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Zweigang-Zahnräderwechselgetriebe mit hydraulisch betätigten Reibscheibenkupplungen,
insbesondere für Kraftfahrzeuge Die lrtindung l)etrifft ein Zweigang-Zahnräderwechselgetriebe
mit hydraulisch betätigten Reibscheibenkupplungen, insbesondere für Kraftfahrzeuge,
bei dem eines der Zahnräder mit einer Freilaufkupplung versehen ist, und sie zeichnet
sich durch eine von der Motorwelle getriebene Pumpe und eine mit dem Fahrzeugantrieb
verbundeue Pumpe aus, die das hydraulische Druckmittel einem durch die Drosselklappe
des Motors gesteuerten Regler zuführen, der die Förderung des Druckmittels nach
dem Kupplungsgehäuse so regelt, <laß der Wechsel von einer Höheren auf eine niedere
Geschwindigkeitsstufe erst stattfinden kann, wenn die Fahrgeschwindigkeit erheblich
unter den Wert gesunken ist, bei dem die höhere Geschwindigkeitsstufe eingeschaltet
wurde. Zweckcniißig sind in einem Gehäuse Kupplungen angeordnet mit einer axial
verschiebbaren Kupplungsscheibe für die niedere und einer Kupplungsscheibe für die
höhere Geschwindigkeitsstufe und zu beiden Seiten der verschiebbaren Kupplungsscheibe
angeordnete axial verschiebbare Mitnehmerscheil>en, wobei die Mitnehmerscheibe gegen
eine Druckkammer abschließende Membranen anliegt, die durch das Druckmittel so verformt
werden können, daß zuerst die erste Kupplungsscheibe mit der ersten Mitnehmerscheibe
und bei weiterer Verschiebung auch die zweite Mitnehmerscheibe und die zweite Kupplungsscheibe
in kraftschlüssige Verbindung treten und der hydraulische Druck mittels des durch
eine Drosselklappe und die Fahrgeschwindigkeit gesteuerten Reglers geregelt wird.
Nach einer besonderen Ausführungsform wird das Druckmittel dem Regler durch eine
mit
der Motorwelle Betrieblich verbundene Pumpe und eine mit dem
Fahrzeugantrieb verbundene Pumpe zugeführt, und der Regler besitzt zwei zylindrische
Kammern, die durch eine Kaliberöffnung miteinander verbunden sind, durch die die
Druckflüssigkeit aus der ersten in die zweite Kammer fließt, bevor sie den Regler
verläßt, und der Regler weist einen federbelasteten Stempel auf, der an einem Ende
zu einem in der ersten Kammer arbeitenden Kolben erweitert und an seiner äußeren
Oberfläche so ausgebildet ist, daß er bei axialer Verschiebung infolge Änderung
des Flüssigkeitsdruckes den wirksamen Querschnitt der Kaliberöffnung regelt. Der
Stempel kann hohl und mit Öffnungen versehen sein, die die Druckflüssigkeit aus
der zweiten Kammer in die Kolbenbohrung einlassen, und die Verbindung der Kolbenbohrung
mit der ersten Kammer wird durch ein federbelastetes Plattenventil geregelt, das
in seiner geöffneten Stellung die Druckflüssigkeit aus der ersten Kammer ausläßt.
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Bei einem Fahrzeug mit genügend hohem Verhältnis von Kraft zum Fahrzeuggewicht
braucht das Getriebegehäuse nur für zwei Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang eingerichtet
zu sein. In diesem Fall kann das Getriebe erfindungsgemäß völlig automatisch arbeiten,
soweit beim Vorwärtsantrieb ein Stufenwechsel erforderlich ist. Der übliche Kupplungsfußhebel
ist dann nicht erforderlich. Der Erfindungsgegenstand kann aber auch bei einem halbautomatischen
Getriebe benutzt werden, bei dein das Getriebegehäuse mehr als zwei Vorwärtsgänge
und eine automatische Untersetzung in Verbindung mit einem Handschalthebel aufweist,
wobei dann ein Kupplungsfußhebel erforderlich ist.
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Das Kuppeln wird durch 01 oder andere geeignete Flüssigkeiten
bewirkt, die unter einem Druck stehen, der durch die hydraulischen Schaltmittel
bedingt ist und der stets von der herrschenden'-Motordrehzahl und vorzugsweise auch
von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs abhängt. Steht das Fahrzeug mit leer laufendem
lNfotor still, reicht der Flüssigkeitsdruck nicht, um eine der Kupplungen einzukuppeln.
Die Anordnung ist aber derart, daß beim Beschleunigen der Dlotordrehzahl der steigende
hydraulische Druck zuerst die Kupplung der ersten, niederen Schaltstufe einschaltet,
so daß das Fahrzeug über das Getriebe des kleinen Ganges angetrieben wird. Ist dann
die Motordrehzahl genügend hoch, so reicht der entwickelte Flüssigkeitsdruck aus,
um auch den großen Gang einzuschalten, wobei die Kraftübertragung dann durch das
Getriebe des großen Ganges erfolgt. Verringert sich die Motordrehzahl, so bewirken
die hydraulischen Schaltmittel ein Auskuppeln des großen Ganges, und der Antriel)
erfolgt dann wieder über den kleinen Gang.
