DE1208200B - UEberhitzungssicherung fuer einen zusammen mit einem selbsttaetig umschaltbaren Wechselgetriebe, insbesondere Kraftfahrzeug-Wechselgetriebe, und mit Schlupf arbeitenden,insbesondere hydrodynamischen Kupplungs- oder Wandlerteil - Google Patents

Description

• Überhitzungssicherung für einen zusammen mit einem selbsttätig umschaltbaren Wechselgetriebe, insbesondere Kraftfahrzeug-Wechselgetriebe, und mit Schlupf arbeitenden, insbesondere hydrodynamischen Kupplungs-oder Wandlerteil Die Erfindung betrifft eine Überhitzungssicherung für einen zusammen mit einem selbsttätig umschaltbaren Wechselgetriebe, insbesondere Kraftfahrzeug-Wechselgetriebe, und mit Schlupf arbeitenden, insbesondere hydrodynamischen Kupplungs- oder Wandlerteil.
• Automatische Getriebe der obenerwähnten Art neigen vor allem dann, wenn sie mit einem hydrodynamischen Wandler oder einer hydrodynamischen Kupplung ausgerüstet sind, unter bestimmten Betriebsbedingungen, z. B. bei Kriechfahrten über Gebirgspässe, außerordentlich stark zur Erwärmung. Dabei wird die Wärme stets in dem mit Schlupf arbeitenden Teil erzeugt. Das normale Schaltprogramm - d. h. die Lage der Umschaltpunkte von einem zum anderen Gang -ist im allgemeinen für die Fahrt in der Ebene ausgelegt und kann derartige besondere Betriebsbedingungen nicht berücksichtigten. Ein für Gebirgsfahrten bestimmtes Schaltprogramm wäre dagegen wieder in der Ebene unzureichend. Die Erwärmung des Öls im Schlupfteil des Getriebes kann zu Störungen in der Schaltung bzw. in dem als Einheit zu betrachtenden Getriebe selbst führen. So kann sich z. B. bei warmem Öl die Schaltplatte verziehen, so daß Schaltschieber klemmen. Oder es können z. B. bei einer Reibungskupplung die Reibbeläge abgenutzt werden. In jedem Fall fällt das Getriebe als Ganzes aus.
• Der theoretisch denkbare Weg, die Wärmeentwicklung dadurch klein zu halten, daß der Schlupf klein gehalten wird, ist im vorliegenden Fall nicht gangbar, weil zum Anfahren und Beschleunigen auf den Bereich großen Schlupfes nicht verzichtet werden kann. Deswegen ist auch eine bekannte Anordnung ungeeignet, bei der beim Überschreiten bestimmter Schlupfgrenzen geschaltet wird. Auf die Temperaturverhältnisse wird dort direkt nicht eingegangen.
• Die Erfindung hat die Aufgabe, die obenerwähnten Nachteile zu vermeiden. Sie löst diese Aufgabe dadurch, daß dem Wechselgetriebe in an sich bekannter Weise ein die Temperatur des mit Schlupf arbeitenden Getriebeteils abtastender Wärmefühler zugeordnet ist und dieser Wärmefühler beim Übersteigen einer vorgegebenen Temperatur mittel- oder unmittelbar einen Impuls auslöst, durch den mittels Eingriffs in die Steuervorrichtung für das Umschalten des Wechselgetriebes letzteres selbsttätig in an sich bekannter Weise auf einen Gang bzw. Bereich kleinerer Verlustleistung geschaltet wird.
• Es ist zwar ein Wechselgetriebe mit einem hydrodynamischen Schlupfteil bekannt, bei dem ein Wärmefühler die Temperatur abtastet. Dort wird aber vom Wärmefühler aus eine überbrückungskupplung für den Schlupfteil gesteuert. Dies ist aus den weiter oben erwähnten Gründen nicht brauchbar.
• Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird erreicht, daß ohne Einfluß von seiten des Fahrers der jeweils im Wechselgetriebe vorhandene Schlupfteil, z. B: eine hydrodynamische Kupplung, auch unter extremen Betriebsbedingungen in einem Bereich kleiner Verlustleistung arbeitet. Die Erwärmung kann daher in tragbaren Grenzen gehalten werden.
• Die heute gebräuchlichen, selbsttätig schaltbaren Wechselgetriebe arbeiten meist mit zwei Führungsgrößen für ihre Schaltautomatik, Als solche dienen z. B. der Saugrohrdruck des Antriebsmotors und die Abtriebsdrehzahl des Getriebes. Für diese Wechselgetriebe schlägt die Erfindung vor, daß durch den vorn Wärmefühler ausgelösten Impuls mittel- oder unmittelbar zumindest eines der von den Führungsgrößen abgeleiteten Steuersignale im Sinne einer Abwärtsschaltung des Wechselgetriebes beeinflußbar ist. Sind diese Getriebe mit einer Vorrichtung versehen, welche eine willkürliche Rückschaltung durch Kickdown ermöglicht, so schlägt die Erfindung hierbei vor, daß die Kick-down-Betätigung und der Wärmefühler parallel geschaltet sind und der von letzterem ausgelöste Impuls dem Kick-down-Impuls gleichgeartet ist, d. h. daß er dieselbe Wirkung auf das Getriebe ausübt wie dieser.
• Bei einer Ausführungsform nach der Erfindung dient der Wärmefühler in an sich bekannter Weise zugleich selbst als Schaltorgan. Er ist hierfür als ein an sich bekannter, oberhalb einer bestimmten und gegebenenfalls einstellbaren Temperatur schließender Thermoschalter ausgebildet. Dieser ist bei einem Getriebe mit hydrodynamischem Teil zweckmäßig im Ölzulauf zum hydrodynamischen Teil, z. B. zu einer hydrodynamischen Kupplung bzw. einem Wandler, angeordnet.
• Die Anordnung im Zulauf hat den Vorteil, daß dadurch die natürliche Rückkühlung im Kreislauf berücksichtigt wird. Man kann davon ausgehen, daß eine Erwärmung so lange nicht schädlich ist, wie diese Rückkühlung - auch gegebenenfalls durch einen Ölkühler - ausreicht, um die Temperatur wieder herabzusetzen. Erst wenn die Temperatur im Sumpf steigt, ist Gefahr im Anzug. Ein Wärmefühler im Ablauf würde also viel zu oft und zu heftig reagieren.
• Am Wechselgetriebe ist gemäß der Erfindung ein Elektromagnet angeordnet, dessen Erregerwicklung sowohl mit einem in an sich bekannter Weise am Gaspedal angeordneten Kick-down-Schalter als auch mit dem zu letzterem parallelgeschalteten Thermoschalter verbunden und bei Betätigung dieser Schalter einschaltbar ist. Der Anker des Elektromagneten steht mit einem Regelglied des Wechselgetriebes in Verbindung, wobei als Regelglied der in an sich bekannter Weise vom Saugrohrdruck des Antriebsmotors gesteuerte Regelschieber dienen kann.
• Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist der Anker des Elektromagneten durch ein übertragungsgestänge mit der Kolbenstange der in an sich bekannter Weise vom Saugrohrdruck des Antriebsmotors beaufschlagten Membran verbunden, und diese Kolbenstange liegt in ebenfalls bekannter Weise mit einem Stempel am Regelschieber an, wobei als letztes Glied des Übertragungsgestänges ein Hebel mit einem Zapfen unter entsprechend beidseitigem Spiel in eine Nut der Kolbenstange eingreift.
• Eine andere Möglichkeit liegt darin, daß der Stempel von einer konzentrisch auf der Kolbenstange angeordneten Hülse gebildet wird, welche zwischen zwei Endstellungen in bezug auf einen Anschlag gegenüber der Kolbenstange axial bewegbar und durch eine Feder in Richtung auf den Regelschieber vorgespannt ist. In ersterem Fall wird bei Betätigung des Kick-down-Schalters bzw. der erfindungsgemäßen selbsttätigen Überhitzungssicherung die Wirkung der Membrandose auf den Regelschieber ausgeschaltet, während sie in letzterem Fall immer noch als Führungsgröße erhalten bleibt und lediglich durch eine Zusatzfeder verstärkt wird.
