Steuerung für Flüssigkeits-Wechselgetriebe. Die Erfindung bezieht sich auf eine Steue rung für ein zum Antrieb eines Fahrzeuges mittelst einer Brennkraftmaschine dienendes Flüssigkeits-Wechselgetriebe, welches einen Flüssigkeits-Momentenwandler und eine Flüs- sigkeitskupplung aufweist, und ist gekenn zeichnet durch einen Momenten-Impulsgeber der Brennkraftmaschine und einen Drehzahl- Impulsgeber,
welcher in Abhängigkeit von der Drehzahl der betriebenen Seite des Ge triebes gemeinsam mit dem Momenten- Impulsgeber die Umschaltung es Flüssig keitsgetriebes vom Wandler- auf den Kupp hingsbetrieb und umgekehrt bewirkt.
Ein Beispiel des Erfindungsgegenstandes ist auf der Zeichnung vereinfacht dargestellt. Fig. 1 zeigt ein mit der erfindungs gemässen Steuerung ausgestattetes Flüssig keits-Wech6elgetriebe in der Stellung für Wandlerbetrieb, und Fig. 3 in der Stellung für Kupplungs betrieb.
Die Leistung der nicht näher dargestell ten Brennkraftmaschine wird von ihrer Kur- belwelle 1 über das Flüssigkeits-Wechsel- getriebe 2 auf eine Welle 3 übertragen, von der aus dann, mittelst weiterer nicht gezeich neter Übertragungsvorrichtungen ,die Fahr- aehsen angetrieben werden. Das Flüssigkeits- Wechselgetriebe 2 besitzt. einen Flüssigkeits- Momentenwandler 4 und eine Flüssigkeits kupplung 5.
Die Kupplung und der Momen- tenwandler besitzen ein gemeinsames, zwei- kränziges Pumpenrad 6. Die Kupplung 5 weist ein Turbinenrad 7 auf, während der Flüssigkeits-Momentenwandler ein in zwei Kränze aufgeteiltes Turbinenrad 8 und ausserdem ein Leitrad 9 besitzt. Das Leitrad 9 enthält zwei Kränze<B>10</B> und 11, von denen der Kranz 10 Leitschaufeln enthält, während der Kranz 11 lediglich Durchtrittsöffnungen ohne eigentliche Leitschaufeln besitzt.
Das Turbinenrad 8 des Momentenwand- lers ist über die Gehäuse 12 und 13 starr mit der Welle 3 verbunden, während das Tur binenrad 7 der Flüssigkeitskupplung über eine lösbare Reibungskupplung 14 mit der Welle 13 in Terbindung gebracht werden, kann. Die Reibungskupplung 14 wird mit Hilfe eines Servomotors 16 ein- bezw. ausgeschal tet.
Das Leitrad 9 des Momentenwandlers kann mit Hilfe eines Servomotors 15 achsial verschoben werden, derart, dass entweder der mit Leitschaufeln besetzte Kranz 10 oder der Franz 11 ohne Leitschaufeln in den Flüssig- keitskreislauf eingeschaltet ist. Die beiden Servomotoren 15 und 16 erhalten durch eine Leitung 17 Steuerflüssigkeit zugeführt.
Zur Steuerung des Flüssigkeits-Wechsel- getriebes ist ein von der Welle 3 angetriebe ner Drehzahl-Impulsgeber 18, ein. in Ab hängigkeit vom Drehzahlunterschied der Wellen 1 und 3 angetriebener Drehzahl-Im pulsgeber 19 und schliesslich ein Momenten- Impulsgeber 20 vorgesehen.
Die Reglerwelle 21 wird von der Welle 1 in umgekehrtem Sinn angetrieben als wie die Reglerwelle 22 von der Welle 3, so dass bei gleicher Drehzahl das Tellerrad 23 des Dif ferentialgetriebes 24 stillsteht und dem- zufolge der Regler 19 keinen Ausschlag auf weist. Um bei sehr grossen Drehzahlunter schieden den Regler 19 nicht zu beschädigen, ist eine Sicherheitsvorrichtung 25 vorgesehen, wobei die auf die Gewichte 26 wirkenden Fliehkräfte die Reibungskupplung 2.7 lösen können, so dass ,die Drehzahl des Reglers 19 nicht unzulässig hoch gesteigert wird.
Der Momenten-Impulsgeber 20 besitzt eine Welle 28, .durch welche die Fördermenge .der Brennstoffpumpe eingestellt wird. Auf der Regelwelle 28 sitzt fest aufgekeilt ein Verstellhebel 29, der zur Einstellung der Lei stung und damit des Drehmomentes der Brennkraftmaschine dient. Am Hebel 29 ist ein weiterer Hebel 30 befestigt, mit dessen Hilfe das Gestänge 31 angehoben werden kann. Das Zahnsegment 3'2, sowie die Kur venscheibe 33 sitzen lose drehbar auf der Welle 28.
Das Zahnsegment 32 kann mit Hilfe des Gestänges 31 in einer bestimmten Lage gegenüber dem Hebel 2;9. festgelegt wer den, während die Kurvenscheibe 33 mit Hilfe eines Stiftes. 34 mit Spiel in einem Schlitz 35 des Hebels 29 gehalten ist. Um ungewünschte Drehbewegungen der Kurven scheibe 33 zu vermeiden, ist eine Bremse 36 vorgesehen, die eine Bremsbacke 37 mit einem vorausbestimmten Druck auf die Kurven scheibe 33 presst.
Zur Steuerung des Flüssigkeits Wechsel getriebes dient ferner eine Steuervorrichtung 38, ein Servomotor :3,9 und eine Steuervor richtung 40. Zwischen dem Servomotor 39 und der Steuervorrichtung 40 ist eine Einschnappvorrichtung 41 angeordnet, wel che, bezweckt, dass der Steuerschieber 42 der Steuervorrichtung 40' nur zwei Extremlagen einnehmen kann, die Zwischenlagen aber bei der Umschaltung mit möglichst hoher Ge- schwindigkeit durchläuft.
Durch ,die Leitung 43 wird den genannten Steuervorrichtungen ein Druckmittel zu- geführt, während durch die Leitungen 44 das bereits zur Steuerung verwendete Druckmit tel wieder abgeführt wird. Ausserdem dient ein Servomotor 45 zur zeitweisen Verände rung des von der Brennkraftmaschine ent wickelten Momentes.
Die Arbeitsweise der Steuerung ist wie folgt: Beim Anfahren des Fahrzeuges wird der Hebel<B>29</B> auf erhöhte Brennstoffüllung der Brennkraftmaschine gestellt, beispielsweise auf den Skalenteil 7 der in der Zeichnung eingezeichneten Skala.. Die Welle 1 dreht dann mit einer bestimmten Geschwindigkeit, während zunächst,die Welle 3 noch stillsteht.
Die Brennkraftmaschine wird an einem Durchgehen verhindert, weil bei Steigerung der Drehzahl das durch den Momentenwand- ler 4 auf sie rückwirkende Drehmoment un gefähr mit der dritten Potenz der Drehzahl steigt. Während der Zeit dieses Anfahrbetrie- bes steht somit die Reglerwelle 22 zunächst still, während die Reglerwelle 21 mit voller Geschwindigkeit dreht. Der Drehzahlunter schied zwischen den beiden Reglerwellen be sitzt also den höchsten Betriebswert.
Der Regler 19 erhält den grössten Ausschlag; seine Hülse steht also in der höchsten Lage.
Der Regler 18 dreht zunächst noch nicht und hat demzufolge auch keinen Ausschlag; seine Hülse steht in der tiefsten Lage, so dass die Lage des Hebels 46 einerseits. durch die auf der Kurvenscheibe 33 aufsitzende Rolle 47 und anderseits am Gelenk 48 durch das Gestänge 49 und den Hebel 50 in einer un tern Lage festgelegt ist. Dadurch ist mit Hilfe des Gestänges 51 der Schieber 52 eben falls in einer untern Lage festgehalten, so dass der Servomotor 39 über die Leitung 53 mit der Ablaufleitung 44 der Vorrichtung 38 in Verbindung steht.
Der Kolben 5.1 des Servomotors 39 steht in seiner äussersten Lage links und dementsprechend sitzt auch der Schieber 42 in seiner äussersten linken Lage, in der er durch den Klinkzapfen 55 fest gehalten ist. In dieser Lage steht somit auch die Leitung 17 mit der Ablaufleitung 44 der Vorrichtung 4U in Verbindung. Der Kolben 56 nimmt dabei seine oberste Lage ein, so dass mit Hilfe des Hebels 57 das Gestänge 58 und das Zahnsegment 32 ebenfalls in einer untern Lage gehalten sind.
Bei dieser Stellung wird :der Kolben 59 des Servomotors 15 durch die Feder 60 nach rechts gedrückt, so dass der für den Wand- lerbetrieb notwendige. mit Leitschaufeln be setzte Kranz 10 des Leitrades 9 in den Flüs sigkeitskreislauf eingeschaltet wird, während der Kolben 61 des Servomotors 16 mit Hilfe der Feder 62 nach rechts gedrückt, die, Rei bungskupplung 1.4 in gelöstem Zustand hält. Die Leistung wird also allein über den Momentenwandler 1 von der treibenden Welle 1 auf die getriebene Welle 3 über tragen.
Es folgt nun eine Beschleunigung des Fahrzeuges. Dabei wird die Welle 3 und demzufolge auch die Reglerwelle 22 ein Steigen der Drehzahl aufweisen. Damit steigt aber auch die Hülse des Reglers 18, so dass schliesslich das Gelenk<B>48</B> des Hebels 46; ange hoben wird. Es wird sich bei immerwährender Steigerung eine Lage ergeben, wo die Ver bindung der einen Ablaufleitung 44 mit der Leitung 53 unterbrochen, dagegen eine Ver bindung zwischen der Zuführungsleitung 43 und der Leitung 53 hergestellt wird. Dann wird der Kolben 54 nach rechts gedrückt, wobei die Feder 63 gespannt wird.
