DE1140087B

DE1140087B - Schaltvorrichtung fuer insbesondere in Kraftfahrzeugen verwendbare Geschwindigkeitswechselgetriebe

Info

Publication number: DE1140087B
Application number: DED24324A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hans-Joachim Foerster
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1956-11-20
Filing date: 1956-11-20
Publication date: 1962-11-22
Also published as: FR1186487A; US3251245A; GB831058A

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung für insbesondere in Kraftfahrzeugen verwendbare Geschwindigkeitswechselgetriebe, die aus einer hydrodynamischen Einheit und aus einem durch Servokraf t über Steuerorgane mittels Schaltelementen, die Lamellenkupplungen oder Bandbremsen enthalten, umschaltbaren Umlaufrädergetriebe bestehen, wobei sich bei Anordnung eines Bremsbandes dieses gegen ein bewegliches, das Steuerorgan zum Beeinflussen des Gangwechsels betätigendes Widerlager abstützt.

Es sind Wechselgetriebe vorstehender Art bekannt, bei denen für eine oder mehr Schaltstufen über Steuerorgane servobetätigte Schaltorgane, z. B. Bandbremsen, vorgesehen sind. Bei einer bekannten Ausführung ist vom beweglichen Widerlager der Bandbremse aus die bei diesem Gangwechsel gleichzeitig zu betätigende Schaltkupplung abhängig vom Reaktionsmoment an der Bandbremse durch Beeinflussen des Kupplungsdruckes steuerbar. Die Bandbremse und die Schaltkupplung sind verschiedenen benachbarten Übersetzungsstufen zugeordnet. Hierdurch wird eine Verzögerung beim Einrücken der Schaltkupplung erzielt, sowie eine derartige Zuführung der Druckflüssigkeit zur Schaltkupplung, daß bei allen Antriebs-

Schaltvorrichtung

für insbesondere in Kraftfahrzeugen
verwendbare Geschwindigkeitswechselgetriebe

Anmelder:

Daimler-Benz Aktiengesellschaft,
Stuttgart-Untertürkheim, Mercedesstr. 136

Dr.-Ing. Hans-Joachim Förster,

Stuttgart-Bad Cannstatt,
ist als Erfinder genannt worden

von dieser Drehmomentumkehr selbsttätig durch die vom Steuerorgan geregelte Servokraft von einer freilaufartigen Betätigung mit geringem Anlegedruck auf

Verhältnissen sich das Abtriebsmoment stetig ändert. 25 eine Betätigung mit vollem Anlegedruck umschalt-Das Anlegen der Bandbremse selbst wird hierdurch bar sind.

nicht beeinflußt. Die Ausführung nach der Erfindung ermöglicht es,

Die Erfindung dagegen beschäftigt sich mit einem das Schaltglied des neuen Ganges zunächst nur geganz anderen Problem. Bei der Schaltung von Stufen- wissermaßen bereitzustellen. Erst wenn der Motor getrieben ganz allgemein ist es bei Rückschaltungen 30 inzwischen den Drehzahlunterschied zwischen den unter Gas zur Vermeidung von Rucken zweckmäßig, geschalteten Gängen aufgeholt hat, wird — ohne nach dem Lösen des höheren Ganges den Motor aus
eigener Kraft auf die dem niederen Gang entsprechende Drehzahl zu bringen und erst, wenn am Schaltglied des neuen Ganges die Differenz-Drehzahl vor 35
einer Richtungsumkehr auf Null abgesunken ist, den
neuen Gang zu schalten. Diese Forderung würde an
sich ein Freilauf erfüllen, jedoch hat die Schaltung
über Freilaufe den prinzipiellen Nachteil, daß die

Übertragung eines negativen Drehmomentes, d. h. ein 40 Federkraft mit dem Steuerorgan verbunden ist. Die Bremsen des Wagens durch den Motor, nicht möglich Lamelle wird damit bei Richtungsumkehr der Diffeist, es sei denn, daß hierfür zusätzliche Schaltglieder renz-Drehzahl von der einen in die andere Endlage vorgesehen sind. übergehen. Diese Bewegung wird auf das Steuerorgan

Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, ohne übertragen und dort zur Steuerung einer Servokraft, diesen doppelten Aufwand ein ruckfreies Rückschal- 45 z. B. eines Öldrucks, ausgenutzt, ten zu ermöglichen. Sie besteht darin, daß bei den Bevorzugt wird nach der Erfindung die Anwen-

eingangs erwähnten Getrieben das Steuerorgan eines dung auf das Schaltelement mit einem Bremsband Schaltelementes in an sich bekannter Weise selbsttätig und einem Steuerorgan am vorzugsweise in an sich auf die Drehmomentumkehr am zugeordneten Ge- bekannter Weise federnd abgestützten Bremswidertriebeglied anspricht, wobei die Eingriffsglieder des- 50 lager. Hier wird davon Gebrauch gemacht, daß die selben Schaltelementes zum Abtasten der Umkehr Abstützkraft des Bremsbandes auf der Festseite je dienen und dieselben Schaltelemente in Abhängigkeit nach Schlupfrichtung um einen bestimmten Faktor

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weiteren Schalteingriff — selbsttätig die volle Wirksamkeit der Schaltorgane freigegeben und damit die Schaltung vollzogen.

Der Impuls für die Beeinflussung des Steuerorgans wird bei einer Ausführung des Schaltelementes mit einer Lamellenkupplung dadurch erzeugt, daß eine Lamelle eine bestimmte Bewegungsfreiheit in Umfangsrichtung aufweist und gegebenenfalls gegen eine

größer oder kleiner ist als die bekannte Kraft des gegenüberliegenden Betätigungsgliedes, z. B. des hydraulischen Bremszylinders.

Weitere oben nicht erwähnte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, In der Zeichnung sind nachstehend beschriebene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung zeigt die Anwendung auf Bandbremsen. Es zeigt

Fig. 1 das Schema einer Bremsbetätigung mit mechanischer Verbindung zum Steuerorgan,

Fig. 2 das Schema einer Bremsbetätigung mit hydraulischer Verbindung zum Steuerorgan,

Fig. 3 das Schema einer Bremse mit erweiterter Freilaufwirkung,

Nach Fig. 1 ist die Bremse 4 als Bandbremse aufgebaut und besteht aus der Bremstrommel 5 und dem Bremsband 6. Das Bremsband 6 wird über den schneidenartig ausgebildeten Stößel 7 von dem Kolben des hydraulischen Bremszylinders 8 betätigt. Das andere Ende 9 des Bremsbandes stützt sich über einen gleichfalls schneidenartigen Stößel 10 auf einer Feder 11 ab, die in einem Widerlager 12 gelagert ist. Die Feder 11 des Widerlagers ist auf den beim Drehrichtungswechsel der Bremstrommel 5 auftretenden Stufensprung der Reaktionskraft abgestimmt. Dieser Sprung der Reaktionskraft hat seinen Ursprung darin, daß bei verkehrter Drehrichtung infolge der Servowirkung der Bremsbänder die Widerlagerkraft nur etwa halb so groß ist. Es kann zweckmäßig sein, eine Nachstellvorrichtung für die Federspannung vorzusehen, damit man die Abstimmung in gewissen Grenzen ändern bzw. nachstellen kann.

Als Steuerorgan für den Arbeitsdruck im Bremszylinder 8 dient ein Modulierschieber 13, der über das mechanische Verbindungsgestänge 14 mit dem federnd gelagerten Bremsbandende 9 verbunden ist. Das Gestänge 14 kann als Doppelhebel oder in einer anderen geeigneten Art und Weise ausgebildet sein.

Infolge der Abstimmung der Feder 11 im Widerlager 12 hat das Bremsbandende 9 zwei verschiedene Stellungen, wobei es bei Drehrichtungswechsel schlagartig von der einen in die andere Stellung übergeht. Diese verschiedenen Stellungen werden durch das Gestänge 14 auf den Modulierschieber 13 übertragen, der in der einen Stellung einen niederen und in der anderen Stellung den vollen Druck auf den Bremszylinder 8 freigibt und damit in der letzteren Stellung die Bremse 4 voll zum Fassen bringt.

