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Hydromechanisches Verbundgetriebe Die Erfindung betrifft ein hydromechanisches
Verb.und,getrieb e, das aus einem Strömungsgetriebe und einem djiesem nachgeordneten
Zahnradwechse,lgetrieibe zusammengesetzt ist, sowie ferner ein Verfahren zum Beitrieb.
eines solchen Verbundgetriebes. Das Strömungsgetriebe bann dabei aus einem oder
mehreren Strömungskreisläufen bestehen, die, nach Belieben Strömungswandler otdeir
Strömungskupplungen sein können..
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Es ist bekannt, bei solchem Verhundgetriebem zwischen@ Strömungsgetriebe
und Zahnradwechselgetriebe eine jederzeit lösbare, kraftschlüssige Kupplung einzubauen,
um für die Gangschaltung den Kraftweg des zu lösenden Ganges entlasten und um die
Schalteilemente des neuen Ganges unabhängig von. .der Aus-gangs,drehz,ahl des Strömungsgetriebes
auf gleiche Geschwindigkeit bringen. zu können. Es ist auch bekannt, hierfür eine
besondere Angleich,vorrichtung anzuwenden, die aus einer Reibkupplung zur Beschleunigung
und einer Reibungsbremse zur Verzögerung beisteht.
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Weiterhin ist es bekannt, in einem Strömungskreislauf den Kraftfluß
von der Primär- zur Sekundärseite dadurch zu unterbrechen, daß man den Flüssigkeitsumlauf
durch Schließen eines Kranzes von drehbaren Schaufeln oder durch Einschieben eines
Ringschiebers, aufhält oder aber das Pumpen- oder Turbinenrad in Achsrichtung aus
dem.
Flüssigkeitskreislauf herauszieht. Solche; Ausschalteinrichtungen sind auch schon
zur Unterbrechung des Kraftflusses beim Gangschalten eines aus einem Strömungskreislauf
und einem nachgeschalteten mechanischen Wechselgetriehe bestehenden Verbundgetriebes
vorgeschlagen wo-rde;n:, wobei auch ein Vorwählen des jeweils einzuschafen,den Ganges
sowie ein gleichzeitiges Inbetri.ebsetzen der Ausschalteinrichtung vorgesehen ist.
Nach einem. dieser früheren Vorschläge wird außerdem der Kraftfluß nicht nur vor
dem Wechseilgetrie;be durch einen Ringschieber, sondern auch noch. hinter dem Wechsolgetriehe
durch eine, b°@ sondere, Kupplung unterbrochen. Die Gangschaltung wird dann bei
gänzlich isoliertem Zahnradgetriebie vorgenommen. Des weiteren ist bei einer ähnlichen
Einrichtung (gemäß dem deutschen Patent 893:202) auch schon die Anwendung einer
Bremse vorgeschlagen worden, die bei voll ausgerücktem Turb,inem.raid gleichzeitig
eingeschaltet ist und dann die Turbinenradwe:lle des Strömungskreislaufs abbremst,
wodurch das Schalten eines nachgeoridneten Zahnradwechsel'getriebles ebenfalls erleichtert
werden soll.
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Die Erfindung geht nun ebenfalls von einem hydromechanischen Verbundgetriebe
aus, das aus einem Zahnradwechselgetriebe mit nur bei Drehzahlgleichheit einrückbaren
Gängen sowie, einem diesem vorgeschalteten Strömungsgetrivbe, mit eineue oder mehreren
Strömungskreisläufen (Wandlern oder Kupplungen) besteht und wobei wenigstens einer
der Strömungskrei,släufe mit einer Vorrichtung zur Unterbrechung des Kraftflusses
(Ausschalteinrichtung) sowie einer zusätzlichen Bremseinrichtung versehen ist. Das
erfindungsgemäße Betriebsverfahren für ein solch .eis Verbundgetriebe beisteht darin,
daß zum Gangwechseln der einzudickende Gang in an sich, bekannter Weise vorgewählt
wird und .daß gleichzeitig- sowie möglichst auch selbsttätig damit die als Füll-
und Leereinrichtung ausgebildete Ausschalteinrichtung der Strömungskreisläufe sowie
die Bremsein.ricb,tung derart abwechselnd ganz oder teilweise ein- und wieder ausgeschaltet
werden, daß die Eingangswelie des Zahnradwechselgetriebes nacheinander in der für
jeden Schaltvorgang notwendigen und bekannten Reihenfolge auf diejenigen Drehzahlen
verzögert und. wieder beschleunigt wird, die zum Auskuppeln. des auszuschaltendem
Ganges, zum Einkuppeln, des einzuschaltenden Ganges und zum Aufnehmen der Weiterfahrt
mit dein neu einge= schalteten. Gang nötig sind.
