AT393720B

AT393720B - Geschwindigkeits-wechselgetriebe, insbesondere fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: AT393720B
Application number: AT309886A
Authority: AT
Inventors: Helfried Gartner
Original assignee: Steyr Daimler Puch Ag
Priority date: 1986-11-20
Filing date: 1986-11-20
Publication date: 1991-12-10
Also published as: ATA309886A; DE3738627A1; DE3738627C2

Description

AT 393 720 B

Die Erfindung betrifft ein Geschwindigkeits-Wechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit dauernd in Eingriff stehenden, je ein Losrad aufweisenden Zahnradpaaren und mehreren Schaltkupplungen, von denen zwei durch ein Druckmittel betätigbar und wechselweise unter Last schaltbar ausgebildet sind.

Ein derartiges Geschwindigkeits-Wechselgetriebe ist bereits bekannt (EP-A2 0 061845). Dabei handelt es sich aber um ein vierstufiges Wechselgetriebe, für dessen unter Last schaltbare Kupplungen sowie für die übrigen Kupplungen ein automatisches elektro-hydraulisches Steuersystem vorgesehen ist, dem ein manuell betätigbarer Schalthebel od. dgl. fehlt und das den technischen Aufwand merklich erhöht. Dazu kommt noch, daß solche Schalteinrichtungen im Kraftfahrzeugbau den Mangel haben, daß sie dem Fahrer das Gefühl für das richtige bzw. im richtigen Zeitpunkt erfolgende Schalten nehmen, weil er bloß einen Schalter zu bedienen braucht und keinen Handschalthebel od. dgl. betätigen muß. Dreistufige Geschwindigkeits-Wechselgetriebe werden bisher meist mit Hilfe einfacher Schubklauenmuffen und zugehöriger Handhebel geschaltet, wobei aber ein Schalten unter Last praktisch unmöglich ist und für den Handschalthebel zwei Schaltgassen erforderlich sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Geschwindigkeits-Wechselgetriebe der eingangs geschilderten Art zu schaffen, das mit Hilfe eines üblichen Schalthebels, insbesondere Handschalthebels, leicht und mit Gefühl bedienbar ist, wobei der Schalthebel in nur einer Gasse bzw. Ebene bewegt zu werden braucht, unter Last geschaltet weiden kann und volle Fahrsicheiheit auch dann besteht, wenn ein Druckmittelausfall auftieten sollte.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß das Wechselgetriebe in an sich bekannter Weise drei Getriebestufen umfaßt und einen Schalthebel besitzt, daß die erste unter Last schaltbare Kupplung mit dem Losrad des Zahnradpaares der mittleren Übersetzungsstufe in bleibender drehfester Verbindung steht, daß mit der zweiten unter Last schaltbaren Kupplung die Losräder der Zahnradpaare der beiden übrigen Ubersetzungsstufen über eine mittels des Schalthebels betätigbare, als Kupplung dienende Schaltmuffe wechselweise verbunden sind, daß ein den Druckmittelzu· bzw. -abfluß steuerndes Ventil od. dgl. vorgesehen ist und daß jeweils am Ende der Bewegung des Schalthebels aus seiner der mittleren Übersetzungsstufe zugeordneten Mittelstellung das Ventil im Sinne einer Druckmittelbeaufschlagung zum Einschalten der zweiten Kupplung betätigbar ist, wogegen bei neuerlicher Erreichung der Mittelstellung die erste Kupplung wieder selbständig abschaltbar ist.

