DE2033314A1

DE2033314A1 - Kraftubertragungssystem

Info

Publication number: DE2033314A1
Application number: DE19702033314
Authority: DE
Inventors: Basil Edward Pinner Middle sex Knight (Großbritannien)
Original assignee: CAV Ltd
Current assignee: CAV Ltd
Priority date: 1969-07-07
Filing date: 1970-07-04
Publication date: 1971-01-21
Also published as: FR2054290A5; GB1310515A; ZA704460B; IL34851A0; ES382132A1; BR7020370D0; AU1720470A

Description

C.A.V. Limited 3'. Juli 1970

Well Street
Birmingham / England

Kraf tübertragungssysteiH

Die Erfindung bezieht »ich auf eine Kraftübertragung von ; einer Antriebsmaschine zu einem Abtrieb, insbesondere halb- ' automatische Kraftübertragung für Kraftfahrzeuge, mit einer Kupplung und einem Wechselgetriebe zur Wahl verschiedener Übersetzungsstufen.

Solche aus einer Kupplung und einem Wechselgetriebe bestehende Kraftübertragungen sind bekannt und zeichnen sich dadurch aus, daß während des Schaltvorgangs bei der Betätigung des Getriebes die Kupplung vollkommen ausgerückt ist und folglich die Antriebsmaschine von dem Getriebe getrennt ist. Bei ^- derartigen Kraftübertragungen ist es erforderlich, besondere Einrichtungen am Getriebe vorzusehen, die eine einwandfreie Schaltbarkeit sicherstellen, beispielsweise Synchronisiereinrichtungen. Solche Einrichtungen verhindern die Durchführung eines Schaltvorgangs durch das Fahrer eines Fahrzeugs so lange, bis die entsprechenden Getriebezahnräder eine gleiche Geschwindigkeit aufweisen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Kraftübertragung zu schaffen, die ohne Synchronisationseinriohtung auskommt und trotzdem durch Gleichlauf der jeweiligen Getriebteile eine einwandfreie Schaltbarkeit gewährleistet.

Die Aufgabe ist erfindungageniäß dadurch gelöst, daß die Kupplung j während eines Schaltvorgangs nur ein begrenztes, zur Einstellung ' eines Synchronlaufs der mi/iteinander zu verbindenden Teile des Getriebes ausreichendes Drehmoment von der Antriebsmaschine auf ' _{24 213} 009884/1605

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das Getriebe überträgt, und daß eine Einrichtung zur Er» mittlung der Relativgeschwindigkeit der Getriebeteile zueinander vorgesehen ist, die eine den Zeitpunkt des Einrtlokens eines gewählten Gange bestimmende Anzeige liefert. Mit der Erfindung wird erreicht, daß ein G&ngweohsel ohne Synchroniaationseinriehtungj möglich wird, da die entsprechenden Teile des Getriebes xum Gleichlauf oder nahe an den Gleichlauf gebracht werden. Die Kupplung der Kraftübertragung kann während des Sohalfcvorgangs nur einen begrenzten DrehiRömentwert übertragen, was zur Polge hat, daß dann, wenn Getriebetdile miteinander aum Einrücken gebracht werden, ohne daS bereits eine Relativgeschwindigkeit der Teile zueinander von"θ 'Vorliegt, große Zerstörungen im Getriebe nicht zu befürchten sind bzw. die Gefahr eiaer Zerstörung verringert ist", da das übertragene Drehmoment zu gering ist.

Die Erfindung soll im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt

Pig. 1 eine schematisohe Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Kraftübertragung und

Pig. 2 eine Querschnitt»ansicht einer geänderten Ausführungsform eines Teils des in Pig. I dargestellten Kraftübertragung« systems.

Aus Pig. 1 der Zeichnung ist ersiehtliefe* daS das Kraftübertragungssystem eine Kupplung 10 enthält, die zwischen einer Antriebsmaschine 11 und der Eingangswelle eines mehrgängigen Wechselgetriebes 12 angeordnet ist. Die Abtriebwelle 13 des Getriebes ist mit den angetriebenen Rädern eines Kraftfahrzeugs in der üblichen Weis© verbunden.

Das Wechselgetriebe 12 weist vorzugsweise keine.Synchroni-. sierung auf, obwohl udle Erfindung auch an solchen Getrieben

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anwendbar ißt, die Synchronisations- oder gleichwirkende Einrichtungen aufweisen. Das Getriebe 1st mit zwei Gangßtufen bzw. Übersetzungsverhältnissen versehen und besitzt zwei Eingangsklt-ueneleraente lh, 15, von denen das erste direkt mit der Eingangswelle des Getriebes verbunden ist und das letztere indirekt Über eine Zwlsohenwelle 16 und ein Zahnrad mit der Eingangswelle des Getriebes in Verbindung steht. Der Abtrieb erfolgt Über ein Getriebteil 1? und ein· «it diesem Teil verbundene Abtriebswelle 13, die axial verschiebbar sind» um entweder das eine oder das andere Singangsklauenelemeiit lh bzw. 15 au erfassen. In der Zeichnung befindet sieh das Teil 17 in einer neutralen Stellung und ist beweglich über einen Schalthebel l8, dessen Stellung durch eine Betätigungseinrichtung 5 veränderbar 1st. Die Betätigungseinrichtung 19 enthält druckmittelbeaufsohlagte Kolbensyllnder*lnheiten, wobei die Druckmittelzufuhr durch elektro-magnetisch betätigbare Ventile gesteuert wird. .