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende:

Bremsbandende 9 nach links gedrückt. Über das Gestänge 14 wird dadurch gleichzeitig der Modulierschieber 13 in die dargestellte Stellung nach rechts geschoben. Damit schließt die Steuerkante 16 und es gelangt nunmehr der volle Druck aus der Leitung 15 in den Bremszylinder 8, so daß die Bremse voll fassen kann.

Fig. 2 zeigt die gleiche Bremse 4, die wiederum von dem Bremszylinder 8 betätigt wird. Der nachgiebig über die Feder 11 im Widerlager 12 gelagerte Stößel 10 ist als Ventil 18 ausgebildet. Die Verbindung zwischen dem nachgiebig gelagerten Bremsbandende 9 und dem Modulierschieber 13 erfolgt bei dieser Anordnung hydraulisch. Das Ventil 18 wird durch die Feder 11, die in gleicher Weise, wie vorstehend beschrieben, auf den Stufensprung der Reaktionskraft abgestimmt ist, offengehalten. Beim Drehrichtungswechsel der Bremstrommel 5 wird es geschlossen. Vom Bremszylinder 8 führt eine Leitung 19 über eine Drossel 20 nach dem Ventil 18 und von dort aus ins Freie. Von dieser Leitung zweigt eine Zweigleitung 21 ab, die zum Modulierschieber 13 führt.

Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist folgende: Solange sich das Ventil 18 in der gezeichneten Stellung befindet, wird vom Modulierschieber über seine Steuerkanten 16 und 17 in der bereits beschriebenen Weise ein Vordruck, z. B. von 0,5 atü, für den Bremszylinder 8 eingeregelt. Nach Maßgabe der Drossel 20 kann dieser Druck ungehindert durch das offene Ventil 18 abströmen, so daß sich in der Leitung 19 kein höherer Druck aufbauen kann. Sobald jetzt die Bremstrommel 5 ihre Drehrichtung umkehren will, wird das Bremsbandende 9 in die gestrichelt dargestellte Lage nach links verschoben und das Ventil 18 dadurch geschlossen. In der Leitung 19 kann sich nunmehr ein Druck aufbauen, der über die Zweigleitung 21 den Modulierschieber 13 belastet und diesen nach rechts verschiebt. Damit wird der volle Druck für den Bremszylinder 8 freigegeben und die Bremse kann voll fassen.

In manchen Fällen ist es erwünscht, die Freilaufwirkung der Bremse auch dann aufrechtzuerhalten, wenn die Schaltung bereits erfolgt ist. Zu diesem Zweck können nach Fig. 3 beide Enden 9 und 22 des Bremsbandes 6 auf zwei praktisch gleich großen Bremszylindern 8 und 23 abgestützt sein. Die beiden Bremszylinder 8 und 23 sind durch eine Verbindungsleitung 24 miteinander verbunden. Dann bewirkt eine Drehrichtungsumkehr der Bremstrommel 5 eine Kraft-

Die Bremstrommel 5 möge sich entgegen dem Uhr- 50 Überlegenheit der einen oder der anderen Seite, so zeigersinn drehen (gestrichelter Pfeil). Durch die Lei- daß das Bremsband 6 mit der Bremstrommel 5 nach tung 15 wird nunmehr über den Modulierschieber 13
der Impuls zum Anlegen der Bremse auf den Brems

zylinder 8 geleitet. Der Modulierschieber 13 und das der einen oder der anderen Richtung wandert, soweit es die Bremszylinder 8 und 23 zulassen. Die Strömungsrichtung in dieser Verbindungsleitung kann nun

Bremsbandende 9 mit dem Gestänge 14 befinden sich 55 zur Steuerung eines Reduzierventils 25 dienen, das in in der gestrichelt dargestellten Stellung. Im Modulier- der Zuleitung 15 zu den Bremszylindern angeordnet schieber 13 wird nun über die Steuerkanten 16 und 17 ist. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß das — deren erstere ein Abströmen ins Freie gestattet — Reduzierventil 25 in der einen Stellung einen niederen der Druck im Bremszylinder 8 auf einen niedereren Vordruck auf die Bremszylinder freigibt. Wenn jetzt Wert, z. B, einen Vordruck von 0,5 atü, eingeregelt. 60 die Bremstrommel 5 ihre Drehrichtung umkehrt, d. h.

