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Schrittschalter für automatische Steuerung von
Kraftfahrzeugstufengetrieben
Automatische Steuerungen von Kraftfahrzeugstufengetrieben ermitteln das einzustellende Übersetzungsverhältnis meist in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit und der Stellung des Gashebels, dadurch ändert sich das so ermittelte Übersetzungsverhältnis stetig. Durch den erfindungsgemässen Schrittschalter wird die stetige Bewegung eines Steuergliedes, das nach dem von der Automatik ermittelten Übersetzungsverhältnis verstellt wird, in eine sprungweise Verstellung eines weiteren Steuergliedes umgewandelt, das erst die Umschaltung der Getriebegänge bewirkt. Gegenüber bekannten Vorrichtungen hat die erfindungsgemässe Anordnung den Vorteil einer einfachen Konstruktion ohne Federn und Klinken bei grosser Betriebssicherheit.
Gemäss der Erfindung ist der Zylinder, in dem sich der stetig bewegte Steuerkolben bewegt, durch in gleichen Abständen angebrachte Kanäle mit einem zweiten Zylinder verbunden, in dem sich ein Schaltkolben befindet, auf dessen beide Stirnseiten über Drosselstrecken Öldruck zugeführt wird, wobei derSchaltkolben jeweils mindest zwei Verbindungskanäle abschliesst, während der Steuerkolben stets eine gleiche Anzahl von Verbindungskanälen mit dem Ölauslass verbindet, so lange nicht durch einen willkürlichen Eingriff von aussen die Verbindungen mit dem Ölauslass abgeändert werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Die Fig. l zeigt schematisch eine Anordnung zur Steuerung von vier Gängen durch Öldruck, Fig. 2 gibt die entsprechende Anordnung bei Verwendung einer elektrischen Servokraft wieder, die Fig. 3 und 4 erläu-
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soll. Die Zylinder, in denen sich diese zwei Kolben bewegen, sind durch Verbindungskanäle 4 - 9 verbunden, die in gleich grossen Abständen voneinander angeordnet sind. Der Steuerkolben 1 hat eine Ringnut 10 von solcher Breite, dass sie gerade den Abfluss von zwei Kanälen freigibt, während der Schaltkolben 2 so breit ist, dass er ebensoviele Verbindungskanäle abschliesst. Die Nut 10 des Steuerkolbens 1 ist mit dem Ölabfluss 11 verbunden.
Dem Zylinder 12, in dem sich der Schaltkolben 2 bewegt, wird an beiden Enden Drucköl über zwei Drosselöffnungen 13 und 14 zugeführt.
Bewegt sich in Fig. 1 der Steuerkolben 1 aus der gezeichneten Stellung nach unten, so bleibt der Schaltkolben 2 zunächst noch unverändert stehen. Erst wenn der Kolben 1 den Abfluss über den Verbindungskanal 6 freigibt, fällt infolge der Drosselstrecke 13 der Druck im Zylinder 12 unter dem Kolben 2 ab, während der Druck über dem Kolben erhalten bleibt, so dass der Kolben 2 sprungweise nach unten verschoben wird, bis er den vom Steuerkolben 1 freigegebenen Verbindungskanal 6 abschliesst. Nimmt jetzt beispielsweise die Fahrgeschwindigkeit ab, so verschiebt sich der Steuerkolben 1 wieder nach oben.
Aber erst wenn er den Abfluss aus dem Verbindungskanal 4 wieder freigibt, muss der Schaltkolben 2 wieder in die Stellung des ersten Ganges zurück. Auf diese Weise wird derSchaltkolben 2 jeweils sprungweise der Bewegung des Steuerkolbens 1 nachgeführt.
In Fig. 2 ist eine analoge Anordnung gezeigt für den Fall, dass statt einer hydraulischen Servokraft eine elektrische zur Verfügung steht. Das dem Steuerkolben 1 in Fig. l entsprechende Steuerorgan 15 trägt an Stelle der Nut eine Kontaktfläche 15', während die übrigen Teile dieses Steuerorgans isoliert sind.
Umgekehrt trägt das Steuerglied 16 an Stelle des Kolbens 2 in Fig. 1 einen Isolationsring l T, während es sonst eine leitende Kontaktfläche besitzt. In den Verbindungskanälen angebrachte federnde Kontakte 18
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stellen die elektrische Verbindung zwischen Schaltkolben 16 und Steuerkolben 15 her. In Fig. 2 ist angenommen, dass der Schaltkolben 16 durch zwei Magnete 19 und 19'verstellt wird. Wie aus der schematischen Darstellung ohne weiteres ersichtlich ist, wird auch hier der Schaltkolben 16 sprungweise von Stufe zu Stufe dem Steuerkolben 15 nachgeführt.