Um ein sanftes Einrücken des Abtriebtellß IT in die Eingangski au β nelemente 14 bzw. 15 EU erreichen, ist es erforderlich, die Relativgeschwindigkeit zwischen. ' "*$pi«bat«il und KLauenelenient beim Sohaltvorgang auf im weeentlieium Null einzustellen. Zu diesem Zweck ist auf der Eingangs- und der Abtriebswelle des Getriebes jeweils eine auf die Geschwindigkeit der Welle ansprechende Vorrichtung 20, 21 befestigt. Diese Vorrichtungen bestehen aus einem magnetisch-polarisierten Rotor und einer Auf nalune spule*, in der ein geschwindigkeitsabhängiges elektrisches Signal induziert wird. Die Ausgänge der beiden Vorrichtungen 20, 21 sind zu einer Steuereinheit 22 geführt, in der die Signale der beiden Vorrichtungen verglichen werden und ein Steuerimpuls erzeugt wird, wenn die Signale anzeigen, daß die Relativgeschwindigkeit zwischen den Wellen im wesentlichen Null ist. Der Steuerimpuls wird zu der Betätigungseinrichtung 1-9 geführt und bewirkt dort eine Erregung der entsprechenden elektJD-raagnetischen Ventile zur Steuerung der Kolben-Zylinderkorabination. Dieser Vorgang wird durch die

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Stellung eines von einer Bedienungsperson betätigbaren Hebels 23 bestimmt, der ebenfalls das Signal der Vorrichtung 20 verändert, so daß ein Impuls erhalten- wird, der die Geschwindigkeit des zu wählenden Eingangslclauenelements anzeigt.

In üblicher Weise wird die Geschwindigkeit der Antriebsmaschine durch einen von der Bedienungsperson betätigbaren Hebel 2k bestimmt, der mit dem Kraftstoffsystem der Faschine in Verbindung steht, beispielsweise dein Vergaser, jedoch kann die Steuerung der Geschwindigkeit oder Drehzahl der Maschine während eines Schaltvorgangs mittels einer Betätigungsein-

* richtung 25 vorgenommen werden. Die Betätigung der Kupplung erfolgt über eine Betätigungseinrichtung 26. Für das in Fig. dargestellte Kraftübertragunrssysten: ist eine übliche Reibkupplung vorgesehen, die eine einzelne Kupplungsscheibe enthält, die sich zwischen einem Paar angetriebener, federbe-1 asteter Platten befindet! das erfindungsgemäße Kraftübertrapungssystem ist die Betätigung der Kupplung derart ausgelegt, daß sie in der Lage ist, nur einen Teil des maximalen Drehmoments während eines Schaltvorgangs zu übertragen, üblicherweise beträfet dieser Wert ein Zwanzigstel des bei Vollast übertragbaren Drehmoments. Um diese Begrenzung des während eines Schaltvorgangs übertragbaren Drehmoments zu erreichen, wird der Ausrückmechanismus der Kupplung mittels eines Feder 27 betätigt, die im Falle einer Erregung der Betätigungseinrichtung 26 die normale Federbelastung auf der Kupplungsscheibe teilweise entlastet, so daß das übertragbare Drehmoment verringert wird. Um die Kupplung für Anlaßzwecke ganz auszurücken, ist ein nicht dargestellter Auerückmechanismus vorgesehen.

Im folgenden soll die Funktion des erfindungsgemäßen Kraftübertragungssystems gemäß Fig. 1 der Zeichnung unter der Annahme beschrieben werden, daß das Abtriebselement 17 mit dem Eingangßklatienelement 14 gekoppelt ist. Wenn.der Hebel 23 in seine zweite Stellung gelegt wird, findet eine Erregung der

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Betätigungseinrichtung 2β statt und damit verbunden eine teilweise Entlastung der Kupplungsscheibe der Kupplung 10. Zur gleichen Zeit rückt die Betätigungseinrichtung 19 das Antriebsteil 17 aus seiner Verbindung mit dem Klauenelement

