DE1109475B - Einrichtung zum selbsttaetigen Schalten von Zahnraederwechselgetrieben - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum selbsttätigen Schalten eines im Kraftfluß von einer Kraftmaschine zu einer Arbeitsmaschine angeordneten Zahnräderwechselgetriebes in Abhängigkeit von der Drehzahl und dem Drehmoment einer Kupplung zwischen der Kraftmaschine und dem Getriebe.

Derartige Einrichtungen sind bekannt, beispielsweise eine Einrichtung, bei der ein auf Drehkraft und Geschwindigkeit ansprechender Regler vorgesehen ist, der über Ventile die Druckmittelzufuhr zu den Schaltorganen des Getriebes steuert.

Auch sind Hüssigkeits-Wandler, z. B. für Kraftfahrzeuge, bekannt, die dazu dienen, ein weiches Anfahren sicherzustellen. Es handelt sich hierbei um hydraulisch betätigte bzw. hydrostatische Kupplungen, die im Kraftfluß von der Kraftmaschine zu der Arbeitsmaschine angeordnet sind. Eine solche bekannte Kupplung besteht im wesentlichen aus einer mit Differenzdrehzahl angetriebenen Flüssigkeitspumpe, in deren Druckmittelkreislauf eine Drossel vorgesehen ist. Der Widerstand der Drossel bestimmt die Momentaufnahme der Kupplung und wird durch einen Drehzahlmesser geregelt. In einem bekannten Fall erfolgt diese Regelung in der Weise, daß die Drehzahl konstant bleibt, in einem anderen bekannten Fall derart, daß mit der wachsenden Drehzahl auch die Kupplungskraft ansteigt. In beiden Fällen dient die regelbare Drossel dazu, die Kupplungskraft in Abhängigkeit von der Drehzahl einzustellen. Diese Regelbarkeit bleibt so lange erhalten, bis treibender und getriebener Teil der Kupplung gleiche Drehzahl besitzen. In diesem Zeitpunkt wird die Steuerung durch eine starre Kupplung (elektromagnetische Kupplung bzw. Klinkenkupplung) außer Wirkung gesetzt. Die Arbeitsweise dieser bekannten Einrichtung ist folgende: Steigt das Reaktionsdrehmoment, so daß die Drehzahl der treibenden Welle abzusinken droht, so wird die Kupplungskraft durch Öffnen der Drossel verringert. Das gleiche erfolgt bei geringem Reaktionsmoment durch rasches Angleichen der Drehzahlen. Der durch die Pumpe und durch die vom Drehzahlmesser betätigte Drossel bestimmte Druck nimmt also sowohl bei geringem als auch bei großem Reaktionsdrehmoment des getriebenen Teils ab. Daher können diese bekannten Einrichtungen zum Einleiten einer Getriebeumschaltung auf eine andere, dem veränderten Belastungszustand angepaßte Schaltstufe nicht herangezogen werden.

Bei diesen bekannten hydraulischen Kupplungen ist ein gewisser Restschlupf vorhanden, der durch Undichtigkeiten in dem Hydrauliksystem hervor-

Einrichtung zum selbsttätigen Schalten
von Zahnräderwechselgetrieben

Anmelder:

Antony Harry Croucher,
Esher, Surrey (Großbritannien)

Vertreter: O. Fricke, Patentanwalt,
Braunschweig, Damm 7-8

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 8. November 1954

Antony Harry Croucher, Esher, Surrey

(Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden

gerufen wird. Hierbei handelt es sich jedoch um einen nicht überschaubaren, zufälligen Schlupf, der bei den bekannten Anordnungen als störend empfunden und durch eine zusätzliche starre Kupplung bei normalen Drehzahlen beseitigt wird.

Die Erfindung geht nun davon aus, daß man den hydraulischen Druck in einer hydrostatischen Kupplung als ein Maß für das übertragene Drehmoment heranziehen kann, wenn die Kupplung auf einen geringen Schlupf eingestellt wird. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Einrichtung zu schaffen, bei der auf einer solchen Kupplung das Schalten eines Wechselgetriebes in Abhängigkeit von dem jeweiligen Drehmoment und der Drehzahl selbsttätig vorgenommen wird.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß als Kupplung eine an sich bekannte hydraulisch betätigte, auf geringen Dauerschlupf eingestellte Reibungskupplung dient, bei der der hydraulische Druck durch eine Pumpe erzeugt wird, die mit der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der treibenden und der getriebenen Kupplungshälfte angetrieben wird, daß ferner zwischen der Druckseite und der Saugseite der Pumpe eine Lecköffnung von einstellbar konstantem Querschnitt vorgesehen ist, und daß der von der Pumpendrehzahl und der Lecköffnung bestimmte hydraulische Druck als Maß für das

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durch die Kupplung jeweils übertragene Drehmoment zum Zweck der Steuerung des Stufenwechsels im Getriebe dient.