Da es Betriebsverhältnisse gibt, die eine Automatik nicht einwandfrei beherrschen kann, wird all-
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u. zw. derart, dass er entweder willkürlich jeden Gang wählen und durchschalten kann oder aber, dass er das Hochschalten über einen willkürlich wählbaren Gang hinaus verhindern kann, so dass die Automatik nur bis zu diesem willkürlich gewählten Gang normal arbeitet.
Eine Ausführung des Schrittschalters, bei der'der Fahrer willkürlich jeden Gang wählen und durchschalten kann, zeigt die Fig. 3, die in ihrem linken oberen Teil der Anordnung der Fig. 1 entspricht. Der Abfluss des Drucköls aus dem Kanal 11 ist über einen weiteren Steuerkolben 20 geführt, der in seiner gezeichneten Normalstellung über einen Kanal 21 den Abfluss aus dem Kanal 11 freigibt. Wird aber der Kolben 20 angehoben, so wird dieser Abfluss gesperrt, so dass eine Verstellung des Steuerkolbens 1 weiterhin wirkungslos bleibt. Dafür öffnet aber der von Hand aus verstellbare Steuerkolben 20 beim weiteren Anheben ganz analog der Wirkungsweise des Steuerkolbens 1 durch die Nut 22 Steuerkanäle zu dem Schaltzylinder 12 und zwingt dadurch den Schaltkolben 2, sprungweise dem Steuerkolben 20 zu folgen.
Die Ölzuleitungen zum Zylinder 12 sind hier mit 13'bzw. 14'bezeichnet.
Wenn das Hochschalten über einen vom Fahrer willkürlich wählbaren Gang hinauf verhindert werden soll, so ist der Schrittschalter gemäss der Fig. 4 zu gestalten. Hier ist bei sonst analoger Anordnung wie in Fig. 3 eine den vorhandenen Gängen entsprechende Anzahl von weiteren Verbindungskanälen 23-26 zwischen dem Steuerkolben 1 und dem dritten von Hand willkürlich verstellbarenSteuerkolben 27 vorgesehen, welcher in seiner Normalstellung den Abfluss des Drucköls aus dem Steuerkolben 1 zulässt. Wird aber der Steuerkolben 27 angehoben, so wird zunächst der Abfluss des Drucköls aus dem Steuerkolben 1 über den Verbindungskanal 26 gesperrt.
Gleichzeitig öffnet aber der Steuerkolben 27 einen Verbindungskanal 28 zu dem Schaltkolben 2, so dass dieser aus der Stellung des vierten Ganges in die Stellung des dritten Ganges zurückgehen muss, auch wenn der Steuerkolben 1 den vierten Gang verlangte. Vom ersten bis zum dritten Gang steuert aber der Steuerkolben 1 wie zuvor die Gangschaltung. Durch weiteres Anheben des Kolbens 27 kann auf diese Weise das Hochschalten über einen beliebig wählbaren Gang verhindert werden.
Bei Getriebeautomatiken verzögern sich die Rückschaltungen infolge von Reibungswiderständen und andern Ungenauigkeiten oft stark. Dieser Nachteil lässt sich bei der erfindungsgemässen Anordnung dadurch beheben, dass die Nut 10 etwas breiter als der Abstand zweier Kanäle gewählt wird. Die eine Kante dieser Nut steuert das Hochschalten, die andere das Rückschalten. Ist die Nut breiter als der Abstand zweier Verbindungskanäle, so wird bei Umkehrung der Bewegungsrichtung des Steuerkolbens 1 die Rückschaltung schon früher erfolgen, als wenn die Nut nur gerade genau zwei Kanäle offen hält.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schrittschalter für automatische Steuerung von Kraftfahrzeugstufengetrieben mit einem Steuerkolben, der sich stetig nach dem von der Automatik ermitteltem Sollübersetzungsverhältnis bewegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder in dem sich dieser Steuerkolben (1) bewegt, durch in gleichen Abständen angebrachte Kanäle mit einem zweiten Zylinder verbunden ist, in dem sich ein Schaltkolben (2) befindet, auf dessen beide Stirnseiten über Drosselstrecken (13, 14) Öldruck zugeführt wird, wobei der Schaltkolben (2) jeweils mindest zwei Verbindungskanäle abschliesst, während der Steuerkolben (1) stets eine gleiche Anzahl von Verbindungskanälen mit dem Ölauslass verbindet,
so lange nicht durch einen willkürlichen Eingriff von aussen die Verbindungen mit dem Ölauslass abgeändert werden.