DE1804533A1 - Zahnraederwechselgetriebe mit elektrohydraulischer Schalteinrichtung,insbesondere fuer Lastfahrzeuge - Google Patents

Description

• Zahnräderwechsel etriebe mic elektro-h,ydraulisoher Schalteinrichtung, insbesondere fur Sastfahrzeuge Patentanmeldung Die Erfindung betrifft ein Zahnräderwechselgetriebe mit elektrohydraulischer Schalteinrichtung, insbesondere für Bastfahrzeuge, umfassend eine von Hand oder selbsttätig nach den Belastungsverhältnissen gestartete elektronische Steuereinrichtung zum hydraulisch bewirkten Abkuppeln des Antriebsmotors, Erfassung der Zahngeschwindigkeiten der zu schaltenden Getriebeteile, Bewirkung des Synchronlaufes derselben, hydraulischen Einlegen der neuen übersetzungsstufe und anschließenden Ankuppeln des Antriebsmotors.
• Zur Erfassung der Zahngeschwindigkeiten bzw. des Drehzahlverhältnisses der zu schaltenden Getriebeteile können an diesen Teilen Tachogeneratoren angebracht sein, deren Ausgangs spannungen oder Ausgangsfrequenzen in der elektronischen Steuereinrichtung miteinander verglichen werden. Durch elektronisch eingegebene Korrekturgrößen können dabei verschiedene, den einzelnen Übersetzungsstufen des Getriebes entsprechende Korrekturwerte voreingegeben werden, so daß man insgesamt mit einem Tachogenerator an der Motorwelle und einem an der Abtriebsseite des Getriebes auskommen kann.
• Zum Einlegen einer neuen Getriebestufe müssen nun die in Eingriff zu bringenden Teile, z.B. Schubklauen, in hinreichend exakten Synchronlauf gebracht werden, damit keine Beechädigung an diesen Teilen eintritt. Dies kann an sich in bekannter Weise durch Synchronringe geschehen, jedoch ist diese Methode hinsichtlich der zu ubertragenden Leistung nach oben begrenzt. Es wurde deshalb bereits vorgeschlagen, durch die Steuereinrichtung den Antriebsmotor durch Zwischengasgeben auf die erforderliche höhere Drehzahl beim Abwärtsschalten zu bringen bzw. beim fieraufschalten den Antriebsmotor abzubremsen oder die erforderliche Drehzahlverringerung beim Gaswegnehmen abzuwarten. Mit dieser Methode lassen sich bereits erstaunlich kurze Zeiten für den Ablauf des gesamten eingangs geschilderten Schaltvorganges erzielen.
• Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein Zahnräderwechselgetriebe mit elektro-hydraulischer Schalteinrichtung anzugeben, dessen Svnw chronisationszeit noch wesentlich kürzer ist.
• Dies wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, daß an einem im ausgekuppelten Zustand freilaufenden und in Synchronlauf zu bringenden Getriebeteil ein von der Elektronik gesteuerter lreibsatz zum Beschleunigen oder Verzögern des Getriebeteiles angebracht ist. Hierbei braucht nicht mehr das relativ große Massen-Trägheitsmoment des Antriebsmotors beschleunigt oder abgebremst zu werden, sondern nur das vergleichsweise geringe Massen-?rägheitsmoment des genannten Getriebeteiles, beispielsweise der Nebenwelle des Getriebes. Der Synchronisationsvòrgang läßt sich demgemäß in wesentlich kUrzerer Zeit bewirken. Als Triebsatz sind grundsätzlich alle möglichen Motoren verwendbar, z.B. umsteuerbare Hydromotoren, Elektromotoren, Abgasturbinen oder Schwungkraftmotore. Wenn diese nicht umsteuerbar sind oder nicht umgesteuert werden sollen, können sie mit einer beliebigen Bremseinrichtung bekannter Art kombiniert werden. Die Erfindung ist daher nicht auf die Verwendung eines bestimmten lriebsatzes beschränkt.
• Wegen des Vorhandenseins eines Hydrauliknetzes in Lastwagen und der gleichen wird, gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung, als Xriebsatz ein umsteuerbarer Hydromotor an sich bekannter Art verwendet, der von einfachstem Aufbau sein kann. Es ist auch möglich, als Xriebsatz eine Abgasturbine vorzusehen, und diese erforderlichenfalls mit einer geeigneten Bremse zu kombinieren.
• Die Erfindung wird nachfolgend an Hand des in der Zeichnung schematisch veranschaulichten Ausführungsbeispieles erläutert.
• Das Zahnräderwechselgetriebe 1 ist in der bei handbetätigten Getrieben üblichen Art aufgebaut. Außer den nicht näher bezeichneten Zahnradpaaren enthält es die Nebenwelle 2, die Schubklauen 3 und 4, die Schaltgabeln 5 und 6, die Antriebswelle 7, sowie die Abtriebswelle 8. Die Schaltgabeln 5 und 6 werden von einer hydraulischen Schaltvorrichtung 9 betätigt.
• Letztere wird über die Leitung 10 von dem elektronischen Kommandogeber 11 gesteuert. Dieser besitzt hier Drucktasten 12, mit denen er gestartet werden kann und die den einzelnen Ubersetzungsstufen des Getriebes 1 zugeordnet sind.
• Die Antriebswelle 7 des Getriebes steht mit der Antriebswelle 13 des Motors 14 in Verbindung über eine Kupplung 15. Diese kann ihrerseits durch den Hydraulikmotor 16 zufolge eines über die Leitung 17 vom Kommandogeber 11 eintreffenden Impulses gelöst werden.