14 aus und bewegt das Abtriebsteil 17 in die dargestellte neutrale Position. Ein der Drosselsteuerungseinrichtung 25 zugefügtes Signal bewirkt eine Verstellung derart, daß die Drehzahl der Antriebsmaschine gesteigert wird. Die Geschwindigkeitserhb'hung wird über die Kupplung 10 auf das Getriebe übertragen, und es erfolgt eine Anpassung der Geschwindigkeiten des Abtriebsteils 17 und des Klauenelements

15 bis die Relativgeschwindigkeit etwa Null ist und die Betätigungseinrichtung 19 eine axiale Verschiebung des Abtriebsteils 17 bewirkt. Die Verbindung zwischen dem Klauenelement und dem Abtriebsteil I7 wird derart hergestellt. Wenn diese Bewegung beendet ist, was durch in der Zeichnung nicht dargestellte, an geeigneten Stellen angebrachte Mikroschalter angezeigt werden kann, wird die Betätigungseinrichtung 2β enterregt und das volle Drehmoment kann durch die Kupplung übertragen werden. Um einen ruckartigen Schaltvorgang zu vermeiden, kann die Geschwindigkeit des Einrückvorgangs der Kupplung gesteuert werden. Anschließend wird die Betätigungseinrichtung 25 enterregt, um der Bedienungsperson die Möglichkeit zu geben, die Geschwindigkeit bzw. Drehzahl der Antriebsmaschine zu beeinflussen. Wenn umgekehrt das Klauenelement durch das Abtriebsteil 17 erfaßt werden soll, ist die Aufeinanderfolge der Vorgänge gleich, nur in diesem Fall die Geschwindigkeit der Antriebsmaschine verringert.

Bei dem beschriebenen Kraftübertragungssystem wird die Antriebsmaschine benutzt, um die Relativgeschwindigkeiten der entsprechenden Getriebeteile, die miteinander zum Eingriff gebracht werden sollen, zu beeinflussen, während'des Einrückvargangs jedoch ist das durch die Kupplung übertragbare Drehmoment derart begrenzt, daß auch dann, wenn die Relativgeschwindigkeit der Getriebteile nicht Mull ist, bei Durchführung des Schaltvorgangs keine Beschädigungen des Getriebes

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auftreten werden. Der geringe Drehmomentwert, der durch die Kupplung übertragen werden kann, ist derart gewählt, daß er nur geringfügig über dem Drehmoment liegt, das erforderlich ist, uir. die Teile des Getriebes, die mit der Eingangsvrelle verbunden sind_s zu beschleunigen oder abzubremsen«,

In Pig. 2 ist eine andere AusfUhrungsform einer ReLbkupplunr; dargestellt, die ebenfalls für eine Verwendung in dew erfindungsgemäßen Kraftstoffübertragungssystem geeignet ist. Diese Kupplung besitzt einen Plansch JO und ein ubertragunroelement 31 in der Form einer Kupplungsscheibe, die rr.it der ßingangswelle des Getriebes verbunden ist. Eine Druckplatte 32 ist vorgesehen und diese v/ird gegen die Kupplungsscheibe 31 mittels eines Satzes von relativ leichten Federn 33 gepreßt, die zv/i sehen der Druckplatte 32 und einem Gehäuse J>h ;:irken, welches an dem Flansch 30 befestigt, ist. Zusätzlich ist ein Entlastungsglied 35 vorgesehen, das durch eine zweistufige Ausrückvorrichtung betätigbar ist (nicht dargestellt). Das Entlastungsglied 35 besitzt flächigen BrUhrungskontakt mit der Druckplatte 32 und wird gegen diese durch Federn 3^ gepresst, die die Hauptfedern der Kupplung darstellen. Eine Bewegung des Entlastungsglieds 35 von der Druckplatte weg bewirkt eine Verringerung des von den Federn J>6 ausgeübten Anpreßdrucks auf die Druckplatte, so daß die Kupplung nur noch ein begrenztes Drehmoment übertragen kann. Für eine vollständige Trennung der Kupplungselemente ist das Entlastungsglied 35 mit einem Ringflansch 37 versehen, der nach einem bestimmten freien Bewegungsweg die Druckplatte 32 erfaßt und weiter von der Kupplungsscheibe 31 wegbewegt, bis kein Kontakt mehr zwischen diesen Kupplungsteilen verhanden ist.