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Es sind Vorkehrungen getroffen, die das Ein-und Auskuppeln des großen
Ganges so allmählich bewirken, daß ein Schalten ohne Schaltstöße in jeder Richtung
möglich ist.
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Das hydraulische Schaltmittel wirkt derart, daß der automatische Übergang
vom großen auf den kleinen Gang bei laufendem oder teilweise oder ganz gedrosseltem
Motor nicht eintreten kann, bevor die Fahrgeschwindigkeit beträchtlich bis unter
die Drehzahl abgesunken ist, bei der der große Gang eingekuppelt werden kann. Diese
Verminderung der Motordrehzahl, die gewöhnlich stattfindet, wenn der große Gang
zuerst eingeschaltet wird, ruft daher kein Zurückspringen auf den kleinen Gang hervor.
Da es seit langem angestrebt wird, daß der Fahrer eine Kontrolle über die Geschwindigkeiten
hat, bei denen ein selbsttätiger Gangwechsel in jeder Richtung eintritt, ist es
weiterhin von Vorteil, wenn die hydraulischen Schaltmittel in Abhängigkeit von der
Drosselöffnung beeinflußt werden können.
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In den Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht.
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Fig. i zeigt eine schematische Darstellung mit teilweisem Schnitt
eines selbsttätigen Zweiganggetriebes für Motorfahrzeuge gemäß der Erfindung;
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Fig. 2 stellt eine Ansicht in Richtung II-II nach Fig. i dar;
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Fig. 3 ist ein senkrechter Schnitt durch ein hydraulisches Schaltmittel,
das bei der in Fig. i dargestellten Anordnung verwendet wird;
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Fig. d zeigt einen senkrechten Schnitt durch eine den Zufluß hemmende
Vorrichtung, die zweckmäßig mit einem Schaltmittel nach Fig.3 zusammenarbeitet;
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Fig. 5 veranschaulicht, wie das Schaltmittel nach Fig. 3 abgewandelt
werden kann, um die Änderung der Viskosität der in den hydraulischen Kupplungen
benutzten Flüssigkeit auszugleichen;
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Fig.6 stellt einen senkrechten Schnitt durch einen Teil eines halbautomatischen
Getriebes für Motorfahrzeuge gemäß der Erfindung dar und zeigt eine bevorzugte Ausführungsform
der in Fig. i schematisch dargestellten Kupplung;
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Fig. j zeigt einen senkrechten Schnitt einer Überholvorrichtung, die
bei dem Getriebe nach Fig. 6 verwendet wird;
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Fig. 8 und 9 zeigen Schnitte in Richtung A-A nach Fig. 7 und geben
die beiden Einstellungen der Vorrichtung wieder;
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Fig. io veranschaulicht einen teilweisen senkrechten Schnitt, der
zeigt, wie der Regler der Fig. 3 verändert werden kann, damit jede Kupplung durch
ihre eigene Membran betätigt wird.
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Bei einem automatischen Zweiganggetriebe, das in seiner einfachsten
Form in Fig. i schematisch dargestellt ist, sind die allgemein mit i und 2 bezeichneten
Kupplungen in einem im wesentlichen dichten Gehäuse 3 untergebracht, das eine Einheit
bildet. Die zugehörigen angetriebenen Kupplungsscheiben :I und 5 sind auf koaxial
ineinander angeordneten Wellen 6 bzw. 7 verkeilt, deren eine, 6, rohrförmig gestaltet
ist und die andere, 7, umschließt. Die rohrförmige Welle 6 treibt zwei ineinandergreifende
Zahnräder 8 und 9. Das letztere steht mit einer Gleichlaufkupplung io bekannter
Bauart, z. B. einem Klemmrollenfreilauf, im Eingriff, so daß das Drehmoment in der
Antriebsrichtung,
nicht aber negative Drehmomente übertragen werden.
Die Zahnräder 8, 9 bilden den ersten oder kleinen Gang. Der zweite oder große Gang
wird durch zwei weitere ineinandergreifende Zahnräder i i und 12 gebildet, die durch
die Welle angetrieben werden.
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Um einen weichen stoßfreien Antrieb zu erzielen, sind die getriebenen
Kupplungsscheiben und 5 mit feuchtigkeitsfesten Belägen 13 versehen, wie z. 13.
Korkauflagen, die in 01 laufen. Die getriebetie Scheibe 4 der Kupplung i
des ersten Ganges liegt zwischen der Mitnehmerscheibe 14 dieser Kupplung und der
Mitnehmerscheibe 15 der Kupplung 2 für den zweiten Gang. Diese Mitnehmerscheiben
liegen in Keilnuten des Gehäuses 3 und stehen so unter Federkraft, daß die Kupplungen
so lange ausgeschaltet bleiben, bis eine genügende Gegenkraft (las Einschalten bewirkt.
