DE1630114A1

DE1630114A1 - Standraedergetriebe

Info

Publication number: DE1630114A1
Application number: DE19671630114
Authority: DE
Inventors: Hans Stuermer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1967-06-10
Filing date: 1967-06-10
Publication date: 1971-04-15

Description

StandräderGetriebe Die- Erfindung bezieht sich auf ein Standrädergetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei dem zwei Kupplungen vorgesehen sind, von denen, entsprechend der eingelegten Übersetzungsstufe, jeweils eine einer-elef-t- und die andere geöffnet ist, wobei zum_Übergang von einer ilbersetzungsstufe,zu einer.folgenden Übersetzungsstufe die eine dieser Kupplungen geöffnet und die andere Kupplung geschlossen wird. Aus den deutschen Patentschriften 923'402, 938 106 oder 925 509 sind bereits Standrädergetriebe bekannt, die mit zwei Kupplungen am Getriebe.e.ingang, ausj#erUstet sind, von denen jeder eine eigene Eingangsweile zugeordnet ist. Beim Gangwechsel werden die beiden Kupplunger -,-ternativ in zeitlicher Uberschneidung-geschaltet, wobei der Krafdfluß vom Motor zum Getriebeausgang stets erhalten bleibt. Es ist eine A.ufgabe der Erfindung,- eine einfache Steuerung für derar-LIi-#e Kupplungen zu'schaffen, welche die Kupplungen so steuert,- daß beim Wechsel der Übersetzungsstufe die Zugkraft zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle des Getriebes nicht unterbrochen wird. Nach -der Erfindung wird dies bei einem eingan#;s genannten Standrädergetriebe dadurch erreicht, daß beide Kupplungen als elektromagnetis - ch betätigbare Kupplungen ausgebildet sind, daß der Magnetwicklung jeder der beiden Kupplungen eine Diode parallel geschaltet ist, die so gepolt ist, daß sie eine an die Miagnetwicklung angelegte Betriebsspannung sperrt, und daß eine Schalteinrichtung vorgesehen ist" die beim Wechseln der Übersetzung mindestens nahezu im gleichen Augenblick den Strom durch die Magnetwicklung der einen Kupplung unterbricht, in dem sie den Strom durch-die Magnetwicklung der anderen Kupplung einschaltet. Durch die parallel geschalteten Dioden erreicht man, daß auch nach Abschalten des-Stromes zu der einen Magnetwicklung in dieser ein Strom weiterfließt, der mit einer bestimmten Zeitkonstanten abklingt, während -"leichzeitlg der Strom in der anderen Magnetwicklung mit einer bestimmten Zeitkonstanten zunimmt. Die Abnahme des magnetisehen Flusses In der abgeschalteten Wicklung wird also zeitlich gedehnt; dadurch Öff- net diese Kupplung nicht sofort, sondern graduell, und zwar etwa im gleichen Maße, wie die andere Kupplung geschlossen wird. Damit ist auf einfache Weise gewährleistet, daß während des Umkuppelns ein sboßfreter Übergang erfolgt.
In besonders vorteilhafter Welse wird das Standrädergetriebe dabei so aus,-rebildeb, daß die Zeltkonstarite für das Abklingen des Stromes in der Magrietwicklung der einen Kupplung etwa gleich groß ist wie die Zelbkonstante für den Anstieg des Stromes in der Magnetwicklung der anderen 1#upplung. Plan erreicht dadurch, daß die Anpreßkraft der ausgeschalteten Kupplung in der gleichen Weise abnimmt, wie die Anpreßkraft der eingeschalteten Kupplung zunimmt.
Weiterhin ist es vorteLlhaft, das StandrKdergetriebe so auszubilden, daß die Schalteinrichtung beim Wechseln der Übersetzung dann den Strom

