DE1775135A1

DE1775135A1 - Schalteinrichtung fuer ein mehrstufiges Zahnraederwechselgetriebe

Info

Publication number: DE1775135A1
Application number: DE19681775135
Authority: DE
Inventors: Imre Dipl-Ing Szodfridt
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1968-07-09
Filing date: 1968-07-09
Publication date: 1971-05-27
Also published as: FR1596217A; GB1223947A

Description

N ül

Patent a η meldung

Firma Dr.-Ing.h.c. F. Porsche KG Stuttgart-Zuffenhausen, Porschestraße 42

Schalteinrichtung für ein mehrstufiges Zahnräderwechselgetriebe

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schalteinrichtung für ein mehrstufiges Zahnräderwechselgetriebe, die eine mit Schaltkulissen zur unmittelbaren Schaltung der einzelnen Getriebestufen versehene tellerförmige Kulissenscheibe aufweist.

Zur Schaltung von Geschwindigkeitswechselge.trieben von Fahr- f zeugen ist es bereits bekannt, eine tellerförmige Kulissenscheibe anzuordnen, deren Verdrehen ein zwangsweises Verschieben, dor don einzelnen Gangstufen zugeordneten Schaltgabeln bewirkt. Die Kulissenscheibe wird hierbei durch eine durch das Kupplungspedal lösbare Arretierung in den einzelnen Gangstufen festgehalten. Bei einer derartigen Schalteinrichtung dient die Kullfjcenscheibe daher lediglich zum Schalten der einzelnen Gangü tu fön des Getriebes, v/oh In gegen dLe Kupplung des Fahrzeuges

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in herkömmlicher Weise betätigt werden muß. Um dies zu vermeiden, wurde bereits vorgeschlagen, in der Schalteinrichtung eines Fahrzeuggetriebes eine von der Drehzahl der Antriebsmaschine abhängig gesteuerte Nockenwelle vorzusehen. Diese Nockenwelle dient hierbei zur Steuerung mehrerer hydraulischer Betätigungsglieder, die wiederum ein Verdrehen bzw. Verschieben der die Schaltgabeln des Getriebes tragenden Schaltstangen und das Betätigen der Fahrzeugkupplung, bewirken. Eine derartige Anordnung hat aber den Nachteil, daß zur Schaltung der Kupplung und der einzelnen Gangstufen eine Vielzahl von die Einrichtung verteuernden und komplizierenden hydraulischen Betätigungsgliedern erforderlich sind. Außerdem ist durch den relativ kleinen möglichen Außenumfang einer derartigen Nockenwelle eine feinfühlige Regelung der hydraulischen Betätigungsglieder nur bedingt möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine sich durch konstruktiv einfachen und betriebssicheren Aufbau auszeichnende Schalteinrichtung zu schaffen, die ein rasches und dennoch feinfühliges Schalten der einzelnen Getriebestufen und der das Getriebe mit einer Antriebsvorrichtung verbindenden Kupplung gewährleistet.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Kulissenscheibe vorzugsweise im Bereich ihres äußeren Umfanges mit Steuerflächen versehen ist, die zur Steuerung eines Kupplungsventiles für den Eingriff einer oder mehrerer

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.Kupplungen sowie einem die Umdrehungsgeschwindigkeit der Lulissenscheibe steuernden Schaltphasenventiles dienen. ' · Durch diese vorteilhafte Ausbildung einer Kulissenscheibe, wird eine platzsparende und konstruktiv einfache Schalteinrichtung geschaffen, die eine exakte und aufwendige hydraulische Zwischenglieder einsparende Schaltung einer unbegrenzten Anzahl von Gangstufen gewährleistet. Dadurch, daß die Steuerflächen vorzugsweise im Bereich des äußeren Umfan~es der Kulissenscheibe angeordnet sind, ist eine Λ

differenzierte Ausgestaltung der Steuerflächen und somit feinfühlige Regelung der Schaltvorgänge und der Kupplungsbetätigung möglich. Eine betriebssichere Punktion der Kulissenscheibe sowie leichte Montage der mit ihr zusammenwirkenden Ventile, wird erreicht, indem die Kulissenscheibe innerhalb des Getriebegehäuses angeordnet ist und die mit der Kulissen-Gcheibe zusammenarbeitenden Kupplungs- bzw. Schaltphasenventile zu einer in eine öffnung des Getriebegehäuse eingesetzten und sich im wesentlichen außerhalb des Getriebegehäuse erstreckenden Baueinheit zusammengefaßt sind. Die Kulissenscheibe wird durch eine im wesentlichen aus einem an sich bekannten und mit Hilfe eines manuell betätigbaren Schrittschaltwerkes gesteuerten hydraulischem Kraftverstärker bestehende Einrichtung bewegt. Dadurch wird die von der Bedienungsperson vollziehbare manuelle Betätigung der Schalteinrichtung wesentlich vereinfacht und beschleunigt, was insbesonders bei Einsatz eines mit einer derartigen Schalteinrichtung versehenen Getriebes in einem Sport fahr-

