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Selbsttätige Schalteinrichtung für hydro-mechanische Mehrganggetriebe
Die Erfindung betrifft eine Schalt einrichtung für hydro-mechanische Mehrganggetriebe
mit vorgelagertem Drehmomentwandler.
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Die kraftschlüssige Verbindung zum Abtrieb wird bei Mehrganggetrieben
durch Gangschaltkupplungen, die wechselweise mit einem Hauptdruckmittel beaufschlagt
rerden, übernommen.
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Durch Einschalten der Gangschaltkupplung werden die gewünschten Abtriebsdrehzahlen
über Stirnradvorgelege erreicht.
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Die Schaltimpulse eui Einschalten der jeweiligen Gangschalt kupplung
kommen einmal von einer als Kreiselpumpe ausgebildeten Sekundärsteuerpumpe in Abhängigkeit
von der Turbinendrehzahl oder der Abtriebsdrehzahl des Getriebes und zum anderen
durch eine ebenfalls als Kreiselpumpe ausgebildeten Primärsteuerpumpe, deren Drehzahl
der Motor drehzahl verhältnisgleich ist.
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Die Zweifachbeeinflussung für Steuerungen dieser Art ist deshalb notwendig,
weil der Drehmomentwandler nur bei einet in bestimmten Grenzen liegendem Drehzahlverhältnis
von der Wandlerpumpe zur Turbine den besten l^irktlugsgrad abgibt. Die von der Sekundär-
und Primärsteuerpumpe abgegebenen , drehzahlabhängigen Drücke, wirken in der Steuerung
über entsprechende Schieber gegeneinander und bestimmen das Schaltkommando der zu
betätigenden Gangschaltkupplung.
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Zur Vermeidung des Schaltpondelns, bedingt durch die Verkleinerung
der Turbinendrehzahl und damit der Sekundärpumpendrehzahl und somit des Sekundärpumpendruckes
beim Aufwärtsschalten und durch die Erhöhung des Sekundardruckes beim Abwärtsschalten
des gewähltenStufensprunges im Nachschaltgetriebe, ist es bei Mehrganggetrieben
notwendg, eine Schaltüberdeckung vorzusehen. Dieses wird dadurch erreicht, daß das
für
die Auf- und Abwärtsschaltkomniandos entscheidende Kolbenflächenverhältnis vom Sekundärschieber
zum Primärschieber den Erfordernissen entsprechend unterschiedlich ausgelegt wird.
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Die Ausführung des Schaltkommandos wird durch einen'Schaltschieber,
der über Steuernute einmal die Zufuhr des Hauptdruckmittels für den zuvor geschalteten
Gang sperrt und die Entlüftung des zu schaltenden Ganges sperrt und zum anderen
die Entlüftung des zuvor geschalteten Ganges freigibt und dein ZU schaltenden Gang
den Hauptsteuerstrom zuführt, vorgenommen Bei der Vielzahl der Funktionen, die der
Schaltschieber bei einem Gangwechsel auszuführen hat 1 ist es zum Schutz der Gangschaltkupplungen
erforderlich, daß der Gangwechsel durch den Schaltschieber rasch durchgeführt und
anschließend der Schaltschiebar in einer exakten Lage gehalten wird.
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auch bei eiiier möglichen, raschen V-ränderung der Motordrehzahl und
des Primärsteuerdruckes muß ein einmal gegebenes Schaltkommando für den Schaltsehieber
durch diesen zügig durchgeführt werden.
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Bei herkömmlichen Schalteinrichtungen wird die Hauptdruckmittelzufuhr
zu den einzelnen Gängen ebenfalls durch einen Schaltschieber übernommen. Hierbei
wird in der Regel der Schaltschieber durch Rasteinrichtungen wie Rastklinken, Raststifte,
oder Rastkugeln, die sich in Rastnuten verklammern, in der nach einem durchgeführten
Schaltkommando notwendigen, exakten Lage gehalten.
