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Wechsel- und Wendegetriebe mit Druckmittelsteuerung Die Erfindung
betrifft ein Wechsel- und Wendegetriebe, beispielsweise für Straßen-, Schienen-und
Wasserfahrzeuge, Hebezeuge und Werkzeugmaschinen, bei dem ein oder mehrere lose
auf der Welle drehbare Zahnräder je mittels einer- pneumatisch oder hydraulisch
zu betätigenden Reibungskupplung mit der Welle kuppelbar sind.
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Bei bekannten Getrieben dieser Art ist jedes zu kuppelnde Zahnrad
aus zwei fest miteinander verbundenen Schalen zusammengesetzt, die an der Innenseite
konische Reibflächen aufweisen und zwei mit der Welle drehbare, auf dieser längs
verschiebbare Scheiben umfassen, die außen entsprechende Gegenreibflächen aufweisen.
Bei Einleitung des Druckmittels durch die Welle hindurch zwischen die beiden Reibscheiben
werden diese auseinandergetrieben und deren Reibflächen mit denjenigen der Zahnradhälften
in Eingriff gebracht. Das Auskuppeln erfolgt durch Rückstellfedern oder durch Einleiten
von Druckmitteln in zwischen den Zahnradhälften und den Reibscheiben ausgebildete
Druckkammern. Letztere werden beispielsweise durch ringkolbenartige Fortsätze an'den
Scheiben, die in entsprechenden Aussparungen der Zahnradhälften geführt sind, gebildet.
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Die bekannten Anordnungen besitzen verschiedene Nachteile. Einmal
sind die in Eingriff kommenden Teile der Kupplungen nicht ohne weiteres zugänglich
und daher hinsichtlich ihrer Allnutzung nur durch Ausbauen .der Kupplung zu überprüfen.
Ferner werden .die Reibungsflächen nicht laufend geschmiert, so daß sie sich sehr
schnell abnutzen: Der bei der Abnutzung anfallende Metallstaub wird nicht zwangsläufig
abgeführt. Vor allem aber
müssen die verschiebbaren Reibscheiben,
die das Drehmoment zwischen der Welle und dem Zahnrad zu übertragen haben, entsprechend
auf der Welle geführt sein.
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Die geschilderten Nachteile werden durch das den Gegenstand der Erfindung
bildende Getriebe vermieden. Dieses ist in erster Linie dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils zwischen zwei fest auf der Welle sitzenden Reibscheiben mit konischem
Umfang zwei zueinander verschiebbare Zahnradhälften angeordnet sind, die je mit
einer am Umfang konischen Aussparung über .die benachbarte Scheibe greifen. Durch
diese Anordnung ist erreicht, daß die konischen Reibflächen von außen zugänglich
sind und ihre Abnutzung überwacht werden kann. Außerdem ist eine wesentliche Vereinfachung
dadurch erzielt, daß die Längsverschiebung auf die lose drehbaren Zahnradhälften
übertragen ist, so daß die besondere Führung auf der Welle sich erübrigt.
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Gemäß einem weiteren Kennzeichen der Erfindung sind die Naben der
Zahnradhälften in an sich bekannter Weise in entsprechenden Aussparungen der Kupplungsscheiben
geführt, in die beim Entkuppeln das Druckmittel eingeleitet wird. Ferner ist der
Zwischenraum zwischen den- beiden Zahnradhälften, .der für das Kuppeln mit Druckmitteln
beaufschlagt wird, nach außen durch einen in Ringnuten an den Innenseiten der Zahnradhälften
gleitend gefübrten Ring aus Federstahl abgeschlossen. Die erforderlichen Druckkammern
sind also mit denkbar einfachen Mitteln verwirklicht-Die Erfindung sieht ferner
vor, daß für das Druckmittel Austrittslöcher zu den Reibflächen hin ausgebildet
sind, so daß' diese Flächen im ausgekuppelten Zustand überspült und dadurch die
abgeriebenen Metallteile fortgeschwemmt werden.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung der Zeichnungen, in denen die Erfindung an Ausführungsbeispielen veranschaulicht
ist. Es zeigt Fig. i ein erfindungsgemäß ausgebildetes Zahnrad und Fig. 2 ein Wechsel-
und Wendegetriebe, das mit Zahnrädern nach Fig. i ausgestattet ist, Fig. 3, 4, 5
und 6 in schematischer Darstellung die hydraulischen oder pneumatischen Steuereinrichtungen
des Getriebes in den verschiedenen Betriebszuständen, Fig.7 und 8 die gleichen Einrichtungen,
jedoch mit einem elektrischen an Stelle des mechanischen Steuerorgans,' in zwei
verschiedenen Betriebszuständen.
