DE1625010B1 - Schalteinrichtung fuer ein umlaufraederwechselgetriebe - Google Patents

Schalteinrichtung fuer ein umlaufraederwechselgetriebe

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DE1625010B1
DE1625010B1 DE1967B0091702 DEB0091702A DE1625010B1 DE 1625010 B1 DE1625010 B1 DE 1625010B1 DE 1967B0091702 DE1967B0091702 DE 1967B0091702 DE B0091702 A DEB0091702 A DE B0091702A DE 1625010 B1 DE1625010 B1 DE 1625010B1
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pressure
switching
switching valve
cylinder
valve
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DE1967B0091702
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George E Flinn
William M Rich
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Borg Warner Corp
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Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schalteinrich- dere Reibungseinrichtung bei Druckbeaufschlagung tung für ein Umlaufräderwechselgetriebe mit zwei ihres Servomotors eingerückt ist. Hierdurch, wird erdruclcmittelbetätigten Schaltzylindern, die jeweils eine reicht, daß bei einer Störung in der Druckversorgung federbelastete, als Bremse bzw. Kupplung wirkende oder bei einem Ausfall irgendeines oder auch beider Reibungseinrichtung zwischen einer eingerückten und 5 Schaltservomotoren immer noch eine kraftschlüssige einer ausgerückten Betriebslage umsteuern und da- Verbindung im Getriebe vorhanden ist, wie dies insdurch das Getriebe von einem in einen anderen besondere bei Verwendung des Umlaufräderwechsel-Schaltzustand bringen, wobei zur Druckbe- und -ent- getriebes als Gruppengetriebe in Verbindung mit lastung der Schaltzylinder eine an eine Druckmittel- einem vorgeschalteten mechanischen Mehrgangquelle angeschlossene Schaltventilanordnung vor- io grundgetriebe von Vorteil ist, da in diesem Fall bei gesehen ist. einer Störung der Druckversorgung immer noch die
Bei bekannten Schalteinrichtungen für Um- Gänge des Grundgetriebes durchfahren werden könlaufräderwechselgetriebe (deutsche Auslegeschrift nen und das Gesamtgetriebe daher nicht vollständig 1198 213, französische Patentschrift 1 360 006, ausfällt. Dabei wird mit der besonderen Ausbildung USA.-Patentschrift 2 870 655) werden die zum Um- 15 der Schaltventilanordnung nach Art einer Folgeschalten des Getriebes vorgesehenen Reibungseinrich- ventilschaltung ein gleichzeitiges Einlegen beider tungen durch einen einzigen druckmittelbetätigten Übersetzungsverhältnisse des Getriebes und daher Servomotor, beispielsweise einen hydraulisch betätig- eine Getriebeblockierung verhindert und ein glattes, ten Schaltzylinder, umgesteuert, wobei bei Druckbe- weiches Schaltverhalten und eineKraftschlußüberlapaufschlagung dieses Schaltzylinders die eine Rei- 20 pung berm Umschalten des Getriebes ermöglicht,
bungseinrichtung eingerückt und die andere aus- Um in einfacher Weise zu erreichen, daß die eine gerückt ist und bei Druckentlastung des Schaltzylin- Reibungseinrichtung in die ausgerückte Betriebslage ders eine Feder die eine Reibungseinrichtung in die gelangt, bevor die zweite Reibungseinrichtung einausgerückte und die andere Reibungsemrichtung in gerückt wird, hegt der Ansprechdruck des ersten die eingerückte Betriebslage drückt. Bei einer derarti- 25 Schaltventils vorzugsweise höher als der des zweiten gen zwangsweisen mechanischen Koppelung des Schaltventils.