Da also die erste unter Last schaltbare Kupplung mit dem Losrad des Zahnradpaares der mittleren Übersetzungsstufe in dauernd bleibender drehfester Verbindung steht, ist für diese Getriebestufe keine weitere Schalteinrichtung mehr erforderlich und sie bleibt stets eingeschaltet, wenn aus irgendwelchen Gründen die beiden übrigen Übersetzungsstufen nicht wirksam werden können, so daß die Fahrtüchtigkeit eines mit einem solchen Getriebe ausgerüsteten Fahrzeuges auf jeden Fall gewährleistet ist. Es wird mit einem nur in einer Gasse bzw. Ebene bewegbaren Schalthebel das Auslangen gefunden, weil dieser Schalthebel nicht nur die Schaltmuffe betätigt, sondern auch für die Ventilverstellung sorgt, somit auch auf die beiden unter Last schaltbaren Kupplungen mittelbar einwirkt. Durch den Schalthebel wird dem Fahrer aber das notwendige Schaltgefühl gegeben, und es wird die einfache Schaltbarkeit auch dadurch erzielt, daß der Schalthebel von seiner der mittleren Übersetzungsstufe zugeordneten Mittelstellung aus nur nach der einen oder anderen Seite bewegt zu werden braucht, wenn die niedrigste bzw. höchste Getriebestufe einzuschalten ist Da die Einschaltung der betreffenden unter Last schaltbaren Kupplung stets am Ende der zugehörigen Schalthebelbewegung erfolgt, ergeben sich für die einzelnen Übersetzungsstufen eindeutige Schalthebelstellungen, und es ist für den Fahrer daher auch klar erkennbar, welche Übersetzungsstufe jeweils eingeschaltet ist, so daß sich sonst bei komplizierten elektro-hydraulischen Schalteinrichtungen erforderliche Signalgeber erübrigen.

Um mit einfachen Mitteln zu erreichen, daß das Ventil zur Steuerung des Druckmittelzu- bzw. -abflusses immer erst am Ende der zugeordneten Schalthebelbewegung verstellt wird, ist für das Ventil ein lediglich in den Endstellungen des Schalthebels betätigbaier Schalter vorgesehen.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist der Schalthebel mit einer schwenkbaren Platte gekoppelt, die ein Langloch für den Eingriff eines mit einer Schaltgabel der Schaltmuffe verbundenen Fingers aufweist, wobei die Länge des Langloches dem Schaltweg der Schaltgabel entspricht und mittels der Platte ein Schieber zur Betätigung des Schalters verstellbar ist. Durch das Langloch wird erreicht, daß die Schaltgabel bzw. mit ihr die Schaltmuffe trotz Verstellung des Schalthebels in seine Mittelstellung in der vorher eingenommenen Stellung verbleiben kann und die Mitnahme erst dann erfolgt, wenn aus der Mittelstellung in die der anderen Getriebestufe zugeordnete Stellung des Schalthebels übergegangen werden soll. Der Schalter für die Steuerung des Ventils wird mittels des Betätigungsschiebers aber bei jeder Schalthebelverstellung bzw. Plattenverschwenkung aus der Mittellage betätigt. Die ganze Anordnung ist überhaupt so getroffen, daß die Stellung der Schaltgabel bzw. Schaltmuffe gewissermaßen einer Vorwahl der zu schaltenden Getriebestufe entspricht und die Durchführung der Schaltung erst durch die Kupplungsbetätigung bzw. durch die Schalterbetätigung über das Ventil erfolgt

Um drei eindeutig definierte Schalthebelstellungen zu erreichen, ist für die Platte, die ja mit dem Schalthebel gekoppelt ist, eine die den drei Übersetzungsstufen zugeordneten Plattenstellungen bestimmende federnde Rasteinrichtung vorgesehen.

Bei Ausbildung des Ventils als Magnetventil ist erfindungsgemäß in dessen Stromkreis ein zusätzlicher Schalter in Serie zu dem in den Endstellungen des Schalthebels betätigbaren Schalter eingebaut, wobei dieser zusätzliche Schalter mittels der Schaltgabel od. dgl. in deren Endstellungen betätigbar ist. Es kann also eine Verstellung des Magnetventils nur dann erfolgen, wenn sich beide Schalter gleichzeitig in Funktionsstellung befinden. Es wird dadurch gewährleistet, daß die zweite Kupplung erst dann eingeschaltet wird, wenn die Vorwahl -2-