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Das Wechselgetriebe nach der Erfindung wird von zwei Rädern bzw. Scheiben
i und 2 gebildet, die auf die treibende Welle 3 aufgekeilt sind, .derart, .daß sie
an ihrer Drehung teilnehmen und in bezug auf die Welle keine Längsbewegung ausführen
können. Die Kränze 4 und 5 der Scheiben i und 2 sind kegelstumpfförmig, wobei ihre
kleinen Grundflächen sich gegenüberliegen.
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Auf den kegelstumpfförmigen Kränzen 4 und 5 reiben Hohlkegel 6 und
7, die an dem anzutreibenden Getriebeteil (Zahnrad; Riemenscheibe od. dgl.) ausgebildet
sind. Dieses Zahnrad besteht aus zwei symmetrischen Hälften 8 und 9, die zwischen
den äußeren Scheiben i und :2 parallele Teller i o und i i bilden- und mit Naben
12 und 13 auf den Naben 14 und 15 der Scheiben i und 2 laufen. Die Naben 12 und
13 der beiden Hälften io und ii .des anzutreibenden Zahnrades bilden Ringkolben
in Zylindern 16 und 17 von gleicher Form, die in den Naben 14 und 15 der Scheiben
i und 2 ausgebildet sind. Der Raum 16' zwischen den beiden Teilen io und i i des
angetriebenen Zahnrades ist nach außen zu .durch ein zylindrisches Band 18 aus Federstahl
abgeschlossen, dessen Enden miteinander verbunden sind. Dieses Band 18 ist unter
Spannung in einer Ringnut 1811 untergebracht, die zu diesem Zweck in den beiden
Teilen 8 und 9 des angetriebenen Zahnrades ausgebildet ist.
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Vermöge dieser Anordnung, bei der die beiden Bestandteile 8 und 9
des angetriebenen Zahnrades sich voneinander entfernen oder einander nähern können,
ist es möglich, zwischen den beiden Tellern io und ii eine Kammer 16' zu schaffen,
in .die ein Druckmittel eingeleitet werden kann. Diese Einleitung eines Druckmittels,
etwa durch die Bohrung i9 der Antriebswelle 3, bezweckt, die Teller io und ii voneinander
zu entfernen und hierbei das Einkuppeln vorzunehmen, indem jeder der Hohlkegel 6
und 7 des anzutreibenden Zahnrades 8, 9 in Eingriff gebracht wird mit den; kegelstumpfförmigen
Kränzen 4, 5 der auf die Antriebswelle 3 aufgekeilten Scheiben i und 2.
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In ähnlicher Weise ist es möglich, mittels äußerer Nuten 2o auf der
Welle 3 ein Druckmittel in jeden der Ringzylinder 16 und 17 einzuleiten, die in
den Naben .der festen Scheiben i und :2 ausgebildet sind. Dieses Druckmittel kann
somit die entgegengesetzt gerichteten Längsverschiebungen der Ringkolben 12 und
13 hervorrufen, die von den Naben der beiden Teile 8 und 9. des getriebenen Zahnrades
gebildet werden. Infolge dieserDruckmitteleinleitung nähern sich die beiden Teile
8 und 9 dieses Rades einander, wodurch das Einkuppeln herbeigeführt wird.
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Es ist klar, daß der Beaufschlagung entweder der gemeinsamen Kammer
16' zwischen den beiden Tellern io und ii oder der entgegengesetzten Zylinder 16
und 17 die Abführung des Druckmittels oder dessen Druckminderung entweder in den
Zylindern 16 und 17 in der Kammer 16' zwischen den Tellern io und ii entsprechen
muß.
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Diese Vorgänge, die zwangsläufig das gleichzeitige Einkuppeln oder
Auskuppeln der beiden Bestandteile 8 und 9 des angetriebenen Zahnrades bewirken,
können mittels eines geeigneten Verteilers vorgenommen werden, der den Umlauf des
flüssigen Druckmittels steuert.
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Es ist ersichtlich, daß durch diese Anordnungen folgendes erreicht
wird: Die Überwachung der Abnutzung kann durch einfache Messung des Abstandes der
Bestandteile 8 und 9 des angetriebenen Zahnrades erfolgen, ohne daß Teile ausgebaut
zu werden brauchen.
Das Auskuppeln kann schlagartig erfolgen, wenn
sich dies als notwendig erweist; die Abdichtung der Kammer 16 ist unabhängig von
dem Zustand der kegelstumpfförmigen Kupplungsflächen.