Schaltverhaltens beider Reibungseinrichtungen läßt Im Hinblick auf eine weitere Erhöhung der Schalt-
sich jedoch zum einen kerne definierte Leerlaufstel- sicherheit sind zweckmäßigerweise der zweite Schalt-
lung des Getriebes und zum anderen auch kerne ge- zylinder und das zweite Schaltventil beim Schließen
nau steuerbare Kraftschlußüberlappung während des 30 des Steuerventils druckentlastet und der erste Schalt-
Gangwechsels erzielen. zylinder und das erste Schaltventil erst bei Rückkehr
Um das Schaltverhalten derartiger Getriebe zu ver- des zweiten Schaltventils in die druckentlastete Ausbessern, ist es daher bekannt (deutsche Auslege- gangslage mit einer Entlüftungsleitung verbunden,
schrift 1160 308 und USA.-Patentschrift 2 877 668), Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich jeder Reibungsemrichtung einen eigenen druckmittel- 35 aus der nachfolgenden, beispielsweisen Beschreibung betätigten Schaltzylinder zuzuordnen, wobei die in Verbindung mit den Zeichnungen.
Schaltzylinder getrennt beaufschlagt werden und ihre Es zeigt
zugeordnete, federnd in die ausgerückte Betriebslage F i g. 1 einen Schnitt einer erfindungsgemäß ausgedrückte Reibungseinrichtung einrücken. Die Steue- gebildeten Schalteinrichtung für ein Umlaufräderrung der Schaltzylinder erfolgt dabei über ein an erne 40 wechselgetriebe und
Druckmittelquelle angeschlossenes Schaltventil. Fer- F i g. 2 eine schematische Darstellung der Schaltner sind elektrische Schalteinrichtungen bekannt ventilanordnung der Schalteinrichtung.
(USA.-Patentschrift 3 019 666), die eine elektro- F i g. 1 zeigt ein — einem nicht dargestellten Mehrnische Folgesteuerung zwischen den einzelnen Schal- ganggrundgetriebe nachschaltbares — zweigängiges tungen der beiden getrennten Sätze eines Umlaufge- 45 Umlaufrädergetriebe 12, das eine Antriebswelle 16 triebes aufweisen. und eine Abtriebswelle 17 enthält.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem glatten, Das Getriebe 12 weist einen Umlaufrädersatz 75
weichen Schaltverhalten des Getriebes die Sicherheit in einem Gehäuse 74 auf, mit einem inneren Zentral-
zu erhöhen. rad 76, das antriebsschlüssig mit der Welle 16 ver-
Zu diesem Zweck wird nach der Erfindung die 50 bunden ist, mit einem äußeren Zentralrad 77 und Schalteinrichtung so ausgebildet, daß bei Druckbe- mit mehreren Planetenrädern 78 auf einem Planetenlastung des ersten Schaltzylinders die zugehörige, radträger 79, der mit der Abtriebswelle 17 verbunden federnd in die eingerückte Betriebslage gedrückte ist. Das äußere Zentralrad 77 ist auf seinem Außen-Reibungseinrichtung ausgerückt und bei Druckbe- umfang mit mehreren Keilnuten 80 und 81 versehen, lastung des zweiten Schaltzylinders die zugehörige, 55 Eine erste Reibungseinrichtung ist in Form einer federnd in die ausgerückte Betriebslage gedrückte Kupplung 82, eine zweite Reibungsemrichtung in Reibungseinrichtung eingerückt ist und daß die Form einer Bremse 83 vorgesehen. Die Kupplung 82 Schaltventilanordnung ein mechanisch betätigbares enthält eine Nabe 85, die durch eine Keilnutenver-Steuerventil und zwei druckmittelbetätigte, nachein- zahnung mit der Antriebswelle 16 verbunden ist. Die ander umsteuerbare Schaltventile enthält, durch die 60 Nabe 85 ist drehbar auf einer Verlängerung 86 des beim Öffnen des Steuerventils zunächst der erste und Gehäuses 74 gelagert. Auf der Nabe 85 ist das äußere dann der zweite Schaltzylinder mit der Druckmittel- Zentralrad 77 gelagert. An einer auf der Nabe 85 quelle verbindbar und beim Schließen des Steuerven- ausgebildeten Schulter 89 ist eine Tellerfeder 88 antils zunächst der zweite und dann der erste Schalt- geordnet. In der Nabe 85 ist ein Schaltzylinder 90 zylinder vom Druck entlastbar ist. 65 mit einem ringförmigen Kolben 91 ausgebildet. Die
Bei der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung ist Nabe 85 wird von einer Kupplungstrommel 92 um-
die eine Reibungseinrichtung im druckbelasteten Zu- schlossen, die mehrere in Umfangsrichtung verteilte
stand ihres Servomotors- ausgerückt, während die an- Nasen 94 enthält. Die Trommel 92 ist bezüglich der
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Nabe 85 in Axialrichtung gleitfähig angeordnet. An riegelt und somit stationär festgehalten wird. Bei der Nabe 85 ist ein Flansch 87 ausgebildet, in dem einem Antrieb des inneren Zentralrades 76 durch die eine Kupplungsbetätigungsplatte 95 angeordnet ist, Welle 16 in Vorwärtsrichtung und bei festgehaltenem die in Schlitze 96 des Flansches 87 der Nabe 85 ein- Zentralrad 77 ist ein untersetzter Vorwärtsgang eingreift. 5 gelegt, bei dem der Planetenradträger 79 die Abtriebs-
Im Flansch 87 ist ferner eine Kupplungsstützplatte welle 17 antreibt.
