DE1988079U - Servobetaetigtes gangschaltwechselgetriebe, insbesondere fuer kraftfahrzeuge. - Google Patents

Description

Äktiebolaget Scania-Täbis, Södertälje, Seh.wed.en _r:

"Servo"betätigtes Gangschaltwechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge" :\/^:" ;

Die Erfindung bezieht sich auf ein servo ■betätigtes G-angsehaltweehselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus Reibungskupplungen für die synchronisierten Sehaltvorgänge einer leistungsubertragenden Sehaltbüehse, die zwischen zwei in axialem Abstand voneinander; _ liegenden, verschiedenen Fbersetzungsverhältnissen entsprechenden Stellungen beweglich ist, wobei die Bewegungen '-.-der Sehaltbüchse in die einem XJbersetzungsverhältnis entsprechende Stellung oder aus einer derartigen Stellung heraus durch eine Schaltgabel oder dergleichen durch axiale Bewegungen einer Gangschaltstange ^bewirkt werden, die parallel zur Ausgangswelle des Getriebes verschiebbar in einem G-etriebekasten gelagert ist. ■- .

Die Erfindung ist; insbesondere anwendbar in bindung mit Weehselgetriebesvstemen von Kraftfahrzeugen, bei denen ein auf mehrere ■Übersetzungsverhältnisse umsehalt-'bares Wechselgetriebe mit einem zusätzlichen Getriebekasten kombiniert ist, der zwischen den Hauptgetriebekasten und

Schreiben vom .........IE -^ £....! 9 6 B _Qn ^er^obet^^ Blatt ■..„„£..

eine mechanische Übertragung geschaltet ist, die zu den _: angetriebenen Rädern des Fahrzeugs führt. Der Zweck:eines derartigen zusätzlichen G-etriebekastens, - der im allgemeinen;-. für zwei verschiedene Übersetzungsverhältnisse eingerichtet, ist, besteht darin, die Anzahl der verschiedenen Übersetzungsverhältnisse, welche, der Hauptgetriebekasten zwischen Motor."■-."■ und mechanischer Übertragung liefert,, zu^: verdoppeln und da-.: . mit den Bereich, . innerhalb dessen .das Übersetzungsverhältnis ^geändert werden kann, zu erhöhen. - .; .. . .;

Die britische Patentschrift 949 029/und die: ent- : sprechende US-Patentschrift 3 296 895 beschreiben und er- ' läutern einen zusätzlichen Getriebekasten, der vermöge eines " Plane t eng e tr i e b e s zwe i S t e llungen you ν er s chi ed enen Üb er- ;."-'.;-Setzungsverhältnissen Vorsieht und einen.Steuermechanismus . . enthält, um eine Schalt büchse . in ihre eine, oder andere, Stellung, die den beiden Übersetzungsverhältnissen "entspricht,. .--.;■; synchronisiert in Eingriff zu bringen.: Diese G-etriebe-. : Synchronisiervorrichtung hat sieh als. sehr wirksam für-den . . !fäll der Handbetätigung, erwiesen, zeigt aber. gewiss;e Mängel, . wenn das Umschalten durch einen..Servomechanismus erfolgen —

soll·. ... ■'■-',"-. - .. ; -.""...- '"■-". -' - ": ".""■"."'..■■. ' .". Λ-. :.,-■;■ .^.^:-_;-. Der Erfindung liegt, die Aufgabe zugrunde, diese. ; ν_:

Mangel zu beseitigen und den /Vorgang, des Synchronisierens . zu vereinfachen,und. zwar unter Benutzung nicht zwangläufi- -"..-ger Eeibungskupplungen., die mit den H-eilen der me.ehanisehen ;.

_ CU-U 12.Mär ζ 1968 "Servobetätigtes G-angsclaalt.».. *" _D. 3

Übertragung in. jeder Schalt st ellung verbunden sind, so daß die Umsehaltoperationen schneller und leichter durch servo- ^: betätigte Mittel vorgenommen werden können. .."■■;."

Zur Lösung dieser Aufgabe erstreckt sich erfindungsgemäß die Gangschaltstange durch einen Synchronisierzylinder und in einen. Gangweehselzylinder und ist als gemeinsame Lagerachse für individuell verschiebbare Kolben·ausgebildet, die in entsprechenden Zylindern derart angeordnet sind, daß sie unter der Wirkung von in die entsprechenden Zylinder gegebenen Druckes während der verschiedenen Phasen des Gangwechsels die axialen Verschiebungen der Gangwechsel-' stange individuell beeinflussen, wobei der Kolben des Synchronisierzylinders mit einem. Kupplungshebel verbunden ist oder in Wirkverbindung steht,, der das Einrücken oder Ausrücken, der Reibungskupplungen während des Schaltens steuert.

In der bevorzugten Ausführung ist der Kupplungshebel derart gestaltet und im Gehäuse eines: Zusatzgetriebekastens gelagert, daß die nötige Kraft auf den Kolben des synchronisierenden Zylinders im-wesentlichen halb so; groß' ■- ; ist wie die Kupplungskraft der entsprechenden Eeibungs- . .^: kupplung während des Synchronisierens. . . ■ " ^; .

Beide Servozylinder sind doppeltwirkend, und. mit . den verschiedenen Kammern jedes Zylinders . sind Iieitungen. verbunden, die von servosteuernden Mitteln kommen. Jede der

, _c, ., 12.März 1968 "Servobetätlgtes ffäng schalt..-......" „, ■: . 4 )^:

Zum Schreiben vom an .....iz... ■ - ..Z...:. Blatt „........,;....."*

beiden Kammern des. Synchronisier Zylinders stellt mit einem-.:..,., individuellen stationären Zweiwegventil in Verbindung, " Die Spindeln dieser Ventile stoßen an die &angsclialtätange an und Quernuten oder .dergleiGhen in. dieser Stange haben . die Wirkung, den Spindeln ventirsteuernde. Bewegungen zu -." ■ erteilen,, um den Synchrohisierzylinder in und außer Tätigkeit zu setzen. .. . ..... - .--.-" ..>;.