zeug einen erheblichen Vorteil darstellt. Weitere Vorteile ergeben sich, wenn die Kulissenscheibe zur Schaltung eines an sich bekannten mit einem Ausgleichgetriebe zusammengebauten Zahnräderwechselgetriebe eines Fahrzeuges dient, wobei die die Kulissenscheibe bewegende Einrichtung zum größten Teil innerhalb des Gehäuses des Ausgleichgetriebes angeordnet i st.

In der Zeichnung, die eine beispielsweise Ausführungsform

der Erfindung zeigt, sind:

I'lg. 1 eine schernatIsche Darstellung der Schalteinrichtung für ein Zahnräderwechselgetriebe nach der Erfindung

Fig. 2 eine Ansicht eines mit einem Ausgleichgetriebe zusammengebauten Zahnräderwechselgetriebes 'eines'Fahrzeuges Mit der erfindungügemä:3en Schalteinrichtung, teilweise im Schnitt und

Fig. _> ein Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2 in größere.· Maßstab.

Das Zahnräderwechselgetriebe 1 umfaßt im wesentlichen ein Getriebegehäuse 2, in dem Zahnradsätze 3 untergebracht sind. Die Zahnradsätze j5 sind antriebsseitig über eine Antriebswelle 4 bzw. eine Hohlwelle 5 jeweils mit einer von zwei zu einer Doppelkupplung vereinigten Kupplungen 6 bzw. 7 verbunden, die wiederum an eine Kurbelwelle 8 einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine angeschlossen sind. Zwischen

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den Kupplungen 6 und 7 und den Zahnradsätzen 5, ist ein über Antriebswellen 9, 10 auf die Räder des Fahrzeuges einvrirkendes und Über einen Triebling 10' mit den Zahnradsätzen 3 verbundenes Ausgleichgetriebe 11 angeordnet. Das Ausgleichgetriebe 11 1st in einem an das Getriebegehäuse 2 angeflanschten Gehäuse 12 untergebracht, das auch gleichzeitig eine Glocke 1.3 für die Kupplungen 6 und 7 bildet.

Zu'-i Schalten der Zahnradsätse 5, sind in Getriebegehäuse M 2 zvei Sehaltstangen 14 und 15 verschiebbar gelagert. Auf aen üchaltstangen 14 und 15 sind ti it den jeweiligen Zahnradsätzen 3 zusammenarbeitende Schaltklauen l6 bzw. 17 gehalten. Zum Verschieben der Sehaltstange 14 bzw. 15* sind diese mit Schaltfinger Io und 19 versehen. Die Schaltfinger ll, 19 greifen in Kulissen 20 bzw. 21 einer Kulissenscheibe 22 ein. Die Kulissenscheibe 22 ist auf einem an Gehäuse 12 dos rtusgleichgetriebes 11 befestigten und sich in das Innere des 'i^r:triebegehäuses 2 erstrecKenden Dock 2J5, drehbar gelagert. Der Antrieb der Kulissenscheibe 22, erfolgt über ein mit ihr verbundenes Ritzel 24, mit dem eine Zahnstange 25 eines hydraulischen Kraftverstärkers 26 zusammenarbeitet. Der ?:raft7erstärker 26 besteht im wesent Liehen aus einem mit der Zahnstange 25 verbundenen Zylinder 27 (Fig. 1), in dem ein über eine Kolbenstange 20 stationär gehaltener Kolben 29 untergebracht ist und einem Schaltventil J>0. Das Schaltventil JO setzt sich aus einem mit dem Zylinder 27 vereinigten Gehäuse Jl,