Im Gegensatz zu den bekannten Kupplungen sorgt bei der Einrichtung gemäß der Erfindung eine Lecköffnung von konstantem Querschnitt bei allen Betriebsverhältnissen dafür, daß die Pumpe infolge des durch die Lecköffnung bestimmten Schlupfs zwischen treibendem und getriebenem Teil der Kupplung stets einen solchen Kupplungsdruck aufrechterhält, der unter Beibehaltung des geringen Schlupfes zum Überwinden des am getriebenen Kupplungsteil auftretenden Reaktionsdrehmoment ausreicht. Diese Ausbildung gemäß der Erfindung ermöglicht es, den von der Pumpe und der Lecköffnung bestimmten Druck als Maß für das übertragene Drehmoment zum Steuern des Stufenwechsels im Getriebe heranzuziehen. Die Pumpe bei der Einrichtung gemäß der Erfindung hat bei allen Betriebsverhältnissen das Bestreben, den Druck so einzustellen, daß zwischen treibender und getriebener Welle stets nur der durch die Lecköffnung bestimmte Schlupf vorhanden ist, und zwar ohne Rücksicht auf die Drehzahl. Ist also das Reaktionsdrehmoment bei dem eingeschalteten Gang zu groß, wird der Kupplungsdruck infolge der großen Differenzdrehzahl so groß, daß sich die Drehzahl der treibenden Welle vermindert. Dieser große hydraulische Druck wird zum Umschalten des Wechselgetriebes auf einen kleineren Gang, d. h. auf eine höhere Übersetzung herangezogen. Ist dagegen der eingeschaltete Gang zu klein, so wird die Drehzahl der getriebenen Welle rasch bis auf den konstanten Schlupf auf die Drehzahl der treibenden Welle anwachsen. Dies kann zum Umschalten des Wechselgetriebes auf einen größeren Gang herangezogen werden. Mit der Einrichtung gemäß der Erfindung läßt sich also einfach und wirkungsvoll das Drehmoment messen, und zwar zum selbsttätigen Schalten eines Zahnradwechselgetriebes anwenden.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand einer schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Bei dem Ausführungsbeispiel treibt ein Motor 1 über eine hydraulisch betätigte Reibungskupplung 2, deren Schließdruck durch Relativdrehung ihrer beiden umlaufenden Teile mittels einer Radialkolbenpumpe für das hydraulische Mittel erzeugt wird, die Antriebswelle 3 eines Zahnräderwechselgetriebes 4. Das Umschalten des Zahnräderwechselgetriebes kann hydraulisch, elektrisch oder pneumatisch erfolgen und wird erfindungsgemäß von einer Steuereinrichtung 5 in Verbindung mit einem Drehmomentanzeiger 69, 70 und einem die Drehzahl des Motors 1 messenden Tachometers 7 gesteuert.

Der Drehmomentanzeiger 69, 70 erhält Flüssigkeitsdruck von der Kupplung 2 über die Leitung 6. Er beeinflußt zusammen mit dem Tachometer 7 die Steuereinrichtung 5. Diese Beeinflussung kann elektrisch, hydraulisch oder mechanisch, z. B. über eine Rohrleitung oder über ein Zugseil 8, erfolgen.

Die Kupplung 2 besteht aus dem motorseitigen Kupplungsteil 21 mit einer ringförmigen Vorratskammer 22 für das hydraulische Mittel und einer Radialkolbenpumpe 23, die aus der Kammer 22 beliefert und von einem Exzenter 24 auf der Welle 3 angetrieben wird.

Die Pumpe 23 drückt das hydraulische Mittel in einen Ringkanal 25, von wo aus es in die Zylinder der am Umfang der Kupplung in gleichen Abständen angeordneten Druckkolben 26 gelangt, die in axialer Richtung die Reibscheibe 27 der Kupplung anpressen.

Zwischen dem Ringkanal 25 und der ringförmigen Vorratskammer 22 ist eine einstellbare Lecköffnung 28 vorgesehen, die so angeordnet ist, daß sie unter Berücksichtigung der Zentrifugalwirkung den Durchfluß der Flüssigkeit für alle Drehgeschwindigkeiten konstant hält.

Ein Verbindungskanal 29 leitet die Flüssigkeit von dem Ringkanal 25 zu einem umlaufenden hydraulischen Anschluß 30, über den sie in die Rohleitung 6 und über diese zum Drehmomentmesser 69, 70 gelangt.

Das Ein- und Ausrücken der Kupplung wird durch einen Hebel 31 vorgenommen, der ein Auslaßventil (31 ä) steuert, das mit der ringförmigen Vorratskammer 22 in Verbindung steht. Der Hebel 31 kann entweder von einem Steuerglied 32 über einen Druckmittelkolben 68 oder über einen Seilzug 33 von einem Handhebel 34 betätigt werden. Die Kraftquelle zum Schalten des Zahnräderwechselgetriebes 4 über die Steuereinrichtung 5 ist mit 35, das Gangwechselventil mit 66 bezeichnet. 67 ist ein Zwischenhebel zum Betätigen des Gangwechselventils 66 durch den Handhebel 34.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   Einrichtung zum selbsttätigen Schalten eines im Kraftfluß von einer Kraftmaschine zu einer Arbeitsmaschine angeordneten Zahnräderwechselgetriebes in Abhängigkeit von der Drehzahl und dem Drehmoment einer Kupplung zwischen der Kraftmaschine und dem Getriebe, dadurch ge kennzeichnet, daß als Kupplung eine an sich bekannte, hydraulisch betätigte, auf geringen Dauerschlupf eingestellte Reibungskupplung (2) dient, bei der der hydraulische Druck durch eine Pumpe (23) erzeugt wird, die mit der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der treibenden (21) und der getriebenen Kupplungshälfte (27) angetrieben wird, daß ferner zwischen der Druckseite (25) und der Saugseite (22) der Pumpe eine Lecköffnung (28) von einstellbar konstantem Querschnitt vorgesehen ist, und daß der von der Pumpendrehzahl und der Lecköffnung bestimmte hydraulische Druck als Maß für das durch die Kupplung (2) jeweils übertragene Drehmoment zum Steuern des Stufenwechsels im Getriebe dient.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 623 309, 701 487,
   872 158, 898 997;

   deutsche Patentanmeldung B 17743 11/63 c (bekanntgemacht am 9.4.1953).

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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