G-emäß einem weiteren Merkmal der Erfindung haben ..Einlaßkanäle oder Auslaßkanäle der beiden äußeren Kammern . des iGrangwechselzylinders einen .kleineren Quer schnitt als . die entsprechenden Kanäle .des;. Synchronisier Zylinders, um ,. dadurch, verschiedene Püllgeschwindigkeit-en-.in den Zylindern zu erhalten. ';.".■ - :,-.;;. : y-:,\ - ^: _:_■■;■■- :

■ . Der^ Kolben des Synchronisierzylinders- hatveine .. hülsenförmige Nabe, die . sich durch :das ..eine Ende des Synchronisierzylinders erstreckt, um dadurch mit dem Kupplungshebel -.zusammenzuwirken.. Dieser Kolben .vermag axiale . Bewegungen.auszuführen,..um die ©angschaltstange mitzunehmen, wodurch, die Schalt.büchse aus ihrer..Kraftübertragungsstel-. lung ausgerückt wird. Dieser Kolben ist ferner so gestaltet, daß^: er den Kupplungshebel, betätigt,. der in "jeder -auf ein ...;■ bestimmtes Übersetzungsverhältnis, eihgerückten Stellung . _:. in an sich bekannter Weise über eine Reibungskupplung der Schaltbüchse eine Winkelgeschwindigkeit .zu erteilen.:vermag, die gleich der jenigen der leistungsüber tragenden -Mitteln .

Zum Schreiben vom .........1.2-Mr ζ J 9 68ί._αη ...!.§ er ν ob et ät igte s Gangsoiialt.... » _B|att !

in dem jeweils gewählten Über set zungsverhältnis ist, worauf der Kolben des Gangwechselzylinders infolge erhöhter Zufuhr Von Druckmitteln zum Gangwechselzylinder in der Läge ist, die Verschiebung der Gangsehaltstange aufrechtzuerhalten und dadurch den endgültigen Eingriff der mit der Gangschaltung in Verbindung stehenden Sohaltbüchse herzustellen.

Die nachstehende Beschreibung und die -Zeichnungen stellen ein Ausführungsbeispiel eines Zusatzgetriebekastens, mit einem Gangwechselgetriebe nach der Erfindung dar. Es sei jedoch hervorgehoben, daß die Erfindung auf dieses Aüsführungsbeispiel nicht beschränkt ist, und insbesondere .. auch nicht auf das dargesteirte; Gangwechselsystem.. Die; Er-. findung kann vielmehr in vielfacher Weise abgewandelt und ; in Terbinduhg mit verschiedenen Gangwechselsystemen benutzt werden, ohne daß der Erfindungsumfang verlassen wird. : , 1 zeigt einen Iiängsschnitt durch einen Zusatzgetriebe-; kasten mit einem Planetengetriebe und einem Zahn-- ' radschaltmechanismus mit den Merkmalen der Erfindung und erläutert außerdem die Verbindung des/ Zusatz-/ getriebekastens mit dem rückwärtigen leil des ■Hauptgetriebekastens, '-,ν..- -"_ "-■-. -'.-:■'_■ ..-■■■: _: Λ-

.; 2 ist ein Querschnitt nach Linie I -X in ^ig.i und ■'.erläutert.- die mechanischen Glieder,, mittels-deren: . die Schaltoperationen gesteuert-werden. . .

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Ein Zusatzgetriebekasten 4, der ein Zahnradschaltgetriebe nach der Erfindung enthält, ist so gestaltet, daß er zwischen einen Hauptgetriebekasten 1 und eine Übertragung eingeschaltet werden kann, die zu den treibenden Rädern eines Motorfahrzeugs oder dergleichen;führt. Demgemäß ist ein vorderes Gehäuse 5 des Zusatzgetriebekastens 4 an der äußeren Rückflache des Hauptgetriebekastens 1 mittels Sehrauben 6 befestigt, die sich durch die vordere Stirnwand des : Gehäuseteils 4 erstrecken, wobei zugleich ein Kugellager vorgesehen ist, das in der Stirnwand des Hauptgetriebekastens 1 angeordnet ist. ■ ; ; -

Mittels einer Yielzahl von Schraubverbindungen7 dient der vordere Gehäuseteil 5 als iEräger eines rückwärtigen Gehäuseteils 8, Das gemeinsame Gehäuse, das von diesen Gehäuseteilen gebildet wird, dient zur Aufnahme eines Plane tenge triebe s 9 und zweier Lamellenkupplungen 10, 11, die konzentrisch zu einer sich längs erstreckenden Welle 12 angeordnet sind, welche die Ausgangswelle des Zusatzgetriebe-^: kastens 4 bildet. - ^ ' - -.

Die Eingangswelle des Zusatzgetriebekastens 4 ist zugleich¹die Ausgangswelle 3 des Hauptgetriebekastens Die Welle 3 ist in dem Radialkugellager 2 gelagert und ragt mit ihrem rückwärtigen Ende, in den Zusatzgetriebekasten 4 in flucht mit der Welle" .12.^: Mit dem Ende- der Welle 3 is;t - :_- durch Keile und eine Wellenmutter 13 in üblicher Kombina-

Schreiben vom ΛΖ.'Μ&£Ζ...1$.§&.... an ."SeiriotetatigteB Gangschalt.... .^ _B|_att 7

tion mit einem Sperring ein Kuppelstück 14 in Form eines Zahnrades verbunden, das an seinem einen Stirnende in Eingriff mit der Imenverzahnung eines Zahnradringes 21 stent, der einen Teil eines Planetengetriebes9 bildet. Axiale -Verschiebung zwi sehen dem Kuppelstück 14 und dem verzahnten .-Ring 21 wird durch einen Sperring 15 verhindert, der in den Zahnlücken sämtlicher Zähne Aufnahme findet. '""_ ';, ;

Der verzahnte Ring 21 steht mit einer Yielzahl von. Planetenrädern 22 in -Eingriff,'die auf einem zweiteiligen Planetenradträger 18 drehbar gelagert sind» Dieser Träger ^: "besteht aus einer kreisförmigen Scheibe 19 und einem kreisförmigen Eing 20 mit zur Abstandshaltung dienenden laben 24, zwischen denen die Planetenräder 22 mittels Nadellagern 16 auf Zapfen 17 gelagert sind, die mit der Scheibe 19· unddem Ring 20 verbunden sind. Die Teile des Planetenträgers 18 sind durch eine Vielzahl vonSehraubverbindungen 23 zu einer Einheit verbunden. Außerdem ist eine Vielzahl von Eührungsstiften 49 in die Seheibe 19und die Naben 14 eingesetzt» welche als Mitnehmer für das so zusammengeführte Gebilde dient. - - ;. ■ ·'. .-. ^: ;.■-" : ■■ ■:, ; ■■■ ^:

Die Seheibe 19 besteht aus einem Stück mit der: ; Ausgangswelle 12, die an ihrem Ende als Drehzapfen -25 ausgebildet ist, der in einer Büchse 26 im rückwärtigen Ende der ¥elle 3 gelagert ist. Das entgegengesetzte Ende der ;; Ausgangswelle 12 ist unter axialer Führung in einem Radial-.