Auf der flohlwelle. 5 sind Zahnräder 7, 8, 9 f est- und hintereinanderliegend angeordnet. Auf der-Eingangswelle 6 ist auf-ihrem den-Kupplun,gen abgewandten und auf dem aus der Ilohlwelle ragenden Teil eift. Zahnrad 10 verdrehbar aber nicht verschiebbar angeordnet. Achsgleich zur Eingangswelle 6 ist im Gehäuse 1 eine Abtriebswelle 11 gelagert. Auf ihrem derEingangswelle 6 zugewandten Ende sitzt fest ein Zahnrad 12. An den einander zugewandten Seitenflächen der Zahnräder 10,_ 12 befinden sich als -Schaltelemente Synchronschaltkupplungen, die über eine Synchronschiebehülse 13 betätigt werden, die am Ende der Eingangswelle 6 gelagert ist. Die Schaltkupplung am Zahn-' rad 10 ist mit S 2 ; diej enige am.Zahnrad 12 mit.S 4 bezeichnet.. Parallel-zu den Eingangswellen' 5, 6 und-im Abstand-zu diesen-ve'rläuft eine Vorgelegewelle 14, auf der zwei Zahnräder 15, 16 verdrehbar, aber unverschiebbar und zwei Zahnräder 17, 18 fest angeordnet sind. An 'den einander zugewandten SeitenflächAn der Zahnräder 15, 16 befinden sich als 8chaltelemente.ebenfalls Synchronschaltkupplungen, die -über eine Synchronschiebehülse 19 betätigt werden. Die Schaltkupplung am Zahnrad 15 ist mit Si. diejenige am Zahnrad 16 mit S 3 beze ichnet. Es kämmen folgende Zahnräder miteinander-: 7 mit 15; 9 mit 16; 10 mit 17; 12 mit 18. Die SynchronschiebehUlse 19 hat an ihrem Außenumfang einen'Zahnkranz 20,'der über-ein verschiebbares Zwischenzahnrad 21 mit dem Zahnkranz 8 auf der Hohlwelle 5 kämmtj wenn das Zwischenzahnrad die dargestellte Lage einnimmt. (Rücl#w#a*rtsgang). Wie aus dem Schaltfolgeschema der Fig.- 2 ersichtlich-ist, werden im ersten Gang die Kupplung K 1 und die Schaltkupplung S 1, betätigt. Die Kupplung K p ist ausgerückt. Das Motordrehmoment wird über die Kupp-1- , Üngsglocke-4, die entsprechenden Kupplungsdruckplatten und die Kupplungsscheibe der Kupplung K 1 zur Hohlwelle 5 geleitet. Die Schiebehülse 19 ist in di e Schaltkupplung S eingerückt, so daß der Kraftfluß über das Zahnradpaar 7, 8', die Vorgelegewelfe 14 und das Zahnradpaar 181.. 12 der Abtriebswelle-,zugeführt wird.
Im zweiten Gan ist die Kupplung X eingerückt und die.Schiebehülse 9 - - 2 l_3 mit der Schaltkupplung S 2 gekuppelt. Die Zugkraft fließt über die Kupplung K 2 und die Eingangswelle 6, -das Zahnradpaar 10., 17,-die Vorgelegewelle 14 und das Zahnradpaar 18, 12 zur Abtriebswelle. Die Kupplung K 1 ist ausgerückt, ebenso die Schiebehülse 19 nach dem Auskuppeln der Kupplung- K l* Im dritten Gang ist wiederum die-Kupplung)_K 1 eingerückt, die Kupplung K ausgerückt. Die Schiebehülse 19 ist mit der-Schaltkupplung 2 2 - -S verbunden. Somit Überträgt das Zahnr adpaar 9, 16 das Drehmomeht. Der vierte 1,ang ist- wie es beim Kraftfahrzeug gefordert wird - als direkter ",ang ausgebildet. Eingeschaltet s.ind-die Kupplung K 2 und die SchiebehUlse 12 mit der Schaltkupplung S4* Im RückwUrtsp-ang ist die Kupplung K eingerückt und das verschiebbare Zwischenrad 21 so geschaltet, daß die Zugkraft über die Hohlwelle 5 und die Zahnräder 8, 21, 20 auf die Vorgelegewelle 14 übertraj"en wird. - Im SchaltfolEeschema der Fig. 2 sind-ih der linken senkrechten Spalte die einzelnen Gänge eingetragen; in der waagrechten oberen Spalte die eLrizelnen Kupplungen. Die in den jeweilig-en Gängen eingeschalteten-Kupplungen s Ind durch Punkte -in den Feldern gekennzeichnet.
Die krartschlüssigen Kupplungen K und K Werden also bei jedem-Wech-1 2 qel der Ubersetzungsstufe wechselweise geöffnet und geschlossen. Dieses Öffnen -und Schließen soll derart erfolgen, daß sich das Schließen der einen Kupplung zeitlich mit dem Öffne-n,der anderen Kupplung überschneidet. Dadurch ist die momentenschlüssige Verbindung der Antriebswelle 2 mit der Abtriebswelle-11 zu-keinem Zeitpunkt unterbrochen. Zu diesem. Zweck sind die Kupplun,2",e-n Ki und K, als elektromagneti.. sch betätigbare Kupplungen ausgebildet. Die Kupplung K hat eine Magnet-. widklung 25, die Kupplung K 2 eline Magnetwicklung 26. Zu ihrer Erregung dient eine Stromquelle 27, z. B. die Batterie eines Kraftfahrzeugs. Parallel zur Magnetwicklung 25 ist eine Halbleiterdiode 28 geschaltet und parallel zur Magnetwicklung 26 eine Halbleiterdiode 29. Die Anoden der Dioden 28 und 29 sind, zusammen mit dem zugehörigen Wicklungsende ihrer Magnetwicklung, mit dem Minuspol der'Stromquelle 27 verbunden. Die Kathode der Diode 28 ist zusammen mit dem anderen Wicklungsende der MagnetwicklUng 25 über einen Widerstand 30 mit dem einen Pol eines von einem Relais 33 betitigten Umschaltkontakts 32 verbunden, während die Kathode der Diode 29, zusammen mit dem anderen Anschluß der Magnetwicklung 26, über einen Widerstand 31 mit dem anderen Pol des Umschaltkontaktes 32 verbunden ist. Der Schaltarrn des Umschaltkontaktes 32 ist als Wischerkontakt ausgebildet, so daß er bei Betätigung zuerst den anderen Kontakt- schließt, ehe er den eigenen Kontakt öffnet; er ist an ein Steuergerät 34 angeschlossen, das diesen Schaltarm, abhängig von Betriebsparametern, mit dem Pluspol der Stromquelle 27 verbindet. Dieses Steuergerät steuert, abhängig von der Eingangsdrehzahl riM, der Ausgangsdrehzahl ri G und dem übertragenen Drehmoment Md des Standrädergetriebes die Schaltkupplungen S 1 bis S 4 und abhängig vom Drehmoment M d die Erregung der Kupplungen K 1 bzw. K 26 Die Wirkverbindungen vom Steuergerät 34 zu dieaen Schaltkupplungen sind der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt, da sie für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich sind. Das Relais 33 ist*-mit seinem einen Anschluß an den Pluspol der Stromquelle 27 anges " chlossen und mit seinem anderen Anschluß über einen Schaltkontakt 35 an den Minuspol der Stromquelle 27 angeschlossen. Der Schaltkontakt 35 wird jeweils dann betätigt, wenn die Schaltkupp-4 sich iA'den Zwischenstellungen zweler Übersetzungslungen S bis S stufqn befinde.n".d. h. wenn die Schaltkupplung des.neuen Ganges be'-reits eingelegt ist, die des alten Ganges aber noch nicht ausgerückt