Die Nlitnehmerscheibe i5 steht unter Wirkung von Schraubenfedern 16, die sie in
der Ruhelage gegen einett Anschlag 17 drücken, und die Einrichtung ist so bemessen,
daß der das Einschalten der Kupplung 2 für den zweiten Gang bewirkende notwendige
Druck beträchtlich größer ist als der zum Einschalten der Kupplung i für den ersten
Gang erforderliche. Wenn der Motor läuft, wird öl unter einem durch ein später zu
beschreibendes hydraulisches Schaltmittel geregelten Druck durch ein Rohr 18 nacli"der
einen Seite einer aus künstlichem Gummi bestehenden ringförmigen Membran i9 geleitet,
die gleichachsig zu den Mittiehtnerscheiben 1.1, i5 der Kupplungen liegt. Sobald
der Oldruck eine bestimmte Höhe erreicht, wird die Druckplatte 14 der Kupplung i
des ersten Ganges infolge der Durchbiegung der Membran i9 entgegen seiner Federkraft
verschoben. Diese Kupplung wird eingeschaltet, wenn die Reibbeläge 13 der Kupplungsscheibe
.4 zwischen den Mitnehnierscheiben 14 und 15 mitgenommen werden, und das Drehmoment
wird dann durch die Zahnr iider8 und 9 des ersten Ganges übertragen. Bei genügendem
Anwachsen des auf die Membran i9 einwirkenden Öldruckes wird die Membran weiter
durchgebogen und verschiebt die Mitnehmerscheibe 15 des zweiten Ganges 2 entgegen
der Federkraft beider llitnehtnerscheiben, so daß beide Kupplungen eingeschaltet
sind und das Drehmoment über die Zahnräder i 1, 12 des zweiten Ganges übertragen
wird. Senkt sich der Oldruck unter ein bestimmtes Maß, so schaltet sich die Kupplung
2 des zweiten Ganges selbst aus, und wenn der Druck so stark abgefallen ist, daß
die Membran i9 unter der Wirkung der Federkraft der Scheibe 14 in ihre Ruhelage
zurückgekehrt ist, schaltet sich die Kupplung i des ersten Ganges selbst aus und
unterbricht die Antriebsübertragung. Zwischen der Kammer 21 hinter der Membran i9
und dem Kupplungsgehäuse ist ein kleiner Flüssigkeitsdurchlaß 20 vorgesehen, der
die vollständige Füllung des gesamten Kupplungsgehäuses mit Öl sicherstellt und
der auch eine Entlüftung des hydraulischen Systems gestattet. Durch die vollständige
Füllung des Kupplungsgehäuses mit 01 wird verhütet, daß die Membran i9 infolge
der auf den Inhalt der Kammer 21 ausgeübten Schleuderkraft durchgebogen wird. In
der Nähe der Drehachse hat das Kupplungsgehäuse eine Ausdehnungsöffnung 22, durch
die öl in einen nicht dargestellten Ölsumpf fließen kann.
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Die hydraulischen Schaltmittel bestehen aus einer Rotationsverdrängerölpumpe
23, die von der Motorwelle 26 durch die Zahnräder 24, 25 angetrieben wird und deren
Leistung vorzugsweise durch eine einfache Ölpumpe 27 gesteigert wird, welche proportional
zu der jeweiligen Geschwindigkeit des Fahrzeugs angetrieben werden kann. Außerdem
ist ein Regler 28 vorgesehen, dem die von der motorgetriebenen Ölpumpe 23 geförderte
Olmenge zugeführt wird, gegebenenfalls zusammen mit der Ölpumpe, die von der vom
Fahrzeug angetriebenen Pumpe 27 gefördert wird, wenn eine solche verwendet wird,
wobei der Regler 28 den Olzufluß nach der Membrankammer 21 unter den jeweiligen
Bedingungen steuert. Die Pumpen 23 und 27 fördern 01 durch die Leitungen
29 und 3o aus (lern Ölsumpf in ein gemeinsames Ausflußrohr 31.
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Obwohl die zusätzliche, vom Fahrzeug angetriebene Ölpumpe 27 nicht
erforderlich ist, stellt sie eine sehr zweckmäßige Zusatzeinrichtung dar. Sie dient
nicht nur zur Steigerung der Wirksamkeit des Reglers 28 und damit des Einschattens
der Kupplung, wenn der Motor durch Anschleppen zum Anspringen gebracht werden soll,
sondern sie sichert auch das Starten aus dem Stillstand und bei bergab rollendem
Fahrzeug mit leer oder schwach laufendem Motor, wobei keine zu hohe Geschwindigkeit
erreicht werden kann, bevor der Antrieb stattfindet. Ohne dieses Hilfsmittel kann
in diesen Fällen die Geschwindigkeit des Fahrzeugs sehr groß werden, und dann würde
ein Niederdrücken des Beschleunigerhebels ein plötzliches Einschalten des ersten
Ganges bewirken. Als Folge davon würde der Motor eine sehr hohe Beschleunigung mit
ihren unangenehmen Folgen erfahren.