97 angebracht, die in die Schlitze 96 eingreift und Wenn der Zylinder 115 über den Kanal 116 vom
durch einen Schnappring 98 in Axialrichtung gehal- Druck entlastet wird, wird der Kolben 110 durch die
tert wird. Ein Schnappring 99 verbindet den Betäti- Tellerfeder 111 nach rechts zurückgestellt, so daß die
gungskolben 91 mit der Kupplungstrommel 92. io Bremse 83 gelüftet wird. Somit wird also die Kupp-
Mehrere Kupplungsscheiben 100 sind antriebs- lung 82 bei Druckbelastung des Schaltzylinders 90,
schlüssig mit den Schlitzen 96 im Flansch 87 verbun- 91 ausgerückt, und die Bremse 83 wird bei Druck-
den, und weitere, zwischen die Kupplungsscheiben beaufschlagung ihres Schaltzylinders 110, 115 ein-
100 eingesetzte Kupplungsscheiben 101 sind antriebs- gerückt. Wenn hingegen sowohl die Bremse als auch
schlüssig mit den Keimutenverzahnungen 80 auf dem 15 die Kupplung vom Druck entlastet werden, wird die
äußeren Zentralrad 77 verbunden. Bremse 83 ausgerückt und die Kupplung 82 betätigt.
Im Gehäuse 74 ist ein Kanal 105 vorgesehen, der Das Umlaufräderwechselgetriebe wird also imDirektmit dem Kanal 106 in der Nabe 85 in Verbindung gang verriegelt, wenn infolge einer Betriebsstörung steht und über den dem Schaltzylinder 90 zur Be- ein Druckverlust auftritt oder der Lastzug, in dem tätigung des Kolbens 91 Druckluft oder ein anderes 20 das Getriebe untergebracht ist, beispielsweise mit abDruckmittel zugeführt werden kann. Die Kupplung geschaltetem Motor geparkt wird, da in diesem Fall 82 wird bei Druckbeaufschlagung ausgerückt und die Motorbremswirkung erhalten bleibt, auch wenn federnd in der eingerückten Betriebslage gehalten. kein Luftdruck vorhanden ist.
Wenn in dem Zylinder.90 kein Strömungsmitteldruck Fig. 2 zeigt die Schaltventilanordnung für das vorhanden ist, der den Kolben 91 in der im Sinne 25 Gruppen- oder Umlaufräderwechselgetriebe. Die der F i g. 1 linken Betriebslage hält, wird die Druck- Schaltventilanordnung enthält eine Druckmittelquelle platte 95 durch die Tellerfeder 88, die gegen die axial 230 in Form eines Kompressors, ein Steuerventil 231, feststehende Nabe 85 drückt, derart mit Kraft be- ein Hilfsventil 232 und Schaltventile 233 und 234. aufschlagt, daß die Kupplungsscheiben 100 und 102 Eine Leitung 235 verbindet die Druckmittelquelle zusammengepreßt werden, so daß das äußere Zentral- 30 230 mit dem Schaltventil 234 und dem Steuerventil rad 77 antriebsschlüssig mit der Antriebswelle 16 und 231. Eine Leitung 238 verbindet das Steuerventil 231 dem inneren Zentralrad 76 verbunden und dadurch mit dem Schaltventil 233 und dem Hilfsventil 232. das Umlaufräderwechselgetriebe im direkten Gang Eine Leitung 239 verbindet das Schaltventil 234 mit verriegelt wird. Wenn hingegen der Kolben 91 über dem Hilfsventil 232. Eine Leitung 240 verbindet das die Kanäle 105, 106 mit Luftdruck beaufschlagt wird, 35 Schaltventil 233 mit dem Kanal 116 für den Schaltverschiebt der Kolben 91 die Kupplungstrommel 92 servomotor 110, 115 der Bremse 83 und mit dem im Sinne der Fig. 1 nach links, wodurch die Nasen Schaltventil234.
94 die Druckplatte 95 entgegen der Kraft der Teller- Eine Leitung 241 verbindet das Schaltventil 233
feder 88 nach links verschieben und dadurch die mit dem Schaltzylinder 90, 91 der Kupplung 82 und
Kupplungsscheiben 100 und 102 voneinander 40 mit dem Hilfsventil 232.
trennen. Das Steuerventil 231 enthält eine Auslaßöffnung
Die Bremse 83 enthält einen ringförmigen Betäti- 250 und einen Kolben 251 mit Dichtungen 252 und gungskolben 110, an dem eine Tellerfeder 111 an- 253. Der Kolben 251 wird durch eine Feder 254 in greift. Die Tellerfeder 111 ist durch einen Schnapp- die in Fi g. 2 gezeigte untere Stellung gedrückt, ring 112 am Gehäuse 74 festgelegt, dient zum Zu- 45 F i g. 2 zeigt ferner die Stellwelle 220, die zur mecharückstellen des Kolbens und wirkt gleichzeitig als rüschen Betätigung des Steuerventils 231 dient. Die Hebel zur Betätigung der Bremsbetätigungsplatte Stellwelle 220 ist mit Nuten 260, 261, 262, 263 ver-113. Der Kolben 110 ist in dem im Gehäuse 74 ge- sehen. Abgesehen von der obenerwähnten, nicht gebildeten Zylinder 115 verschiebbar angeordnet. Der zeigten Kugelarretierung ist eine weitere Sperrvor-Zylinder 115 wird über einen Kanal 116 mit Druck- 50 richtung 265 vorgesehen, die eine durch eine Feder luft oder einem anderen Druckmittel beaufschlagt, 267 belastete Kugel 266 enthält, welche entweder in wodurch der Kolben 110 nach links verstellt wird. die Nut 261 oder die Nut 262 gedrückt wird. Mit Bremsscheiben 120 sitzen in im Gehäuse 74 ausgebil- der Nut 260 oder 263 auf der Stellwelle 220 kann deten Schlitzen 121. Mit den Schlitzen 121 ist ferner eine Kugel 270 zusammenwirken, die durch eine die Bremsbetätigungsplatte 113 antriebsschlüssig ver- 55 Feder 271, die auch den Kolben 251 berührt, belastet bunden. Zwischen den Bremsscheiben 120 sind wird.
Bremsscheiben 122 angeordnet, die mit den Kerbver- Das Hilfsventil 232 enthält einen Kolben 280 mit
zahnungen 81 auf dem Zahnkranz 77 zusammenwir- Dichtringen 281 und 282. Der Kolben 281 wird durch
ken. Mit den Schlitzen 121 des Gehäuses 74 ist an- eine Feder 283 nach rechts gedrückt,
triebsschlüssig eine Stützplatte 123 verbunden, die 60 Das erste Schaltventil 233 enthält einen Kolben
durch einen Schnappring 124 festgelegt wird. 290 mit einer Nut 291 und einem Steg 292 mit dar-
Wenn dem Kanal 116 Druckmittel zugeführt wird, auf angeordneten Dichtringen 293 und 294. Eine
verschiebt sich der Kolben 110 im Sinne der Fig. 1 Feder 295 drückt den Kolben290 im Sinne der
nach links und verstellt die Bremsbetätigungsplatte F i g. 2 nach rechts. Das Schaltventil 233 ist außer-
113 über die als Hebel wirkende Tellerfeder 111 nach 65 dem mit Entlüftungsöffnungen 296 und 297 ver-
links, so daß die Bremsscheiben 120 und 122 mit- sehen.
einander in Eingriff gebracht werden und dadurch Das zweite Schaltventil 234 hat eine dem Schalt-
das äußere Zentralrad 77 mit dem Gehäuse 74 ver- ventil 233 identische Bauweise; einander entspre-
chende Bauteile sind mit dem gleichen Bezugszeichen mit dem Zusatz »α« versehen.
Die Betriebsweise der Schaltventilanordnung ist wie folgt: Wenn der Schalthebel so angeordnet ist, daß sich das Verbundgetriebe im unteren Schaltbereich, also in den Gängen 1 bis 4, befindet, liegt die Stellwelle 220 in der in Fig. 2 gezeigten Lage, in der die Nut 260 von der Kugel 270 erfaßt wird. In dieser Lage befindet sich der Kolben 251 des Steuerventils 231 in seiner unteren Stellung, und der über die Leitung 235 anstehende Luftdruck gelangt in die Leitung 238. Der Druck in der Leitung 238 drückt das Hilfsventil 232 nach links und gelangt somit über die Leitung 241 zum Schaltventil 233 und zum Schaltzylinder der Kupplung 82.
Wenn der Luftdruck einen vorgegebenen Wert übersteigt, beispielsweise etwa 4,8 kg/cm2, verschiebt sich der Kolben 290 des Schaltventils 233 nach links und gibt dadurch die Verbindung zwischen der Leitung 238, der Nut 291 und der Leitung 240 frei, so daß der Luftdruck zum Schaltzylinder für die Bremse 83 gelangen und dadurch das Umlaufräderwechselgetriebe 75 in den untersetzten Vorwärtsgang gebracht werden kann. Infolge der Druckbeaufschlagung in der Leitung 240 verschiebt sich auch der Kolben 290 α des Schaltventils 234 im Sinne der Fig. 2 nach links. Hierdurch gelangt der in der Leitung 235 herrschende Luftdruck über die Nut 291 a in die Leitung 239.
Durch die Druckbeaufschlagung der Leitung 239 wird der Kolben 280 des Hilfsventil 232 unter der Kraft der Feder 283 nach rechts verstellt, so daß die Leitung 241 nunmehr von der Leitung 239 anstatt von der Leitung 238 her mit Luftdruck beaufschlagt wird. Die Kupplung 82 bleibt somit in der ausgerückten Betriebslage.
Da die Kupplung 82 ausgerückt wird, bevor die Bremse 83 zum Eingriff kommt, wenn das Umlaufräderwechselgetriebe vom direkten Gang auf das niedrigere Untersetzungsverhältnis umgeschaltet wird, wird das gleichzeitige Einlegen beider Übersetzungsverhältnisse und damit die Gefahr einer Getriebeblockierung verhindert. Der Ansprechdruck des Schaltventils 233 ist mit beispielsweise 4,8 kg/cm2 so gewählt, daß die Kupplung 82 vollständig ausgekuppelt ist, bevor sich der Kolben 290 des ersten Schaltventils 233 im Sinne der Fi g. 2 nach links verschiebt und somit der Schaltzylinder 110, 115 der Bremse 83 mit Luftdruck beaufschlagt wird. Der Ansprechdruck des zweiten Schaltventils 234 ist auf etwa 0,8 kg/cm2 eingestellt, so daß sich der Kolben 290 α des Schaltventils 234 bei einer Druckbeaufschlagung der Leitung 240 unmittelbar nach links verschiebt, um die Druckluft in die Leitung 239 und von dort in die Leitung 241 und zurück zum Schaltventil 233 strömen zu lassen.