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indem ein Schieber 32 angeordnet ist, zusammen. Der Schieber 32 weist Steuerkolben 33, 34 auf, die zur Steuerung von den einzelnen Räumen 35, 36 des Zylinders 27 zugeordneten Leitungen 37, 38 sowie einer an ein Schaltphasenventil 3$ angeschlossenen Leitung 40 und einer Entlüftungsleitung 40^f dienen. Der Schieber 32 ist über ein Schrittschaltwerk 4l, bekannter Bauart, mit einem Handschalthebel 42 verbunden. Das über die Leitung 4o mit dem Schieber 32 verbundene Schaltphasenventil 39* weist einen Regelkolben 43 auf, der über eine ^ Rolle 44 von am Umfang der Piulissenscheibe 22 angeordneten Schaltflächen 45, gesteuert wird. Das Schaltphasenventil 39 regelt die Verbindung der Leitung 40 mit zwei von einer Pumpe 46 über eine Pumpenleitung 47 gespeisten Leitungen 46 und 49, wobei die Leitung 49 mit einer Drossel 50 versehen ist. Von der Pumpe 46 werden auch die hydraulisch betätigten Kupplungen 6, 7 aus einem Druckmittelbehälter 51 mit Druckmittel versorgt. Hierzu ist ein einem Betätigungskolben 52 der Kupplung 7 zugeordneter Ringraum 53 über eine mit der Pumpenleitung 47 verbundene Leitung 5^ ständig mit Druckmittel beaufschlagt. Der dem Ringraum 53 gegenüberliegende Ringraum 55 und ein die Kupplung 6 betätigender Arbeitskolben 56 mit zugeordnetem Ringraum 57* ist über eine einen Druckspeicher 58 aufweisende Leitung 59 an ein Kupplungsventil 60 angeschlossen. Das Kupplungsventil 60 weist einen über eine Rolle 6l von Steuerflächen 62, die ebenfalls auf der Kulissenscheibe 22 Lm Bereich deren Außenumfang angeordnet sind, gesteuerten Regelkolben 63, auf. Der Regelkolben 63 verbindet je nach Stellung die Leitung 59 entweder über eine

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Drossel b4 rnit der Fuipenlcitung 47 oder unter Zwischenschaltung einer Drossel '·'} r'.t einer Ir: den Druckmittelbehälter 31 :iün'..oiiüon ^ntiuftun_L:sle \tunj: c6. Ein den Rin^raur. aeir .-.rbeitsl·: olber.s '-y: ce;;cnüberl lebender ."-V.nrTaun 67, v:cist eine ebenfalls in den Druckmittelbehälter lünc.ende üntläftunjüIeiUunj ^;'- au". Das Kupplui^jsventil 6c und das J'Oal'öph:..",. iive.:o 11 ^?j cilia -·:υ einer Bauc^iniicit ^usa-'O:;-._ ·.:"'::.. t Ui d !.n eii-:-.i Jc hau J c ''.; (s'-Z· ^) u::t'. Γ;;·: bracht. Das J?':.-':;ee ,'_" IgI in eine C'iTnun;; 'Yi ■,:>-■ c ί-tr iebcjch'-ucic; ü Z ein^GetM.. und ^T-.-irä lU/r-^l.: eines ^unde^ 71 unter Vermittlung von Schrauben oder dergleichen aii Getrieberj^häunc 2 £ohalten. In die PumpenIe;" tun^ 47 1st noch ein mittels eine: 7u:3hebels 72 betäti^bares /^r ^chlu^ver.til 7^ eingeschaltet.

In :1er Zeichnung ist die der ersten Rangstufe des Getriebes :.:uj·- .'rdne;te olellune; dei' Johalteinrieiitun^ dargestellt. Das oe.:ajten, bcispielsv.'ci ..^;o ν va der ersten in die ^v:eite Ja:.jot:i'"·; erfolgt aarch Υογ^:λ·χ::,:οι] des Ilandschaltiiebela 4H in 1 ;'■■-. ^ Λΐ'Ίohtunj Ii. Dadu:·?.] '.;^:.rd über aas ochrittschaltv.'eri^ ^l u;-:i· schieber ^2 at^ Schaitvenciles ^O i]i Ffeilrichtunr; A verstellt. Dies bci'ii'ivt, da.· der Rau;:i 3<- des Kraftverstärj-:ers Zo über die Leitung yl, aie Leitung ¹M, aas ochaltphasenventil ;■■") und Ue Leitui^rj 4c aus der Punpenleituiig 47 ¹^it ^•i".i:\-:.iittel beaufschlagt v;ird. Daraus ereilt sich eine rasche Bcv(!,jui!: des Zylinders 27 und so-:iit der Kulissenscheibe 22 in tun3 B. Dabei wird mittels der ochaltkulisse 21,

