DE2005636C2

DE2005636C2 - Elektrohydraulische Schaltvorrichtung eines Kraftfahrzeuggetriebes

Info

Publication number: DE2005636C2
Application number: DE19702005636
Authority: DE
Inventors: Albert Dr.-Ing. 7990 Friedrichshafen Maier
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1970-02-07
Filing date: 1970-02-07
Publication date: 1981-09-17
Also published as: DE2005636A1

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrohydraulische Schaltvorrichtung eines Kraftfahrzeuggetriebe¹;, welches aus einem Hauptgetriebe. be: dessen Gangwcchsel die llauptkiipplimg geöffnet wi-d und einem Nach-Schaltgetriebe besieht, wobei Spaltmittel vorgesehen sind, inn auf this Nachschaltgetricbc bei Hetatiguns.' d'.'s Haupt ge triebes einzuwirken.

Aus der FR-PS 15 05 140 ist eine Vorrichtung zum Schalten von Kraftfahrzeuggetrieben bekannt, bestehend aus einem Hauptgetriebe, bei dessen Gangwechsel eine Hauptkupplung zwischen dem Motor und dem Hauptgetriebe geöffnet wird, und einem Nachschaltgetriebe, wobei Vorrichtungen vorgesehen sind, die während des Gangwechsels auf das Nachschaltgetriebe, das vorzugsweise aus einem Schnellganggetriebe besteht, einwirken. Diese Vorrichtung dient zum Vermeiden des Überdrehens des Antriebsmotors beim Abwärtsschalten im Hauptgetriebe. Sie ist für Personenkraftfahrzeuge und leichte Nutzkraftfahrzeuge geeignet mit einem Schnellgang, der bekanntlich eine Übersetzung aufweist, die größer als 1 ist.

Durch die GB-PS 7 53 200 ist eine Antriebseinrichtung mit einem Hauptgetriebe und einem nachgeschalteten Gruppengetriebe bekannt geworden. Hier sind als Hauptgelriebe ein mittels Reibschaltelementen schaltbares Umlaufrädergetriebe und als Gruppengetriebe ein Vorgelegegetriebe mit Synchronisiereinrichtungen vorgesehen, wobei eine Hauptkupplung nicht vorhanden ist. Infolgedessen ist das Gruppenschaltgetriebe nur schaltbar unter Lastunterbrechung, d. h. in Neutralstellung des Hauptgetriebes. Da bei diesem Getriebeaufbau die Fahrzeugmasse mit den Sekundärteilen des Synchrongetriebes in fester Verbindung steh», ist, insbesondere in den unteren Gängen, die Synchronarbeit sehr groß, was zu Schaltschwierigkeiten führt.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus Haupt- und Gruppengetriebe bestehenden Getriebekombinationen, wie sie insbesondere bei schweren Nutzfahrzeugen verwendet werden, leicht schaltbar zu machen. Dies kann durch eine entsprechend geringe Differenzdrehzahl beim Schalten erreicht werden, die durch die Synchronisierung überbrückt werden muß. Zu diesem Zwecke ist es notwendig, das zum Gangschalten des Gruppengetriebes angeordnete Reibschaltelcnent ebenfalls zu öffnen während des Schaltens im Hauptgetriebe.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine elektrohydraulische Schaltvorrichtung für ein Kraftfahrzeuggetriebe nach dem Hauptanspruch vorgeschlagen, während in den Unteransprüchen verschiedene Ausführungsformen für unterschiedliche Gruppengetriebe angegeben sind.

Der Vorteil der vorgeschlagenen Schaltvorrichtungen besteht in leichter Schaltbarkeit und einfacher Dedienungsweise von Kraftzeugen, die ein Mehrgangsynchrongetriebe als Hauptgetriebe und ein nachgeschaltetes Gruppengetriebe in Vorgelege- oder Umlaufräderbauweise enthalten, wie sie beispielsweise in schweren Nutzkraftfahrzeugen eingebaut werden.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. I ein Viergang-Synchrongetriebe mit einem nachgeschalteten Gruppengetriebe in Vorgelegebauart und mit einer mittels des Gang-Schalthebels steuerbaren elckirohydraulischen Vorrichtung zum Steuern der Reibschaltelemente des Gruppenpetriebes;

Fig. 2 ein Viergang-Synchrongetriebe mit einem nachgeschaltelen Gruppengetriebe in Umlaufräderbauart und mit einer mittels des Kupplungspedals steuerbaren clektrohydraulischen Vorrichtung zum Steuern der Reibschalteleinente des Gruppengetriebe*.