AT 393 720 B durch die Schaltgabel beendet ist, womit durch äußere Stüreinflüsse bewirkte Fehlschaltungen vermieden werden. Sollte sich die eingerückte Schaltmuffe aus irgendwelchen Gründen aus der Einrückstellung lösen, so erfolgt wegen des zusätzlichen Schalters selbständig ein Umschalten auf die mittlere Getriebestufe, weil dann über das Ventil die erste Kupplung in Funktion gesetzt wird. 5 In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausfiihrungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigen

Fig. 1 ein dreistufiges Geschwindigkeits-Wechselgetriebe im Schema,

Fig. 2 den die Losräder und die Kupplungen umfassenden Getriebeteil mit der Schaltvorrichtung, teilweise geschnitten, in Draufsicht,

Fig. 3 die Schaltvorrichtung vereinfacht in Seitenansicht, 10 Fig. 4 die Schaltgabel mit der zugehörigen Betätigungseinrichtung im Schnitt nach der Linie (IV-IV) der Fig. 5 und

Fig. 5 im Schnitt nach der Linie (V-V) der Fig. 4, wobei in allen Fig. das Getriebe in der der mittleren Übersetzungsstufe entsprechenden Stellung dargestellt ist

Gemäß Fig. 1 weist das Getriebe eine Eingangswelle (1) auf, auf der die Antriebsräder von dauernd in Ein-15 griff stehenden Zahnradpaaren (2,3,4) drehfest und axial unverschiebbar angeordnet sind. Das Zahnradpaar (2) entspricht der mittleren Übersetzungsstufe (M). während das Zahnradpaar (3) der niedrigsten Übersetzungsstufe (N) und das Zahnradpaar (4) der höchsten Übersetzungsstufe (H) zugeordnet sind. Auf der Getriebeabtriebswelle (5) sind die Losräder (2a, 3a, 4a) der Zahnradpaare (2,3,4) sowie zwei unter Last schaltbare Kupplungen, nämlich Lamellenkupplungen (6,7), angeordnet. Die Kupplung (6) wird unter der Wirkung einer Druckfeder 20 (8) eingerückt und befindet sich gemäß Fig. 1 in Kupplungsstellung, wogegen die Kupplung (7) gelöst ist.

Wird über die Leitung (9) ein hydraulisches Druckmittel in den Zylinderraum (10) eingebracht, so verschiebt sich einerseits der Zylinder (11) nach links und es kommt zu einem Kraftschluß in der Kupplung (7), während sich der Kolben (12) nach rechts bewegt, die Feder (8) zusammendrückt und dadurch die Kupplung (6) gelöst wird. 2S Die beiden Kupplungen (6, 7) sind also wechselweise schaltbar, wobei die Kupplung (6) bei fehlender Druckmittelbeaufschlagung über die Leitung (9) stets eingeschaltet ist.

Wie ersichtlich, ist die erste Kupplung (6) mit dem Losrad (2a) des Zahnradpaares (2) der mittleren Übersetzungsstufe in bleibender drehfester Verbindung. Die zweite Kupplung (7) weist als Abtriebsglied eine Hohlwelle (13) auf, auf der die Losräder (3a, 4a) der Zahnradpaare (3,4) der beiden übrigen Übersetzungs-30 stufen (N, H) frei drehbar gelagert sind. Die beiden Losräder (3a, 4a) können mit Hilfe einer verschiebbaren Schaltmuffe (14) wechselweise mit der Hohlwelle (13) und damit mit der zweiten Kupplung (7) in Antriebsverbindung gebracht werden. Gemäß Fig. 1 erfolgt in der dargestellten Stellung der Kraftfluß von der Getriebeeingangswelle (1) über das Zahnradpaar (2) und die Kupplung (6) zur Getriebeabtriebswelle (5), obwohl das Losrad (3a) über die Schaltmuffe (14) mit der zweiten Kupplung (7) in drehfester Verbindung steht, weil eben 35 diese zweite Kupplung gelöst ist. Erst wenn über die Leitung (9) Druckmittel in den Zylinderraum (10) zugeführt und dadurch die Kupplung (7) unter gleichzeitiger Lösung der Kupplung (6) eingeschaltet wird, ist das Losrad (3a) mit der Abtriebswelle (5) verbunden und damit die niedrigste Ubersetzungsstufe eingelegt