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Zum Schreiben vom ..". ,. απ „.— _ „ .,.._. ..........Τ..;.... .-. Blatt ...

rollenlager 27 im rückwärtigen Teil 8 des Gehäuses gelagert und trägt außerhalb des Getriebekastens 4 ein Anschlußglied 48, das duroh Keile und eine:;- gegen Rückdrehung gesicherte Mutter 47 mit der Welle 12 verbunden ist.

Dureh eine Schraubverbindung 23 ist der Planetenträger 18 außerdem mit einer verzahnten Kupplungsplatte 28 in der Lamellenkupplung 10 verbunden.. Diejenige Seite der Kupplungsplatte 28, die dem Planetentrager 18 zugewandt ist, ist mit einer Büchse versehen, auf der ein äußerer Lamellenträger 29 montiert und gegen axiale Verschiebung festgelegt ist. Der Lamellenträger 29 hat an seiner Innenseite ausgebildete Stege, die in Ausnehmungen am Umfang von drei äußeren Lamellen 30 greifen und diese Lamellen in gleichen Winkelstellungen halten. In einer bei Lamellenkupplungeh üblichen Weise wirken die Lamellen 30 mit einer entsprechenden Anzahl innerer Lamellen 31 zusammen, so daß eine Lamellenanordnung entsteht, die abwechselnd aus äußeren und inneren Lamellen 30 und 31 besteht. Die inneren Lamellen 31 werden in gleichen Winkelabständen durch einen inneren Lamellenträger 32 gehalten, der mit Stegen versehen ist, die in in- " nere Ausnehmungen der Lamellen' 31-greifen. Mittels eines Flansches, der an,der Kupplungsplatte 28 anliegt, ist der Lamellenträger 32 in axialer Richtung der gesamten Kupplung festgelegt*: ν : " /; ;..-.:/

: Wie sich hieraus ergibt, sind im Betrieb der Kupp-

Zum Schreiben vom 12.*.Mär.& 19.6..8..... an "S„e.r.ynb.e..:fc.ä.tXg.t.e.s. .Cr.aagfi.Q.to.alJti.ji..»...«..*..!.'. Blatt .9.

lung die Lamellen 30, 31 zu Gruppen zusammengefaßt, die sich relativ zu den entsprechenden Crägern 29, 32 drehen können. Dagegen können sich die Lamellen 30, 31 während des Einrückens und Ausrückens axial unter der Wirkung einer ringförmigen Kupplungsplatte 33 "bewegen, die auf das Kupplungssystem einwirkt. !Diese Kupplungsplatte hat am Umfang Ausnehmungen, die in die Stege des äußeren Lamellenträgers 29 außerhalb der; Lamellen 30;, 31 greift und durch einen Haltering 34 festgelegt ist, der an der Außenseite des Lamellen- ^; trägers 29 vorgesehen ist. Dieser Haltering 34 begrenzt die ausgerückte Stellungder Kupplungsplatte 33.

Der vorstehend "beschriebenen Anordnung döi? Lamellenkupplung 10 entspricht diejenige der Lamellenkupplung 11. Die verzahnte Kupplungsplatte 28 dieser Kupplung ist am. rückwärtigen Gehäuseteil 8 durch eine Vielzahl, von Schraubverbindungen 42 festgelegt.Demgemäß stehen die verzahnten Kupplungsplatten 33 der Kupplungen 10 und 11 immontierten Zustand des Getriebekästens 4 nach I¹Ig. 1 einander gegenüber. Mittels eines Kupplungshebels 50, der zwischen--den: Kupplungsplatten 33 angeordnet ist, können die Lamellenkupplungen 10 und 11 abwechselnd eingerückt und ausgerückt werden, wie: es die Punktion dieser Kupplungen erfordert.

Der Kupplungshebel 50 ist gabelförmig gestaltet. Durch Augen an seinem unteren Ende ist er schwenkbar an einer Äehse 51 gelagert, die in einem Auge 52 befestigt ist, das

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im unteren Seil des rückwärtigen Gehäuseteils 8 ausgebildet ist. Jeder Schenkel des Kupplungshebels 50 hat einen Stift oder dergleichen mit einer Bolle 53. Diese Bollen liegen auf dem Iiveau der Ausgangswelle 11 und vermögen:abwechselnd die eine oder andere ringförmige Kuppluhgsplatte 33 zu betätigen, um die jeweils zugeordneten Lamellen züsammenzu- ; drücken. Die Sehwenkbewegungen desKupplungshebels 50 werden durch eine Synchronisiervorrichtung gesteuert, die weiter unten im einzelnen besehrieben wird. . .;

Mit den Planetenträgern 22 ist ein Sonnenrad 35 in Eingriff, das zugleich durch die Planetenräder zentriert wird. Das Sonnenrad ist mit einer Hülse 36 versehen, die mittels eines axial führenden Radialrollenlagers37 i^^rückwärtigen Gehäuseteil 8 montiert ist. Die Hülse 36 ist mit Stegen 38, 39 und 40 versehen und trägt eine Schaltbüchse 41, welche die Schaltoperationen steuert, und mittels deren das Sonnenrad 35 abwechselnd mit dem Planetenradträger 18 oder mit dem feststehenden rückwärtigen Gehäuseteil 8 in Eingriff oder endlich in eine neutrale Stellung zwischen den Übersetzungsverhältnissen gebracht wird, wie sie oben erwähnt wurden. Zu diesem Zweck hat die Schaltbüehse 41 einen inneren, kranzförmigen Steg 43 zum alternativen Eingriff mit einem der Stege 38,39 und 40. Der mittlere Steg 39 entspricht der neutralen Stellung der Schaltbüehse 41 und hat Stege, die breiter sind, als die Stege 38 und 40, um auf diese

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Zum Schreiben vom an „., Blatt

Weise in üblicher Art zu verhindern, daß die !Drehmomentenübertragung unerwünschterweise unterbrochen wird. :

■-."--' Oie äußeren Enden der SchaltbüGhse 41 haben verzahnte Kränze 45 und 46,mittels deren die Schaltbüehse ; in Eingriff mit dem Planetenträger 18 oder mit dem rück- . wärt igen Gehäuseteil 8 gebracht werden kann. Unabhängig von der das verschiedene Übersetzungsverhältnis bestimmenden Stellung der Schaltbüchse 4ί stehen die verzahnten Kränze 45, 46 in ständigem Eingriff mit den inneren Stegen an den inneren Lamellenträgern 32 derLamellenkupplungen 10,11. ^; Bei YerSchiebungen der Schaltbüchse 41 kommen die verzahnten Kränze 45, 46 gleichfallsin abwechselndem Eingriff mit dem einen innen verzahnten Kranz der einen oder anderen Kupplungsplatte 28, um auf diese Weise die der hohen Geschwindigkeit entsprechende Stellung des zusätzlichen Getriebekastens^ bei ^ Eingriff mit der Lamellenkupplung 1Θ oder die der niedrigen Geschwindigkeit entsprechende Stellung bei Eingriff mieder Lamellenkupplung 11 zu erhalten. ; - '■.;.-..-. :

Fig. 1 stellt die einzelnen feile: des Zusatzgetriebes in ihrer neutralen Stellung dar, in welcher die Lamellenkupplungen 10 und 11 ausgerückt sind und das ring- -^; : förmige Zahnrad 21 dem Planetenradträger 18 und der damit verbundenen Ausgangswelle 12 keine Drehung erteilt. In dieser Stellung laufen die Zahnräder 22 als Zwischenräder, die'■-■:■ dem Sonnerad35und der damit in Mngriff stehenden Schalt-

Zum Schreiben vom ....ΙΙ.-Μ^ΕΔ^Ε... απ ^^Ι^ί^ΜϊΐΙ^^^^ϊΐίΙ-Ι..: Blatt"ΔΕ.ΐ

büehse eine--Leerlauf drehung erteilen. -

Wird das Getriebe auf hohe Geschwindigkeitumgeschaltet, dann befindet sich die Schaltbüchse 41 links von der in Fig.1 gezeichneten Stellung und ist in Eingriff mit den Stegen 38 des Sonnenrades sowohl wie mit dem Lamellenträger 32 und mit der verzahnten Kupplungsplatte 28. Während dieser Sehaltoperation wird die Kupplung 10 zunächst eingerückt und hierauf wieder ausgerückt, wie weiter unten beschrieben werden wird. Diese Stellung entspricht dem direkten Übertragungszustand des zusätzlichen Getriebekastens, in welchem die Drehzahl der Ausgangswelle 12 gleich.derjenigen der Eingangswelle 3 ist, weil zwischen dem Planetenradträger 18 über die Lamellenkupplung 10 und die Sehaltbüchse 41 eine Verbindung besteht. '?

In der Stellung für niedrige Drehzahl, in der die Schaltbüchse 41 gegenüber der in Fig. 1 gezeichneten Stellung nach rechts verschoben ist und mit den Stegen 40 des Sonnenrades als auch mit dem Lamellenträger 32 der Kupplungsplatte 28 in Eingriff steht, ist-während der Sehaltoperation die Kupplung 11 eingerückt und wieder ausgerückt worden. In dieser der niedrigen Drehzahl entsprechenden oder indirekten Stellung des zusätzlichen Getriebekastens ist die Drehzahl der Äusgangswelle 12 niedriger als dieder Eingangswelle 3. Dies wird, wie bereits bemerkt;, dadurch bewirkt, daß das Sonnenrad 35 ³^ feststehenden rückwärtigen

Zum Schreiben vom I²...^är?. 1.9.68 „. _αη ^SerTotietätijStes Gangs ehalt.. _.,_.. ·· _B|_att 13 ·' ^%

Seil 8 des Gehäuses mittels der Kupplung 11 und der Schalt--." "büchse 41 festgelegt wird. In dieser Stellung walzen sich die Planetenräder 22 auf dem Sonnerad 35 ab und erteilen dem Planetenradträger 18 eine Drehzahl, die niedriger ist, als die Drehzahl des ringförmigen Zahnrades 21.

Änderungen zwischen den genannten Stellungen verschiedener ÜbersetZungsverhältnisse werden durch einen Mechanismus bewirkt, der gemäß der Erfindung gestaltet ist. Dieser Mechanismus besteht aus einem das Übersetzungsverhältnis ändernden Gangweehselzylinder 55 und einem Synchronisierzylinder 54, die zusammen mit einem Zwischenglied 57 und mittels Planschen und Schraubverbindungen 58 zu einem zusammenhängenden Bauglied vereinigt sind, das direkt an_ den rückwärtigen Gehäuseteil 8 angeschlossenist, und zwar mit einer Yielzahl von Schrauben 59 öder dergleichen, die sieh durch das Zwischenglied 57 erstrecken»

Der zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses dienende Gangweehselzylinder 55 und der Synchronisierzylinder 54 sind so gestaltet, daß sie unter der Wirkung von Flüssigkeitsdruck arbeiten, der dem jeweiligen Zylinder zugeführt wird, um die Verschiebung der Schaltbüehse 41 zu steuern, und zwar durch eine das Übersetzungsverhältnis schaltende Stange, die nachstehend als'-Gangsehaltstange 56 bezeichnet wird. Die Stange 56 ist im vorderen.Teil 5 des Getriebegehäuses verschiebbar, erstreckt sich parallel -zur