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Gemäß der Erfindung sollen also die bisher bekannten Angleiche orrichtungen
zum Herbeiführen der Drehzahlgleichheit der Gangschaltelemente durch eine meist
aus anderen Gründen schon erforderliche Füll- und Entleervarrichtung für den oder
die Strömungskreisläufe ersetzt werden. Die Bremse stellt dabei ein zusätzliches
Mittel dar, um mit Sicherheit eine genügend schnelle und ausreichende Kraftflußunterbrechung
in den Strömungskreisläufen zu erzielen. Da ferner die Gänge vorgewählt werden und
nur bei Drehzahlgleichheit einrückbar sind, wird durch das abwechselnde EinundAusschalten
der Strömungskreisläufe und durch das eventuelle Bremsen sofort beim Erreichen der
Synchrondrehzahl der zu kuppelnden Gangelemente des mechanischen Getriebes deren
Ein- und Ausrücken stets im richtigen Moment und selbsttätig vollzogen.
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Es ist zwar schon bekannt, an Strömungskreisläufen den Kraftfluß durch
Entleeren zu unterbrechen. Da jedoch dann bei kurzen Entleerzeiten nur schwer eine
vollkommene Kraftflußunterbrechung erzielbar ist und außerdem sogar bei ganz entleerten
Kreisläufen infolge der Luftreibung meist noch ein - wenn auch geringes - Restdrehmoment
übertragen wird, bestanden bislang entschiedene Hemmungen, die Kreislaufentleerung
zur Kraftflußunterbrechung beim Schalten eines nachgeordneten Wechselgetriebes oder
gar zu dessen Synchronisierung zu verwenden. Mit der Erfindung mußte demnach .ein
ganz erhebliches Vorurteil überwunden werden.
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Das. zurAu@sü@bung des Verfahrens dienend-hydromechanische Verbundgetriebe
weist außer der vorbekannten Merkmalskombination, von der die Erfindung ausgeht
(s. den drittvorhergehenden Absatz), zusätzlich noch die Kennzeichen auf, daß die
Ausschalteinrichtung als an sich bekannte Füll-und Leereinrichtung ausgebildet ist,
daß ferner die Bremseinrichtung in Abhängigkeit von der Stellung der Fülleinrichtung
gesteuert wird und beide Einrichtungen zur Drehzahlangleichung gemäß dem vorgenannten
Betriebsverfahren dienen.
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Bei einer besonders zweckmäßigen Ausführung des erfindungsgemäßen
Verbundgetriebes wird die Konnbination eines solchen füll- und entleerb-aren Strömungskreislaufes
mit einer Strömungsbremse vorgeschlagen. Bei einer solchen Ausführung kann die aus
dem Kreislauf zu seiner Entleerung abgeführte Flüssigkeit unmittelbar in die außerhalb
des Strömungskreislaufes angeordnete Strömungsbremse übergeführt werden.
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Für Strömungskreisläufe, deren Turbinenrad auf größerem Durchmesser
liegt als das Pumpenrad, also beispielsweise für Wandler mit einem zentrifugaldurchströmten
Turbinenrad, besteht eine weitere Möglichkeit darin, daß die Entleerungseinrichtung
derart ausgebildet wird, daß sich der Kreislauf beim Betätigen der Auslaßsteuerung
«wenigstens zunächst nur so weit entleert, daß das Pumpenrad nicht mehr in die Flüssigkeit
eingreift, das Turbinenrad dagegen noch in Flüssigkeit watet. Auf diese Weise kann
das Turbinenrad des Strömungskreislaufes selbst als Bremsschaufelrad dienen, das
durch sein Waten in. der Getriebeflüssigkeit abgebremst wird. Wenn es erwünscht
ist, die Drehzahl des Turbinenrades nur zu erniedrigen, ohne es ganz stillzusetzen,
wird der Kreislauf während des Bremsvorgangs noch vollständig entleert. Eine solche
Bremseinrichtung gemäß der Erfindung kann sowohl allein als auch zusätzlich zu einer
weiteren Maßnahme angewendet werden.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Abb.