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Die rasche Bewegung des Schaltschiebers bei einem Gangwechsel wird
dadurch erreicht, daß bei gegebenem Schaltkommando das Hauptdruckmittels hinter
einen Schieber geleitet wird, der seinerseits eine Druckfeder, die sich an dem festliegendem
Sehaltschieber abstützt in zunehmendem Maßc vorspannt. Bei weiterer Bewogung des
Schiebers hebt dieser die Rasteinrichtungen aus den rastnuten und löst somit die
Verankerung des Schaltschiebers. Durch die nun freiwerdende Vorspannkraft der Druckfeder
wird den Schaltschieber sprunghaft bewegt, bis die Rasteinrichtungen die nächste
Rastnut erreicht haben und deii Schaltschiebar schlagartig abbremsen und festsetzen.
Auf diese Weise wird von einem Gang in den anderen Gang geschaltet.
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Bei diesen Schalteinrichtungen treten, bedingt durch die Rasteinrichtungen
erhebliche Querkräfte auf. Das plötzliche Abbremsen und Festsetzen des sprunghaft
vorschnellenden Schaltschiebers hat einen Hammerschlageffekt zur Folge.
Diese
Erscheinung wirkt sich ungünstig aus und ergibt einen -vorzeitigen Verschleiß des
Schaltschiebers. Die verhältnismäßig: aufwendige Erstellung von Rasteinrichtungen,
die zugleich zusätzlich mehrere bewegliche Teile enthallen, ist mit erhöhten Kosten
verbunden.
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Außerdem wird bei solchen Schalteinrichtungen das Schaltkommando in
der Regel von zwei sich gegenüberliegenden Schaltkommandostellen aus gegeben, und
zwar einmal für das Aufwärtsschalten und zum anderen für das Abwärtsschalten.
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Andere Schalteinrichtungen für Me-hrganggetriebe werden durch Einrichtungen
wie Fliehkraftschalter usw. betätigt Aufgabe der Erfindung ist es nun, Mehrganggetriebe
durch rastfreie Betätigung des Schalts-chiebers zu schalten, wobei die durch die
Rasteinrichtungen auftretenden Mangel entfallen und somit eine erhöhte Lebensdauer
der Getriebe erzielt wird.
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Erfindungsgemäße wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß beim Aufwärtsschalten
in den nächsthöheren Gang der Gehäusedruckraum 16 entlüftet wird, wobei eine Bewegung
des Sekundärschiebers 37 erfolgt und dadurch der Gehäuseraum 38 über Steuernuten
49, 50, 51 und über die Leitung 41 mit Hauptdruckmittel
beaufschlagt
wird und somit den Schaltschieber 33 aus seiner Stellung bewegt1 so daß die Gangschaltkupplung
26' mit Hauptdruckmittel beaufschlagt wird und daß beim Abwärtsschalten in den nächstkleineren
Gang im Gehäuseraum i6 durch die Primärpumpe 13 ein Druck ansteht, so daß die Gegenkraft
des Steuerschiebers 36 größer ist als die Gegenkraft des Sekundärsteuerschiebers
37, wobei der Gehäuseraum 30 sowie der Gehäuseraum 38 über die Leitung 41 entlüftet
werden und dadurch der SchaLtschieber 33 durch die Druckfeder 43 bewegt wird und
somit die Gangschaltkupplung 26 mit Hauptdruckmittel beaufschlagt.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung dargestellt.
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Fig. 1 zeigt ein hydromechanisches Zweiganggetriebe mit geschaltetem
ersten Gang und Fig. 2 2 civ,t das gleiche Getriebe mit geschaltetem zweiten Gang.
Die in den Figuren sich entsprechenden Teile sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Beim Anfahren des Fahrzeuges wird der Motors 10 gestartet.
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Dabei wird über das Stirnradvorgelege 11 die Wandlerpumpe 12 und die
Primärsteuerpumpe 13 angetrieben.
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Die Primärsteuerpumpe 13 liefert über die Leitung 14 und die Drossel
15 Steuerdruck in den Gehäuseraum 16. Durch den Druckaufbau im Gehäuseraum 16 und
unterstützt durch die Druckfeder 34 bewegt sich der äußere Primärschieber 35 in
die linke Endlage. Der innere Primärschieber 36 bewegt sich nach links und drückt
den Sekundärschieber 37 soweit, bis der Sekundärschieber 37 die-linke Endlage erreicht
hat.
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Bei dieser Lage des Sekundärschiebers 37 ist der Gehäuseraum 38 üi>er
die Leitungen 39, 40 und 41 und durch den Gehäuseraum .42 mittels der Entlüftungsleitung
62 entlüftet.
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Der Gangschaltschieber 33 nimmt durch die Druckfeder 43 die rechte
Endlage ein. Die Gangschaltkupplung 26 für den ersten Gang wird mit dem aus dem
Druckmittelbehälter 31 kommenden H-auptdruckmittel über die Leitung 32, die Steuernute
44 und die Leitung 45 beaufschlagt.
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Nach dem Befüllen des Drehmomentwandlers 25 mit Öl setzt sich nun
z.B. ein Fahrzeug, bedingt durch die Drehbewegung des Abtriebes 23 in Bewegung.
Beim aufahren stehen zunächst die Turbine 24 und damit die Sekundärsteuerpumpe 27
still.
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Bei zunehmender Turbinendrehzahl oder Fahrgeschwindigkeit erhöht sich
der von der Sekundärsteuerpumpe 27 erzeugte Druck und beaufschlagt in zunehmenden
Maße den Sekundärsteuerschieber 37 über die Leitung 28 und die Drossel 29.
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Vor dem Aufwärtsschalten in den zweiten Gang (Fig. 2) wird durch den
zunehmenden Druck der Sekundärsteuerpumpe 27, bedingt durch die erhöhte Fahrgeschwindigkeit,
der Sekundärschieber 37 zunächst gegen den inneren Primärschieber 36 nach rechts
bewegt. Nachdem der innere Primärschieber 36 über einen Bund mit dem äußeren Primärschieber
35 Kontakt aufgenommen hat, muß der Sekundärschieber 37 die Gegenkraft der beiden
Primärschieber und die der Druckfeder 34 überwinden, um das Schaltkommando für die
Gangschaltkupplung 26' des zweiten Ganges herbeizuführen. Die Gangschaltung wird
durch den Schaltschieber 33 durchgeführt.
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Bei der Bewegung des Sekundärsteuerschiebers 37 aus der linken Endlage
nach rechts ergeben sich folgende Veränderungen: Die Leitungen 41, 40 und 39 werden
geschlossen. Bevor die Leitung 39 gesciilossen wird, wird der Gehäuseraum 16 durch
die Steuernute 46 und 47 und durch die Leitung 48 entlüftet.
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Sie wird durch den Schaltschieber 33 kurz vor Erreichung seiner linken
Endlage geschlossen, d.h. nachdem der Schaltschieber 33 die Hauptdruckmittel-Beaufschlagung
der Gang -schaltkupplung 26' herbeigeführt hat.
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Hierdurch wird erreicht, die der Sekundärschieber 37 gegen den drucklosen
Gehäuseraum 16 und der Primärschieber 35 und 36 eine durchgreifende Bewegung nach
rechts vornimmt.
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Dieses bewirkt, daß dem Gehäuseraum 38 des Schaltschiebers 33 aus
der Leitung 32 über die Drossel 52 die Steuernute 50, 49 und 51 durch die Leitung
41 Hauptdruckmittel zugeführt wird.
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Der Schal-tschieber. 33 bewegt sich gegen die flruckfeder 43 -n-ach
links. Die Steuernute 53 der Leitung -39-wird durch die Steuernute 54 geschlossen.
Die Steuernute 55 wird durch die Steuernute 5;4 geöffnet. Hierdurch gelangt Hauptdruckmittel
aus der Leitung 32 über die --Drossel 5.6 in den Gehäuseraum 38.
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Das Hauptdruckmittel trifft mit dem aus der Leitung 41 kommenden
Hauptdruckmittel im Gehäuseraum 38 zusammen.