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Der Staub kann sich nicht in der, mittleren Kammer 16' ansammeln;
im übrigen werden durch die Abführung des Öls durch die Löcher 21 im Augenblick
des Auskuppelns die Kegelflächen gewaschen und gekühlt.
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Die Schmierung der kegeligen Reibflächen der Teile 8 und g, die das
angetriebene Zahnrad bilden, ist stets durch das Öl gewährleistet sowohl
beim Einkuppeln als auch beim Auskuppeln.
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Bei dem in der Zeichnung (Fig. i) dargestellten Ausführungsbeispiel
ist angenommen, daß die beiden Teile 8 und 9 des angetriebenen Zahnrades ein Stirnrad
bilden, das in bezug auf die Antriebswelle 3 ein- oder ausgekuppelt werden soll.
Eine derartige Anordnung ermöglicht, Wechselgetriebe mit mehreren Schaltstufen zu
schaffen, deren Zahnräder alle oder zum Teil in gleicher Weise angeordnet sind,
derart, daß sie mittels einer Druckmittelsteuerung, beispielsweise einer hydraulischen,
geschaltet werden können. Fig.2 zeigt die beispielsweise Ausführung eines solchen
Getriebes für vier Gänge.
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Die Fig. 3 bis 6 beziehen sich im einzelnen auf die Darstellung der
Wirkungsweise eines solchen Getriebes, wobei es selbstverständlich ist, daß beim
Sch.alt,eneine:s-Gan@ges alleanderen aus@g-es@ch',altet,sind.
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Es genügt also, im folgenden das Schalten eines einzigen Ganges zu
beschreiben, wobei die übrigen während des Betriebes eingerückten Schaltstufen ausgeschaltet
sind.
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Zu diesem Zweck stehen die einzelnen Gänge mit den folgenden gemeinsamen
Getriebeteilen (Fig. 2) in Verbindung: Einer Kupplung 22 zwischen der Antriebswelle
23 und dem Wechselgetriebe. Diese Kupphing 22 kann von beliebiger Bauart sein, z.
B. mechanisch, elektromagnetisch, hydrodynamisch, hydraulisch, hydromagnetisch,
und vermag eine verlängerte Gleitbewegung auszuführen. In ihre Einrückstellung wird
sie erst nach dem Einrücken der gewählten Geschwindigkeit gebracht.
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Einem Kreislauf für flüssige Druckmittel, beispielsweise Öl, der im
wesentlichen zwei Pumpen 24 und 25 enthält: Die Pumpe 24, die durch die Eingangswelle
23 und das Vorgelege 26, 27 bewegt wird, fördert das Öl unter zwei Drücken,
einem starken Druck für die Speisung der Kupplungen der Zahnräder und einem niedrigen
Druck für das Auskuppeln der letzteren, wobei. der Überschuß dies Öls aus der Förderung
der Pumpe 24 der allgemeinen Schmierung des Getriebes dient. Die Pumpe 24 tritt
in Tätigkeit, sobald der Motor läuft.
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Die Pumpe 25, die durch die Ausgangswelle 28 und das Vorgelege 29,
3o bewegt wird, sichert die allgemeine Schmierung des Getriebes und das Ausschalten
der Gänge, wenn das Fahrzeug, auf dem das Wechselgetriebe angebracht ist, geschleppt
wird und der Motor stillsteht. Im normalen Betrieb fördert die Pumpe 25 in den Niederdruckkreis
der Pumpe 24, wie weiter unten noch beschrieben wird.
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Zwei öldruckregler 31 und 32 sind für die Pumpen 24 und 25 (Fig. 3
bis 6) vorgesehen, von denen der Regler 31, der der Hochdruckpumpe 24 zugeordnet
ist, die Aufgabe hat, den Druck aufrechtzuerhalten, .der für die Einschaltstellung
der Gänge erforderlich ist. Der andere Regler 32, der den beiden Pumpen 24 und 25
gemeinsam ist, hat die Aufgabe, einen Druck aufrechtzuerhalten, der für die Ausschaltstellung
der inneren Reibscheiben ausreicht.
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Dieser Regler 32 steht in Abhängigkeit von dem beispielsweise Druckluft
führenden Leitungskreis 33, der das Ausrücken der Kupplung 22 gewährleistet, und
zwar dadurch, daß der von ihm geregelte Druck während des Ausrückvorganges erhöht
wird.