• Nach einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist die die Membran aufnehmende Membrandose unter Zwischenschaltung einer aus Isolierstoff bestehenden Zwischenplatte am Getriebegehäuse befestigt. Diese Platte kann einen Nabenteil aufweisen, welcher die Kolbenstange bzw. Hülse aufnimmt, in welcher -ein Schlitz zum Durchgreifen des Zapfens angeordnet ist.
• Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgend erläuterten Zeichnung dargestellt, ohne daß dieser bzw. dem Beschreibungstext ein einschränkender Sinn beizulegen ist. Es zeigt F i g. 1 die Überhitzungssicherung im Schema, F i g. 2 und 3 zwei Ausführungsformen der Membrandose und des Übertragungsgestänges im Schnitt. Nach F i g. 1 besteht das für ein Kraftfahrzeug bestimmte automatische Getriebe 10 aus einem mechanischen Teil 11, der als Planetenradgetriebe ausgebildet sein kann, und einem diesem vorgeschalteten hydrodynamischen Teil 12 mit einem hydrodynamischen Wandler 13, der in an sich bekannter Weise in einem stets aufrechterhaltenen Ölkreislauf liegt.
• Am mechanischen Getriebe 11 ist ein Elektromagnet 14 angeordnet, dessen Anker 15 durch ein Übertragungsgestänge 16 auf ein nicht näher dargestelltes Regelglied 17 des Getriebes einwirkt. Die Erregerwicklung 18 des Elektromagneten 14 ist einerseits mit einer Stromquelle 19 und andererseits mit einem Kick-down-Schalter 20 verbunden, der dem Gaspedal 21 zugeordnet ist. Parallel zu diesem Kickdown-Schalter 20 ist ein zugleich als Wärmefühler und als Schaltorgan dienender Thermoschalter 22 geschaltet, der in der Zulaufleitung 23 des Öls zu dem hydrodynamischen Wandler 13 angeordnet ist. Er tastet also ständig die öltemperatur im Ölkreislauf des Wandlers ab.
• Die Anordnung ist so getroffen, daß beim Durchdrücken des Gaspedals 21 über einen bestimmten Druckpunkt hinaus in bekannter Weise der Kickdown-Schalter 20 geschlossen wird. Dadurch bekommt die Erregerwicklung 18 Strom und zieht den Anker 15 nach links. Dieser dreht durch das übertragungsgestänge 16 das Regelglied 17 derart, daß das Getriebe in den nächsttieferen Gang herunterschaltet.
• Dieselbe Wirkung tritt ein, wenn bei hohem Schlupf des Wandlers, z. B. bei einer langen Kriechfahrt auf einem Gebirgspaß, die Öltemperatur in der Zulaufleitung 23 über eine vorgegebene Temperatur steigt. Dann schließt der Thermoschalter 22 selbsttätig, und die Erregerwicklung 18 des Elektromagneten 14 wird ohne eine besondere Betätigung am Gaspedal 21 erregt und der Anker 15 zur Abwärtsschaltung nach links bewegt. Diese Schaltung vollzieht sich unbeeinflußt vom Fahrer und kann von ihm auch nicht verhindert werden. Es wird dadurch auf jeden Fall das Getriebe in einen tieferen Gang geschaltet, in welchem der hydrodynamische Wandler 13 eine kleinere Verlustleistung und geringere Wärmeentwicklung aufweist.
• Kühlt sich infolge der kleineren Wärmeentwicklung das öl langsam wieder ab, so öffnet sich bei einer bestimmten Temperatur der Thermoschalter 22 wieder. Dadurch fällt der Elektromagnet 14 ab, und das Getriebe schaltet wieder herauf. Der Thermoschalter 22 weist in bekannter Weise eine Hysterese zwischen dem Einschalt- und dem Abschaltpunkt auf.
• Nach F i g. 2 ist im Gehäuseteil 24 des mechanischen Getriebes 11 bzw. in der Schaltplatte der Regelschieber 25 für den Steuerdruck im Getriebe angeordnet. Am Getriebegehäuse 24 ist durch Schrauben 26 die Membrandose 27 befestigt, welche den Ansaugrohrdruck des Antriebsmotors als Führungsgröße in eine mechanische Bewegung umzusetzen und dem Regelschieber 25 zuzuführen hat. Sie besteht aus einem Gehäuseteil 28, einer Zwischenplatte 29 aus einem wärmeisolierenden Stoff und einem Deckel 30. Dieser ist zweiteilig und bildet aus den Teilen 30 und 32 die eigentliche Membrandose, welche mit Schrauben 31 am Gehäuseteil 28 befestigt ist. Zwischen Deckel 30 und Dose 32 ist eine Membran 33 eingespannt, an der zentral eine Kolbenstange 34 befestigt ist. Die Membran 33 wird durch eine Feder 35, welche gegebenenfalls nachstellbar sein kann, nach links vorgespannt.
• In den Raum 36 zwischen der Membran 33 und dem Deckel 30 mündet eine Bohrung 37, so daß sich der Atmosphärendruck auswirken kann, welcher durch eine weitere Bohrung 38 in den Deckel 30 eintritt. In den Raum 39 innerhalb der Dose 32 mündet eine Leitung 40, welche mit dem Ansaugrohr des Antriebsmotors in Verbindung steht. Auf diese Weise herrscht im Raum 39 stets der im Ansaugrohr des Antriebsmotors herrschende Unterdruck.
• Die aus Isolierstoff bestehende Zwischenplatte 29 hat einen Nabentei141, der dichtend in den Deckel 30 eingreift und in einer zentralen Bohrung die Kolbenstange 34 aufnimmt. Der Nabenteil 41 hat seitwärts eine nicht dargestellte Durchbrechung, in welcher ein Hebel 42 mit einem Zapfen 43 angeordnet ist. Der Zapfen 43 greift mit entsprechendem Spiel in eine Nut 44 der Kolbenstange 34 ein. Der Hebel 42 steht über weitere Zwischenhebel in nicht dargestellter Weise mit dem Anker 15 des Elektromagneten 14 in Verbindung.
• Auf der Kolbenstange 34 ist am Ende eine Hülse 45 axial bewegbar gelagert. Als Anschlag und Begrenzung für die Bewegung dient ein Stift 46 in der Kolbenstange 34, der in einen entsprechend breiteren Schlitz der Hülse 45 eingreift. Eine Feder 47 spannt die Hülse 45 nach links vor, so daß ihr linker Ansatz 48 stets an einer Stange 49 des Steuerdruck-Regelschiebers 25 anliegt.
• Im normalen Betrieb wird durch die Membrandose 27 der Unterdruck des Antriebsmotors abgetastet und im Zusammenwirken mit der Feder 35 und der Hülse 45 auf den Steuerdruck-Regelschieber 25 übertragen. Dieser regelt damit in der automatischen Schaltvorrichtung des Getriebes einen Steuerdruck ein, dessen Größe vom Unterdruck im Ansaugrohr des Antriebsmotors abhängt.
• Spricht nun infolge einer zu großen Erwärmung im Ölkreislauf des hydrodynamischen Getriebeteils der Thermoschalter 22 an, so wird in der beschriebenen Art und Weise der Anker des Elektromagneten 14 angezogen und bewegt durch das übertragungsgestänge den Hebel 42 in Pfeilrichtung. Der Zapfen 43 schiebt die Kolbenstange 34 sowie die Hülse 45 und durch deren Ansatz 48 den Steuerdruck-Regelschieber 25 nach links. In dieser Stellung wird der eingeregelte Steuerdruck auf einen kleineren Wert herabgesetzt und infolgedessen eine Herabschaltung im Getriebe um einen Gang erzwungen.