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Der Regler 28, der in Fig. 3 besonders dargestellt ist, besteht aus
zwei gleichachsig zueinander liegenden zylindrischen Kammern 32 und 33, die als
erste und zweite Kammer bezeichnet werden sollen. Diese Kammern stehen durch eine
einen dünnen Rand aufweisende, zentral an oder Verbindungsstelle angeordnete Kaliberöffnung
3,4 ständig miteinander in Verbindung. Der wirksame Querschnitt dieser Kaliberöffnung
wird durch den Umfang der äußeren Oberfläche eines hohlen Pumpenstempels 35 geregelt,
der sich in axialer Richtung durch die Öffnung erstreckt. Das eine Ende des Stempels
ist zu einem Kolben 36 erweitert, der in der ersten Kammer 32 arbeitet, während
sein anderes geschlossenes Ende flüssigkeitsdicht durch die untere Wand 37 der zweiten
Kammer 33 hindurchragt.
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Der Stempel 35 steht unter dem Druck zweier Schraubenfedern
38 und 39, die beide in der ersten Kammer 32 untergebracht sind und den Stempel
in eine Stellung drücken, in der der Kolben 36, wie in Fig. 3 dargestellt, nahe
an der Verbindungsstelle der beiden Kammern anliegt. Die Feder 38 von
geringer
Druckkraft liegt zwischen der oberen Wand 4o der ersten Kammer 32 und dem Kolben
36. Die andere, stänkere Feder 39 wirkt auf eine Ventilklappe 41, die auf dem oberen
Ende des Stempels 35 sitzt. Diese Feder 39 kann durch ein in der Wand 4o der ersten
Kammer angeordnetes verstellbares Widerlager 42 eingestellt werden.
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Das dem Regler 28 durch das Rohr 31 zugeführte 01 tritt in
die erste Kammer 32 an der Verbindungsstelle mit der zweiten Kammer 33 ein und dringt
in die letztere durch die Kali,beröffnung 34, die bei leer laufendem Motor die entsprechende
Ölmenge durchläßt, ohne daß in der ersten Kammer 32 ein solcher Druck erzeugt wird,
daß der Kolben 36 bewegt wird.
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Das meiste Öl geht durch Öffnungen 43 des Stempels 35 in die Innenbohrung,
öffnet die Ventilklappe 41 und fließt schließlich aus der ersten Kammer 32 durch
einen Niederdruckauslaß 44 aus und kehrt in den Ölsumpf zurück. Indessen dringt
eine kleine Ölmenge von der zweiten Kammer 33 durch einen Auslaß 45 über das Rohr
18 (Fig. i) in die Meinbrankammer 21 des Kupplungsgehäuses durch den kleinen Durchlaß
2o der Kammer 21 ; aber der Federdruck auf die Ventilklappe 41 ist, wenn der Motor
im Leerlauf ist, zu gering, um einen Gegendruck zu erzeugen, der ausreichen würde,
die Kupplung i des ersten Ganges einzuschalten. Wenn die Feder 39 der Ventilklappe
41 einen gleichbleibenden Druck ausübt, wird der Öldruck in der Membrankammer 21
in linearem Verhältnis zu dem Druck dieser Feder und daher auch zu der Bewegung
des Kolbens 36 und des mit ihm verbundenen Stempels 35 stehen.
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Obgleich der Druck der Ventilklapperfeder 39 und der Querschnitt des
Stempels 35 so gewählt ,werden können, daß jedes gewünschte Verhältnis zwischen
der -,\'lotordrehzahl und der axialen '\'erschiebung des Stempels erhalten Nverden
kann, ist die äußere Oberfläche des Teiles 46 des Stempels 35, (las dein Kolben
36 benachbart ist und von der Ventilklappe 4i entfernt liegt, in dem dargestellten
Ausführungsbeispiel von kegelstumpfförmiger Gestalt, und zwar in Richtung von der
Kaliberöffnutig 34 nach der zweiten Karniner 33 hin konvergent verlaufend. An dem
einen geringeren Durchmesser aufweisenden Ende des kegeligen Teiles 46 ist eine
ringförmige Nut 47 vorgesehen, der ein im wesentlichen zylindrischer Teil 48 folgt,
dessen Durchmesser nahezu ebenso groß ist wie der des breiteren Endes des kegelstumpfförrnigen
"feiles 46. An den im wesentlichen zylindrischen Teil 48 des Stempels schließt sich
ein zylindrischer Schaft von kleinerem Durchmesser an, der durch die Walldung 37
der zweiten Kaninier 33 hindurchragt.