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Man erzielt auf diese Weise ein kräftiges Lösen der Hohlkegel 6 und
7 des jeweils eingerückten Ganges, und vermeidet jegliches Schleifen.
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Der Überschuß der Förderung der Pumpen sichert mittels der Leitung
34 die allgemeine Schmierung des Getriebes. .
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Ölverteiler 35 sind an der Stirnseite oder am Umfang der die Zahnräder
treibenden Wellen befestigt. Diese Verteiler bestehen aus Ringkammern 76, deren
Böden durch Dichtungsringe 77 gebildet werden.
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Die Anlage enthält ferner Ölverteiler bzw. Ölsteuerungen 36 und 37,
die außerhalb des Getriebegehäuses angeordnet sind, um die Steuerung des Druckmittels
im Hinblick auf das Ein- und Ausschalten der Gänge zu bewirken. Diese Verteiler
36 und 37 können vom Führerstand aus mittels eines mechanischen Gestänges oder einer
elektrischen Übertragung oder durch ein flüssiges oder gasförmiges, auf einen Servomotor
einwirkendes Mittel gesteuert werden. Durch Leitungen sind diese einzelnen Organe
verbunden, um die Vorgänge auszulösen, die nachstehend beschrieben werden, wobei
das Druckmittel zu den Kupplungen der einzelnen Gänge über innere Kanäle ig oder
äußere Nuten 2o gelangt, die an den entsprechenden Wellen ausgebildet sind (Fig.
i).
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Das dargestellte Wechselgetriebe (Fig.2) weist also eine Eingangswelle
23 auf, die über das Vorgelege 26, 27 die Pumpe 24 antreibt. Diese Welle 23 ist
in einer konzentrischen Hohlwelle 23' untergebracht. Die beiden Wellen 23 und 23'
tragen die beiden Teile der Kupplung 22 und können somit durch diese Kupplung verbunden
oder getrennt werden. Die Hohlwelle 23' trägt eine Doppelklaue 38, die ihr gestattet,
das eine oder das andere der Zahnräder 39 und 4o mitzunehmen. Von diesen
steht das Zahnrad 39 unmittelbar mit dem Zahnrad 41 der Zwischenwelle 42
und das Zahnrad 40 über das Umkehrrad 44 mit dem Zahnrad 43 in Verbindung.
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Die Räder 41 und 43 treiben also in entgegen-;esetzten Richtungen
die Räder 4s und 46 mittels Kupplungen, die in der vorstehend beschriebenen
Weise
ausgebildet sind, die gemeinsame Welle 47 an. Letztere nimmt das Zahnrad 48 über
die zugehörige Kupplung mit. Das Rad 48 kämmt mit dem Rad 49, das auf die Ausgangswelle
28 aufgekeilt ist. Diese Welle kann ferner durch das Zahnrad 5o der Welle 47 mittels-
des Kuppelzahnrades 5 z angetrieben werden.
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In der Abbildung sind mit 35 die Ölverteiler bezeichnet, die das Druckmittel
den Bohrungen oder Kanälen der Wellen 28 und 47 zuführen. Es ist ferner ersichtlich,
daß die Ausgangswelle 28 durch das Vorgelege 29, 3o die Niederdruckpumpe 25 antreibt.
Letztere sowie die Hochdruckpumpe 24 werden aus dem Behälter 52 gespeist, der im
Getriebegehäuse 53 angeordnet ist. Ein Filter 54 reinigt hierbei das zum Behälter
52 zurücklaufende Öl nach Betätigung oder Schmierung .der verschiedenen Teile des
Getriebes.
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Die Verbindung zwischen dem Bedienungsstand; der Kupplung 22 und den
Vorrichtungen für die Betätigung der Ölverteiler 36 und 37,- die in dem dargestellten
Beispiel pneumatisch gesteuert werden, sowie die Verbindung zwischen den Ölpumpen
24 und 25, den Verteilern 35 und den Kupplungen der Geschwindigkeit ist auf ° folgende
Weise hergestellt (Fig.3, 4, 5, 6): A die Druckluftleitung 55 sind zwei Verteiler
56 und 57 angeschlossen, Der Verteiler 56, der durch ein doppelt wirkendes Ventil
58 gebildet wird, ist den einander entgegengesetzt gerichteten Wirkungen eines Nockens
5, j oder einer gleichwertigen Steuereinrichtung' und einer Feder 6o unterworfen.
Unter der Wirkung dieser Feder sperrt das Ventil 58 den Zutritt von Druckluft und
setzt bei 61 den Zylinderraum über dem Kolben des Servomotors 36 des Ölverteilers
mit der Außenluft in Verbindung (Fig. 3).