• Hat sich das Öl entsprechend abgekühlt, so daß der Thermoschalter 22 den Elektromagneten 14 wieder ausschaltet, so bewegt sich der Hebel 42 entgegen der Pfeilrichtung zurück, und das normale Spiel zwischen der Membrandose 27 und dem Steuerdruck-Regelschieber 25 beginnt von neuem.
• Nach F i g. 3 ist die Membrandose 27 prinzipiell in gleicher Weise aufgebaut. Die Feder 35' im eigentlichen Dosenteil 32' ist durch einen verstellbaren Federteller 50 einstellbar. Auf der Kolbenstange 34' ist eine Hülse 51 axial bewegbar gelagert. In diese Hülse 51 greift ohne Spiel der mit dem übertragungsgestänge in derselben Weise in Verbindung stehende Hebel 42 mit seinem Zapfen 43 ein.
• Als Anschlag für die axiale Bewegung der Hülse 51 dient einerseits die Klemmscheibe 52 für die Membran 33 und andererseits ein Federteller 53, welcher sich an einem Absatz 54 der Kolbenstange 34' abstützt. Auf diesen Federteller 53 wirkt die Feder 55, welche sich andererseits an einem mit der Kolbenstange 34' fest verbundenen Federteller 56 abstützt. Die Kolbenstange 34' liegt mit ihrem Ende 48' in der bei F i g. 2 beschriebenen Art und Weise am Steuerdruck-Regelschieber 25 an.
• Im normalen Betrieb wird mit der Kolbenstange 34' der Steuerdruck-Regelschieber 25 entsprechend dem im Ansaugrohr des Antriebsmotors herrschenden Unterdruck verstellt. Wird nun in der beschriebenen Weise durch den Thermoschalter 22 der Elektromagnet 14 erregt, so bewegt sich der Hebel 42 in Pfeilrichtung. Die Hülse 51 hebt dabei den Federteller 53 vom Ansatz 54 der Kolbenstange 34' ab. Damit wirkt die Feder 55 jetzt zusätzlich zur Feder 35' der Membrandose auf den Steuerdruck-Regelschieber 25, und dieser regelt den Steuerdruck derart ein, daß eine Herunterschaltung im Getriebe in den nächsttieferen Gang erzwungen wird.

Claims (1)

1. Patentansprüche: 1. überhitzungssicherung für einen zusammen mit einem selbsttätig umschaltbaren Wechselgetriebe, insbesondere Kraftfahrzeug-Wechselgetriebe, und mit Schlupf arbeitenden, insbesondere hydrodynamischen Kupplungs- oder Wandlerteil, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wechselgetriebe in an sich bekannter Weise ein die Temperatur des mit Schlupf arbeitenden Getriebeteils abtastender Wärmefühler zugeordnet ist und dieser Wärmefühler beim Übersteigen einer vorgegebenen Temperatur mittel- oder unmittelbar einen Impuls auslöst, durch den mittels Eingriffs in die Steuervorrichtung für das Umschalten des Wechselgetriebes letzteres selbsttätig in an sich bekannter Weise auf einen Gang bzw. Bereich kleinerer Verlustleistung geschaltet wird. 2. überhitzungssicherung nach Anspruch 1 für selbsttätig in Abhängigkeit von zwei Führungsgrößen, z. B. dem Saugrohrdruck des Antriebsmotors und der Abtriebsdrehzahl, über hiervon abgeleitete Steuersignale umschaltbare Wechselgetriebe, dadurch gekennzeichnet, daß durch den vom Wärmefühler ausgelösten Impuls mittel- oder unmittelbar zumindest eines der von den Führungsgrößen abgeleiteten Steuersignale im Sinne einer Abwärtsschaltung des Wechselgetriebes beeinflußbar ist. 3. Überhitzungssicherung nach einem der Ansprüche 1 oder 2 für selbsttätig umschaltbare Wechselgetriebe mit willkürlicher Rückschaltung durch Kick-down, dadurch gekennzeichnet, daß die Kick-down-Betätigung und der Wärmefühler parallel geschaltet sind, derart, daß der vom Wärmefühler ausgelöste Impuls dem Kick-down-Impuls gleichgeartet und gleichwirkend ist. 4. überhitzungssicherung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmefühler in an sich bekannter Weise zugleich selbst als Schaltorgan dient und als ein an sich bekannter, oberhalb einer bestimmten, gegebenenfalls einstellbaren Temperatur schließender Thermoschalter (22) ausgebildet ist. S. überhitzungssicherung nach Anspruch 4 bei einem Wechselgetriebe mit hydrodynamischem Teil und einem in dem Kreislauf angeordneten Wärmefühler, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermoschalter (22) im Zulauf (23) zum hydrodynamischen Teil (12) angeordnet ist. 6. überhitzungssicherung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Wechselgetriebe (10) ein Elektromagnet (14) angeordnet ist, dessen Erregerwicklung (18) mit einem in an sich bekannter Weise am Gaspedal (21) angordneten Kick-down-Schalter (20) und dem zu letzterem parallelgeschalteten Thermoschalter (22) verbunden und bei Betätigung dieser Schalter (20, 22) einschaltbar ist. 7. Überhitzungssicherung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (15) des Elektromagneten (14) mit einem Regelglied (17) des Wechselgetriebes in Verbindung steht, wobei als Regelglied der in an sich bekannter Weise vom Saugrohrdruck des Antriebsmotors gesteuerte Regelschieber (25) dienen kann. B. Überhitzungssicherung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (15) des Elektromagneten (14) durch ein übertragungsgestänge (16, 42) mit der Kolbenstange (34) der in an sich bekannter Weise vom Saugrohrdruck des Antriebsmotors beaufschlagten Membran (33) verbunden ist und diese Kolbenstange in ebenfalls an sich bekannter Weise mit einem Stempel (48) am Regelschieber (25) anliegt, wobei als letztes Glied des Übertragungsgestänges (16) ein Hebel (42) mit einem Zapfen (43) unter entsprechend beidseitigem Spiel in eine Nut (44) der Kolbenstange (34) eingreift. 9. Überhitzungssicherung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel (48) von einer konzentrisch auf der Kolbenstange (34) angeordneten Hülse (45) gebildet wird, welche zwischen zwei Endstellungen in bezug auf einen Anschlag gegenüber der Kolbenstange (34) axial bewegbar und durch eine Feder (47) in Richtung auf den Regelschieber (25) vorgespannt ist. 10. Überhitzungssicherung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das letzte Glied (42) des Übertragungsgestänges (16) mit einer Hülse (51) in Verbindung steht, welche auf der Kolbenstange (34') der vom Saugrohrdruck des Antriebsmotors beaufschlagten Membran (33) bewegbar, aber mit axial begrenztem Hub nach beiden Seiten angeordnet ist. 11. überhitzungssicherung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub der Hülse (51) einerseits von einem Anschlag (52) der Kolbenstange (34') und andererseits von einem losen Federteller (53) begrenzt ist, wobei eine Feder (55) ihrerseits in an sich bekannter Weise zwischen dem losen (53) und einem festen Federteller (56) auf der Kolbenstange (34') angeordnet ist. 12. Überhitzungssicherung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die die Membran (33) aufnehmende Membrandose (27) unter Zwischenschaltung einer aus Isolierstoff bestehenden Zwischenplatte (29) am Getriebegehäuse befestigt ist. 13. Überhitzungssicherung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (29) aus Isolierstoff einen Nabenteil (41) aufweist, welcher die Kolbenstange (34) bzw. die Hülse (51) aufnimmt, in welcher ein Schlitz zum Durchgreifen des Zapfens (43) angeordnet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 621735, 883 089, 883 567, 917 048, 933 014, 961058.