also wenn die Strömungsrichtung in der Verbindungsleitung 24 sich umkehrt, dann wird das Reduzierventil voll geöffnet und damit der volle Druck auf die Bremszylinder 8 und 23 freigegeben.
Den gleichen Effekt kann man dadurch erreichen,

Das Bremsband 6 wird damit leicht angelegt, ohne daß ein ruckartiges Bremsen erfolgt, d. h. die Bremstrommel 5 dreht wie bisher weiter. Der Motor holt inzwischen an Drehzahl auf, so daß nach einiger Zeit die Bremstrommel 5 zum Stillstand kommt. In diesem Moment steigt die Reaktionskraft am Bremsbandende 9 sprunghaft an. Die Feder 11 des Widerlagers wird jetzt überwunden und der Stößel 10 von dem daß man die Stellung des Bremsbandes 6 mechanisch abtastet und durch ein Gestänge, z. B. einen Doppelhebel 14, unmittelbar auf das Reduzierventil 25 über-

trägt. Der Doppelhebel 14 kann am Bremsbandende 9 oder 22 angeordnet sein.

Es wäre denkbar, daß man zwischen den Modulierschieber, z. B. bei der Anordnung nach Fig. 1 oder 2, und das nachgiebig gelagerte Bremsbandende 9 noch einen weiteren Steuerschieber einschaltet, der dann mit dem Bremsbandende mechanisch, z. B. über einen Doppelhebel, und mit dem Modulierschieber hydraulisch verbunden ist. Die Bewegung des Bremsbandendes 9 beim Ansteigen der Reaktionskraft im Widerlager wird zunächst mechanisch auf den Steuerschieber übertragen, der über eine Druckmittelleitung auf die Rückseite des Modulierschiebers Druck gibt. Dieser gibt dann in der beschriebenen Weise den vollen Arbeitsdruck für die Bremszylinder frei, nachdem er vorher nur den Vordruck eingeregelt hatte.

Es hat sich herausgestellt, daß bis zur Beendigung des Umschaltvorganges ein Restdruck auf der Schaltkupplung des abzuschaltenden Ganges aufrechterhalten werden soll. Dies erfolgt bei den vorliegenden An-Ordnungen dadurch, daß die Null-Leitungen der zur Schaltung der oberen Gänge dienenden Kommandoschieber über die Modulierschieber der Bremsen für die unteren Gänge geführt sind. Die Schaltung im Modulierschieber ist dabei so gewählt, daß der Vordruck der Bremszylinder mit den Null-Leitungen der Modulierschieber der oberen Gänge zusammengeschaltet wird. Dieser Vordruck bleibt also gleichzeitig als Restdruck auf der Kupplung des abzuschaltenden Ganges stehen. Sobald der Modulierschieber den vollen Bremsdruck freigibt, werden die erwähnten Null-Leitungen auf Null geschaltet und damit die Kupplung vom Vordruck entlastet. Weiterhin kann es für viele Zwecke vorteilhaft sein, die Freilaufwirkung der Bremse ausschaltbar zu gestalten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schaltvorrichtung für insbesondere in Kraftfahrzeugen verwendbare Geschwindigkeitswechselgetriebe, die aus einer hydrodynamischen Einheit und aus einem durch Servokraft über Steuerorgane mittels Schaltelementen, die Lamellenkupplungen oder Bandbremsen enthalten, umschaltbaren Umlaufrädergetriebe bestehen, wobei sich bei Anordnung eines Bremsbandes dieses gegen ein bewegliches, das Steuerorgan zum Beeinflussen des Gangwechsels betätigendes Widerlager abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan eines Schaltelementes in an sich bekannter Weise selbsttätig auf die Drehmomentumkehr am zugeordneten Getriebeglied anspricht, wobei die Eingriffsglieder desselben Schaltelementes zum Abtasten der Umkehr dienen und dieselben Schaltelemente in Abhängigkeit von dieser Drehmomentumkehr selbsttätig durch die vom Steuerorgan geregelte Servokraft von einer freilaufartigen Betätigung mit geringem Anlegedruck auf eine Betätigung mit vollem Anlegedruck umschaltbar sind.

