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Hydraulische Steuervorrichtung für den Gangwechsel in Geschwindigkeitswechselgetrieben
von Kraftfahrzeugen Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steuervorrichtung für
den Gangwechsel in Geschwindigkeitswechselgetrieben von Kraftfahrzeugen.
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Es sind bereits Steuervorrichtungen dieser Art bekannt, bei denen
mittels der Druckflüssigkeit das Lösen der Hauptkupplung, der Gangwechsel und das
Wiedereinrücken der Hauptkupplung nach Einleiten eines Umschaltvorganges selbsttätig
erfolgt und die mit einem willkürlich betätigbaren Wählschieber für die Gangwahl,
einem das Ausrücken der Hauptkupplung bei einer Stellungsänderung des Wählschiebers
bewirkenden Kupplungssteuerventil sowie Organen zum Wiedereinrücken der Hauptkupplung
nach dem Gangwechsel versehen sind. So ist eine Druckmittelschaltvorrichtung mit
einem auf die Hauptkupplung wirkenden Verteilungszylinder und einer Reihe von in
zwei Servomotorräume unterteilten Zylindern bekannt, von denen mittels des einen
Servomotors die Synchronisierung und mittels des anderen Servomotors die jeweilige
Schaltmuffe betätigt wird. Diese Ausbildung ist an ein Wechselgetriebe besonderer
Art gebunden, dessen Zahnräder dauernd im Eingriff stehen. Die Arbeitsgänge - Entkuppeln,
Synchronisieren und Umschalten - werden dabei durch eine Reihe von Verriegelungen
über kleine Hebel bewirkt, die entriegelt werden, wenn das in Frage kommende Organ
durch den vorhergehenden Vorgang die gewünschte Stellung eingenommen hat. Dies erfordert
eine umständliche und-kostspielige Ausbildung vieler kleiner mechanischer '?'eile
mit einer Vielzahl von Gelenkstellen, die einem reibungsfreien Betrieb hinderlich
sind.
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Es ist weiterhin bei solchen Steuervorrichtungen bekannt, das Geschwindigkeitswechselgetriebe
mit mindestens einem doppeltwirkenden Servomotor- ; zylinder zum Umschalten der
Gänge zu versehen. Derartige Steuervorrichtungen erfordern jedoch einen großen Platzbedarf
für die verschiedenen Sperr- und Kupplungshebel. Auch sind sie anfällig für Verschleiß,
der bei der Vielzahl von Hebeln, die genau mit den Ventilen zusammenarbeiten müssen,
die Einstellung und Nachjustierung erschwert.
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Demgegenüber soll durch die Erfindung eine in einfacher Weise ausgebildete
Steuervorrichtung geschaffen werden, bei der zur Durchführung der erforderlichen
Vorgänge, wie Entkuppeln, Lösen des vorhandenen Zahneingriffes, Schalten neuer Zahnräder
und Einrücken der Kupplung, nur der unmittelbar auf einen hydraulischen Wählschieber
einwirkende Schalthebel umgestellt zu werden braucht und die selbsttätige Durchführung
der Vorgänge dann unter Anwendung weniger einfacher Organe erfolgt. Dabei sollen
die Vorgänge mit einer gewissen Verzögerung in der Weise durchgeführt werden, daß
die Synchronisiervorrichtung ihre Aufgabe einwandfrei erfüllen kann.
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Die Erfindung besteht darin, daß das Kupplungssteuerventil einen unter
Federdruck stehenden Verschlußkörper aufweist, der der Druckflüssigkeit den Weg
zu den von dem Wählschieber eingestellten Leitungen über einen hydraulischen Widerstand
freigibt, wenn der Druck der Druckflüssigkeit den zum Lösen der Hauptkupplung erforderlichen
Wert erreicht hat, und daß hinter dem nur einen mäßigen Zustrom gestattenden hydraulischen
Widerstand parallel zu den Schaltservomotoren elastische Räume angeordnet sind,
deren Speicherfeder auf einen höheren Druck als die Rückstellfeder der Schaltservomotoren
anspricht, wodurch auf eine erste Phase der Schaltbewegung, in deren Verlauf die
Hauptkupplung ausgerückt wird und die zu schaltenden Zahnräder des Wechselgetriebes
einander genähert werden, eine zweite Phase folgt, in der der dem einzurückenden
Gang zugeordnete elastische Raum während des Synchronisierens gefüllt wird, und
auf diese zweite Phase eine dritte Phase folgt, in deren Verlauf unter Abgabe von
Druckflüssigkeit aus den elastischen Räumen die zu schaltenden Räder in Eingriff
kommen und nach vollem Verschieben des Verschlußkörpers des Kupplungssteuerventils
entgegen dem Federdruck durch den Schaltdruck die Hauptkupplung durch Entlasten
ihres Druckmittels eingerückt wird.