Zum Schreiben vom ...12;!^ärz_J_:968 _:on".SerV0^ -..1·..!....,. Blatt 1:4

Welle 12 durch den zusätzlichen Getriebekasten 4 und verläuft durch den rückwärtigen Gehäuseteil 8» Das rückwärtige Ende der Gangschaltstange 56 dient als gemeinsamer Zapf en für die Kolben, die in den ihnen zugeordneten Zylindern und 55 angeordnet sind. An der Gangschaltstange 56 ist zwischen dem vorderen Gehäuseteil 5 und dem rückwärtigen Ge-. häuseteil 8 eine Sehaltgabel 44 angebracht, die aus Schenkeln besteht, welche in eine Nut in der Sehaltbüchse 41 greifen, und zwar mit hinreichendem Spiel, so daß die Schaltbüchse bei Verstellung der Gangschaltstange 56 mitgenommen wird«

Auf der Gangschaltstange 56 innerhalb des Gangwechselzylinders 55 sind zwei individuell axial verschiebbare Kolben 61 und 62 angeordnet, die den Zylinder in drei Kammern teilen. Mittels Leitungen 84, 85 und 86 ist jede dieser Kammern unabhängig von den beiden anderen Kammern in Verbindung mit einem 'nicht gezeichneten Ventilmechanismus, der den Zufluß und Abfluß von Druckflüssigkeit zu jeder dieser Kammer steuert. Der Verschiebebewegungen der Kolben auf der Stange 56 sind durch Sperringe 63, 64 lind 65 begrenzt, die auf der Stange 56 angeordnet sind» Durch die Sperringe ist die Bewegung der Stange 56 begrenzt durch unbewegliche Glieder, welche die Endstellungen der Kolben 61 und 62 definieren. In der in Fig. 1 gezeichneten Stellung sind die Kolben .61, in ihre entsprechenden Endstellungen im Zylinder 55 unter der Wirkung des KLüssigkeitsdrueks bewegt worden, welcher der

Zum Schreiben vom ......1.2.MaXZ. 19 6 8 _αη »Se r vo be ta t igt e s Gangscjb^lt.. ... » _B|att 15

zwischen den Kolben befindlichen Kammer zugeleitet worden ist. Während dieser den Kolbenabstand bestimmenden Bewegung hat entweder der Kolben 61 oder der Kolben 62 die Gang— sehaltstange 56 mitgenommen, und zwar in Richtung des äußeren Begrenzungsringes 63 oder 65, so daß die Stange 56 sieh in einer axialen Zwischenstellung entsprechend der neutralen Stellung der Schaltbüehse 41 befindet. Um die neutrale Stellung genauer festzulegen, ist vorgesehen, daß die die Se-: triebeumsehaltung bewirkende Stange 56 in an sich bekannter Weise durch eine nichtgezeichnete Kugelrastung festgelegt wird, Gleiches gilt für die beiden anderen Stellungen des Sehaltgetriebes. .'■:. ν ; ',"._]

Um die Schaltbüehse 41 in die Stellung hoher Ausgangsgesehwindigkeit zu bringen, wird Druckmittel der rechten äußeren Kammer des Gangwechselzylinders 55 zugeführt und gleichzeitig Druckmittel aus der mittleren Kammer abgesaugt. Infolgedessen wird der druckbeaufschlagte Kolben 62 zum Anschlag mit dem Sperring 54 gebracht-, was die Gangsehältstange 56 und die Schaltbüehse 41, die mit ihr durch die Schaltgabel 47 verbunden ist, verschiebt,/bis der Sperrring 64 und der Kolben 62 dureh den Kolben 61 stillgesetzt werden, der sich innerhalb des Gangwechselzylinders 55 in seiner äußeren Endstellung befindet. . - --.

In entsprechender Weise wird Umsehaltung in die

Zum Schreiben vom ..J.li.März 1.5.68 _an '.'Servobetätig*®.?. ίίΜ£?£^§11........!." Blatt JJi I

Stellung niedriger Ausgangsgeschwindigkeit dadurch herbeigeführt, daß Druckmittel in die linke Kammer des Grangwechselzylinders 55 gegeben wird. Mn wird aber, wenn sieh das Fahrzeug in Bewegung befindet, das Fms ehalten "von einem zum anderen Übersetzungsverhältnis normalerweise direkt vorgenommen. In diesem Falle wird Druckmittel in die äußere Kammer des Gangweehselzylinders 55 gegeben, und die neutrale / Stellung wird von den beiden Kolben 61, 62 lediglieh überlaufen, wobei sieh diese Kolben in Berührung .mit dem gemeinsamen, zwischen ihnen angeordneten Sperring 64 befinden.

Die Schaltoperationen werden jedoch nicht lediglieh durch den Gangwechselzylinder 55 gesteuert, sondern in Zusammenwirkung mit dem Synchronisierzylinder 54 .-"durchgeh führt, wie oben erwähnt wurde. Unter der Wirkung des Druckmittels, das dem Synchronisierzylinder 54 zugeführt wird, wird die Schaltbüchse 41 aus der einem bestimmten tJber^ Setzungsverhältnis entsprechenden Stellung herausgebracht und in eine einem anderen bestimmten Übersetzungsverhältnis entsprechende Stellung unter Synchronisierung gebracht, bevor das Druckmittel im G-angweehselzylinder 55 schließlich die Schaltbüehse 41 in die der hohen öder der niedrigen Aus- : gangsgeschwindigkeit entsprechende Stellung des Zusatzgetriebekastens bringt. . - :/■".-- .""':- . ■"'■ ^: _ .V

Auf der Gangschaltstange 56 ;ist innerhalb des ;-

Zum Schreiben vom !2.MaM 1 9.68 _an !^ervobe tätig^ _B|att 17

Synchronisierzylinders ein Kolben 60 verschiebbar gelagert, an dem eine Hülse ausgebildet ist, -und, der den Zylinder 54 in zwei Kammern teilt. Die Hülse am Kolben 60 erstreckt sich unter Abdichtung durch das Zwischenglied 57 und ist darin beweglich gelagert» Ein Mitnehmer 68 ist durch zwei Sperrringe 66 auf der Hülse gelagert und erstreckt sich in den _; zusätzlichen Getriebekasten 4· Der Mitnehmer hat die Gestalt einer Büchse mit zwei an seiner äußeren Fläche ausgebildeten Muten, in welche Führungsstifte 69 greifen, von denen jeder an einem Sehenkel des Kupplungshebels 50 ausgebildet ist. Vermöge dieser Anordnung werden die Verschiebungen des Kolbens 60 auf den Kupplungshebel 50 übertragen, der die Funktion der Kupplung steuert. Die Bewegungen des Kolbens 60 : sind durch die Kompressibilität der Lamellenkupplungen 10, begrenzt. Damit der Kolben 60 die Gangsehaltstange 56 beim Umschalten, ausgehend von hoher Ausgangsgesehwindigkeit, ^: mitnehmen kann, ist derjenige üeil der Stange 56, der sich ; in der reehten Kammer des Zylinders befindet, mit einem ^: Sperring 70 versehen, gegen den der Kolben 60 gedrückt wird. Wird ausgehend von der Stellung niedriger Ausgangsgeschwindigkeit umgeschaltet, so wirkt die Hülse des Kolbens 60 direkt auf die Schaltgabel 44 und nimmt die Gangsehaltstange 56 und die mit ihr verbundenen !eile mit. _: ^

Um zu erreichen, daß der Gangwechse1zylinder 55 und der Synchronisierzylinder 54 während des Schaltens -

Zum Schreiben vom 1ΆilS. Ji|5......... an "IiS^ tätigteS Ga^SCh^t.... » _ß|att 18

einwandfrei zusammenwirken, sind die Einlaßkanäle oder auch die Auslaßkanäle der beiden äußeren Kammern des Gangwechselzylinders 55 von kleinerem Querschnitt als die entsprechenden Kanäle des Synehronisierzylinders 54, wodurch verschiedene Füllgeschwindigkeiten zu den Zylindern erreicht werden.

Jede der beiden Kammern des Synehronisierzylinders 54 steht unabhängig von der anderen durch getrennte Leitungen 71 und 72 mit einem Zweiwegeventil 73 bzw. 74 in Verbindung, die durch nicht gezeichnete Schraubanschlüsse am vorderen Gehäuseteil 5 befestigt sind. Die Ventile sind von üblicher Gestalt. Da jedoch ihre Funktion in einem Synchronisiersystem nach der Erfindung von Bedeutung ist, sollen die charakteristischen Merkmale eines solchen Ventils nachstehend kurz beschrieben werden.

Die Ventilspindel 77 ist in einem Ventilgehäuse 75 verschiebbar gelagert und steht unter der Wirkung einer Druckfeder 76, die in einem Durchflußkanal im Gehäuse gelagert ist und sich an einer Schulter abstützt. Die Spindel 77 erstreckt sich durch das Ventilgehäuse 75 und steht mit ihrem äußeren Ende in Ansehlagberührung mit der Gangschaltstange 56, die mit Quernuten von trapezförmigem Querschnitt versehen ist, welche bei axialer Verschiebung der Stange 56 axiale Bewegungen der Ventilspindel 77 hervorrufen.

Das andere Ende der Ventilspindel 77 befindet sich,

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Zum Schreiben vom an ". .„. Blatt .7.^;::Γ*"*' -

wenn die Spindel ihre äußere Endstellung einnimmt, in der sie in die lut eingreift, außer Berührung mit einer Dichtungsscheibe 78. Die Dichtungsscheibe besteht aus Gummi oder ähnlichem Material und wird gegen die andere Seite der oben erwähnten Schulter im Durchflußkanal de§ Ventilgehäuses durch eine Druckfeder 79 gehalten, die sich an einem Deckel

80 des Ventilgehäuses 75 abstützt. In dieser Stellung unterbricht die Dichtungsscheibe 78 die Luftverbindung zwischen dem Durchflußkanal des Ventilgehäuses 75 und einer Leitung

81 oder 83, die in üblicher Weise an den Deckel 80 angeschlossen ist und mit einer nicht gezeichneten Druckmittelkammer in Verbindung steht.

Die Ventilspindel 77 hat eine Packung 82, die in dichtender Anlage mit der Innenfläche des Durchflußkanals steht. In der äußeren Endstellung der Ventilspindel 77 steht eine Kammer, die durch die Dichtungsscheibe 78 und die Packung 82 im Ventilgehäuse 75 begrenzt ist, in Verbindung mit der Außenluft, weil die Ventilspindel 77 ein axiales Sackloch hat, das sich vom inneren Spindelende zu einem diametralen Auslaßloch erstreckt, das nach außen mündet. Dieses Loch ist nicht gezeichnet.

Durch die Leitung 71. bzw. 72 steht die oben erwähnte Kammer im Ventilgehäuse mit der einen oder anderen der beiden Kammern des Synchronisierzylinders 54 in Verbindung .

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Zum Schreiben vom απ " Blatt

Wird durch Verschiebung der Stange 56 Druck auf die Ventilspindel 77 ausgeübt, so wird deren inneres Ende während des ersten 2eils der Verschiebung in Berührung mit der Dichtungsscheibe 78 gebracht, was zur Folge hat, daß der Auslaß zur Außenluft geschlossen wird« Bei fortgesetzter Druckwirkung auf die-" Ventilspindel 77 wird der .Gegendruck der Dichtungsseheibe 78 überwunden und die abdichtende Wirkung der Scheibe beendet mit dem Ergebnis, daß Luft aus der Druckluftkammer in das Ventilgehäuse 75 und über die Leitung 71 bzw. 72 in den Synehronisierzylinder 54 strömt.

,',- TJm.die Wirkungsweise des Gangschältweehselgetrie-. bes vor, während und nach der Schaltoperation, zu erläutern, soll nachstehend eine Zusammenfassung eines Schaltvorgängs aus der Stellung hoher Ausgangsgeschwindigkeit in die Stellung niedriger Ausgangsgesehwindigkeit gegeben werden. ■';

.In der Stellung hoher: Ausgangsgesehwindigkeit _:;; ^r des zusätzlichen Getriebekastens befindet sieh die Schaltbüchse 41 in Eingriff mit dem Planetenrädträger 18 unter der Wirkung des Druckmittels, das sich in der rechten Kammer des Gangwechselzylinders 55 befindet und auf die Gangsehaltstange 56 einwirkt. In dieser; Stellung der Gangschaltstange 56 ist die Kupplung 10 ausgerückt, weil die Ventilspindel des Zweiwegeventils 74 in eine der Quernuten der Stange 56 eingetreten ist, was zur Polge hat, daß die rechte Kammer des Synchronisierzylinders 54 von der unter Einwirkung von

Zum Schreiben vom .....I.?... März 19.68 _αη " Servobe tat igt e s Gangschal t;,............. .·'. _B|_att ...21

Druckmitteln stehenden, nicht gezeichneten Kammer abgetrennt, ist und stattdessen mit der Außenruft in Verbindung steht. Infolgedessen kann kein Druck auf den Kupplungshebel-50 ausgeübt werden, um die Lamellen der Kupplung 10 zusammenzupressen. ;

Während einer Sehaltoperation werden die Servozylinder 54 und 55 durch konventionelle Mittel unter Druck gesetzt. Das Ventil 73 ist offen und Druckmittel wird gleichzeitig in die linke Kammer des Synehronisierzylinders 54 bzw. des Gangwechselzylinders 55 gegeben. Infolge der Verengung des Einlasses zum Gangweehselzylinder 55 gelangt der Synehronisierzylinder 54 früher unter vollen Druck als der Gangweehselzylinder 55 und verschiebt den Kolben 60 nach ; rechts. Durch Vermittlung des Sperrings 70 nimmt der Kolben die Gangsehaltstange 56 mit und trennt die Verbindung zwischen der Schaltbüchse 41 und dem Planetenradträger 18.

Zu gleicher Zeit hat sieh der Kupplungshebel 50 entsprechend bewegt, und nach Durchlauf durch die neutrale Stellung drückt der Hebel die Lamellen der Kupplung 11 mittels der Kupplungsplatte 33 zusammen, um die Winkelgeschwindigkeit der Sehaltbüchse 41 mit den ie ilen zu. synchronisieren, die sich in der Stellung niedriger lusgangsdrehzähl befinden. _ : , ■■"■:..

Während dieser Operation ist der i'ruek in der linken Kammer des Gangweehselzylinders 55 allmählich ange-

Schreiben vom lid^-* 1.9.68 _an l^ervo betätigte s ...GaAg s ehalt.....» _B|att

stiegen, und wenn der Kolben 60 des Synchronisierzylinders wegen der Kompressibilität der Lamellen nicht mehr fähig: ist, die G-angschaltstange 56 zu verschieben, so tritt der ;,"."" linke Kolben 61 des Gangwechselzylinders in Wirkung, so daß die Gangsehaltstange 56 weiter verschoben wird. Gegen das Druckmittel, das auf den Kolben 61 im G-angweehselzylinder 55 einwirkt, wirkt jedoch der Reibungswiderstand zwischen den Zahnkränzen der Sehaltbüchse 41 und dem inneren Lamellenträger 52 mit der jFolge,daß fortgesetzte Bewegung der Gangschaltstange 56 in Zeitabhängigkeit vom Gleichgewicht zwischen dem Druckmitteldruck auf den Kolben 61 und dem erwähnten Reibungswiderstand besteht. Da der Reibungswiderstand davon abhängig ist, welcher Gang im Hauptgetriebe- -, kas t en 1 j ewe11se inge s ehalt e t ist, so wird die Daue r der ■ Schaltoperationen entsprechend der verkürzten Zeit zwischen Schaltstellungen niedriger und höher Ausgangsgesehwindigkeit im Hauptsehaltkasten reduziert. ' \. :

Da der Reibungswiderstand der Lamellenkupplung 11 zu groß ist, um überwunden zu werden, wenn es möglicherweise nötig ist, die Schaltbüchse 41 in Eingriff mit der Getriebeübertragung in der Stellung niedriger lusgangsgeschwindigkeit zu bringen, ist es nötig, die synehronisierende Operation außer Wirkung zu setzen, bevor der endgültige Eingriff stattgefunden hat. Dies wird dadurch erreicht, daß die Yentilspindel 77 des Zweiwegeventil^ 73 in die Quernut

Zum Schreiben vom 11·βΐ^ζ. 1.968... _an .'!Servobetätigtes^üejagschalt^^J· _BIatt .23 ^*"''

der Stange 56-.gleitet, wenn diese Stange sieh in einer
axialen Stellung befindet, die derjenigen Stellung der
Schaltbüchse 41 entspricht, die diese unmittelbar vor dem Mngriff mit der verzahnten Kupplungsplatte 28 einnimmt, mit der Folge, daß die Lötverbindung zwischen der linken Kammer des Synchronisierzylinders 54 und der Druckmittelkammer geschlossen und der Kanal in der Ventilspindel 77 zur Außenluft geöffnet wird. Die synchronisierende Operation wird außer Wirkung gesetzt, ohne daß die axiale Verschiebung der Schaltbüchse 41 in ihre endgültige, der niedrigen Ausgangsgeschwindigkeit entsprechende Stellung unterbrochen wird. -.-"■■""""

Das umschalten von niedriger in hoher Ausgangsgeschwindigkeit wird in entsprechender Weise unter umgekehrten Bedingungen und Zuständen der Teile des Sehaltgetriebes vorgenommen* :

Claims (8)

1. Sohutzansprüche:

   Servobetätigtes Gangsehaltwechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, "bestehend aus-Reibungskupplungen. (10, 1T) für die synchronisierten Schaltvorgänge einer leistungsübertragenden Schaltbüchse (41), die zwischen zwei in axialem Abstand voneinander liegenden, verschiedenen:Über- : Setzungsverhältnissen entsprechenden Stellungen beweglieh ist, wobei die Bewegungen der Sohaltbüchöe in die einem Übersetzungsverhältnis entsprechende Stellung ■ oder aus einer ;:; derartigen Stellung heraus durch eine Schaltgabel· (44.) -öder -. dergleichen durch axiale Bewegungen einer Sangsehaltstange (56) bewirkt werden, die parallel zur Ausgangswelle (12) des ; Getriebes verschiebbar in einem Getriebekasten gelagert ist^:, da d u r e h g e k e η η ζ e i e h η e t ,: daß die_; Gangschaltstange (56) sieh durch einen SynchronisierZylinder (.54) und in einen Gangwechselzylinder (55) erstrec-fct und als gemeinsame Lagerachse für individuellÄverschiebbare ;Xolben ;: (60, 61, 62) ausgebildet ist, die in entsprechenden Zy- .. .. lindern (54, 55) derart angeordhet sindy daß sie unter der Wirkung von in die entspreehenden Zylinder gegebenen Druckes/ während der verschiedenen Phasen des Gangwechsels die axialen