In F i g. I bezeichnet I ein Haiiplgetriebe in Viergang-Synchronausführiing, dessen Schaltgabel 5 mit .Schaltstange 4 zum Schallen des I. und 2. Ganges dient. Dem 1 latiptgetricbe I ist ein Gruppengetriebe 2 in Vorgclegebauart nachgeschiiltct, das ein Rcibschall-

element 14 für die Herstellung der Gänge I bis 4 und ein Reibschaltelement 15 für die Herstellung der Gange 5 bis 8 aufweist. Zur Steuerung der Reibschaltelemente 14 und 15 ist ein 3/3-Wegeveniil 8 angeordnet, das mittels der Kanäle 12 und 13 mit den Reibschaltelementen 14 und 15 verbunden ist. Zur Druckölerzeugung ist eine Pumpe 10 angeordnet, die das öl aus dem Sumpf 9 ansaugt und das Drucköl durch einen Kanal 11 dem 3/3-Wege-Ventil B zuführt. Die Pumpe 10 wird vorzugsweise vom Fahrzeugmotor angetrieben. Zur Steuerung besitzt das Ventil 8 zwei Elektromagnete d und e, deren Wicklungen über einen Gruppenwahlschalter 16 mit einer Stromquelle 6 verbindbar sind. In dem zwischen dem Elektromagneten c/und dem Schalter 16 angeordneten Kabel 19 ist ein weiterer Schalter 7 vorgesehen, der die Stromzufuhr unierbricht, sobald der Fahrer den Gangschalthebel 3 erfaßt. Innerhalb des Gangschaiihebels 3 ist ein Kabel 18 vorgesehen, das die beiden Schalter 16 und 7 miteinander verbindet. Der Anschlußpunkt 16a in der Schwenkachse des Gangschalters 56 ist mit der Stromquelle 6 durch ein Kabel 17 verbunden.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende:

In Fig. 1 befindet sich das Getriebe in Neutralstellung. Das Ventil 8 steht in Nullstellung »a«, in der die beiden Kanäle 12 und 13 entlüftet sind. Beispielsweise mit dem an sich bekannten Einschalten der Zündung für den Fahrzeugmotor wird der Zündschalter S in der Leitung 17 geschlossen, um die Stromquelle 6 mit dem Gruppenwahlschalter 16 am Gangschalthebel 3 zu verbinden. Der Gruppenwahlschalter 16 steht in der Stellung »x«, in der seine Zunge 166die Anschlußpunkte 16a und löcmiteinander verbindet.

Mit dem Schließen von Zündschalter 5 erhält der Elektromagnet d Strom: Das Ventil 8 wird in Stellung »b« verstellt. Nunmehr erhält das Reibschaltelement 14 durch den Kanal 13 Drucköl, während der Kanal 12 zum Reibschaltelement 15 entlüftet ist. Der Gangschalthebel 3 ist mit ausgezogenen Linien in Leerlaufstellung gezeichnet. D'-r nach links geschwenkte Schalthebel in strichpunktierten Linien entspricht der Schaltstellung für den I_n 3, 5. bzw. 7. Gang, der nach rechts geschwenkte Schalthebel entspricht den Schaltstellungen für den 2., 4., 6. bzw. 8. Gang. Bei Bedienung des Gangschalthebels 3 in den unteren Gängen 1 bis 4 wird die Stromzufuhr zum Elektromagnet d des Ventils 8 durch den Schalter 7 unterbrochen. Infolgedessen wird das Ventil 8 in seine Stellung »a« verstellt, in der beide Kupplungen 14 und 15 entlüftet werden. Da beim Gangwechsel in herkömmlicher Weise auch die Kupplung zwischen Motor und Getriebe geöffnet wird, ergeben sich -nfolge kleiner Massen geringe Synchronisiertnomenie.

Beim Übergang auf den 5. Gang wird auch der Schalter 16 in die strichpunktiert gezeichnete Lage »y« geschaltet, in der die Stromquelle 6 mittels Kabel 20 mit dem Elektromagneten e des Ventils 8 verbunden wird und das Ventil 8 in die Schaltstellung c verstellt wird, in der das Reibschaltelement 14 entlüftet und das Reibschallelement 15 geschlossen wird. Das Gruppengetriebe 2 ist nuninehr auf direkten Durchgang (1:1) geschaltet. Beim Wechsel /wischen den Gängen j bis 8 wird die Kupplung 15 nicht geöffnet, da die Synchronisiermomcnie in diesem Giingbcreich verhältnismäßig klein sind.

In der Ausführung nach Ii g. 2 ist einem llaiiptgetriebc 2 in Viergarg-SynchtoTHisführung ein Gruppengetriebe 22 nachgeschalt-'i, das als Umlaufrädergetriebe ausgebildet ist. Dieses Gruppengetriebe 22 weist ein als Bremse ausgebildetes Reibschaltelement 15 zur Herstellung eines Ubersetzungsgunges ins Langsame auf und ein als Kupplung ausgebildetes Reibschaltelcmeni 36 zur Herstellung eines direkten Ganges. Die Bremse 35 und die Kupplung 36 des Gruppengetriebes 22 werden von einem J/3-Wegeventil 31 gesteuert. Das Ventil 31 wiederum wird in Abhängigkeit vom Kupplungspedal 23 betätigt. Hinter dem Kupplungspedal 23 sind zwei Kontaktzungen 32a und 32b angeordnet. Die Kontaktzunge 32a ist mittels Kabel 39 mit einem Schaltgerät 33 verbunden. Dieses Schaltgerät dient dazu, in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit die Umschaltung des Gruppengetriebes 22 vorzunehmen. Zu diesem Zweck ist auf der Getriebeabtriebswelle 42 ein Drehzahlgeber 37 angeordnet. Dieser kann elektrisch oder hydraulisch arbeiten, d. h. bei gewünschter einstellbarer Fahrgeschwindigkeit bzw. Drehzahl der Getriebeabtriebswelle

42 wird der Schalter 33 elektromagnetisch oder mittels hydraulischen Druckes betätigt. Dabei wird die elektrische Verbindung zwischen der Stromquelle 34 und der Kontaktzun^e 32a unterbrochen und gleichzeitig die Stromquelle 34 mittels Kabel 41 mit dem Elektromagneten Edes Ventils31 verbunden.

Solange das Schallgerät 33 die Stromquelle 34 mit der Kontaktzunge 32a verbindet, wird mittels des Elektromagneten D das Vemil 31 in Stellung B verstellt, in der der Pumpendruckkanal 28 mit dem Kanal 43 verbunden ist. durch den die Bremse 35 Drucköl erhält und angelegt wird. Wird zwecks Gangwechsel das Kupplungspedal 23 betätigt, so wird die Hauptkupplung 27 mittels einer Stoßstange 24, eines Hebels 25 und einer Schiebemuffe 26 geöffnet. Außerdem wird durch das Kupplungspedal 23 die Kontaktzunge 32b von der Kontaktzunge 32a abgehoben, so daiJ der Magnet Dstromlos wird und das Ventil 31 in seine Stellung A durch Federkraft verstellt wird. Infolge dieser Ventilverstellung wird die Bremse 35 entlüftet. Da das Hauptgetriebe 21 vom Antriebsmotor und die Fahrzeugmasse von der Abtricbswelle 42 getrennt sind, sind die zu beherrschenden Synchronisiermomente klein und somit das Getriebe leicht schaltbar. Wird nach durchgeführtem Gangwechsel das Kupplungspedal 23 wieder entlastet, kommt auch die Kontaktzunge 32b wieder zum Anliegen an die Kontaktzunge 32a und der Stromkreis für den Elektromagneten D ist wieder geschlossen. Das Ventil 31 nimmt wieder die gezeichnete Stellung Bein und die Bremse 35 erhält wieder Drucköl.