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Der andere Verteiler, 57, enthält ein. einfach wirkendes Ventil 62,
das den entgegengesetzt gerichteten Wirkungen eines einzigen Öffnungshebels 63 oder
gleichwertiger Einrichtung und einer Schließ-Feder 64 unterworfen ist. Die Feder
64 hat die Wirkung, jede Zufuhr von Druckluft zum Ventil 65 des Servomotors des
zweiten Verteilers 37 zu unterbinden. Dieses Ventil 65 steuert die Zufuhr
der Druckluft zur Kupplung 22 und zum Regler 32 über die Leitung .33. Die gemeinsamen
Leitungen gr und gz' bedienen die Servomotoren 37 und die Leitung 33 der Kupplung
22, die nur einmal vorhanden ist.
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Die Verteiler 36 und 37 werden, wie angegeben, durch Servomotoren
gebildet, deren Kolben 66 und 67 durch die Druckluft (Kolben 66) bzw. durch den
Öldruck (Kolben 67) betätigt werden. Die Verteiler sind wie folgt aufgebaut: Der
Verteiler 36 wird durch den Luftdruckkolben 66 gebildet, der ein Doppelventil 68,
69 betätigt, das wechselseitig schließt entgegen der Wirkung einer Feder 70.
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Der andere Verteiler, 37, wird durch den hydraulischen Kolben 67 gebildet,
der das Doppelventil 65 betätigt, das wechselseitig schließt entgegen - der Wirkung
einer Feder 71.
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Das obere Ventil 68 des -ersten Servomotors 36 steuert den Ölumlauf,
der zu dem Wechselgetriebe über die Leitung 72, den zweiten Servomotor 37, das Ventil
68 und die Leitung 73 zurückfließt, während das untere Ventil die Förderung
der Pumpe 24 steuert.
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Das obere Ventil 65 des zweiten Servomotors 37 steuert den Zustrom
der Druckluft zur-Kupplung 22 (Leitung 33), während das zweite Ventil diese Luft
über die Zylinder der beiden Servomotoren 36 und 37, die über den Durchgang 74 in
Verbindung stehen,, und über die Leitung 73 abführt, die in das Getriebegehäuse
einmündet. Die Förderung der Pumpen 24 und 25 wird durch Ventil 3r bzw. 75 überwacht;
ihre gemeinsame Förderleitung endet einerseits in dem Verteiler 35 für die Speisung
der Kupplungen der Gänge und andererseits in .dem Ventil des Reglers 32. Der durch
die Feder auf dieses Ventil ausgeübte Druck wird im Laufe des Ausrückens der Kupplung
22 durch den Luftdruck erhöht (Leitung 33), der die positive oder negative Steuerung
der Kupplung bestimmt.
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DieArbeitsweise dieser Einrichtung ist folgende: Es ist zu beachten,
daß ebenso viele Nocken 59, Verteiler 56 und Servomotoren 36 und 37 wie ein-und
auszukuppelndeZahnräder vorhanden sind, wobei die Nocken 59; die in geeigneter Weise
um ihre Achse verteilt sind, je nachdem einen oder mehrere Verteiler 56 betätigen.
Dagegen enthält die Einrichtung nur ein Ventilar und ein Ventil 32 entsprechend
den beiden Pumpen 24 und 25. Ebenso ist nur ein Verteiler 57 für die Wellenkupplung
22 vorhanden.
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Stellung der Getriebeteile nach dem Anlassen des Motors (Fig. 3) Das
Fahrzeug ist im Stillstand, die Wellenkupplung 22 ist- iriz Eingriff und das Wendegetriebe
(Doppelklaue 38, Fig. 2) in der richtigen Stellung. " Die Pumpe 24 läuft, der Regler
3 1 begrenzt den Öldruck auf den für das Schalten der Geschwindigkeitsstufen
erwünschten Wert.
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Der Förderüberschuß des 051s wird durch den Regler 32 auf den Niederdruck
geregelt, der für das Ausschalten .der Geschwindigkeitsstufen und für die Schmierung
der Lager erforderlich ist.
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Der aus dem Regler 32 entweichende Überschuß des Öls wird durch das
Rohr 34 den Zahnrädern zugeführt.
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Die Ölpumpe 25, .die nur bei laufendem Fahrzeug arbeitet, da sie durch
die Ausgangswelle 28 (Vorgelege 29, 3o der Fig.2) angetrieben wird, bildet keinen
Ausweg für die Pumpe 24; da das Ventil 69 ihren Ausgang versperrt.