Zum Schalten des Getriebes dient ein Schalthebel (15) (Fig. 3), der mit einem Schwenkhebel (16) gekuppelt ist. Auf der Welle (17) des Schwenkhebels (16) ist mit Hilfe eines Winkelstückes (18) eine Platte (19) 40 befestigt, die ein Langloch (20) aufweist. In dieses Langloch (20) greift ein Finger (21) ein, der an einer Schaltgabel (22) befestigt ist, die ihrerseits in die Nut (14a) der Schaltmuffe (14) eingreift und mit einer Stange (23) hin- und hergeschoben werden kann. Die Länge des Langlochs (20) entspricht dem Schaltweg der Schaltgabel (22) bzw. der Schaltmuffe (14). In dem die Platte (19) umschließenden Gehäuse (24) ist ein Betätigungsschieber (25) gelagert, der zwei Einbuchtungen (26) aufweist und auf einen Schalter (27) einwirkt. 45 Der Schalter (27) liegt in einem Stromkreis für ein Elektroventil (28) (Fig. 1), das den Druckmittelzu- und -abfluß zum Zylinderraum (10) steuert. Die Platte (19) ist mit Ausnehmungen (28) ausgestattet, in die eine Rolle (29) unter Federkraft eingedrückt wird, so daß sich eine federnde Rasteinrichtung für die den drei Übersetzungsstufen (Μ, N, H) zugeordneten Plattenstellungen ergibt. Schließlich weist die verschiebbare Stange (23), auf der die Schaltgabel (22) sitzt, zwei Ausnehmungen (30) auf, die den Endstellungen der Schaltgabel 50 (22) bzw. der Schaltmuffe (14) entsprechen. In diese Ausnehmungen (30) rastet unter Federwirkung eine

Kugel (31) ein. Die Kugel (31) wirkt mit einem zusätzlichen Schalter (32) zusammen, der im Stromkreis für das Magnetventil (28) in Serie zum Schalter (27) liegt und immer geschlossen ist, wenn die Kugel in einer der beiden Ausnehmungen (30) eingerastet ist. Während der Schubbewegung der Stange (23) wird daher der Schalter (32) geöffnet und er bleibt auch offen, wenn die eine oder andere Endstellung der Schaltgabel (22) bzw. der 55 Schaltmuffe (14) nicht erreicht wird.

Wie eingangs erwähnt, sind in den Fig. die Stellungen dargestellt, die sich bei eingeschalteter mittlerer Übersetzungsstufe ergeben, wobei außerdem angenommen ist, daß vorangehend die niedrigste Übersetzungsstufe eingeschaltet war, was sich auch daraus ergibt, daß sich die Schaltmuffe (14) in Eingriffsstellung mit dem Losrad (3a) befindet. Soll nun aus der Mittelstellung des Schalthebels (15) die höchste Übersetzungsstufe eingelegt 60 werden, so muß der Schalthebel (15) im Uhrzeigersinn verschwenkt werden, wobei der Schwenkhebel (16) die Bewegung mitmacht und über die Welle (17) und das Winkelstück (18) die Platte (19) ebenfalls verschwenkt wird. Dabei wird der Finger (21) der Schaltgabel (22) und damit auch die Schaltgabel (22) selbst mitge- -3-

