungsöffnungen, die aus dem Innern, des Schicbergehäuses
ioo nach außerhalb führen. io8 ist eine Druckmitte!lzuleitung, iog eine Druckfeder,
i i i und. i 12 sind Verbindungsleitungen zwischen dem Gehäuse ioo und einem weiteren
Schic@bergehäuse i io; in, dem ein Schieber 113 und ein kleiner Kolben 114 längs
verschiebbar angeordnet. sind. 115, 116 und 117 sind I,'.anäle, r 18 eine
Eindrehung an dem Schieber 113.
iig ist eine Druckfeder, 121 und 12,2 Verbindüngsleituflgen,
zwischen dem Schiebergehäuse i ro und dem Gehäuse 13 auf der Welle 5.
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In der Abbildung ist das Turbinenrad 3 des Turbowandlers r im eingerückten
Zustand wiedergegeben, d. h. die normale Betriebsschaufelung i i ist in den hydraulischen
Kreislauf eingeschoben. Die Kolben und Steuerglieder der beidem Schaltzylinder stehen
in ihrer untren Stellung, in derbestimmte Gänge im Wechselgetriebe eingeschaltet
sind. Durch eine nicht dargestellte Steuereinrichtung bekannter Art kann die Druckmittelzufuhr
zu den Leitungen 22, 2-3, 62; 63 gesteuert werden. In den gezeigten Stellungen der
einzelnen Teile wird durch die Leitungen 2#2 -und 62 Druckmittel über Kolben
24 und. 64 und weiter durch die Kanäle 38 und 78 über die Steuerbüchsen 35 und 75
geleitet. Diese Teile werden-dadurch in: ihren. unteren Endstellungen gehalten.
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Durch die Leitung 41 gelangt außerdem Druckmittel ins die Eindrehung
43 und durch die Bohrungen. 45, 44, 46, 5 i in die Eindrehung 50 und von dort über
die Leitung 8,1 in die entsprechenden Teile 83, .85, 84, 86, 9'i des anderen Schaltzylinders
zu der Eindrehung 9o und von, dieser in die, Leitung 95 und in deren Abzweigungen
96 und 97. Durch den durch die Leitung 97 zutretendem Druck
wird.
der Schieber 102 entgegen: dem Druck der Feder log in seiner unteren Endstellung
gehalten. Dadurch ist die Leitung i 12 und damit auch der Raum unterhalb des Kolbens
114 in dem Gehäuse ioo durch die Eindrehung io5 und die Öffnung 107
mit a,ußerlialb
verbunden.
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Der Schieber ioi steht in seiner unteren Endstellung, so daß der durch
die Leitung 96 zugeführte Druck durch die Eindrehung io.i in die Leitung i i i geleitet
wird und durch seine! Wirkung in dem Gehäuse i io oberhalb des Kolbens 11.1 den
Schieber 113 entgegen dem Druck. der Feder i i9 in seiner unteren. Endstellung hält.
Dadurch kann der durch die, Leitung 120 zugeführte Druck durch die Eindrehung 118
in die Leitung 122 und. über die, Eindrehung 17, den Querkanal 2o und den Axialkana.l
16 in denn Raum des Zylinders 9 rechts von dem Kolben 8 gelangen. Der Zylinder-9
und mit ihm das Turbinenrad 3 werden dadurch in der gezeigten rechten Endstellung
für den n.orma:leln Betrieb mit eingerückter S.chaufelung i i gehalten.
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`renn eine Umschaltung in dem Wechselgetriebe eingeleitet wird, beispielsweise
dadurch, daß dem Zylinder 21 durch die Leitung 23 von der Stetxe:rvorrichtung Druckmittel
zugeführt wird, während dem vorher durch die Leitung 22 zugeführten Druckmittel
der Zutritt abgesperrt und der Raum des Zylinders 21 oberhalb des Kolbens 24 mit
außerhalb verbunden, wird, geht der Kolben 2-4 zunächst unter Zusammendrückung der
Feder 25 so weit nach oben, bis die Federteller 26 und 27 an,-einander anliegen,
und. drückt dadurch über die Kolbenstange 28 auf den Hebel 29. Die im Eingriff befindliche
Schaltkupplung kann: jedoch noch nicht außer Eingriff gehe!;, da die übertragungsflächen
der Klauen der Schaltkupplung unter dem auf sie einwirkenden Drehmoment noch aneinander
anliegen, die Kolbenstange 28 bleibt also. zunächst in der gezeichneten Stellung
stehen..