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Unter diesen Umständen strömt das unter Niederdruck stehende Öl in-
die Ringkammern 16 und 17 der Kupplungen der Zahnräder und sorgt für die Trennung
der Hohlkegel 8 und g von den Kegelflächen 4 und 5. Anfahren des Fahrzeuges (Fig.
4) Mit Hilfe des Hebels 63 wird das Ventil 62 betätigt, das die aus der Leitung
55 kommende Druckluft der Wellenkupplung 22 zuführt. Letztere
entkuppelt
die gleichachsigen Wellen 23 und 23' (Fig. 2) .
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Alsdann läßt man den Hebel 63 in die Ruhestellung zurückgleiten
und dreht den einer Ge-
schwindigkeitsstufe entsprechenden - Nocken 59, wodurch
das Öffnen des Ventils 58 (Fig. 5) bewirkt wird. Die Druckluft wirkt auf den Kolben
66 des Servomotors 36 und verstellt das Ventil 69, das für das unter Hochdruck stehende
Öl die, Verbindung mit dem fesiten Verteiler 35 über dem Zylinder des Servomotors
37 und die Leitung 72 herstellt. Der Kolben des- Servomotors 36 kann sich
nur.bewegen, wenn der auf ihn einwirkende Luftdruck ausreicht, das Ausrücken der
Kupplung 22 zu gewährleisten. Das Öl gelangt in die axiale Kammer i6' der gewählten
Geschwindigkeitsstufe, spritzt durch die Schmierlöcher 21 und sorgt für die Schmierung
der Kegelflächen an der Kupplung der bestreffenden Geschwindigkeitsstufe.
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Der Druck in der Ringkammer 16' nimmt nach einem Augenblick einen
solchen Wert an, daß: die Hohlkegel 6 und 7 sich über die Kegel 4 und 5 pressen
und so das Einrücken des Ganges gewährleisten.
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Zu gleicher Zeit ist der Öldruck im Servomotor 37 ebenfalls gestiegen;
wenn er hoch genug, das heißt so hoch ist, daß er _ das Einkuppeln des, entsprechenden
Zahnrades vornehmen kann, hebt sich der Kolben 67 dieses Servomotors und wirkt dabei
auf das Doppelventil ein. Dieses sperrt den Zutritt von Druckluft und legt den Zylinder
der Kupplung 22 an Außenluft. Die Kupplung bewirkt fortschreitend die Verbindung
der Wellen 23 und 23' (Fig. 2), und das Fahrzeug setzt sich in Bewegung. GeschwindigkeitswechseI
(Fig: 6) Man verstellt den Nocken 59. Das Ventil 58 sperrt dem Zutritt von Druckluft
und legt bei 61 den Zylinder des Servomotors 36 an Außenluft. Die Feder 7o des Kolbens
66 dieses Servomotors schließt das, Doppelventil 68, 69 und sperrt den Ölzutritt
zu der Kupplung der Geschwindigkeitsstufe. Zugleich wird die Leitung 33 über
die Servomotoren 37 und 36 und di!e Entlüftungsleitung 73 mit deir Außenluft verbunden.
Zu gleicher Zeit ist durch Bedienung des Hebels 65 die Kupplung 22 ausgerückt worden,
die Druckluft wirkt auf den Regler 32, drückt die Feder desselben zusammen und bewirkt
so ein Ansteigen des_ Öldruckes in der Leitung für das Auskuppeln des Ganges.
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Die beiden Teile 8 und 9, die das Zahnrad dieser Geschwindigkeitsstufe
bilden, nähern sieh plötzlich und lassen das in der Kammer 16' enthaltene Öl durch
di-c Löcher 21 ausspritzen.
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Auf diese Weise wird errelicht, daß drei im Eingriff stehende Geschwindigkeitsstufei
ohne Schleiifen ausgerückt wird und daß von den Kegelflächen der Staub abgewaschen
wird, der sich bei dem Einrücken hat bilden können.
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Alsdann gibt man den Hebel 63 frei, das Ventil 62 schließt sich,-
die Kupplung 22 bleibt ausgerückt. Darauf verstellt man den Nocken 59, der der einzurückenden
Geschwindigkeit entspricht, und das Einkuppeln dieser Geschwindigkeit sowie die
Verbindung der Wellen 23 und 23'. _(Fig. 2) durch die Kupplung 22 erfolgen in derselben
Weise, wie es für das Ingangsetzen des Fahrzeuges beschrieben wurde.