Sobald die Fahrgeschwindigkeit soweit angestiegen ist, daß ein Einschalten des 5. Ganges erforderlich wird, unterbricht das Schaltgerät 33 die Verbindung zwischen der Stromquelle 34 und der Leitung 39 und verbindet sta:t dessen die Stromquelle 34 mit der Leitung 41 bzw. mit dem Elektromagneten £. Dadurch wird das Ventil 31 in Stellung ('versteht, so daß die Bremse 35 über Kanal

43 entlüftet und nunmehr die Kupplung 36 durch Kanal

44 beaufschlagt wird. Damit befindet sich die Getriebeanlage 21, 22 im oberen Gangbereich, in dem auf ein Ausrücken der Kupplung 36 im Gruppengetriebe 22 während der Gängwechsel verzichtet werden kann, (la in den höheren Gängen die Synchronmomento kfeiner sind als in den unteren Gängen.

Diese Anordnung hat den Vorteil, daß für den Wechsel der Reibr.haltelemente 35 und 36 im Gruppengetiiebe 22 kein besonderer Schalter bedient werden muß.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrohydraulische Schaltvorrichtung eines Kraftfahrzeuggetriebes, welches aus einem Hauptgetriebe, bei dessen Gangwechsel die Hauptkupplung geöffnet wird, und einem Nachschaltgetriebe besteht, wobei Schaltmittel vorgesehen sind, um auf das Nachschaltgetriebe bei Betätigung des Hauptgetriebes einzuwirken, dadurch gekennzeichnet, daß das Nachschaltgetriebe in an sich bekannter Weise als Gruppengetriebe (2 bzw. 22) mit Reibschaltelementen (14, 15 bzw. 35, 36) ausgebildet ist, und daß das wirksame Reibelement (14 bzw. 35) für den unteren Gang des Gruppengetriebes (2 bzw. 22) während eines Gangwechsels im Hauptgetriebe (1 bzw. 21) geöffnet ist.

2. Elektrohydraulische Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Steuern der Keibschaltelemente (14, 15 bzw. 35, 36) im Gruppengetriebe (2 bzw. 22) ein clcktrohydrauüsches Drei/Drei-Wegeventil (8, 31) angeordnet ist, dessen Stromzufuhr (Kabel J8, 19; 39, 40) in Abhängigkeit von der Stellung des Gruppenwahlschalters (16) in den unteren Gängen während der Gangwechsel durch Schalter (7 bzw. 32) unterbrochen wird.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gangschalthebel (3) einen Schalter (7) aufweist, der während der Betätigung dt·" Gangschalthebels (3) die Stromzufuhr zu dem für den unteren Gang des Gruppengetriebes (2) zuständigen Elektromagneten (d) des Drei/Drei-Wegeventils (8) ur-terbricht.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis J, dadurch gekennzeichnet, daß am Gangschalthebel (3) ein Gruppenwahlschalter (16) befestigt ist zur Umschaltung des Gruppengetriebes (2) auf den oberen Gangbereich und umgekehrt.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Stromzufuhr zu dem für den unteren Gang des Gruppengetriebes (22) zuständigen Elektromagneten (D) zwei gegeneinander federnde Kontaktzungen (32a, 12b) angeordnet sind, die bei Betätigung des Kupplungspedals (23) getrennt werden.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 und 5. dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Stromquelle (34) und den Kabeln (39,41) zu den Magneten (D und E) des Drei/Drei-Wegeventils (31) ein Schaltgerät (33) angeordnet ist, daß das Schaltgerät (33) mit einem auf der Getriebeabtriebswelle (42) angeordneten Drehzahlgeber (37) verbunden ist, und daß das Schaltgerät (33) die Stromquelle (34) in Abhängigkeit von der Drehzahl der Getriebeabtriebswelle mit einem der Elektromagnete (D bzw. E) verbindet.