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Wenn der Motor leer läuft, liegt das breite Ende des kegelförmigen
Teiles 46 des Stempels 35 in der Kaliberöffnung 34, wobei, ,wie bereits ausgeführt,,
der sich ergebende Ölfluß nicht ausreicht, um das Einschalten der Kupplung des ersten
Ganges zu bewirken. Beim Ansteigen der Motordrehzahl ist der wirksame Querschnitt
der Kaliberöffliting 34 nicht in der Lage, die zunehmende Ölmenge hindurchzulassen,
so daß der Druck in der ersten Kammer 32 so weit steigt, daß der Kolben 36 entgegen
der Federkraft bewegt wird. In dem Maße, wie der Motor beschleunigt wird, bewegt
sich der Kolben 36 weiter, bis er eine Stellung erreicht, in der die Feder 39, die
die Ventilklappe 41 belastet, so zusammengedrückt wird, daß der Öldruck in der zweiten
Kammer 33 ausreicht, um ein Einschalten der Kupplung des ersten Ganges durch Ausbiegen
der Membran r9 (Fig. i) zu bewirken. Eine weitere Steigerung der Motordrehzahl verursacht
eine weitere Bewegung des Kolbens 36 untergleichzeitigem Anwachsen des auf die Membran
i9 wirkenden Öldruckes. Bevor dieser Druck jedoch einen Wert erreichen kann, bei
dem er die Membran so weit verformt, daß die Kupplung 2 des zweiten Ganges eingeschaltet
wird, gleitet der kegelstumpfförrnige Teil 46 des Stempels 35 aus der KaliberöffnUng
34 heraus. Der wirksame Querschnitt der Kaliheröftnung wird infolge der Ringnut
47 des Stempels plötzlich vergrößert, und nun ruft eine wesentliche Erhöhung der
Rlotordrelizahl nur eine verhältnismäßig kleine zusätzliche Bewegung des Kolbens
und des Stempels hervor.
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W'erin der untere Rand der Ringnut 47 des Stempels sich der Ebene
der Kaliberöffnung 34 nähert, wird der Regler 28 sehr empfindlich, weil jede weitere
Bewegung des Kölbens 36 in der gleichen Richtung eine Verminderung des wirksamen
Querschnitts der Kaliberöffnung 34 hervorruft, und zwar infolge des ini wesentlichen
zylindrischen Teiles 48 des Stempels 35. Daher steigt der auf den Kolben 36 wirkende
Öldruck beträchtlich, und der Stempel wird plötzlich um etwa die ganze Länge des
itn wesentlichen zylindrischen Teiles 48 verschoben. Diese Verschiebung verursacht
ein plötzliches Ansteigen des Gegendruckes der Feder 39, die auf die Ventilklappe
41 wirkt, wodurch bei einer bestimmten 1Totordrehzahl der auf die Membran 19 wirkende
Öldruck sprunghaft so weit ansteigt, daß die Kupplung 2 des zweiten Ganges fest
in Eingriff kommt. Diese Bedingung bleibt bestehen, auch wenn die Motordrehzahl
infolge Einschaltens der Kupplung des zweiten Ganges beträchtlich fällt. und die
Fahrzeuggeschwindigkeit wird durch diese Vorgänge nicht merklich beeinträchtigt.
Die Aufrechterhaltung der beträchtlichen Verschiebung des Stempels 35 kann sichergestellt
werden, wenn der Durchmesser des im wesentlichen zylindrischen Teiles 48 im Verhältnis
zur Kaliberöffnung 34 genügend groß ist. Wenn der Tei148 des Stempels die Kaliberöffnung
34 ganz abschließen würde, so würde der Stempel erst dann in seine Anfangsstellung
zurückkehren, wenn der Motor stillsteht. In der Praxis wird der Durchmesser des
Teiles 48 so gewählt, daß der bestehende Öldruck bei eingeschalteter Kupplung 2
nicht ausreicht, um diese Kupplung bei unter eine bestimmte Grenze sinkender Fahrgeschwindigkeit
in Eingriff zu halten. Diese Grenze muß natürlich genügend unter dem Wert liegen,
bei dem, wenn allein der erste Gang eingeschaltet ist, das Aufwä
rtsschalten
erfolgen kann. Wenn z. B. der selbsttätige Wechsel vom ersten zum zweiten Gang bei
einer Fahrgeschwindigkeit von etwa 48 km/h erfolgt, sind die einzelnen Teile so
angeordnet, daß der Wechsel vom zweiten auf den ersten Gang nicht eintreten kann,
bevor sich die Fahrgeschwindigkeit auf 32 1,m/11 gesenkt hat.