geben. Wie m ' an sieht, ist-die Summe dieser Drehmomente, wie sie in Fig. 4 durch die gestrichelte Kurve dargestellt ist, nahezu konstant. Damit ist auf einfachste Weise gewährleistet, daß während des Umkuppelns der Motor weder blockiert wird noch durchgehen kann, und. daß ein sto2freier Übergang erfolgt.
Das Umschalten d(#r anderen Gänge verfolgt in genau der gleichen Weise, ledigli(,h mit dem.Unterschied, daß beim nächsten Umschalten die Kupp-1.ung K 2 ausgeschaltet und die Kupplung K 1 eingeschaltet wird. Auch in diesem Falle überschneiden sich diese Kupplungsvorgänge, so daß das gesamte übert ragbare Moment etwa konstant bleibt. Durch die Verwendung des Wischerkontakts 32 wird errei.cht, daß die zeitliche Überschne#idung der Momente so ist, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist. Die Praxis zeigt nämlich, daß beim Einschalten einer Elektromagnetkupplung ein kleiner Ansprechverzug t A des Drehmomentes auftritt, wie er in Fig. 5 für die Kurve M d2 dargestellt ist. Dieser Ansprechverzug wird durch den Luftspalt der offenen Kupplung bewirkt. Dagegen sinkt das Moment der abloeschalteten Elektromagnetkupplung sofort beim Abschalten stark ab.. wie das die Kurve M von Fig. 5 zeigt.
di Durch die Verwendung des Wischerkontakts 32 wird nun die Abfallverzöge.runfr t A in sehr einfacher Weise ausgeglichen, da, zuerst die einzuschaltende Kupplung an Spannung gelegt wird und erst nach der Zeit t A die auszuschaltende Kupplung abgeschaltet wird. Man erhält dadurch den in Fig. 4 dargestellten zeitlichen Ablauf des Kupplungsvorgangs mit der u,ewünsa'hten zeitlichen Überscbneidung-Auch die Widerstände 30 und 31 tragen zum gewünschten schnellen Anstieg des Moments der eingeschalteten Kupplung bei. Fig. 5 zeigt das übertragene Moment M d2 ohne Verwendung eines der Vorwiderstände 30