   zum Schreiben vom ...l^ärz 1968_ _an ^Se^robetätlgtBB Gangschal^..^.^.^ 25

   Verschiebungen der G-angwech.selstan.ge (56) individuell beeinflussen, wobei der Kolben (60) des Synchronisierzylinders mit einem Kupplungshebel (50) verbunden ist oder in lirkverbindung steht, der das Einrücken und Ausrücken derRe-ibungskupplungen (10, 11) während des Schaltens steuert. ^ ;
2. 2. Getriebe nach Anspruch. 1, d a d u ro -Ja.-..- g e k e nn-: .. -.; ζ e i ch η e t , daß der Kupplungshebel;(50) derart gestaltet und im G-ehäuse eines Züsatzgetriebekastens (4) gelagert ist, daß die nötige Kraft auf den.Kolben (60) des .: synchronisierenden Zylinders im wesentlichen halb so groß ist, wie die Kupplungskraft der entsprechenden Eeibungs-

   ■-".; kupplung (10, 11;) während des Synehrohisierens. .
3. 3. Getriebe nacn Anspruch 1, d a du r c h. g e k e η η - ζ e i c h η et , daß die Kolben die entspreckenden Zy— linder (54, 55) in eine Yielzahl von leilkammern unter-;; teilen, und daß jede !Teilkammer im Synchroni si er zylinder (54) und jede Teilkammer im G.ä&gyieah8el-zyl±h&eT\-k55}-)^:v^br} hängig von den übrigen Eeilkammern durch einen Leitungszug (71, 72, 84, 85, 86) mit einer Servosteuerung verbunden ist.
4. 4. Getriebe nach Anspruch. 1 und 3, d a durch g _e - " k e η & ζ e i c h η e t , : daß jede Iteitung (71, 72) die; mit der ihr zugeordneten Teilkammer des Synchronisierzylin- ; ders (54) in Verbindung steht, mit einem individuellen, stationären Zweiwegeventil (73»74) verbunden ist, und daß An- ;

   Zum Schreiben vom H·E^l 1968 _an .'!.Servobetätigtes Gangsehalt.....» _BIatt 26

   schlage vorgesehen sind, mittels deren die Spindeln (77) der diesbezüglichen Ventile an der Gangsehaltstange (56) anliegen und mittels Quernuten oder dergleichen in der Ansehlagstange den Spindeln ventilgesteuerte Bewegungen erteilen, um den Synchronisierzylinder (54) in und außer Tätigkeit zu setzen.
5. 5. Getriebe nach Anspruch 1,3 und 4, da d u roh ge lc e η η ζ e i ohne t , daß die Einlasse und Auslässe, die alternativ den beiden äußeren Teilkammern des Gängwechselzylinders (55) zugeordnet sind, einen kleineren Querschnitt haben, als der entsprechende,--mit .dem Synchroiii_-._T _ sierzylinder (54) in Terbindung stehende Kanal zu dem Zweck, verschiedene Füllgeschwindigkeiten in den Zylindern (54_} 55) zu erzielen.
6. 6. Getriebe nach Anspruch 1 und 3 bis 5, d a d u r e h

   g e ke η η ζ ei e h net , daß dieHübe der Kolben(61,

   62) im Gangweehseizylinder (55) durch Sperringe (63, 64, 65) begrenzt sind, die auf der Gangsehaltstange (56) montiert ■ sind, und daß zur Begrenzung der Verschiebungen der Gangschaltistange (56) Anschläge im Gahgwechselzylinder (55) ■;--vorgesehen sind.; : ■■"; ;. ^{: ; /r} .--. '■-... -.;. ; ■'.■..■'
7. 7. Getriebe nach Anspruch 1 bis 6, d a d u r c h ge ken η ζ ei e h η et , daß der Kolben (60) des Synchronisierzylinders (54) eine hülsenförmige Nabe hat, die sich dureh

   Schreiben vom,...12...MaEa 1.9.6..8....... an ..!!JS.arza]aa.M*lg±.e.a....aangaßMl.^.*...,*.....!L..... Blatt ;_W..2Z,,...„.

   dasjenige Ende des Synehronisierzylinders (54) erstreckt, welches vom Gangwechselzylinder (55) angewandt ist, um dadurch mit dem Kupplungshebel (50) zusammenzuwirken.
8. 8. Getriebe nach Anspruch 1 bis 7, d a du rc h g e k en η · ze iehnet , daß der Kolben (60) des Synchronisierzylinders (54) so gestaltet ist, daß er bei axialer Bewegung die Gangschaltstange (56) mitnimmt, um dadurch die Schaltbüchse (41) aus einer möglichen Schaltstellung auszurücken, und daß der Kolben (60) außerdem so gestaltet ist, daßver_: den Kupplungshebel (50) zu bewegen vermag, der in jeder Einsehaläistellung in an sieh bekannter Weise durch eine Reibungskupplung (10, 11).,der Sehältbüchse (41) eine Winkel-..-■.; geschwindigkeit erteilt, die/gleieh der jenigen der leistuiigsübertragenden Glieder im vorgewählten Übersetzungsverhältnis ist, mit der Folge, daß der Kolben (61 oder 62) des Schaltwechselzylinders (55) durch erhöhten Druck inL der Druckmittelzufuhr zum Gangweehselzylinder (55) in der Sage ist, die Verschiebung der Gangschaltstange (56) aufrechtzuerhalten und dadurch den endgültigen Eingriff der mit der Gang- ^: _; sehaltstange (56) in Yerbindung stehenden Sehaltbüchse (41) herzustellen* ~- - : : ; . ■ ^; . - :^_: ' ' :

   9» Getriebe nach Anspruch 1 und 5 bis 6, d_: a _:d u r c h ge k e η η ze ic h net, daß der Schaltweehselzylinder; (55), der Synchronisierzylinder (54) und ein Zwischenglied "

   Zum Schreiben vom 1_2.itJS!3^Jj^^

   (57) zu einer Einheit-vereinigt,, sind,- die mit einem tDeil (8) des Getriebekastens fest verbunden ist.