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dem Schaltfinger 19 und der Schaltgabel 17* die mit der Welle 10'umlaufende Klauenkupplung 17* mit der zweiten Gangstufe und damit gleichzeitig mit der ihr zugehörigen und bis jetzt noch ausgerückten Kupplung 7 verbunden. Nach vollzogener Verbindung der zweiten Gangs.tufe mit der Kupplung 7, wird der Regelkolben 43 des Schaltphasenventiles 39 durch die Steuerflächen 45 insofern verstellt, da3 die Leitung 4b abgeschaltet und die das Schaltventil 30 und somit den Kraftverstärker 26 speisende Leitung 4c über die Leitung 49 mit der Pumpenleitung 47, verbunden wird. Bedingt durch die in der Leitung 49 angeordnete Drossel 50* tritt sofort eine Verlangsa-mmg der Bewegung des Zylinders 27 und somit der Kulissenscheibe 22 ein. Gleichzeitig mit dem Verstellen des Regelkolbens 43 des Schaltphasenventiles y), wird durch die Steuerfläche 62 das Kupplungsventil 60 betätigt und zwar insofern, daß es die Leitung 59 von der Pumpenleitung 47 trennt und mit der Entlüftungsleitung 66 verbindet. Dies bewirkt, da3 der Druck in den Ringräumen bzw. 57 der Kupplungen 6 bzw. 7 abgebaut wird und die der ersten Gangstufe zugeordnete Kupplung 6 gelöst und die der zweiten Gangstufe zugeordnete Kupplung 7 eingeschaltet wird. Durch die langsam weiterdrehende Kulissenscheibe 22, wird der Regelkolben 43 des Schaltphasenventiles 39 durch die Steuerfläche 45 wieder in die gezeigte Ausgangsstellung gebracht. Dadurch wird die Leitung 40 wieder über die Leitung 48 mit der Pumpenleitung 47.verbunden, was ein schnelles

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,/eiterdrehen der Kulissenscheibe 22 bewirkt. Bei dieser Umdrehungsphase der Kulissenscheibe 22, wird über die Schalt-Kulisse 20 die Klauenkupplung lb^! der ersten Gangstufe gelöst. Nach vollzogenem Schaltvorgang befindet sich der Zylinder ?.'{ relativ zum Schieber ^2 wieder in der gezeichneten Ausgangsstellung, wodurch die Druckmittelzufuhr unterbrochen ist und somit die Kulissenscheibe zum Stillstand kommt. Das Zurückschalten der einzelnen Gangstufen erfolgt sinngemäß auf gleiche Art, nur daß dabei der Handschalthebel 42 entgegen der Pfeilrichtung H verschwenkt wird, was eine Bewegui'.g des Schiebers J>2 und daraus resultierend des Zylinders 27, entgegen der Pfeilrichtung A und damit ein Drehen der Kulissenscheibe entgegen Umfangsrichtung B, bewirkt.

Durch das in die Pumpenleitung 47 eingefügte und mit einem Fu3hebel betätigbare Kurzschlu-Ivent 11 72* ist eine Druckregelung zum Anfahren des Fahrzeuges in der ersten und Rück-•./ärtsgangstufe möglich.

L)Lo Erfindung ist nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann man z.B. statt des handbetätigten Scnr.i ttrjohaltwerkos zur Steuerung des Schiebers 32 auch eine "VjX,'j ν drehzahl abhängende Regelvorrichtung vorsehen.

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Claims

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Patentansprüche

/ 1) Schalteinrichtung für ein mehrstufiges Zahnräderwechselgetriebe, die eine mit Schaltkulissen zur unmittelbaren Schaltung der einzelnen Getriebestufen versehene tellerförmige Kulissenscheibe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulissenscheibe (22) vorzugsweise im Bereich ihres äußeren Urnfanges mit Steuerflächen (45, 62) versehen 1st, die zur Steuerung eines Kupplungsventiles (6o) für den Eingriff einer oder mehrerer Kupplungen (6, J) sowie einem die Umdrehungsgeschwindigkeit der Kulissenscheibe (22) steuernden Schaltphasenventiles (j55), dienen.
2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulissenscheibe (22) innerhalb des Getriebegehäuses (2) angeordnet ist und die mit der Kulissenscheibe (22) zusammenarbeitenden Kupplungs- bzw. SchaltphasenventiIe 09» 60) zu einer in eine öffnung (70) des Getriebegehäuses (2) lösbar eingesetzten und sich im wesentlichen außerhalb des Getriebegehäuses erstreckenden Baueinheit zusammenge faßt sind.

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j5. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulissenscheibe (22) durch eine im
vjcsentlichen aus einen an sich bekannten und mit Hilfe eines manuell betätigbaren Schrittschaltwerkes (4l) gesteuerten hydraulischen Kraftverstärker (26) bestehende Einrichtung, bewegt wird.

*i. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch Λ

gekennzeichnet, daß die Kulissenscheibe (22) zur Schaltung eines an sich bekannten mit einem Ausgleichgetriebe (11) zusammengebauten ZahnräderwechseIgetriebe eines Fahrzeuges dient, wobei die die Kulissenscheibe (22) bewegende Einrichtung zum grö:3tenteil innerhalb des Gehäuses (12) des Ausgleichgetriebes (11) angeordnet ist.

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