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Es ist zwar bei einer Kupplungs- und Schaltvorrichtung bekannt, nach
dem hydraulischen Ausrücken
der Hauptkupplung mit weiter steigendem
Druck durch ein Ventil die Zuleitung zu den Schaltservomotoren aufzusteuern und
nach vollzogenem Schalten den Kupplungsservomotor zum Einkuppeln wieder zu entlasten.
Hierbei ist aber im Gegensatz zu der Steuervorrichtung nach der Erfindung ein hydraulischer
Widerstand nicht vorhanden, auch sind keine den elastischen Räumen der Erfindung
entsprechende Räume angeordnet. Außerdem ist bei dieser bekannten Schaltvorrichtung
eine Synchronisiereinrichtung für die Schaltkupplung nicht vorhanden. Bei einer
anderen Schaltvorrichtung ist es zwar bekannt, das Schaltmittel mittels einer Drossel
und eines nachgeschalteten Raumes zunächst mit geringem Druck zu beaufschlagen und
entsprechend schwach anzulegen, während nach einer von der Drossel und der Füllung
des Raumes beeinflußten Zeit der Schaltdruck zum vollen Greifen des Schaltmittels
diesem in voller Höhe zugeführt wird. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist aber
dem Umlaufräderwechselgetriebe keine Hauptkupplung vorgeschaltet. Auch kann der
hinter der Drossel angeordnete Raum nicht mit den elastischen Räumen bei der Vorrichtung
nach der Erfindung verglichen werden, da dieser Raum in Verbindung mit einem Vorspannkolben
angeordnet ist und einem ganz anderen Zweck dient als die elastischen Räume bei
der Vorrichtung nach der Erfindung, die zunächst zur Verzögerung und dann nach der
Synchronisierung zur Zuführung des Druckmittels in der Weise dienen, daß infolge
der Synchronisierungskupplung beim übergang zur dritten Schaltphase rasch ein Bedarf
an Druckmittel gedeckt werden muß, der aus den elastischen Räumen geliefert wird.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt F i g. 1 die gesamte hydraulische Steuervorrichtung in der Leergangstellung
und bei ausgerückter Hauptkupplung, F i g. 2 den Deckel des Geschwindigkeitswechselgetriebes
mit der Schaltbetätigung in der Synchronisierphase, F i g. 3 und 4 Einzelheiten
an dem einen Ende des Wählschiebers für die Gangwahl, F i g. 5 eine Druckbegrenzungsvorrichtung,
die dem Wählschieber für die Gangwahl zugeordnet sein kann, F i g. 6 einen Längsschnitt
durch das Druckbegrenzungsventil nach F i g. 5, F i g. 7 einen Längsschnitt durch
eine Vorrichtung zur Regelung der Durchflußmenge, die an dem Wählschieber für die
Gangwahl angeordnet sein kann, und F i g. 8 eine Variante der Vorrichtung nach F
i g. 7. Bei der in F i g. 1 in ihrer Gesamtheit dargestellten Steuervorrichtung
ist an den Behälter 1 für die Flüssigkeit, die z. B. t=51 sein kann, eine Druckpumpe
2 angeschlossen, die die Flüssigkeit einem ölpneumatischen Speicher 3 zuführt, der
eine Flüssigkeitsreserve unter einem Druck aufrechterhält, der infolge eines zwischen
der Druckpumpe 2 und dem Speicher 3 angeordneten Selbstschalters 4 praktisch konstant
ist. Von dem Speicher 3 aus führt eine Leitung 5 zu dem als Ganzes mit dem Bezugszeichen
6 bezeichneten Verteilerblock, der zunächst den mit dem Schiebergehäuse 7 versehenen
Wählschieber 8 für die Gangwahl aufweist. Der Wählschieber 8 kann bei der dargestellten
Ausführungsform durch Handbetätigung mittels des Handschalthebels oder auch mittels
eines nicht näher erläuterten automatischen Wählers verschoben und gedreht werden.
Ferner ist ein Kupplungssteuerventil K mit einem kolbenartigen Verschlußkörper 9
angeordnet, der sich gegen einen durch eine Feder 11 belasteten Federteller 10 abstützt.
Gemäß Zeichnungsdarstellung versucht die Feder eine Verschiebung nach links. Gleichachsig
mit dem Verschlußkörper 9 des Kupplungssteuerventils K sind mehrere kleine Kolben
12 hintereinander angeordnet, deren Anzahl der Zahl der Gänge des Geschwindigkeitswechselgetriebes
entspricht. Schließlich sind in dem Verteilerblock 6 mehrere Speicherkolben 13 hintereinandergeschaltet,
deren Anzahl der Zahl der synchronisierten Gänge des Wechselgetriebes entspricht;
einer der Speicherkolben 13 stützt sich gegen einen Federteller 14 ab, der durch
eine Speicherfeder 15 belastet ist. Zwischen den Speicherkolben 13 sind auf diese
Weise elastische Räume 13a gebildet, deren Zweck darin besteht, die Schaltphase
für das Herstellen des Gleichlaufes zu ermöglichen.
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Der Verteilerblock 6 ist einerseits an den Flüssigkeitsbehälter 1
durch eine Leitung 16 angeschlossen, die alle Flüssigkeitsabflüsse aufnimmt, und
andererseits durch eine Leitung 19 mit einem Zylinder 18
verbunden,
in dem ein Kupplungskolben 17 geführt ist; dieser Kupplungskolben 17 dient zur Betätigung
der durch eine Reibungskupplung bekannter Art gebildeten Hauptkupplung 20, mit deren
Betätigungshebel 21 er über eine Schubstange 22 und eine Kugelgelenkschraube 23,
die zum Ausgleich der Abnutzung der Hauptkupplung dient, derart verbunden ist, daß
die Hauptkupplung 20 ausgerückt ist, wenn der Kupplungskolben 17 gegen den
Anschlag 24 des Zylinders 18 zur Anlage kommt.
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Schließlich ist das Ganze durch mehrere Leitungen 25, deren Anzahl
der Zahl der Gänge des Geschwindigkeitswechselgetriebes entspricht, mit einem System
zum Betätigen der Gangschaltelemente des Wechselgetriebes verbunden, bei dem in
dem dargestellten Ausführungsbeispiel in einem Deckel 26 des Getriebegehäuses Schaltgabelstangen
27 verschiebbar gelagert sind, die unter Zwischenschaltung von Schaltgabeln
28
Schaltmuffen 29 bekannter Art betätigen. Diese können mit Getrieberädern
im Eingriff stehen oder auch mit Synchronisiersystemen und Kupplungen 30 zusammenwirken,
wie in der Zeichnung dargestellt ist. Bei dieser Ausbildung des Wechselgetriebes
dienen zur Verschiebung der Schaltgabelstangen 27 Kolbenstößel 31 von Schaltservomotoren,
die an den Enden der Schaltgabelstangen angeordnet sind und mit dem in den Leitungen
25 herrschenden Druck beaufschlagt sind. Zur Rückführung der Schaltgabelstangen
27 in die Leergangstellung dienen die Rückstellfedern 32 der Schaltservomotoren.
die sich gegen Federteller 33 und 33' abstützen, die auf dem frei liegenden, im
Durchmesser verringerten Teil 34 der Schaltgabelstangen 27 gleiten können. Diese
Federteller 33 und 33' stützen sich in der Leergangstellung einerseits auf Schultern
35, 35' der Schaltgabelstangen und andererseits gegen Absätze 36 des Getriebedeckels
26 ab.
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F i g. 2 stellt diese Ausbildung in der Synchronisierstellung dar.
Einer der unter Druck gesetzten Kolbenstößel 31 hat die entsprechende Schaltgabelstange
27 verschoben, wodurch die Rückstellfeder 32 unter Vermittlung des Federtellers
33, der sich gegen die zugeordnete Schulter 35 abstützt, zusammengedrückt worden
ist; der andere Federteller 33' hat dabei seine Stellung beibehalten, da er an der
Stützfläche des Absatzes 36 anliegt. In der Leergangstellung ist die
Rückstellfeder
32 stark zusammengepreßt, wodurch vom Leergang aus ein Anfangsdruck ausgeübt wird,
wenn ein Gang gewechselt werden soll; die Rückführung zum Leergang erfolgt daher
aus demselben Grund sehr energisch und zuverlässig (man könnte auch ein gleichartiges
System schaffen, das aber bei einem Planetenrädergetriebe z. B. Bandbremsen betätigt).
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Der Wählschieber 8 für die Gangwahl enthält eine mittlere Bohrung
37, die einerseits mit einer kreisförmigen Eindrehung 52 im Mantel des Wählschiebers
über eine radiale Leitung 39 in Verbindung steht und andererseits über verschiedene
radiale Leitungen 40 entsprechend ihrer Anordnung einheitlich mit Ringnuten 41 des
Schiebergehäuses verbunden werden kann, deren Anzahl der Zahl der Gänge des Wechselgetriebes
entspricht. Durch Leitungen 42 stehen diese Ringnuten 41. über die Leitungen 44
mit den zwischen den Speicherkolben 13 gebildeten elastischen Räumen 13 a und über
die Leitungen 43 mit zwischen den kleinen Kolben 12 angeordneten Zylinderräumen
12a in Verbindung. Außerdem sind die Ringnuten 41 über die Leitungen 25 mit den
Beaufschlagungsräumen für die Stößelkolben 31 in Verbindung, die die Verschiebung
der Schaltgabelstangen 27 bewirken. Im Leergang nimmt der Wählschieber 8 eine derartige
Stellung ein, daß zwischen den Leitungen 40
und den Ringnuten 41 keinerlei
Verbindung möglich ist, da keine der in die Bohrung des Schiebergehäuses 7 mündenden
Leitungen 42 in Deckung mit den Leitungen 40 ist.
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Die von dem ölpneumatischen Druckmittelspeicher 3 ausgehende Leitung
5 ist über die Leitung 45 mit einem Ringzylinderraum des Kupplungssteuerventils
K verbunden, der durch eine Eindrehung 46 des an seinem freien Ende mit einem Kolben
54 versehenen Verschlußkörpers 9 des Kupplungssteuerventils K gebildet ist. Von
diesem Ringzylinderraum 46 geht andererseits eine Leitung 48 aus, die in
der Zeichnung rechts der Leitung 45 einmündet. Diese Leitung führt zu einer Ringnut
38, die um das Schiebergehäuse 7 herumgeführt ist und mit einer schraubenförmig
gewundenen Nut 59 kleinen Querschnittes in Verbindung steht, die zu einer zweiten
Ringnut 50 führt. Diese steht mit der mittleren Bohrung 37 des Wählschiebers 8 über
die Leitung 51 sowie die Eindrehung 52 und die radiale Leitung 39 in Verbindung.
Die verengte schraubenförmig gewundene Nut 59 bildet dabei zwischen den Ringnuten
38 und 50 einen hydraulischen Widerstand. An den durch die Eindrehung 46 gebildeten
Ringzylinderraum ist ferner die zu dem Betätigungszylinder 18 der Hauptkupplung
20 führende Leitung 19 angeschlossen, und zwar in der Zeichnung links der Leitung
45. Schließlich ist zwischen dem Kolbenteil 54 des Verschlußkörpers 9 und dem ersten
kleinen Kolben 12 eine Kammer 49 angeordnet, in die eine Leitung 47 mündet, die
mit der Leitung 19 verbunden ist. Der Verschiebeweg des Verschlußkörpers 9 des Kupplungssteuerventils
K ist durch einen Anschlagbund 53 begrenzt, gegen den sich der Federteller 10 anlegen
kann. Zur Begrenzung der Verschiebung der Speicherkolben 13 ist eine Anschlagschulter
58 vorgesehen.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Steuervorrichtung ist folgende:
Wenn man von der in F i g. 1 dargestellten Leergangstellung ausgeht und annimmt,
daß in dem ölpneumatischen Speicher 3 und damit in der Steuervorrichtung kein Druck
herrscht, so wird der an dem Verschlußkörper 9 des Kupplungssteuerventils K sitzende
Kolbenteil 54 mit seinem Abstandstift 54 a
durch die Kraft der auf den Federteller
10 einwirkenden Feder 11 in Anlage an dem in F i g. 1 am weitesten rechts dargestellten
kleinen Kolben 12 gehalten. In dieser Stellung steht die Druckleitung 5 über die
Leitung 45 und über die Eindrehung 46 des Verschlußkörpers 9 mit der Leitung 19
in Verbindung, die zu dem Zylinder 18 der Hauptkupplung 20 führt. Die Leitungen
48 und 16 sind dabei verschlossen, während die Leitung 47 von der Stirnseite Si
bereits freigegeben ist. Wird bei dieser Stellung der Steuervorrichtung die Pumpe
2 in Betrieb gesetzt, so stellt sich in dem ölpneumatischen Speicher 3 sofort Druck
ein, so daß durch die Leitung 5 Druckflüssigkeit zu der Leitung 45 und in den durch
die Eindrehung 46 des Verschlußkörpers 9 gebildeten Hohlraum gelangt. Der Druck
kommt einerseits über die Leitung 19 und den Zylinderraum 18 der Hauptkupplung 20
auf deren Kupplungskolben 17 zur Einwirkung, wodurch die Hauptkupplung 20 gelöst
wird. Andererseits wird der Druck zugleich durch die Leitung 47 auf den zwischen
dem Kolbenteil 54 und dem ersten kleinen Kolben 12 befindlichen Raum 49 übertragen
und wirkt dort auf die Stirnfläche S1 des mit dem Verschlußkörper 9 verbundenen
Kolbenteils 54 ein, der durch die Feder 11 belastet ist. Wenn dieser Druck so weit
angestiegen ist, daß er die Kraft der Feder 11 des Verschlußkörpers 9 überwiegt,
so wird der Verschlußkörper 9 unter Zusammendrücken der Feder 11 nach rechts über
die in F i g. 1 dargestellte Stellung hinaus so weit verschoben, daß der Kolbenteil
54 die Leitung 19 abschließt. Da die Länge der Eindrehung 46 des Verschlußkörpers
9 etwas größer als der Abstand A zwischen den Leitungen 19 und 48 ist, wird hierdurch
die Leitung 48 freigegeben, und zwar in dem Augenblick, in dem der Auskupplungsdruck
den gewünschten: Wert erreicht.
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Wenn nun der Wählschieber 8 zur Ausführung eines synchronisierten
Schaltens (das ist der schwierigste Fall) so weit verschoben wird, daß eine seiner
Stichleitungen 40 in Deckung mit einer der Leitungen 42 kommt, so werden über die
entsprechende Ringnut 41 der Beaufschlagungsraum für den zur Betätigung der Schaltgabelstange
27 dienenden Kolbenstößel 31 über die Leitung 25 sowie über die zugehörige Leitung
44 der entsprechende elastische Raum 13 a und schließlich über eine der Leitungen
43 der entsprechende Raum 12a zwischen den kleinen Kolben 12 unmittelbar oder mittelbar
miteinander verbunden. Da ferner die Leitung 48 freigegeben ist, strömt Druckflüssigkeit
in diese ein und gelangt über die Ringnut 38 in den durch die schraubenförmige Leitung
59 gebildeten hydraulischen Widerstand zu der Ringnut 50. Von dieser wird sie über
die radiale Leitung 51, die Nut 52 und die Leitung 39 in die mittlere Bohrung 37
des Wählschiebers 8 und von dort über die Leitungen 40 und 42 in die Leitungen 25,
44 und 43 weitergeleitet. Da das Wechselgetriebe vorher die Leergangstellung innehatte,
sind diese Leitungen drucklos. Nun steigt aber der Druck in diesen Leitungen an
und leitet folgende Vorgänge in der angegebenen Reihenfolge ein: Der Kolbenstößel
31 verschiebt zunächst die Schaltgabelstange 27, die unter Vermittlung der
Schaltgabel
28 und der Schaltmuffe 29 den Synchronisierring 30 mit dem entsprechenden Kegel
in Verbindung bringt.
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In diesem Augenblick beginnt der Druck den der Leitung 44 zugeordneten
Speicherkolben 13 zu verschieben, was aber infolge des begrenzten Abflusses der
Druckflüssigkeit durch die den hydraulischen Widerstand bildende schraubenförmige
Nut 59 des Schiebergehäuses 7 nur verzögert erfolgt und wobei der Speicherkolben
13 die Speicherfeder 15 langsam fortschreitend zusammendrückt, bis der Federteller
14
sich gegen die Schulter 58 abstützt. Dies ermöglicht, den Schaltvorgang
zu synchronisieren; denn der Ring und der Konus der Synchronisiervorrichtung 30
steigern ihre Belastung, ohne sich hierdurch zu verschieben (weil die Kugel der
Synchronisiervorrichtung 30 sich nicht abheben und das Kuppeln ermöglichen kann),
bis zu dem Augenblick, in dem der auf den Kolbenstößel 31 wirkende Druck,
der in jedem Augenblick dem Druck unter dem Speicherkolben 13 gleich ist, den zum
Wegtreiben der Kugel erforderlichen Wert erreicht.
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In diesem Augenblick wird der Speicherkolben 13, der die Speicherfeder
15 zusammengepreßt hatte, schnell zurückgeschoben, wodurch das Schalten unmittelbar
nach dem Wegtreiben der Kugel erreicht wird. Die in Frage kommenden Getrieberäder
des Wechselgetriebes stehen dann im Eingriff.
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Wenn der zurückbewegte Speicherkolben 13 von neuem die Feder 15 infolge
des von der betrachteten Leitung 44 kommenden Druckes zusammendrückt, was wegen
des im Vergleich zu dem Speicherkolben 13 durch den Kolbenstößel 31 zu verschiebenden
geringen Volumens schnell erfolgt, kann dann die Druckflüssigkeit auf den kleinen
Kolben 12 einwirken.
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Von dem Augenblick an, in dem der in den Leitungen 25, 44 und 43 herrschende
Druck, welcher der Untersetzung der betrachteten Geschwindigkeit entspricht, den
Wert des in der Leitung 19 herrschenden Druckes übertrifft, der während dieser Zeit
die Hauptkupplung20 gelöst hält, beendet der in Betracht kommende kleine Kolben
12 unmittelbar oder durch Verschiebung der anderen kleinen Kolben 12 die Bewegung
des Verschlußkörpers 9, indem er dessen Federteller 10 zum Anschlag an die Schulter
53 bringt. Der Verschlußkörper 9 hat dann eine Stellung erreicht, in welcher sein
Kolbenteil 54 die Leitung 16 freigegeben hat, so daß die Leitung 47 über die Kammer
49 mit der Leitung 16 in Verbindung ist. Hierdurch wird der Kupplungszylinder 18
über die Leitungen 19 und 47 mit der Rückführungsleitung 16 in Verbindung gebracht,
so daß der Kupplungskolben 17 die Druckflüssigkeit zurückdrängt und die Hauptkupplung
20 wieder eingerückt wird. Der Betätigungshebel 21 sowie die Schubstange 22 stoßen
dabei den Kupplungskolben 17 zurück. Das Wiedereinrücken der Hauptkupplung kann
sanft erfolgen, indem der Rückfluß der Flüssigkeit in der Leitung 16 durch eine
Drossel 56 in der Leitung 16 abgebremst wird. Die Eindrehung 46 des Verschlußkörpers
9 bringt die Leitungen 45 und 48 in freie Verbindung, wodurch die Getrieberäder
des in Frage kommenden Ganges im Eingriff gehalten werden, da der gesamte Druck
auf den entsprechenden Kolbenstößel 31 wirkt.
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Wenn man von einen Gang auf einen anderen Gang i übergeht, bewegt
man den Wählschieber 8 durch Drehung oder Verschiebung, was zur Folge hat, daß die
dem verlassenen Gang entsprechende Leitung 25 mit der Auslaßleitung 16 verbunden
wird; die Rückführung der Flüssigkeit erfolgt über die freien Bereiche 55 des Wählschiebers.
die alle mit der Leitung 16 verbunden sind.
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Wenn der Druck bei der Rückführung in die Leergangstellung eines Ganges
fällt, so wird der kleine Kolben 12, der hinter dem ersten kommt, durch den
Schieber 9 unter der Wirkung der Feder 11 verschoben.
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Hierdurch wird das Lösen der Hauptkupplung hervorgerufen; denn der
Vorgang beginnt von neuem, die Eindrehung 46 des Verschlußkörpers 9 setzt den Druck
in der Leitung 45 mit der Leitung 19 in Verbindung, die an den Kupplungszylinder
18 angeschlossen ist; während dieser Zeit erfolgt die Rückführung des Ganges in
die Leergangstellung schnellstens, da das Abfließen nicht abgebremst wird.
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Bei der Rückführung eines synchronisierten Ganges in die Leergangstellung
wird der entsprechende Speicherkolben 13 durch die Speicherfeder 15 in die Ruhestellung
zurückgeschoben, und die Schaltgabelstange 27 wird durch die Wirkung der Rückstellfeder
32 in die Totpunktlage zurückgeführt.
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Die Querschnitte sind so bemessen, daß die Rückführung der Gänge in
die Leergangstellung beendet ist, bevor die Zuführung von Druck auf den neuen Gang
erfolgt.
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Es ist ohne weiteres möglich, den von Hand zu betätigenden Wählschieber
8 für die Gangwahl, wie er zuvor beschrieben ist, durch einen selbsttätigen Wähler
zu ersetzen, wodurch der Gangwechsel vollständig selbsttätig gestaltet würde.
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Eine Sonderheit der beschriebenen Steuervorrichtung besteht in einer
solchen Ausbildung des Kupplungssteuerventils, daß die Zuführung von Druckflüssigkeit
zu den Schaltservomotoren unterbrochen ist, solange der Druck in dem Kupplungszylinder
nicht den Wert erreicht hat, der dem vollständigen Entkuppeln entspricht.
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Ein anderes wesentliches Merkmal der Erfindung besteht in der Anwendung
der in einer Reihe hintereinander angeordneten kleinen Kolben 12, die sich in einer
gemeinsamen Bohrung auf derselben Achse wie der Verschlußkörper 9 des Kupplungssteuerventils
K verschieben. Diese kleinen Kolben 12 erhalten je für sich entsprechend der gewählten
Unter- bzw. Übersetzung den Druck, der in den die Schaltgabelstange 27 steuernden
Zylinder geleitet wird. Wenn dieser Druck den Druck überschreitet, der für das Auslösen
der Kugeln der Synchronisiervorrichtung für die Getrieberäder erforderlich ist,
stößt der entsprechende kleine Kolben 12 den Verschlußkörper 9 zurück, der den Kupplungszylinder
18 zum Entleeren bringt und die Kupplung einrückt.
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Bei der dargestellten und beschriebenen Ausführungsform ist das Wechselgetriebe
nach der Erfindung mit einer Hauptkupplung bekannter Art kombiniert, die durch einen
hydraulischen Zylinder betätigt wird. Es könnte aber auch mit jedem anderen Kupplungssystem,
z. B. auch einer elektrischen Hauptkupplung, kombiniert sein. In diesem Fall würde
es genügen, die Verschiebung des Verschlußkörpers 9 anzuwenden, um die Kontakte
zum Entkuppeln und Wiedereinkuppeln zu betätigen.
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Zur Begrenzung des Druckes in dem hydraulischen Widerstand 59 kann
in Reihe mit diesem Widerstand ein Druckbegrenzungsventil angeordnet sein, das der
Flüssigkeit einen unmittelbaren Durchgang ermöglicla,
werui der
hydraulische Widerstand 59 einen den gewollten Wert überschreitenden Gegendruck
entgegensetzt. Eine solche Ausführungsform ist in F i g. 5 in Verbindung mit einem
hydraulischen Widerstand dargestellt, der statt durch eine zwischen den Nuten 18
und 50 des Schiebergehäuses', an diesem angeordnete schraubenförmig gewundene Leitung
durch eine äußere schraubenförmig gewundene Leitung 60 gebildet ist. Zwischen der
Zuführungsleitung 61 und der Abflußleitung 62 ist hier als Umleitung eine Vorrichtung
63 mit einem Druckbegrenzungsventil angeordnet. die Vorrichtung 63 kann, wie in
F i g. 6 dargestellt, eine Kugel 64 enthalten, die durch einen Kolben 65 auf ihrem
Sitz gehalten wird, der durch eine geeichte Feder 66 belastet ist. Die Flüssigkeit
tritt durch die Leitung 61 unter der Kugel 64 zu und fließt durch die Leitung 62
ab, die von der die Kugelden Kolben und seine Feder enthaltenden inneren Kammer
abgeht.
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Der hydraulische Widerstand kann auch durch eine Vorrichtung zur Begrenzung
der Abflußmenge ersetzt werden, wie sie in F i g. 7 und 8 dargestellt ist. Hiernach
besteht der hydraulische Widerstand im wesentlichen aus einem hohlen Kolben 71 in
Form eines rohrförmigen Körpers, in dem eine oder mehrere dünne Scheiben 72 angeordnet
sind, von denen jede mit einer Durchlaßöffnung 73 versehen ist und die eine Folge
von nur durch die Öffnungen 73 verbundenen Kammern bilden, aber ermöglichen, daß
eine Flüssigkeit von dem einen Ende zum anderen Ende des Hohlkolbens 71 hindurchtritt.
Der Hohlkolben 71 ist in einem Hohlzylinder 74 angeordnet, der mit einer Zuflußleitung
75 und einer Auslaßleitung 76 versehen ist. Außerdem stützt sich der Hohlkolben
71 gegen eine Feder 77 ab, die von ihm zusammengedrückt wird, wenn er im Sinne des
Pfeiles 78 verschoben wird.
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Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist leicht verständlich. Wenn
eine Druckflüssigkeit durch die Leitung 75 zugeführt wird, füllt sie das gesamte
Innere der Vorrichtung an und tritt durch die Leitung 76 aus. Bei ihrem Durchgang
durch die Öffnungen 73 vom Durchmeser d erleidet sie aber einen Druckverlust, der
für den gesuchten Abfluß (p einen bestimmten Wert /t haben muß. Die Feder 77 ist
folglich so geeicht, daß ihre Federkraft gleich ic ist, wenn der Kolben zum Teil
die Leitung 76 überdeckt, sie aber nicht ganz abschließt. Nimmt man an, daß sich
der Kolben 71 in seiner Stellung ganz rechts in dem Zylinder befindet und der Druck
in der Leitung 5 ; (F i g. 1) von Null an auf einen bestimmten Druck in der Leitung
75 ansteigt, so wird der Hohlkolben 71, wie hoch auch der Druck sein mag, im Sinne
des Pfeiles 78 verschoben. Der Abfluß durch die öffnungen 73 ruft dabei einen Druckunterschied
zwischen dem auf der Zuströmseite und dem auf der Abflußseite gelegenen Raum der
Vorrichtung hervor. Dieser Druckunterschied ermöglicht dem Hohlkolben 71 die Feder
77 zusammenzudrücken, und wenn die Federkraft den Wert ,u erreicht, nimmt der Kolben
die in F i g. 7 gestrichelt eingezeichnete Stellung 79 ein. Wenn der Druckunterschied
größer wird, versucht der Kolben die Auslaßöffnung ganz abzusperren.
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In diesem Augenblick nimmt der Abfluß ab und folglich ebenso der Druckverlust,
der ermöglicht hatte, daß die Feder 77 bis zu dieser Stellung zusammengedrückt wird.
Man erkennt, daß der Abfluß nicht mehr ansteigen kann, selbst wenn der Druck ansteigt;
der Druckunterschied, der auf die Feder 77 übertragen wird und selbst dann nicht
ansteigen kann, wenn der Abfluß größer wird, wird durch das Zusammendrücken der
Feder 77 begrenzt, wobei jedesmal, wenn der Hohlkolben 71 dazu neigt, die Stellung
79 zu überschreiten, der Abfluß unterbrochen wird. Wenn der Abfluß dazu neigt, abzunehmen,
schiebt die Feder 77 den Hohlkolben 71 nach rechts zurück, wodurch der freie Teil
der öffnung 76 größer wird, was zur Folge hat, daß der gewünschte Abfluß wiederhergestellt
wird.
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Man könnte auch eine Ausführungsform vorsehen, bei welcher der Hohlkolben
71 und die Öffnungen 73 in den dünnen Abschlußwänden 72 zwei verschiedene Teile
bilden.
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So sind nach F i g. 8 die Querwände 82 in einem fest angeordneten
Zylinder 80 angeordnet, dessen Enden mit den entsprechenden Enden des Zylinders
81 verbunden sind, der den beweglichen Kolben 84 und die Feder 83 enthält. Der Druckunterschied
zwischen der Zuströmseite und der Abflußseite, durch den die Stellung des Kolbens
84 geregelt wird, und folglich auch der Abfluß wird durch den Durchtritt der Flüssigkeit
durch die Öffnungen hervorgerufen.
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Die beschriebene und dargestellte Ausführungsform der Erfindung ermöglicht,
einen Gangwechsel in auerkürzester Zeit mit vollständiger Synchronisierung der Getrieberäder
unabhängig vom Fahrer zu erreichen, da alle Vorgänge, wie Entkuppeln, Synchronisierung,
Schalten und Wiedereinkuppeln, in vollkommener zeitlicher Reihenfolge ohne Totzeit
erfolgen.
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Die Erfindung ist nicht nur anwendbar auf Geschwindigkeitsweahselgetriebe
mit Vorgelegewelle, sondern auch auf Planetenräderwechselgetriebe mit zugeordneter
Hauptkupplung.