Vor läufig verhindert aber der Klinkzapfen 55 eine Verschiebung des Schiebers 42 und erst nachdem die Feder 63 eine bestimmte Span nung überschritten hat, wird schlagartig der Schieber 42 aus der in Fig. 1 eingezeichne ten Lage nach rechts in die in Fig. 2 ein gezeichnete Lage verschoben. Dabei wird ,die Verbindung zwischen der Leitung 17 und der zugeordneten Ablaufleitung 44 unter brochen, dafür aber eine Verbindung zwi schen .der Zuführungsleitung 43 und der Leitung 17 hergestellt. Als Folge davon wird der Kolben 56 nach unten und die beiden Kolben 59 und 61 nachs links ge drückt.
Der Momentenwandler 4 arbeitet dann als Kupplung, weil sein Flüssigkeits strom durch den Leitkranz 10 nicht mehr beeinflusst ist, bezw. die Flüssigkeit frei durch den schaufellosen Kranz 11 durch fliessen kann, und dureh die Einschaltung ,der Kupplung 5 wird auch diese zur übertra- gung der Leistung mit herangezogen.
Der Kolben 56 drückt .den Hebel 5 7 rechtsseitig nach unten und das Gestänge 58 hebt das Zahnsegment 32 an, so dass'.der Hebel 29 weiter gegen den Skalenteil 8 vor geschoben wird. Dabei bleibt aber die Kur venscheibe 33 stehen, weil sie durch die Bremsbacke 3,7 an einer Bewegung verhin- dert wird und der Stift 34 sich im Schlitz 35 noch bewegen kann.
Damit ist der Kupplungsbetrieb erreicht, denn die Leistung wird nun über die Flüs sigkeitskupplung 5 übertragen und gleich zeitig wird auch der Wandler 4 als Flüssig keitskupplung zur Übertragung der Lei stung mit herangezogen.
Würde die Geschwindigkeit des Fahr zeuges beispielsweise wegen einer grösseren Belastung auf einer Strecke grösserer Stei gung verlangsamt, sinkt die Hülse des Reg lers 18. Wenn sie soweit gesunken ist,.
dass der Schieber 5,2 den Ringkanal der Leitung 53 wieder überschleift, so ergibt sich wieder die aus F'ig. 1 ersichtliche Stellung der Steuervorrichtung, wobei die Kupplung 5 ausgeschaltet und - das Leitrad 9 in der Weise wieder eingeschoben ist, dass das Ge triebe als Wandler arbeitet.
Der Kurven form der Scheibe 33 ist zu entnehmen, dass bei. einer kleinen Brennstoffüllung, das heisst bei einem kleinen Moment der Brennkraft- maschine, die Umschaltung vom Wandler- betrieb auf den Kupplungsbetrieb schon bei kleinen Absolutgeschwindigkeiten des Fahr zeuges, und auch die Umschaltung vom Kupplungsbetrieb auf den Wandlerbetrieb bei kleinen Geschwindigkeiten erfolgt. Nach der Umschaltung vom Wandlerbetrieb auf den Kupplungsbetrieb wird die Dreh zahl der Brennkraftmasehine verkleinert, und zwar auf einen Wert, der durch die Form der Kurve der Scheibe<B>33</B> gegeben ist.
Da das Getriebe dann die Charakteristik einer Flüssigkeitskupplung aufweist, ist die Drehgeschwindigkeit der getriebenen Seite nur um ein geringes Mass kleiner als die Drehzahl der treibenden Seite, so dass die Wirkung der Sicherheitsvorrichtung 25 aus- geschaltet ist. Bei der Umschaltung vom Wandler- auf den Kupplungsbetrieb kann unter Ausnutzung der verminderten Dreh geschwindigkeit der Brennkraftmaschine ihr Moment durch vermehrte Brennstoffzufuhr, ohne einen Schaden zu verursachen, ver grössert werden.
Zu diesem Zweck wird selbsttätig mit Hilfe des Servomotors 45 der Brennstoffhebel 29 auf eine etwas ver grösserte Füllung eingestellt.
Bei weiterer Beschleunigung des Fahr zeuges wird ,dann der Drehzahlunterschied zwischen treibender und getriebener Seite immer kleiner, so dass die Hülse des Reglers 19 zu sinken beginnt und die durch den Servomotor 45 verursachte Vergrösserung der Brennstoffüllung dadurch wieder ver kleinert wird.
Für den Fall, dass einmal Störungen an der Steuerungsvorrichtung während des Be triebes eintreten, sind Umschaltorgane 64, 65 und 66 vorgesehen, so dass gegebenen falls die Umschaltung vom Wandler- auf den Kupplungsbetrieb und umgekehrt auch von Hand ausgeführt werden kann. Vorteil hafterweise wird das Flüssigkeitsgetriebe so ausgeführt, dass auch bei den höchsten Dreh momenten die Leistung noch ohne nennens werte Drehzahlverluste übertragen werden kann.