2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausführung des Schaltelementes mit einer Lamellenkupplung eine Lamelle eine bestimmte Bewegungsfreiheit in Umfangsrichtung aufweist und gegebenenfalls gegen eine Federkraft mit dem Steuerorgan verbunden ist.

3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anwendung auf das Schaltelement mit einem Bremsband und einem Steuerorgan im vorzugsweise in an sich bekannter Weise federnd abgestützten Bremswiderlager.

4. Schaltvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (11) im Widerlager (12) dem Stufensprung der Reaktionskraft beim Drehrichtungswechsel der Bremstrommel (5) entsprechend, gegebenenfalls nachstellbar, abgestimmt ist, wodurch das Ende (9) des Bremsbandes (6) beim Drehrichtungswechsel der Bremstrommel (5) von der einen zur anderen Endlage übergeht.

5. Schaltvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Servokraft Öldruck und als Steuerorgan ein mit dem federnd gelagerten Ende (9) des Bremsbandes (6) verbundener Modulierschieber (13) vorgesehen ist — wie an sich bekannt —, der den Öldruck je nach den Stellungen des Bremsbandendes (9) wahlweise auf einen niederen Vordruck oder einen höheren Druck regelt.

6. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise als Verbindung zwischen dem federnd gelagerten Ende (9) des Bremsbandes (6) und dem Modulierschieber (13) ein mechanisches Gestänge, das als doppelarmiger Hebel (14) ausgebildet sein kann, vorgesehen ist.

7. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Übertragen der Stellungen des Bremsbandendes (9) auf das Steuerorgan eine hydraulische Verbindung zwischen dem Bremsbandende (9) und dem Modulierschieber (13) vorgesehen ist.

8. Schaltvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager des Bremsbandes als Ventil (18) ausgebildet und mit einer Feder (11) versehen ist, derart, daß es beim Ansteigen der Reaktionskraft infolge Drehrichtungswechsels der Bremstrommel (5) entgegen der Federkraft geschlossen wird.

9. Schaltvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremszylinder (8) mit dem Ventil (18) über eine Drossel (20) mit einer Leitung (19) verbunden ist und diese Leitung (19) zwischen dem Ventil (18) und der Drossel (20) eine Zweigleitung (21) zum Modulierschieber (13) aufweist.

10. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem federnd gelagerten Ende (9) des Bremsbandes (6) und dem als Steuerorgan wirkenden Modulierschieber (13) ein weiterer Steuerschieber eingeschaltet ist, der mit dem Bremsbandende (9) mechanisch und mit dem Modulierschieber (13) hydraulisch verbunden ist.

11. Schaltvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Enden des Bremsbandes (6) auf etwa gleich großen hydraulischen Bremszylindern (8, 23) abgestützt und beide Bremszylinder durch eine Druckmittelleitung (24) verbunden sind.

12. Schaltvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der Druckmittelzuleitung (15) zu den beiden Bremszylindern (8, 23) ein von der Strömungsrichtung in der Verbin-

dungsleitung (24) oder mechanisch von der Bremsbandstellung beeinflußbares Reduzierventil (25) angeordnet ist.

13. Schaltvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Reduzierventil (25) durch ein mechanisches Gestänge, wie einen Doppelhebel (14), mit einem der beiden Bremsbandenden (9, 22) verbunden ist.

14. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Null-Leitungen der zur Schaltung der oberen Gänge dienenden Kommandoschieber über die Steuerorgane für die unteren Gänge, die die Modulierschieber der Bremsen sein können, geführt sind.

15. Schaltvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Null-Leitungen der Kommandoschieber für die oberen Gänge in den Modülierschiebern auf den niederen Vordruck der Bremszylinder und beim Übergang auf den höheren Bremsdruck auf Null schaltbar sind.

16. Schaltvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch, gekennzeichnet, daß die stufenweise Wirkung der Schaltorgane ausschaltbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 844 712, 874 713,
312.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen