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Steuereinrichtung für Kraftfahrzeugwechselgetriebe Die Erfindung bezieht
sich auf eine Steuereinrichtung für Kraftfahrzeugwechselgetriebe mit flüssigkeitsservobetätigten
Reibeinrichtungen zum Schalten verschiedener Gänge, einem willkürlich betätigbaren
Wählventil zum Verbinden einer Druckmittelzuleitung mit dem jeweils gewählten Servomotor
und einem willkürlich betätigbaren Druckregelventil, das in einer ersten Stellung
Druckflüssigkeit mit vollem Druck von einer Druckflüssigkeitsquelle zur Druckmittelzuleitung
zum vollständigen Einrücken der gewählten Reibeinrichtung und in einem zweiten Stellungsbereich
nur einen das Schlüpfen der Reibeinrichtung bewirkenden, druckgeregelten Teil der
Druckflüssigkeit der Druckmittelzuleitung und den überschüssigen Teil einer Kühl-
und Schmiermittelzuleitung für die Reibeinrichtungen zusteuert.
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Bei einer bekannten Bauart dieser Steuereinrichtung (deutsche Auslegeschrift
1103 151) wird die für die Kühlung bestimmte Druckflüssigkeit sämtlichen
Reibeinrichtungen zugeleitet, also auch diejenigen, die wegen ihres Betriebszustandes
einer besonderen Kühlung nicht bedarf, so daß die Kühlwirkung an der Reibeinrichtung,
die dieser besonders bedarf, nur vermindert eintritt.
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Es ist bei einer anderen Bauart (britische Patentschrift 796 948)
zwar bekannt, Kühl- und Schmierkanäle flüssigkeitsservobetätigten Reibeinrichtungen
nur für die ausgewählte Reibvorrichtung freizugeben. Dies erfolgt jedoch nur während
des Schaltvorgangs des Umschaltventils, während in dessen Endlagen die Kühl- und
Schmiermittelkanäle abgesperrt sind. Ein Betrieb mit dauerndem Schlupfbetrieb einer
Reibeinrichtung ist hierbei nicht erreichbar, da eine Druckregelung für den zum
Servomotor der Reibeinrichtung führenden Zweig in einer Zwischenstellung des Umschaltventils
nicht eintritt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs erwähnte Bauart
so weiter auszugestalten, daß auch bei dauerndem Schlupfbetrieb einer der Reibungseinrichtungen
deren größtmögliche Kühlung erreicht wird.
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Die Erfindung besteht darin, daß die Kühl- und Schmiermittelzuleitung
mit den Reibeinrichtungen über das Wählventil derart verbunden ist, daß in dem zweiten
Stellungsbereich des Druckregelventils die Druckflüssigkeit aus der Kühl- und Schmiermittelzuleitung
allein der ausgewählten Reibeinrichtung zugeleitet wird.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist bei einer Steuereinrichtung
dieser Art, bei der das Druckregelventil ein willkürlich betätigbares Glied enthält,
das über eine Druckfeder mit einem beweglichen Ventilglied verbunden ist, vorgesehen,
daß in der ersten Stellung des Druckregelventils ein Endteil des willkürlich betätigbaren
Gliedes das bewegliche Ventilglied in einer Stellung blockiert, in der eine Auslaßöffnung
zur Kühl- und Schmiermittelzuleitung völlig abgesperrt ist. Ferner ist vorgesehen,
daß der Zustrom der Druckflüssigkeit zum Druckregelventil in an sich bekannter Weise
durch ein Absperrventil absperrbar ist, das durch ein Steuerglied zur Betätigung
der Fahrzeugbremsen betätigt wird.
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In der schematischen Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt.
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Eine Eingangswelle 1 treibt ein Pumpenrad 2 eines Drehmomentwandlers
an, dessen Turbinenrad 3 mit einer Getriebeeingangswelle 4 verbunden ist. Leiträder
6 und 7 des Drehmomentwandlers sind an einem festen Teil 8 eines Getriebegehäuses
31 befestigt. Die Getriebeeingangswelle 4 trägt zwei Sonnenräder 9 und 10. Das Sonnenrad
9 gehört zu einem Rückwärtsantriebs -Planetenrädergetriebe A, während das Sonnenrad
10 zu einem Vorwärtsantriebs-Planetenrädergetriebe B gehört. Der Antrieb wird über
diese Getriebe auf eine Hohlwelle 11 übertragen, die die Eingangswelle eines Gangwechselgetriebes
ist, welches eine Ausgangswelle 12 antreibt.
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In einem mit einer servobetätigten Bremse 14 versehenen Planetenräderträger
13 des Planetenrädergetriebes A sind drehbar mehrere Planetenräder 15 gelagert,
die mit dem Sonnenrad 9 und einem Ringrad
16 kämmen, das mit einem
Planetenräderträger 17 des Planetenrädergetriebes B verbunden ist. In diesem sind
drehbar Planetenräder 18 gelagert, die mit dem Sonnenrad 10 und einem mit einer
servobetätigten Bremse 21 versehenen Ringrad 19 kämmen. Wird die Bremse 14 angelegt,
so läuft das Ringrad 16 und damit auch der Planetenräderträger 17 und die mit diesem
verbundene Hohlwelle 11 rückwärts. Bei Vorwärtsantrieb hält die Bremse 21
das Ringrad 19 fest, so daß Planetenrädergetriebe B als einfaches Untersetzungsgetriebe
arbeitet und der Antrieb vom Sonnenrad 10 zum Planetenräderträger 17 mit verringerter
Drehzahl erfolgt.
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Die Hohlwelle 1 treibt einen Planetenräderträger 23 eines Planetenrädergetriebes
C für großen Gang an, der mit dem Planetenräderträger 17 verbunden ist. Auf dem
Planetenräderträger 23 sind drehbar Planetenräder 26 gelagert, die mit einem als
Ausgangselement wirkendem Sonnenrad 27 und einem als Reaktionselement wirkenden
Ringrad 28 kämmen, dem eine servobetätigte Bremse 29 zugeordnet ist. Mit dem Planetenräderträger
23 ist ein Sonnenrad 33 eines Planetenrädergetriebes D für kleinen Gang verbunden,
das mit Planetenrädern 32 kämmt, die drehbar in einem mit der Antriebswelle 12 verbundenen
Planetenräderträger 34 gelagert sind. Mit den Planetenrädern 32 kämmt ferner ein
mit einer servobetätigten Bremse 37 versehenes Ringrad 36.
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Bei angelegter Bremse 37 wird der Antrieb vom Sonnenrad 33 über den
Planetenräderträger 34 zur Abtriebswelle 12 mit verringerter Drehzahl übertragen,
die die kleinste im Getriebe ist. Je nachdem, ob die Bremse 14 oder die Bremse
21 angelegt ist, erfolgt Rückwärts- oder Vorwärtsantrieb. Der mittlere Gang
in beiden Drehrichtungen wird erreicht, wenn eine Kupplung 24 eingerückt wird, die
dann den Planetenräderträger 23 des Planetenrädergetriebes C mit der Abtriebswelle
12 verbindet, so daß ein direkter Antrieb über die Planetenrädergetriebe C und D
erfolgt. Das Planetenrädergetriebe C bewirkt den höchsten Gang durch Laufen mit
Überdrehzahl, wenn die Bremse 29 angelegt wird. Wird jedoch ein Antrieb mit Überdrehzahl
nicht gewünscht, so können die Übersetzungsverhältnisse der Planetenrädergetriebe
C und D so abgestimmt werden, daß sich eine Gesamtübersetzung von 2 ; 1 ergibt,
Die Grenzgeschwindigkeit in jedem dieser Gänge wird durch das übersetzungsverhältnis
der jeweils eingeschalteten Planetenrädergetriebe A oder B bestimmt.
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Es sind daher mit den Planetenrädergetrieben C und D drei Gänge sowohl
im Vorwärtsantrieb als auch im Rückwärtsantrieb erreichbar.
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Der untere Teil des Getriebegehäuses 31 ist mit einem Ölsumpf 41 verbunden,
von dem eine Saugleitung 42 zu einer von der Eingangswelle angetriebenen Zahnradpumpe
43 führt, deren Förderleitung 44 über ein Hauptdruckregelventil 46 mit einer Hauptnetzleitung
47 und einer Speiseleitung 48 zum Drehmomentwandler verbunden ist.
Vom Drehmomentwandler führt eine Rücklaufleitung 49 zum Ölsumpf.
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Die Hauptnetzleitung 47 führt eingeregelten Netzdruck zu einem willkürlich
betätigbaren Wählventil 51 für das Gangwechselgetriebe. Dieses hat in einer Ventilbohrung
53 einen Ventilschieber 52, der in der Stellung HI für großen Gang gezeichnet
ist und Steuerbunde a, b, c und d gleichen Durchmessers hat, Er kann
in Stellungen für mittleren Gang (INT), niedrigen Gang (L0) und Leerlauf
(N) bewegt werden. In allen diesen Stellungen mündet die Hauptnetzleitung
47 über eine Öffnung 54 in den Raum zwischen den Steuerbunden c und d und ist über
einen Kanal 56 im Ventilschieber 52 mit dem Raum zwischen den Steuerbunden
a und b verbunden. In der gezeichneten Stellung für höchsten Gang
ist die Öffnung 54 zwischen den Steuerbunden c und d mit einer Leitung 57 verbunden,
die zu einem die Bremse 29 betätigenden Servomotor 58 führt. Eine Leitung 60 führt
zu einem Servormotor 62 für die Bremse 37 und eine Leitung 59 zu einem Servomotor
63 für die Kupplung 24. In den Stellungen INT bzw. L0 des Ventilschiebers 52 ist
die Hauptnetzleitung 47 über den Kanal 56 mit der Leitung 59 bzw. 60 verbunden,
um die Kupplung 24 einzurücken bzw. die Bremse 37 anzulegen. In den Stellungen
HI und INT des Ventilschiebers 52 ist die Leitung 60 mit einem Auslaß 61
verbunden. Die Leitung 59 ist in dessen Stellung L0 mit einem Auslaß 64 und in der
Stellung HI mit dem Auslaß 61 verbunden. Die Leitung 57 ist wiederum in den Stellungen
INT und LO mit dem Auslaß 61 verbunden. Der Auslaß 64 verhindert das Ansammeln von
Öl an der Stirnseite der Ventilbohrung 53. Ein Auslaß 66 verhindert Leckagen durch
eine Dichtung 67, durch die eine Betätigungsstange 68 des Ventilschiebers 52 nach
außen tritt. Eine C-förmige Scheibe 69, die in der ringförmigen Öffnung 54 liegt,
begrenzt die Bewegung des Ventilschiebers 52, der mit seinen Steuerbunden c und
d gegen die Scheibe 69 zur Anlage kommen kann. Der Ventilschieber 52 wird durch
ein Feder-Kugel-Gesperre 71 in der jeweils eingestellten Lage festgehalten.
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Die Hauptnetzleitung 47 führt auch zu einer öffnung 76 eines willkürlich
betätigbaren Wählventils 77 für das vordere Umkehrgetriebe A, B. Der Ventilschieber
78 des Wählventils 77 hat Steuerbunde a, b,
e, d, e und f gleichen
Durchmessers, die sich in einer Ventilbohrung 79 führen. Die Hauptnetzleitung 47
ist in allen Stellungen des Ventilschiebers 78, N für Leerlauf, F für Vorwärtsantrieb
und R für Rückwärtsantrieb, durch das Wählventil 77 hindurchgeführt. In der gezeichneten
Leerlaufstellung N ist eine Leitung 81 zwischen den Steuerbunden b und c abgesperrt.
Eine Leitung 82, die zu einem Servomotor 83 für die Bremse 14 führt, ist mit einer
Öffnung 84 zu einer Schmierleitung 86 zur Bremse 14 verbunden. Eine Leitung 87 mündet
in einer breiten Öffnung 88, die den Steuerbund d beiderseits überragt, so daß Öl
zu einer Schmierleitung 91 für die Bremse 21 und zu einer Zweigleitung 92 der Schmierleitung
86 der Bremse 14 fließt. Die Versorgung der Leitung 87 wird später in Zusammenhang
mit einem Absperrventil beschrieben. Da nur die Schmierleitungen 86 und 91 Öl erhalten,
das über die Seheiben der Bremsen 14 und 21 fließt, stellen diese Leitungen praktisch
einen Auslaß dar, und die Leitung 82 und eine Leitung 93 zu einem Servomotor 94
für die Bremse 21 erhalten kein Drucköl. Beide Planetenrädergetriebe A und
B
sind also im Leerlauf.
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Durch Verstellen des Ventilschiebers 78 in die Stellungen F bzw. R
kann die Leitung 93 zum Servomotor 94 der Bremse 21 bzw. die Leitung 82 zum Servomotor
83 der Bremse 14 mit der Hauptnetzleitung 47 verbunden werden, so daß Vorwärts-
bzw. Rückwärtsantrieb eingeschaltet wird. Bei der Verstellung des Ventilschiebers
78 in die Stellung F springen Kugeln 96 einer Federsperre in eine zugeordnete
Ringnut
97, um den Ventilschieber 78 in dieser Lage festzuhalten. Die Leitung 81 ist dann
zwischen den Steuerbunden b und c mit der Leitung 93 zum Servomotor 94 verbunden,
der die Einschaltung des Vorwärtsantriebes bewirkt. Die Schmierleitung 87 ist mit
der Schmierleitung 91 verbunden und von der Schmierzweigleitung 92 getrennt. Die
Leitung 82 zum Servomotor 83 ist mit der als Auslaß dienenden Schmierleitung 86
zur Bremse 14 verbunden. Wird der Ventilschieber 78 dagegen in die Stellung R bewegt,
so ist die Leitung 81 mit der Leitung 82 zum Servomotor 83 verbunden, so daß also
Rückwärtsantrieb eingeschaltet wird. Hierbei ist die Schmierleitung 87 mit der Schmierzweigleitung
92 und der Schmierleitung 86 verbunden. Die Leitung 93 zum Servomotor 94 ist zur
Schmierleitung 91 der Bremse 21 entlastet. Ein Auslaß 98 verhindert das Ansammeln
von Öl in der Ventilbohrung 79 neben dem Steuerbund a, während ein Auslaß 99 Leckagen
längs des nach außen geführten Teils des Ventilschiebers 78 verhindert. Eine in
eine Öffnung 76 eingesetzte C-förmige Scheibe 101, gegen die die Steuerbunde e und
f des Ventilschiebers 78 zur Anlage kommen können, begrenzt die Bewegung des Ventilschiebers
78.
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Die Fahrbremsanlage hat ein übliches Bremspedal 106, das auf einen
Hauptbremszylinder 1.07 einwirkt, der über Leitungen 108 Drucköl zu Betätigungszylindern
109 üblicher Fahrbremsen 110 fördert. Gleichzeitig versorgt er durch eine Leitung
111 ein Absperrventil 112. Dieses hat eine abgesetzte Ventilbohrung 116, 117,
in der ein Ventilschieber 114 mit einem Steuerbund a großen Durchmessers im Bohrungsteil
11.6 und zwei Steuerbunden b und c kleineren Durchmessers im Bohrungsteil 117 gleitet.
Die Leitung 111 ist durch eine Drosselstelle 121 mit einem Zylinder 122 verbunden,
so daß der Druck aus dem Hauptbremszylinder 107 auf einen Kolben 123 einwirkt, der
auf den Ventilschieber 114 drückend diesen nach rechts vorbelastet. Der Kolben 123
trägt eine napfartige Dichtung 124, die die linke Stirnfläche des Kolbens überdeckt.
Im Zylinder 122 wird über die Drosselstelle 121 ein Druck aufrechterhalten, der
die Dichtung 1.24 am Kolben 123 hält, was besonders dann erwünscht ist, wenn diese
nicht mit dem Kolben verbunden ist. Die Drosselstelle 121 bedingt ferner eine Verzögerung
des Abschaltens des Antriebs beim Anlegen der Fahrbremsen und auch eine Verzögerung
des Wiedereinschaltens des Antriebs bei deren Lösen. Die Hauptnetzleitung 47 ist
an das andere Ende der Ventilbohrung über eine Öffnung 126 in dem Ventilbohrungsteil
117 angeschlossen, so daß der auf den Steuerbund c wirkende Netzdruck den Ventilschieber
114 in der entgegengesetzten Richtung wie der Bremsendruck belastet. Ein Durchlaß
127 im Steuerbund a verhindert das Einschließen von Öl zwischen diesem Steuerbund
und dem Kolben 123, während ein Auslaß 128 das Einschließen von Öl zwischen
den Steuerbunden a und b unterbindet.
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Sind die Fahrzeugbremsen gelüftet, so bewirkt der Druck aus der Hauptnetzleitung
47, der auf den Steuerbund c wirkt, die Bewegung des Ventilschiebers 114 in seine
gezeichnete Offenstellung, in der das Öl durch eine Öffnung 129 im Steuerbund c
zu einer mit der Leitung 81 verbundenen Leitung 131 fließt. Werden die Fahrzeugbremsen
angelegt, so wird, wenn der auf den Kolben 123 wirkende Bremsdruck genügend angestiegen
ist, der Ventilschieber 114 vom Kolben 123 gegen den Netzdruck nach rechts bewegt,
so daß der Steuerbund b eine Öffnung 132 zur Leitung 131 versperrt. Auf den außenliegenden
Seiten des Ventilschiebers 114 und des Kolbens 123 können Federn 133 bzw. 134 vorgesehen
sein, um den Bremsdruck einzustellen, bei dem dieser den Netzdruck überwindet. In
der geschlossenen Lage des Absperrventils 112 wird die Zufuhr von Drucköl aus der
Hauptnetzleitung zum Wählventil 77 des Umkehrgetriebes abgesperrt, so daß
das jeweils eingeschaltete Planetenrädergetriebe A oder B abgeschaltet
wird und das Umkehrgetriebe in Leerlauf gelangt.
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Ferner ist ein willkürlich betätigbares Regelventil 141 vorgesehen,
das eine abgesetzte Ventilbohrung 143, 144 für einen Ventilschieber 142 hat. Der
Ventilschieber 142 hat einen Steuerbund a kleinen Durchmessers in dem Bohrungsteil
143 und einen Steuerbund b größeren Durchmessers im Bohrungsteil 144 sowie einen
von einer Feder 147 umschlossenen Anschlagzapfen 146. Die Feder 147 drückt den Ventilschieber
142 nach rechts. Die Leitung 131 ist im Bereich des Anschlagzapfens
stets mit der Leitung 81 verbunden. Das durch eine Öffnung 148 aus der Leitung 131
eintretende Öl wirkt auf die Stirnfläche des Steuerbundes a und auch über eine Drosselstelle
151 im Steuerbund a auf die unausgeglichenen Flächen der Steuerbunde a und
b, um eine Dämpfung für den Ventilschieber 142 zu erhalten. Auf die andere
Seite des Ventilschiebers 142 wirkt eine stärkere Feder 152. Unter dem Einfluß
des Öldrucks und der Feder 147 entgegen der Feder 152 bewegt sich der Ventilschieber
142 zwischen einer ersten, geschlossenen und einer zweiten offenen Stellung, um
den Druck zu regeln. In der offenen Stellung wird Öl
durch eine Öffnung 149
zur Schmierleitung 87 abgeleitet. Die Feder 152 stützt sich gegen eine Scheibe 153,
die auf einem Zapfen 153' des Ventilschiebers 142 sitzt und mit ihrem anderen Ende
gegen einen einstellbaren Kolben 154, dessen Betätigungsstange 156 nach außen aus
dem Ventilgehäuse geführt ist und einstellbar ist. Der Hauptnetzdruck aus der Leitung
47 tritt über eine Öffnung 157 ein und wirkt auf den einstellbaren Kolben 154, der
normalerweise in der ersten Stellung gehalten wird, in der er gegen die Scheibe
153 anliegt und damit den Ventilschieber 142 in der Schließstellung hält. In dieser
Stellung erfolgt keine Regelung des Druckes in der Leitung 81 gegenüber dem Netzdruck
in der Leitung 47. Der Kolben 154 kann aber willkürlich in Richtung auf die zweite
Stellung verstellt werden, wodurch die Kraft der Feder 152 auf den Ventilschieber
142 in diesem Verstellungsbereich stetig verringert wird, wodurch der der Leitung
81 zugeführte Netzdruck aus der Leitung 47 auf einen niedrigeren Wert eingeregelt
wird. Dies kann erfolgen, ohne daß der den Servomotoren der Kupplung 24 und
der Bremsen 29, 37 zugeleitete Netzdruck aus der Leitung 47 absinkt, da die Drosselstelle
129 im Absperrventil einen Druckabfall in der Hauptnetzleitung 47 verhindert.
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Der einstellbare Kolben 154 läuft in einer Bohrung 158, die
im Bereich der Betätigungsstange 156 durch zwei Dichtungen 161 und 162 und
einen dazwischenliegenden Auslaß 163 abgedichtet ist. In letzterer ist eine C-förmige
Scheibe 165 vorgesehen, die die Auswärtsbewegung des Kolbens 154 begrenzt. Die C-förmigen
Scheiben 54, 101 und 165 sind ausreichend schmaler als die zugeordneten Öffnungen,
so daß genügend große Querschnitte für den ungedrosselten Durchstrom des Öls frei
bleiben. Zwischen dem Kolben
154 und dem Ventilschieber 142 ist
ein Auslaß 164 vorgesehen, der das Ansammeln von Öl zwischen diesen beiden Teilen
verhindert.
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Werden die Fahrbremsen bis zu einem bestimmten Ausmaß angelegt, bei
dem die Druckölzufuhr zum Wählventil 77 des Umkehrgetriebes abgesperrt wird, so
werden dessen Bremsen gelöst oder deren Anlegen verhindert. Werden die Fahrbremsen
gelüftet, so kann ein begrenztes Anlegen der Bremsen erfolgen, um einen veränderlichen
Schlupf zu erzielen, der ein Fahren des Fahrzeugs um einen kleinen Weg ermöglicht.
Dies erfolgt durch Absenken des den Bremsen des Umkehrgetriebes zugeführten Öldrucks,
indem der Kolben 154 aus seiner ersten Stellung um einen bestimmten Betrag
in Richtung auf seine zweite Stellung bewegt wird. Es wird dadurch die Kraft der
Feder 152 auf den Ventilschieber 142 verringert, so daß bereits ein geringerer Druck
aus der Bremsanlage ausreicht, um den Ventilschieber 142 in seine den Druck regelnde
Lage zu bewegen. In der zweiten Stellung überwindet die Feder 147 die Feder 152
und hält den Ventilschieber 142 in der Offenlage.