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Aus dein bereits erwähnten Grund wird die Arbeitsweise des Reglers
28 von dem Grad der Drosselung l)eeiiitlulat. Diese wird durch einen die I@aliller<iffnung
34 umgehenden Kanal 49 erreicht, der durch ein sich zunehmend öffnendes Ventil 5o
gesteuert wird, (las durch einen Hebel 51 betätigt wird, der mit (lern Beschleunigerfußhebel
verbunden ist. Wenn die Drossel voll geöffnet ist, ist der Kanal 49 voll wirksam,
und dann muß der Motor im ersten Gang auf eine verhältnismäßig hohe Drehzahl gebracht
werden, bevor das Aufwärtsschalten erfolgt. In ähnlicher Weise erfolgt das Ilerunterschalten
1>e1 offenem Kanal 49, wenn die Geschwindigkeit lies Fahrzeugs noch verhältnismäßig
hoch ist. Bei fast vollkommen geschlossenem Kaital 49 genügt jedoch eine verhältnismäßig
niedrige Motordrehzahl zum Aufwärtsschalten,aber das Abwärtsschalten geht nicht
eher vor sich, bis dieFahrgeschwindigkeit verhältnismäßig weit abgesunken ist. Fallei
können die Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit. 1>e1 denen das Kuppeln erfolgt
und Gier Gangwechsel in jeder Richtung eintritt, durch Ändern der Form und Anordnung
des Stempelumrisses 35 sowie durch Verändern der Stärke der Federn 38 und 39 eingestellt
werden. Wie bereits angedeutet, ist dafür gesorgt, daß das Ein- und Ausschalten
des zweiten Ganges 2 allmählich, stoßfrei und gleichmäßig erfolgt. Dieses weiche
Schalten kann durch ein genügendes Ausgleichsvermögen der Membrankammer 21, der
Kupplung oller durch den Einschluß eines Luftpolsters odefi eines gleichwertigen
Mittels in dem nach der Kupplung führenden Ölrohr 18 erreicht werden. Vorzugsweise
wird jedoch in dieses ölzuführungsrolir 18 ein Strömungsminderer (Feg. 4) eingebaut,
der einen Hohlkolben 53 enthält, der in einer senkrechten zylindrischen Kammer 52
zwischen zwei Federei 54 eingespannt ist, die den Kolben 53 in der Mittellage halten.
Das obere Ende des Kolbens 53 hat eine mittlere Öffnung 55 mit dünnem Rand, die
zum großen Teil durch ein axial angeordnetes Sperrglied 56 abgeschlossen wird. Das
Sperrglied ist von konvexer balleger Form und ist starr am oberen Teil der Kammer
52 befestigt. In der Ruhelage liegt die Ebene der Öffnung 55 in gleicher Höhe mit
der größten Ausbuchtung des Sperrgliedes 56, so daß der wirksame Querschnitt der
Öffnung 55 nur eine Mindestmenge der geringen Ölmenge durchläßt, das bei laufendem
Motor ständig durch den Durchlaß 2o der Membrankammer 21 der Kupplung umläuft.
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Das von dem Auslaßrohr45 der zweiten Kammer 33 der Kupplung kommende
Ü1 gelangt durch ein Einlaßrohr 57 am olleren Teil der Kammer 52 des Strömungsminderers,
dringt durch die gedrosselte Öffnung 55 in (las Innere des Kolbens 53 ein und von
dort durch in der Wand des Kolbens angeordnete Löcher 58 in das seitlich an der
Kammer 52 sitzende Rohr 59, von wo es durch die Leitung 18 der Meml)rankammer 21
der Kupplung zugeführt wird. Der Kolben 53 des Strömungsminderers verbleibt in seiner
mittleren Ruhelage, wenn das Fahrzeug im ersten oder zweiten Gang läuft. Jedoch
findet beim Gangwechsel sowohl auf- als auch abwärts, der durch Änderung des hydrostatischen
Druckes des durch den Regler 28 zugeführten Öles erfolgt, auch ein geringer ölfluß
in der einen oder anderen Richtung als Folge des Ausgleichsvermögens der Membrankammer
21 der Kupplung statt. Dieser ölfluß tritt infolge des geringen wirksamen Querschnitts
der durch das Sperrglied 56 gedrosselten Öffnung 55 nicht sofort in dem erforderlichen
Maße ein. Folglich tritt bei einem in einer Richtung stattfindenden Gangwechsel
ein merklicher Druckunterschied an der Öffnung 55 auf, durch den der Kolben 53 bewegt
und dadurch der wirksame Ouerschnitt dieser Öffnung vorübergehend größer wird und
so lange einen stärkeren ölfluß gestattet. Der untere Teil des Kolbens 53 taucht
in 01 6o ein, und er besitzt eine kleine Öffnung 61, wodurch eine Stoßdämpfung
erreicht, die die Kolbenbewegung verzögert, und damit eine zu rasche Ausdehnung
oder Einziehung der Membran i9 verhindert wird.
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Bei kaltem Wetter kann die Viskosität des Öles im hydraulischen Kreislauf
so hoch sein, daß ein verfrühtes Einschalten der Kupplung i des ersten Ganges beim
Anfahren verursacht wird, da das öl infolge der höheren Viskosität eine genügende
Druckdifferenz an der Kaliberöffnung 34 des Reglers 28 und damit eine vorzeitige
Bewegung des Stempels 35 bewirkt. Um die Wirkung der Viskositätsänderung des Öles
auf das Einschalten des ersten Ganges i auszugleichen, ist der Regler 28 gemäß Fig.
5 ausgebildet. Das Rohr 31, durch das öl in die erste Kammer 32 des Reglers 28 gepumpt
wird, ist mit einer langen, eine enge lichte Weite besitzenden oder gewundenen Leitung
62 versehen, die dem Durchfluß eines zu viskosen Öles einen hohen Widerstand entgegensetzt.
Wenn das 01
von normaler Viskosität ist, kann es durch die Leitung 62 hindurchfließen
und während des Einschaltens des ersten Ganges an die erste Kammer des Reglers gelangen,
ohne daß ein wesentliches Druckgefälle entsteht. Ist das Öl hingegen ziemlich kalt,
so verursacht die durch die Leitung entstehende Druckerhöhung einen beträchtlichen
Gegendruck. Das bedeutet, daß an der Einlaßseite der als Strömungswiderstand wirkenden
Leitung 62 ein wesentlicher Druckanstieg entsteht. Von dieser Stelle führt eine
Rohrleitung 63 in eine Hilfskammer 64, die vorzugsweise gleichachsig zu der zweiten
Kammer 33 des Reglers 28 liegt und die einen Ausgleichskolben 65 enthält, der an
dem Schaft des Stempels 35 dieses Reglers sitzt. Die Hilfskammer 64 weist ein Bohrloch
66 auf, das nach außen führt, so daß der Kolben 65, wenn die Viskosität des Öles
sehr hoch ist, durch den an der Einlaßseite der den Strömungswiderstand erzeugenden
Leitung
62 erhöhten Gegendruck mit dem Stempel 35 des Reglers 28 in einer Richtung so stark
belastet wird, daß seine vorzeitige Bewegung verhindert wird, die sonst auf Grund
der ungewöhnlichen Viskositätsbedingungen des Öles eintreten würde.
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U m einen übermäßig hohen Druck am Eingang zu der Widerstandsleitung
62 auszuschließen, wenn der ölfluß mit weiterem Ansteigen der Motorgeschwindigkeit
über den während des Einwirkens der eingeschalteten Schaltstufe herrschenden Druck
merklich wächst, ist ein federbelastetes Umgehungsventil 67 vorgesehen, das in einer
Erweiterung 31A des lZohres 31 parallel mit der Widerstandsleitung 62 sitzt. Dieses
Ventil öffnet sich, wenn der Druck in der `Widerstandsleitung 62 eine bestimmte
Höhe überschreitet. Wenn bei hoher Motordrehzahl der Öldurchfluß beträchtlich ist,
wird das Uingehungsventi167 gewöhnlich offengehalten. Unter diesen Bedingungen tritt
nur ein bestimmter und beschränkter Gegendruck auf, der bei hoher Motordrehzahl
ständig auf den Ausgleichskolben 65 wirkt.
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Auf Fig. i zurückkommend sei bemerkt, daß der Endantrieb der Vorder-
oder Hinterräder des Fahrzeuges über zwei Kegelzahnräder 68 und 69 geht. Das Zahnrad
8 kann auf der genuteten Welle 6 durch einen Mitnehmer 70 in die mit 8A und
8H bezeichneten Stellungen axial verschoben werden. Befindet sich das Zahnrad 8
bei 8A, so findet keine Übertragung statt, liegt es dagegen in der Stellung 88,
so wird ein Rückwärtsganggetriebe 71, 72 eingeschaltet. Wie dargestellt, ist weiter
ein federbelastetes Kugelventil 73 vorgesehen, das mit dem Öleinlaßrohr 18 in Verbindung
steht. Dieses Ventil steuert ein Drucksicherheitsrohr 74, durch (las 01 in
den Ölsumpf überlaufen kann. Solange das Zahnrad 8 mit dem Za(linrad q !im Eingriff
steht, drückt die Stange 75 des Mitnelimers 70 einen Schaltstempel 76 ein,
der die Feder des Kugelventils 73 so weit zusammendrückt, claß ein solcher Öldruck
hervorgerufen werden kann, daß der zweite Gang 2 nach dem ersten Gang i eingeschaltet
wird. Wird aber auf Leerlauf 8A oder auf Rückwärtsgang 8B geschaltet, so bewegt
sich die Stange 75 des Mitnehiners vom Ölüberlaufschaltstenipe176 fort, und die
dadurch hervorgerufene Entlastung das auf dein Kugelventil 73 ruhenden Federdruckes
bewirkt, daß der Öldruck durch das Rohr 74 so weit abgelassen wird, daß der vorhandene
Druck eben zum Schalten der Kupplung i des ersten Ganges ausreicht.