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Es ist leicht einzusehen," daß es möglich ist, die , vtrsehiedenen
Nocken 59 und den einzigen Ausrütkhebel 63 so zuzuordnen, daß die Vorgänge sich
in der gewünschten Reihenfolge abspielen. Man kann auch die Steuerung mit Druckluft
durch eine clektrische Steuerung ersetzen, bei der ein Umschalter die Stromverteilung
auf die Servomotoren 36 und 37 vornimmt, die, in diesem Fall Elektroventile sein
müssen, ohne daß die Arbeitsweise t geändert wird.
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Aus Fig. 7 und 8 ist zu ersehen, wie die Druckluftverteiler 56 und
57 mit mechanischem Antrieb (Nocken. 59, Hebel 63 :in Fig. 3, 4, 5 und 6) für die
Speisung der Servomotorei 36 und 37 durch ein System von Elektroventilen 8o ersetzt
sind. Fig. 7 und 8 zeigen ein Elektroventil in der Stellung, in der der Stromkreis
seines Elektromagneten unerregt (Fig. 7) bzw. erregt (Fig. 8) ist. Im folgenden
wird zunächst die Ausführung dieses Steuerorgans beschrieben, wobei ein Elektroventil
jedem Zahnrad die Geschwindigkeitsstufen des Getriebes zugeordnet ist, bevor die
einzelnen Betriebszustände wie zuvor entsprechend den Fig. 3, 4, 5 und' 6 untersucht
werden.
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Der Tauchanker 81 jedes Elektroventils 8o wirkt auf zwei Ventile 58
ein, die gegensinnig in der Zuführungsleitung 55 für die Druckluft angeordnet sind,
wobei diese Leriitung 55 allen Elektroventilen 8o der Einrichtung gemeinsam ist.
Das Gewicht des Kerns 81 isst groß genug, um die Leitung 55 abzusperren, wenn der
Erregerstromkreis des eint,-sprechenden Elektromagneten unterbrochen ist. Das eine
Ventil 58' überwacht die Leitung 55 in der Weise, daß es den Zutritt der Druckluft
zu der Leitung, die die beiden entsprechenden Servomotore 36 und 37 bedient, freigibt
oder absperrt. Diese, Leitung kann mit der Außenluft über die Öffnungen 61 durch
das andere Ventil 58" in Verbindung gesetzt werden, wenn das zugeordnete Ventil
58' geschlossen wird. Die Betätigung dieser Ventilei 58-ergibt sich aus den
Bewegungen des Kerns 81 des Elektromagneten 8o. Dieser wird erregt oder nicht erregt,
je nachdem der Schaltarm 82 mit einerri der Kontakte 83, 84, 85 usw. in Berührung
stecht; wobeider Stromkreis; durch eine Batterie 87 gespeist wird. Der Kontakt 88
ist ein Leerkontakt für die i Aufnahme des Schaltarmes 82 bei unterbrochenem Erregerkreiis.
Der Schaltarm 82 ermöglicht die Schließung des einen oder anderen Erregerkreises
der den einzelnen Geschwindigkeiten - entsprechenden Elektroventile, indem er die
Batterie in den Stromkreis dein entsprechenden Elektroventils legt, wenn der Schaltarm
82 auf den entsprechenden Kontakt 83 bzw. 84 usw. eingestellt wird.
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Wie ersichtlich, liegt vor dem Servomotor 37 der - allgemeinen Einrichtung
ein federbelastetes
Ventil 62, glas den Zutritt -der-Druckluft steuert.
Ein entsprechendes Ventilgehäuse 89 liegt in der Leitung 33 für die Zuführung der
Druckluft zur Kupplung 22.
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Das Ventil in diesem Gehäuse 89 weist in der Mitte ein Loch go von
geringem Querschnitt auf, um ein langsames Entleeren der in der Kupplung 22 enthaltenen
Luft zu erzielen, wenn die Leitung 33 an die Außenluft gelegt wird. Dadurch wird
ein schnelles Auskuppeln und ein langsames Einkuppeln bewirkt, welch letzteres unerläßli.ch
ist, um ein ruckartiges- Ankuppeln des Motors an das Wechselgetriebe zu vermeiden.
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Das Gehäuse 89 und sein Ventil 9o haben übrigens nur mit der ersten
Geschwindigkeitsstufe, nämlich der Anfahrgeschwindigkeft, zu tun. In diesem Fall
muß das, Gehäuse 89 zwischen der gemeinsamen Leitung 9-i und dem Eingang des Servomotors
37 der ersten Geschwindigkeit angeordnet sein.