Wird die Kugel 270 infolge Verschiebung der Stellwelle 220 durch den Abschnitt zwischen den Nuten 260 und 263 nach oben bewegt, wird der Kolben 251 des Steuerventils 231 nach oben verstellt und dadurch die Leitung 238 über die Öffnung 250 entlüftet. Bei Druckentlastung der Leitung 238 wird zunächst der Strömungsmitteldruck im Schaltzylinder 110,115 der Bremse 83 und im Schaltventil 234 über die Leitung 240 und die Nut 291 des Schaltventils 233 abgebaut. Somit wird die Bremse sofort druckentlastet, so daß sie in die ausgerückte Betriebslage gelangen kann. Wenn der Druck in der Leitung 240 auf einem Wert von weniger als beispielsweise 0,8 kg/cm2 abgefallen ist, bewegt die Feder 295 α den Kolben 290 α des zweiten Schaltventils 234 im Sinne der Fig. 2 nach rechts, wodurch die Druckbeaufschlagung der Leitung 239 und somit — über das Hilfsventil 232 — des ersten Schaltventils 233 und des Schaltzylinders 90 91 der Kupplung 82 unterbrochen und die Leitung 239 mit der Entlüftungsleitung α verbunden wird. Bei Druckentlastung der Leitung 239 wird das Hilf sventil 232 durch die Feder in der im Sinne der Fig. 2 rechten Schaltlage gehalten.
Das erste Schaltventil 233 und der Schaltzylinder 90, 91 der Kupplung 82 sind nunmehr druckentlastet, wobei sich der Kolben 290 des Schaltventils 233 nach rechts verschiebt, wodurch die Verbindung zwischen den Leitungen 238 und 240 unterbrochen wird. Da die Druckentlastung der Kupplung 82 und des Ventils 233 über das Ventil 234 erfolgte, ist die Bremse 83 gelüftet, bevor die Druckbeaufschlagung der Kupplung 82 unterbrochen wird, und somit sichergestellt, daß die Bremse 83 vor Einrücken der Kupplung 82 ausgerückt ist.
Bei Druckentlastung der Schaltzylinder, also in der ausgerückten Betriebslage der Bremse 83 und der eingerückten Betriebslage der Kupplung 82, ist im Umlaufräderwechselgetriebe der direkte Gang eingelegt. Auch wenn die Kugel 270 in die Nut 263 gelangt, wird das niedrige Untersetzungsverhältnis eingestellt.

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Schalteinrichtung für ein Umlaufräderwechselgetriebe mit zwei druckmittelbetätigten Schaltzylindern, die jeweil eine federbelastete, als Bremse bzw. Kupplung wirkende Reibungseinrichtung zwischen einer eingerückten und einer ausgerückten Betriebslage umsteuern und dadurch das Getriebe von einem in einen anderen Schaltzustand bringen, wobei zur Druckbe- und -entlastung der Schaltzylinder eine an eine Druckmittelquelle angeschlossene Schaltventilanordnung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei Druckbelastung des ersten Schaltzylinders (90, 91) die zugehörige, federnd in die eingerückte Betriebslage gedrückte Reibungsemrichtung (82) ausgerückt und bei Druckbelastung des zweiten Schaltzylinders (110, 115) die zugehörige, federnd in die ausgerückte Betriebslage gedrückte Reibungseinrichtung (83) eingerückt ist und daß die Schaltventileinriehtung ein mechanisch betätigbares Steuerventil (231) und zwei druckmittelbetätigte, nacheinander umsteuerbare Schaltventile (233, 234) enthält, durch die beim Öffnen des Steuerventils (231) zunächst der erste (90, 91) und dann der zweite (110, 115) Schaltzylinder mit der Druckmittelquelle (230) verbindbar und beim Schließen des Steuerventils (231) zunächst der zweite (110, 115) und dann der erste (90, 91) Schaltzylinder vom Druck entlastbar is-t.
2. Umlaufräderwechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Schaltventil (233) auf einen höheren Druck anspricht als das zweite Schaltventil (234).
3. Umlaufräderwechselgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schaltzylinder (110, 115) und das zweite Schaltventil (234) beim Schließen des Steuerventils (231) druckentlastet sind und
der erste Schaltzylinder (90, 91) und das erste Schaltventil (233) erst bei Rückkehr des zweiten Schaltventils (234) in die druckentlastete Ausgangslage mit einer Entlüftungsleitung (296 α) verbunden sind.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
109 541/209
DE1967B0091702 1966-03-24 1967-03-21 Schalteinrichtung fuer ein umlaufraederwechselgetriebe Pending DE1625010B1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

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