Claims

AT 393 720 B nominen, so daß sich eine Verschiebung der Schaltmuffe (14) zum Eingriff mit dem Losrad (4a) der höchsten Getriebestufe (H) ergibt. Beim Verschwenken der Platte (19) hat sich zufolge der besonderen Plattenausschnitte auch der Betätigungsschieber (25) gemäß Fig. 5 nach rechts verschoben, und zwar mit einiger Verzögerung gegenüber der Bewegung des Fingers (21), so daß die linke Einbuchtung (26) zur Wirkung kommt und am Ende der Schaltmuffenverschiebung der Schalter (27) in seine Schließstellung gelangt. Das Magnetventil (28) gibt nun die Druckmittelverbindung zur Leitung (9) frei, so daß die Kupplung (6) gelöst und die Kupplung (7) eingeschaltet wird, womit der Schaltvorgang zur Erreichung der höchsten Übersetzungsstufe (H) abgeschlossen ist. Soll aus der dargestellten Mittelstellung des Schalthebels (15) neuerlich die niedrigste Übersetzungsstufe erreicht und daher der Schalthebel (15) im Gegenuhizeigersinn verschweißet werden, bleibt zufolge des Langlocheingriffes der Finger (21) in der dargestellten Stellung, in der die Schaltmuffe (14) ohnehin die Eingriffsstellung mit dem Losrad (3a) einnimmt, und es wird lediglich der Betätigungsschieber (25) nach links verschoben, so daß der Schalter (27) wieder geschlossen und die Kupplung (7) unter gleichzeitiger Lösung der Kupplung (6) eingeschaltet wird. PATENTANSPRÜCHE 1. Geschwindigkeits-Wechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit dauernd in Eingriff stehenden, je ein Losrad aufweisenden Zahnradpaaren und mehreren Schaltkupplungen, von denen zwei durch ein Druckmittel betätigbar und wechselweise unter Last schaltbar ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Wechselgetriebe in an sich bekannter Weise drei Getriebestufen umfaßt und einen Schalthebel besitzt, daß die erste unter Last schaltbare Kupplung (6) mit dem Losrad (2a) des Zahnradpaares (2) der mittleren Übersetzungsstufe (M) in bleibender drehfester Verbindung steht, daß mit der zweiten unter Last schaltbaren Kupplung (7) die Losräder (3a, 4a) der Zahnradpaare (3,4) der beiden übrigen Übersetzungsstufen (N, H) über eine mittels des Schalthebels (15) betätigbare, als Kupplung dienende Schaltmuffe (14) wechselweise verbunden sind, daß ein den Druckmittelzu- und -abfluß steuerndes Ventil (28) od. dgl. vorgesehen ist und daß jeweils am Ende der Bewegung des Schalthebels (15) aus seiner der mittleren Übersetzungsstufe (M) zugeordneten Mittelstellung das Ventil (28) im Sinne einer Druckmittelbeaufschlagung zum Einschalten der zweiten Kupplung (7) betätigbar ist, wogegen bei neuerlicher Erreichung der Mittelstellung die erste Kupplung (6) wieder selbständig einschalt-bar ist.
2. Geschwindigkeits-Wechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für das Ventil (28) ein lediglich in den Endstellungen des Schalthebels (15) betätigbarer Schalter (27) vorgesehen ist.
3. Geschwindigkeits-Wechselgetriebe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalthebel (15) mit einer schwenkbaren Platte (19) gekoppelt ist, die ein Langloch (20) für den Eingriff eines mit einer Schaltgabel (22) der Schaltmuffe (14) verbundenen Fingers (21) aufweist, wobei die Länge des Langlochs (20) dem Schaltweg der Schaltgabel (22) entspricht und mittels der Platte (19) ein Schieber (25) zur Betätigung des Schalters (27) verstellbar ist.
4. Geschwindigkeits-Wechselgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Platte (19) eine die den drei Übersetzungsstufen (Μ, N, H) zugeordneten Plattenstellungen bestimmende federnde Rasteinrichtung (28,29) vorgesehen ist.
5. Geschwindigkeits-Wechselgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung des Ventils als Magnetventil (28) in dessen Stromkreis ein zusätzlicher Schalter (32) in Serie zu dem in den Endstellungen des Schalthebels (15) betätigbaren Schalter (27) eingebaut ist, wobei dieser zusätzliche Schalter (32) mittels der Schaltgabel (22) od. dgl. in deremEndstellungen betätigbar ist. Hiezu 4 Blatt Zeichnungen -4-