i zeigt eine Ausführung mit einem Wandler und einer an diesen angebauten Strömungsbremse
und Abb.2 eine Ausführung, bei welcher der Strömungskreislauf selbst als Strömungsbremse
mit dem Turbinenrad als Bremslaufrad dient.
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Die in Abb. i gezeigte Antriebsanlage besteht aus einem Motor i, einem
Strömungswandler 2 mit Strömungsbremse 3 und einem Zahnradwechselgetriebe d.. Mit
dem feststehenden Gehäuse des aus dem Pumpenrad 5, dem Turbinenrad 6 und dem Leitapparat
7 bestehenden Wandlers ist das die Strömungsbremse eins:chließendeGehäuse8 mit den
feststehenden Schaufeln 9 und io verbunden, während das Laufrad i i der Strömungsbremse
auf der Turbinenwelle 12 des Wandlers angeordnet ist. Der Wandler kann über die
mit einem Ventil 13 versehene Leitung 1,4 entleert werden. Diese Entleerungsleitung
führt nun bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel unmittelbar in die Strömungsbremse.
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Zum Umschalten von einem Gang zu einem anderen oder von Vorwärtsfahrt
auf Rückwärtsfahrt wird das Entleerventil 13 geöffnet und der Wandler hierdurch
schnell entleert. Ohne zusätzliche Einrichtung würde der `Ä,' andler im entleerten
Zustand, in dem sich immer noch Luft im Kreislauf befindet, ein im Verhältnis der
spezifischen Gewichte von Getriebeöl und .Luft verringertes Moment übertragen. Dieses
Moment würde genügen, um das Turbinenrad, soweit dieses nur noch durch die Lagerreibung
belastet ist, noch mit einer verhältnismäßig großen Drehzahl anzutreiben. Dieses
auf das Turbinenrad ausgeübte Moment erschwert das Umschalten eines dem Strömungswandler
nachgeschalteten Zahnradwechsel- oder Wendegetriebes. Gemäß der Erfindung wird aber
mit dem Turbinenrad das Laufrad einer Strömungsbremse verbunden und mittels dieser
Bremse das Turbinenrad genügend weit verzögert oder gar stillgesetzt. Bei unmittelbarer
Überführung der Getriebeflüssigkeit in die Strömungsbremse wird ein besonderer Impuls
zur Einleitung des Füllens der Strömungsbremse entbehrlich.
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Durch Öffnen eines be-,onderen Auslaßventils 15 wird die Strömungsbremse
abgeschaltet. In vielen Fällen wird sich aber empfehlen, statt eines besonderen
Auslaßventils lediglich richtig bemessene, nicht gesteuerteAuslaßöffnungen vorzusehen,
durch die sich die Strömungsbremse selbsttätig entleert. Die Strömungsbremse kann
somit ohne jede besondere Steuervorrichtung ausgeführt werden.
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Der in Abb. 2 im Axialschnitt gezeigte und in Abb. 3 in einem achssenkrechten
Schnitt angedeutete Wandler kann durch eine an seiner tiefsten Stelle angeschlossene
Leitung 17 mit Steuerventil 18 entleert werden. Wie ersichtlich, endet die Entleerurngsle-itung
än einem Überlauf i9, der 4n solcher Höhe angeordnet ist, daß sich der Kreislauf
gerade in dem gewünschten Maße entleert. Zum vollständigen Entleeren ist in dem
Steuerventil i8 noch eine Bohrung 2o angeordnet, die bei geschlossenem Ventil ebenfalls
abgesperrt ist, aber bei geöffnetem Ventil ein allmähliches Ausströmen der Getriebeflüssigkeit
ermöglicht. Natürlich kann auch diese Auslaßöffnung noch nach Belieben steuerbar
aus-` geführt werden.