Claims

AnsprUche 1. Standrädergetrielbe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei dern zwei. Kupplungen vorgesehen sind,. von denen, entsprechend der eingelegten. fibe'rsetzungsstufe, jeweils eine eingelegt. und die andere geöffnet ist..-wobei zum Übergang von einer Übersetzungsstufe zu einer folgenden Übersetzungsstufe die eine dieser Kupplungen geöffnet und die andere Kupplung geschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß beide-Kupplungen (K1,-K 2 ) als elektromagnetisch betätigbare Kupplungen ausgebildet sind, daß der Magnetwicklung (25, 26) jeder der beiden Kupplungen eine Diode (28, 29) parallel E",eschaltet ist, die so ge polt ist, daß sie eine an die Magnetwieklung angelegte Betriebsspannung Stromquelle (27) - sperrt, und daß eine Schalteinrichtung (_32, 33) vorgesehen ist, die'beim Wechseln der Übersetzung in nahem zeitlichen Abstand (t A den Strom (ii) durch die'Magnetwicklung (25) der eine n Kupplung (K1) unterbricht und den Strom (1 2) durch die Magnetwicklung (26) de anderen Kupplung (K2) einschaltet.
2. Standrädergetriebe nachAnspruch 1, dadurch gekennzeichnet,- daß. die Zeitkonstante (T1) für das.Abklingen des Stromes der Magnetwicklung der einen Kupplung etwa gleich groß ist wie die Zeitkon-A tante (T 2) für-den Anstieg des Stromes der Magnetwicklung der anderen Küpplung. 3. Standrädergetriebe nach.Anspruch 1 oder-2, dadurch-gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (32, 33) beim Wächsein der Übersetzung, dann den Strom zur einen Magnetwicklung unterbricht und den Strom .zur anderenMagnetwicklung einschaltet, wenn -die Zwischenstellun#-. zwischen zwei Übersetzungpstufen erreicht istä Standrädergetriebe nach einem-der Ansprüche 1 bis 3e dadurch gekennzeichnet, daß ein Zeitverzögerungsglied (32) vorgesehen ist, um das Öffnen-des Stromkreises der zu öffnenden Kupplung zeitlich gegenüber dem Schließen des Stromkreises der einzüschaltenden Kupplung zu verzögern. 5. Standrädergetriebe nachAnspruch 4,0 dadurch gekennzeichnet, daß zum Umschalten von der einen auf die andere Kupplung ein Umschaltkontakt vorgesehen ist und daß dieser Kontakt bei Betätigung zuerst die zu schliedende Kupplung an ihre Stromquelle-(27) anschließt, ehe.er die zu öffnende Kupplung,von ihrer Stromquelle (27) trennt. 6. Standrädergetriebe nach Anspruch-4,'dadurch gekennzeichnet, daß jeder'Kupplung ein Schaltrelai.s mit Abfallverzögerun , g zugeordnet Ist, so daß beim Umschalten und..gleichzeitiger Betätigung der beiden Relais zuerst die zu schließende Kupplung an Ihre Stromquelle (27) angeschlossen wi«#d,-ehe die.-zu bffnende-Kupp-lung von ihrer Stromquelle getrennt wird. 7. Standrädergetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüchej, da-. durch gekennzeichnet, daß jede Kupplung (25, 26) über einen Widerstand (3ö, 31 ) an ihre Stromquelle (27) angeschlossen wird.' 8. 8tandrädergetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kupplung (25, 26) ein Widerstand (30, 31) zum Anschluß an ihre Stromquelle (27) zugeordnet ist, daß dieser Widerstand ein NTC-Widerstand Ist und daß dieser NTC-Wicferstand in wärmeleitender Verbindung mit der Wicklung der ihm Zugeordneten Kupplung steht.