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Hierdurch wird eine zügige Bewegung des Schaltschiebers 33 gegen
die Druckfeder -43 e-rreicht. Der--Hauptzweck des aus der Drossel 56 kommenden und
in den Gehäuseraum 38 einströmenden H-auptdruckmittels ist jedoch die Festlegung
des Schaltschiebers 33 gegen die Druckfeder 43 in die linke Endlage. Die Vorentlüf-tung
der Leitung 57 wird über die Steuernute 58 und 59 freigegeben. Die Zufuhr des Hauptdruckmittels,
welches aus der Leitung 52 kommend über die Steuernute 44 und die Leitung 45 die
Gangschaltkupplung 26 für den ersten Gang bislang beaufschlagte, wird durch die
Steuerkante 60 der Steuernute 44 gesperrt. Die bisherige Entlüftung der Gangschaltkupplung
26' für den zweiten Gang wird über die Steuernute 63 der Leitung 64 zum dauernd
entlüftsten Gehäuseraum 65 und durch die Steuerkante 66 geschlossen. Die Zufuhr
des Hauptsteuerdruckes
aus der Leitung 32 zur Gangschaltkupplung
26' wird durch die Steuerkante 67 der Steuernute 44 zur Steuernute 63 der Leitung
64 freigegeben. Die Leitung 40 wird über die Steuernute 68 durch die Steuerkante
69 gesperrt. Hiernach. erreicht der Schaltschieber 33 die linke Endlage.
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Bei Verringerung der Fahrgeschwindigkeit oder bei Herabsetzung der
Drehzahl des Abtriebes 23 wird eine Drehzahlverminderung der Turbine 24 und der
Sekundärsteuerpumpe 27 erreicht (gemäß Fig. 1). Hierdurch wird der über die Leitung
28 und die Drossel 29 in den Gehäuseraum 30 geleitete Sekundärpumpendruck gesenkt.
Bei weiterem Absinken des Sekundärpumpendruckes in der Leitung 28 überwiegt die
Gegenkraft des inneren Primärschiebers 36 bedingt durch den austehenden Steuerdruck
im Gehäuseraum 16, der durch die Primärsteuerpumpe 13 erzeugt wird. Der Sekundärschieber
37 wird nun durch den inneren Primärschieber 36 nach links bewegt. Die Leitungen
39 und 40 werden durch die Steuerkante 70 des Sekundärschiebers 37 zum entlüfteten
Gehäuseraum 42 über die Entlüftungsleitung 62 freigegeben, Dieses hat keine Bedeutung
für den noch bestehenden Schaltzustand. Erst dann, wenn durch die Steuerkante 71
der im Gehäuseraum 30 anstehende Sekundärpumpendruck über die Leitung 57 entlüftet
wird, kann der innere Primärschieber 26 eine durchgreifende Bewegung na cli linis
zornehmen.
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Bevor der Sekundärschieber 37 die linke- Endlage erreicht hat, wird
durch die Steuerkante 70 die Steuernute 51 der Leitung 41.
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freigegeben. Hierdurch wird der durch die Drossel 56 zuvor unter Druck
gesetzte Gehäuseraum 38 entlüftet. Die Druckfeder 43 bewegt den Schaltschieber 33
in die rechte Endlage, damit die Schaltung der Gangschaltkupplung 26 für den ersten
Gang durchgeführt wird. Bei der Verschiebung des Schaltschiebers 33 in die rechte
Endlage werden folgende Leitungen über Steuernuten freigegeben, bmf. geschlossen.
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Die Leitung 40 wird über die Steuernute 68 durch de Steuerkante 69
mit dem Gehäuseraum 38 verbunden. Somit ist der Gehäusoraum 38 zusätzlich über die
Leitung 40 entlüftet. Die Leitung 48 wird durch die Steuernute 58 freigegeben. Die
Zufuhr des Hauptdruckmittels alls der Leitung 32 zur Gangschaltkupplung 26' für
den zweiten Gang wird durch die Steuerkante- 67 der Steuernute 44 zur Steuernute
63 der Leitung 64 geschlossen.
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Die bisherige Entlüftung der Gangschaltkupplung 26 üb.er die Leitung
45 wird durch die Steuernute 61 geschlossen. Die Entlüftung der Gangschaltkupplung
26' wird über die Steuernute 63 der Leitung 64 und durch die Steuerkante 66 zum
entlüfteten Gehäuseraum 65 freigegeben.
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Die Zufuhr des Hauptdruckmittels für die Gangschaltkupplung 26 wird
über die Steuerkante 60 zur Leitung 45 freigegeben. Die Steuernute 53, der Leitung
39 wird durch die Steuernute 54 freigegeben. Hiernach erreicht der Schaltschieber
33 die rechte Endlage.