Anstelle der beschriebenen Kupplung kann eine einzelne Kupplung verwendet werden, die zwei oder mehr angetriebene Kupplungsscheiben besitzt. Bei einer solchen Kupplung würden die Kupplungsscheiben in einem Abstand zueinander mittels leichter Federn gehalten werden und im Falle der Verwendung von zwei Kupplungsscheiben würde ein Reibungsbelag auf den äußeren

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Flachen der beiden Kupplungsscheiben vorzusehen sein. Unter •Jen bei teilweisem Ausrücken der Kupplung vorliegenden Bedingungen würde das Heibmaterlal allein durch die leichten PCdOi¹H in Kontakt n.lt den angetriebenen !elementen der Kupplung nc-halten werden, wodurch wiederum bewirkt wird, daß noch ein bof-renstes Drehmoment übertragen werden kann. Im Falle von voll eingerückten Kupplungsteilen würden die normalen Kupplungs· f<? :ern-die leichten ?edern zusammenpressen, so daß das FeLb-.naterial fest cdfcen die angetriebenen Kupplungstelle ge-

Γ,ά.ι\\ einer ar.leren ÄusfUhrunrsform besteht die Kupplung aus srei Scheiben'"upplungen, wobei eine nun Zwecke der Begrenzung den Übertragbaren Drehmoments '.deiner als die andere ausges.t· Itet ist.

Patentansprüche ί

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Claims

Iatentansprüehe:

. 1. ]tVc^übertragung von einer Antriebsmaschine zu einem ^-^Abtrieb," insbesondere halbautomatische Kraftübertragung fCr Kraftfahrzeuge, mit einer Kupplung und einem Wechselgetriebezur V/ahl verschiedener "bersetzungsstufen, dalureh {'e>:enr,rf;ichnet, daß die Kupplung: (IC) während eines. 3oh'Itvarrange nur r>ir. begrenztes, zur Einstellung eines k 5v:i J.r-.-nlaufs der mJ te:! nand er zu verbindenen Teile des Getriebes ausreichendes Drehmoment von. der Antriebsr.i'it:'hine ill) -..uf das betriebe fl2) übertragt, und daß ein·.; Einrichtung zur Ermittlung der Relativgeschv,^rindigi:eit der Getriebeteile zueinander vorgesehen ist, die eine den Zeitpunkt des Einrückens eines gewählten Gangs bestimmende Ai:zeige liefert.

Ϊ. I'.raftübortragung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eic Hinrichtung zur Ermittlung der Relativgeschwindigkeit der Geti^iebeteile zueinander jevreils einen an diesen oder gleichlaufenden Elementen, vorzugsweise ^;der Eingangs- und Ausgangsvic-lle (13) angeordneten Geschviindigkeitsmesser (20, 21) aufv.-eißt.

J. Kraftübertragung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, ds.£ eine die Anzeige der Geschwindigkeitsmesser (20, 21)· empfangende und miteinander vergleichende Steuereinheit (22; und eine durch ein Signal der Steuereinheit (22) in Tätigkeit zu setzende Betätigungseinrichtung (19) für den Schalthebel (IS) des Getriebes (12) vorgesehen sind, wobei das· Signal anzeirt, daß die Relativgeschvändigkeit der Getriebeteile Hull oder nähe Null ist»

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4. Kraftübertragung nach Anspruch 3, sekc;nn'.soi-;hnet durch einen von einer Bedienungsperson hetätigbaren Hebel (2'J)), Schalter oder dgl., der an die Steuereinheit {?<?) angeschlossen ist und dessen Stellung den Gang bestimmt, der eingerückt werden soll.

5· Kraftübertragung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung der Kupplung (ic) -während.des Schaltvorgangs eine Einrichtung (26) der Kupplung (10) zugeordnet ist, die durch ein von der Steuereinheit (22) ausgehendes Signal steuerbar ist.

6. Kraftübertragung nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (10) eine Reibkupplung ist und zwischen der Betätigungseinrichtung (2o) und der Kupplung (IO) ein Fedetelement (27) angeordnet ist, welches- zur Begrenzung des übertragbaren Drehmoments beir. Schaltvorgang die Kupplung (10) teilweise ausrückt.

7. Kraftübertragung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibkupplung (10) eine Seheibenkupplung aus einer mit der Eingangswelle des Getriebes (12) verbundenen Kupplungsscheibe (3I) und zwei mit der Antriebsmaschine (11) verbundenen Kupplungselementen ist, die mittels Federn gegen die Kupplungsscheibe (3I) pressbar sind, wobei eines der Kupplungselemente mit der Betätigungseinrichtung (26) der Kupplung (10) über das Federelement (27) in Verbindung steht.

8. Kraftübertragung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibkupplung (10) eine Scheibenkupplung aus einer mit der Eingangswelle des GetrÄes (12) verbundenen Kupplungsscheibe (31) und zwei mit der Antriebsmaschine (11), wer- .,.,■ bundenen Kupplungselementen ist, deren eines eine durch einen Satz Federn (36) belastete Druckplatte (32) ist, und daß an der Druckplatte (32) ein durch einen sv/eiten 'loX^Ct^:, Federn (33) belastetes Entlastungsgi iod "(35) an.'cordnet isjfe$. # das mit dor BetUtigunnseinriehtftng; (Po) "dV;t· .,upplung (l(>) in /oi'Maduiir'; α tont. ··> η r> ο ", / # *' ,r. « -"

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