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Alle Servomotoren 37 stehen. durch die gemeinsame Leitung 9i mit der
Steuerleitung der nur einmal vorhandenen Kupplung z2 in Verbindung. Im Vergleich
zu der Einrichtung nach Fi!g. 3, 4'5 und 6 bleitbentdieübrigeuTeil@ederAnordnungunv
erändert.
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. Die Betriebszustände dieser abgeänderten Einrichtung sind folgende:
Die Stellung der Getriebe teile nach dem Anlassen des Motors nach Fig. 7 entspricht
der Fig. 3. Das Elektroventil 8o spielt dieselbe Rolle wie drei pneumatischen Verteiler
56 und 57 der Einrichtung nach Fig. 3. Die Kolben der Servomotoren 36 und 37 nehmen
dieselbe Stellung ein. Die oben bezüglich Fig. 3 gegebenen Erläuterungen kommen
entsprechend auf die elektropneumatische Einrichtung der Fig. 7- zur Anwendung,
wobei der Zutritt .der Druckluft durch die Leitung 55 vom Ventil 58' des Elektroventlils
gesperrt wird.
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Das Anfahren des Fahrzeuges nach Fig. 8 entspricht der Darstellung
nach Fig. 4.
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Der Arm des Schalters 82 wird auf den Kontakt 83 eingestellt, wodurch
der Stromkreis des entsprechenden Elektroventils 8o über die Stromquelle, 87 geschlossen
wird. Der angezogene Kern 81 schließt einerseits am Ventil 58" die Verbindung 61
zur Außenluft und setzt andererseits die ServomOtOren 36 und 37 mit der Verteilungsleitung
55 für die Druckluft in Verbindung. Das vor dem Servomotor 37 liegende Ventil 62'
löst sich und gestattet den Zutritt der Druckluft zum Ventil 9o der Kupplung 22,
die somit ausgerückt wird. Das Ventil 62' verhindert, daß die Leitung 33, die vermöge
der Leitung 9i sämtlichem Verteilern 37 gemeinsam ist, an die Außenluft gelegt wird
durch die Ventile 5.8" derjenigen Geschwindigkeitsstufen, die nicht im Eingriff
stehen. Die Druckluft hat durch die Leitung 33 zum Druckregler 32 Zutritt, wodurch
die Arbeitisweise der Einrichtung nach Fig. 4 folgt.
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Das Einrücken der Schaltstufe nach Fig. 8 entspricht der Darstellung
nach Fig. 5.
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Wenn der Luftdruck einen Wert angenommen hat, der für das Ausrücken
der Kupplung 22 ausreicht, öffnest der Servomotor 36 das Ventil 69 und schließt
dabei das Ventil 68. Der öldruek (Pumpe 24) erzeugt über dieses Ventil 69 und die
Leistung 72 in der Kammer i6' den notwendigen Druck, um das Einkuppeln des der Geschwindigkeit
entsprechenden Zahnrades hervorzurufen. Wenn dieses Einkuppeln vollzogen .ist, wird
das, Ventil 67 des Servomotors 37 gehoben und legt, wies bezüglich der Einrichtung
nach Fig. 6 beischrieben, die Leitung 33 an die Außenluft.
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Das Ausrücken der Schaltstufe nach Fig. 7 entspricht der Einrichtung
nach Fig. 6: Der Schalter 82 wird auf den Ruhekontakt 88 zurückgeführt, wodurch
die Erregung des ElektToventi'ls 8o unterbrochen wird. Die Servomotoren 36 und 3r7
werden an Außenluft gelegt durch das Ventil 58" (Kanal 61) ebenso wie .die Leitung
72 und Ventil 68. Das Zahnrad der Schaltstufe wird ausgekuppelt wies bei
der Einrichtung nach Fig. 5, Für einen Gangwechsel wird der Schalter 82 auf einen
der Kontakte 84, 85 usw. gebracht, was für dein Gang, der im Eingriff -stand, dem
oben beschriebenen Auskuppeln gleichkommt.
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Die vorstehend beschriebene pneumatiseh-hydraulische Kupplungseinrichtung
mit mechanischer oder elektromagnetischer Steuerung kann offensichtlich überall
da verwendet werden, wo es sich darum handelt, zwei rotierende Getriebesteile ein-
oder auszukuppeln, von denen das eine geradlinige Wechselbewegungen in bezug auf
die mit ihm zusammenwirkende Welle auszuführen vermag, und zwar unabhängig von derForm'derEinrichtung
für dieVerbindung oder Berührung (Kupplung mit direkten oder umgekehrten Kegeln,
Kupplungsklauen usw.).