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Durch den über den Kanal 37 unter die SteuerbÜchse 35 gelangenden
Druck wird diese in ihre obere Endstellung verschoben, da der Raum oberhalb der
Steuerbüchse 35 durch die: Leitung 38 keinen Druck. mehr zugeführt erhält. Dadurch
ist dein durch die Leitung 41, die! Ringnut 43 und die Kanäle 45, 4:.l, .16 zugeleiteten
Druckmittel der vorlierige übertritt durch die Bohrung 51 versperrt. Es gelaugt
nun also kein: Druckmittel mehr in, die Leitung 81 und: weiterhin über die entsprechenden
Teile in dem Steuerglied 74 und der Steuerbüchse 75, die sich beide noch in der
gezeigten Stellung befinden, in die Leitung 95. Der Raum in dem Gehäuse i io oberhalb
des Kolbensi 114 wird durch die mit der Leitung 95 über die Eindrehung io.I in Verbindung
stehende Leitung i i i ebenfalls drucklos. Infolgedessen geht der Schieber 113 mit
dem Kolben 114 unter Wirkung der Feder iig in die obere, Endstellung. In: dieser
ist die, Leitung i22 und damit der Raum rechts von: dem Kolben 8 durch die Kan ä.le
i 16, 117 mit außerhalb verbunden, während die Leitung 121 durch die Eindrehung
118 des Schiebers 113 aus der Leitung 12o Druck zugeführt erhält, der über die,
Eindrehung 17 und die, Kanäle i9 und 15 n den Raum des Zylinders 9 links van dem
Kolben 8 gelangt.
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Dadurch wird der Zylinder 9 und mit ihm das Turbinenrad 3 nach links
verschoben, so, daß die normale, Scha.ufe!lung i i in, den Kern.raum 6 hineingeschoben
und an deren Stelle die Leerlaufscha.ufelung 12 in. den Kreislauf eingeführt und
der Antrieb auf der Welle' 5 unterbrochen bzw. ein kleines Rückwärtsdre!hmoment
auf die! Welle 5 ausgeübt wird. Durch den Drehmomentwechsel wird die bisher im Eingriff
befindliches Schaltkupplung ausgerückt, da. unter dem unterhalb des Kolbens 2.1
wirkenden Druck des Druckmittels über die Feder 25 die Kolbenstange 28 nach oben
verschoben wird. Die einzurückende Scha.ltkupplungshälfte geht durch die auf die
Welle 5 ausgeübte Bremswirkung auf die Drehzahl der Gegenhülfte herab und kommt
an dieser zum Eingriff, wobei die Kolbenstange 28 weiter in ihre obere Endstellung
verschoben wird und auf diesem Teil ihres Hubs mit der unteren Endfläche der Behrun:g
3o den kleinen Kolben, 3 2 erreicht und über die Stange 31 und den Hebel 33 den
Schieber 3.4 in seine untere Endstellung bringt, in der dieser gegenüber der in
ihrer oberen Endstellung stehenden Steuerbüchse 35 den Weg für das aus der Leitung
.41 zutretende Druckmittel über d.4, 46, 52, 50 in die Leitung 81 und von
dort wie vorher über die entsprechenden Teile des Schiebers 75 in die Leitung 95
wiederum freigibt.
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Durch die Leitung 97 erhält der Raum oberhalb des Schiebers 102 wieder
Druck, der Schieber 102 und der Schieber io,i werden wieder nach unten, in die Endstellung,
wie in der Abbildung gezeigt, verschoben. Die Leitung 112 wird wieder über die Eindrehung
io@5 des. Schiebers. io2 und, diel Öffnung 107 mit außerhalb verbunden. Die Leitung
i i i erhält von der Leitung 95 her über die Eindrehung iod. des Schiebers ioi Druck,
der oberhalb des Kolbens i 14 zur Wirkung gelangt und. dein, Schieber 113 wieder
in, die, ini der- Abbildung, gezeigte untere Endstellung bringt. Durch die Leitung
121 wird über die Kanäle 115, 17 und andererseits die Kanäle, i9 und 15 der Raum
des Zylinders 9 links von dem Kolben 8 drucklos gemacht, während. der Raum des Zylinders,
9 rechts von dem Kolben ,8 aus der Leitung i2o über 118, 122, 20, 16 Druck zugeführt
erhält. Das Turb@in:etira,d 3 gelangt dadurch wieder in die in. der Abbildung gezeigte!
rechte Endstellung. Nach Ablauf der Schaltung wird also. sofort wieder der frühere
Zustand. bei sämtlichen Steuergliedern hergestellt und das Turbinenrad 3 des Turbowandlers
mit der normalen Betriebsschaufelung i i in. den hydraulischen Kreislauf eingerückt.
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Wenn die einzurückende Scha:ltkupplungshälftezum Einrücken keiner
Bremsung bedarf, läuft der Schaltvorgang in der gleichen Weise wie oben beschrieben
ab und die Schaltkupplungshälfte rückt sofort wieder ein, sobald mit. dem Wiedereinführen
der Turbinenschaufelung i i in den hydraulischen Kreislauf diese durch den; Antrieb
auf die Ein.rückdrehzahl beschleunigt wird.
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Die Schalteinrichtung ;:ach der Erfindung ist für Wechselgetriebe
mit beliebig vielen: Schaltzylindern
anwendbar: Das Turbinenrad
wird selbsttätig in die unwirksame Stellung geführt, wenn eine Schaltkupplung- außer
Eingriff gelangen soll oder tatsächlich schon außer Eingriff gelängt ist.