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Fig. 6 zeigt eine Kupplung, die in Fig. i, wie erwähnt, nur schematisch
erläutert ist, in einer bevorzugten Ausführungsform für halbautomatische Kraftübertragung
gemäß der Erfindung. Entsprechende Teile von Fig. i und 6 sind mit den gleichen
Bezugszeichen versehen. Jedoch sind die beiden Ölpumpen 23 und 27 und der Regler
28 in Fig. 6 nicht dargestellt. Die Mitnehmerscheibe 15 der Kupplung 2 des zweiten
Ganges sitzt auf drei Blattfedern 77, die sehnenförmig gleichmäßig verteilt und
an einer festen Scheibe 78 befestigt sind. In Fig. 6 ist nur ein Teil einer dieser
Blattfedern sichtbar. Die gleiche elastische Befestigung mittels Blattfedern ist
für die Mitnehmerscheibe 14 auf einem festen Ring 79 vorgesehen, jedoch ist keine
dieser Blattfedern in Fig.6 dargestellt «-orden. Die Mitnehmerscheibe 14 steht unter
der Wirkung von Druckfedern 8o, welche die Membran i9 beim Ausschalten der Kupplung
i des ersten Ganges in ihre nicht ausgelenkte Ruhelage zurückführen. Die Membran
i9 liegt an einem Ring 81 an, der auf der Mitnehmerscheibe 14 sitzt. Der Durchlaß
20 (Fig. i) der Membrankammer 21 wird bei der Bauweise nach Fig. 6 durch Kanäle
82 und einen Hohlraum 83 ersetzt. Ein Kanal 84 führt das 01 vorn Einlaßrohr
18 in die 1Uembrankammer 21.
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Die Zahnräder 8, 9 des ersten und die Räder ii, 12 des zweiten Ganges
sind ini Ausführungsbeispiel der Fig.6 in dem vorderen 'feil eines von Hand steuerbaren
Getriebegehäuses 85 von hergebrachter Bauweise untergebracht, das z. B. drei oder
vier Vozwärtsgänge und einen Rückwärtsgang aufzunehmen vermag. Dieses Getriebegehäuse
85 enthält eine Hauptwelle 86 und eine die Zahnräder 9 und 12 und die Gleichlaufkupplung
io tragende VorgelegeNvelle 87. Es ist ersichtlich, daß die selbsttätige Arbeitsweise
der Kupplungen i und 2 in der oben zu Fig. i beschriebenen \Veise vor sich geht,
gleichgültig, welcher der Vorwärtsgänge des Getriebegehäuses 85 eingeschaltet ist.
So erfolgt auch hier bei jeder Übersetzung der Vor,#värtsgänge ein Unterantrieb
durch die Zahnräder 8, 9 des ersten Ganges.
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Für die Handschaltung muß der Fahrer den Regler 28 übersteuern und
beide Kupplungen i und 2 ausschalten können. Dazu ist nur nötig, in dem nach der
Membrankammer 21 führenden ÖlzuleitUngsrohr 18 (Fig. 6) ein durch einen mit dem
üblichen Kupplungspedal entsprechenden Fußhebel verbundenes Schaltorgan vorzusehen.
Ein Beispiel für ein solches Übersteuerorgan 88 ist in Fig. 7 bis 9 dargestellt.
Es enthält einen Drei«-egehahn 89, der in das Rohr 18 eingebaut ist und durch einen
am nicht dargestellten Kupplungsfußhebel angelenkten Hebel go gesteuert wird. Das
Küken des Dreiwegehalines 89 ist mit einer geneigten Aussparung 9i versehen, die
so angeordnet ist, daß das aus dem Regler 28 in das Rohr 18 fließende Ö1 anstatt
in die Membrankammer 21 durch die Umleitung 92 nach dem Ölsumpf abgeleitet wird'.,
wenn der Dreiwegehahn in der in den Fig. 7 und 9 gezeigten Stellung steht. Gleichzeitig
wird der Öldruck in der Membrankammer 21 über das nach (lern Ölsumpf führende Rohr
93 abgelassen. Wird der Dreiwegehahn in die in Fig. 8 gezeigte Stellung gedreht,
so gelangt das aus dem Regler 28 austretende Öl in die Membrankaminer 21 und bewirkt
das Einschalten der Kupplung.
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An Stelle nur einer Membran i9 für beide Kupplungen i und 2 kann jede
der beiden Kupplungen durch eine eigene Membran gesteuert werden. Dann ist der Regler
so auszubilden, wie es in Fig. io gezeigt ist. Die Ventilklappe 41 wird dann an
Stelle der in Fig. 1 vorgesehenen starken Feder 39 durch
eine Feder
94 mit gleichbleibendem Druck belastet, sind der ltotitle Stempel 35 ist Dinger
ausgebildet und tnit zwei weiteren Grnppett von Öffnungen 95 und o(I yer sehe».
Das l)1 wird dann aus der zweiten l\'amnler 33 dtirrh die @tt»wigen43 und 95 ist
eilte I?rweiteru»g 97 utld von dort durch einen banal 98 der Jlcml>ra»ka»nn er der
Kupplung i (los ersten Ganges zugeleitet. Wenn sich der Kolben 36 infolge (los Anwachsens
(los 0Idruckes in der bereits besclrriettenen Weise getiiigettd liebt, kommen die
Öfftntttgen ("() mit der Urweiterung 99 in Verl)iiidtittg, die durch den Kanal ioo
über den Str(*inititigsttliii(lei-er _32 finit der llembrankamnler der l"'til)l>ltittg
des zweiten Ganges verbunden ist, so dal.i diese Kupplung dann eingeschaltet wird.
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