• Zur Frfassung der Drehzahlen der miteinander in Eingriff zu bringenden Getriebeteile sind Tachogeneratoren 18 und 19 vorgesehen.
• Der Generator 18 wird dabei von der Abtriebswelle 8 angetrieben, während der Generator 19 an die Nebenwelle 2 angekuppelt ist. Beide Generatoren steuern den Kommandogeber 11 über die Leitungen 20 und 21.
• Die Nebenwelle 2 ist weiterhin gekuppelt mit dem lriebsatz 22.
• Dieser besteht hier aus einem umsteuerbaren Hydromotor.
• Eine Pumpe 23 fördert aus dem Vorratsbehälter 24 Druckflüssigkeit und hält infolge des überdruckventiles 25 in dem Speicherbehälter 26, sowie am Eingang des zweiseitig wirkenden Magnetventiles 27 einen bestimmten Hydraulikdruck aufrecht.
• Das Magnetventil 27 steht über die Leitungen 28 und 29 mit dem Kommandogeber 11 in Verbindung. Der Ausgang des Magnetventiles 27 liegt am Hydromotor 22, der mit der Nebenwelle 2 gekuppelt ist.
• Dem Hydromotor 22 ist dabei noch ein überdruckventil 30 nebengeschaltet. Das Magnetventil 27 besitzt die Steuerglieder 31 und 32.
• Die Arbeitsweise dieses Getriebes und seiner Schalteinrichtung ist wie folgt: Der elektronische Kommandogeber 11 wird durch Druck auf eine der Drucktasten 12 gestartet. Er löst durch einen Steuerimpuls über die Leitung 17 und den Stellmotor 16 die Kupplung 15 und bringt unmittelbar darauf über die Leitung 10 die Schaltvorrichtung 9 in Leerlaufstellung. Nun werden die Meßwerte der Tachogeneratoren 18 und 19, mithin also die Drehzahlen der Abtriebswelle 8 und der Nebenwelle 2 einschließlich der mit ihr in Antriebsverbindung stehenden, nicht näher bezeichneten Zahnradpaare miteinander verglichen.
• Soll nun beispielsweise auf eine niedrigere Gangstufe, etwa vom dritten in den zweiten Gang zurückgeschaltet werden, so wird von dem Kommandogeber über die Leitung 28 das Magnetventil 27 erregt.
• Demzufolge kommt jetzt das Schaltglied 31 zur Wirkung. Dadurch wird ein Hydraulikweg über den Triebsatz 22 freigegeben. Dieser wird demzufolge von der Pumpe 23 bzw. dem Speicher 26 mit Drucköl beaufschlagt. Das Aggregat 22 wirkt somit im Beispielsfalle als Motor und bringt in kürzester Zeit die Nebenwelle 2 mit ihren Zahnrädern auf die benötigte höhere Drehzahl. Ist der Synchronlauf zwischen der betreffenden Schubklaue und ihrem Gegenstück erreicht, so äußert sich das in bestimmten Frequenz- oder Spannungswerten der Dachogeneratoren 18 und 19. Dieser Zustand wird vom elektronischen Kommandogeber 11 erfaßt. Dieser schaltet unmittelbar nach Erreichen des Synchronlaufes mittels der Schaltvorrichtung 9 eine Schubklaue 3 oder 4 in die niedrigere Gangstufe. Danach kommt die Kupplung 15 wieder in Eingriff, der Motor 14 ist wieder an das Getriebe angekuppelt und damit der Ausgangszustand erreicht.
• Soll hingegen in einem gröBeren Gang, etwa vom zweiten auf den dritten Gang geschaltet werden, so muß zur Erreichung des Synehronlaufe3 die Nebenwelle 2 abgebremst werden. Dazu wird das Magnetventil 27 Jetzt über die Leitung 29 erregt. Dadurch kommt jetzt das Schaltglied 32 in Wirkung. Der Hydraulikkreislauf des Aggregates 22 ist demzufolge am Magnetventil unterbrochen. Es besteht nur eine Flußmöglichkeit über das Uberdruckventil 30.
• Das Aggregat 22 wirkt daher in diesem Falle als hydraulische Pumpe, die gegen das Uberdruckventil SO fördert, damit Leistung verzehrt und demzufolge die Nebenwelle 2 abbremst. Nach Erreichung des Synchronlaufes wird sodann vom Kommandogeber 11 vermittels der Schaltvorrichtung 9 eine Schubklaue 3 oder 4 in die größere Gangstufe geschaltet. Danach wird die Kupplung 15 wieder eingerückt.

Claims (3)

P a t e n t a n s p r ü c h e:

1. Zahnräderwechselgetriebe mit elektro-hydraulischer Schalteinrichtung, insbesondere für Lastfahrzeuge, umfassend eine von Hand oder selbsttätig nach den Belastungsverhältnissen gestartete elektronische Steuereinrichtung zum hydraulisch bewirkten Abkuppeln des Antriebsmotors, Erfassung der Zahngeschwindigkeiten der zu schaltenden Getriebeteile, Bewirkung des Synchronlaufes derselben, hydraulischen Einlegen der neuen Ubersetzungsstufe und anschließenden Ankuppeln des Antriebsmotors, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß an einem im ausgekuppelten Zustand freilaufenden und in Synchronlauf zu bringenden Getriebeteil (2) ein von der Elektronik gesteuerter Triebsatz (22) zum Beschleunigen oder Verzögern des Getriebeteiles angebracht ist.

2. Getriebe nach Anspruch t, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß ein Triebsatz (22) verwendet wird, der als Hydropumpe oder Hydro-Motor umsteuerbar ist.

3. Getriebe nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß der Triebsatz eine hydraulische Bremse und einen Turbomotor enthält.