DE2056639A1

DE2056639A1 - Schaltvorrichtung fur em Getriebe

Info

Publication number: DE2056639A1
Application number: DE19702056639
Authority: DE
Inventors: Todd L Elmira Vaughan David S Enn Riggen Theodore K Elmira N Y Rachel (VStA)
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1969-11-24
Filing date: 1970-11-18
Publication date: 1971-06-03
Also published as: US3625080A; FR2068618B1; FR2068618A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltvorrichtung zum gesteuerten Schalten eines Getriebes, das mehrere Wellen und mehrere
! zwischen den Wellen liegende wahlweise betätigbare Zahnradanord-

I nungen aufweist, wobei zwischen dem Beginn und dem Ende eines

! Schaltvorgangs eine Schaltverzögerung vorhanden ist.

j Das Gebiet der Schaltsteuerungen für Zahnradgetriebe lehrt, daß

! das Schalten von einem Gang zu einem anderen erfordert, daß die
j Geschwindigkeit des zuzuschaltenden Zahnrades synchronisiert werden muß, um eine Beschädigung der Zahnradzähne zu vermeiden. In derj Vergangenheit wurde dies auf zweifache Weise durchgeführt. Die erste Möglichkeit erforderte ein Schalten in den Leerlauf, eine Ein-;

ι stellung der Geschwindigkeit der zugeordneten Antriebsmaschine \

und ein Schalten in den gewünschten Gang. Dies ist bekannt als

Zwischenkuppeln. In jüngerer Zelt sind Zahnradgetriebe mit Kegel- j

reibungskupplungen versehen worden, die dazu dienen, das langsamer! laufende Zahnrad auf Synchronisationsdrehzahl zu beschleunigen j

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kurz bevor die Zahnradzähne miteinander in Eingriff gelangen.Wenn das ältere Verfahren auch wirksam ist, so erfordert es eine große Geschicklichkeit und Übung und ermüdet im heutigen Straßenverkehr : auch den fähigsten Fahrer sehr schnell. Das letztere Verfahren isti weniger ermüdend und erfordert weniger Geschicklichkeit des Fahrers, aber bewirkt eine größere Kompliziertheit des Getriebes und erfordert gut ausgebildete Mechaniker, um eine genaue Einstellung ) der Kegelreibungskupplung zu halten. Bei Fahrzeugen mit Motoren großer Leistung (Lastwagen usw.) können die Getriebe mehr als acht verschiedene Gangkombinationen (und fünfzehn verschiedene Übersetzungsverhältnisse) aufweisen. Es leuchtet ein, daß ein einfachereres und wirksameres System großen Nutzen bringen würde.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Schaltvorrichtung zum ge-;

ι steuerten Schalten eines Getriebes zu schaffen, die die bekannten

Vorrichtungen verbessert. :

Bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art wird diese Auf- j gäbe gelöst durch Signalgeber, die mehrere der Drehzahl der Wellen

j entsprechende Signale erzeugen, eine Wahlvorrichtung, die mindestens eines der Signale derart abwandelt, daß es einer gewünschten j j Zahnradanordnung entspricht, eine Erfassungseinrichtung, die zwei der Signale vergleicht, von denen mindestens eines ein abgewandel- j jtes Signal ist, und die anzeigt, welche der beiden Wellen, denen ;

¹ I

die Signale entsprechen, mit größerer Drehzahl dreht, auf die Aus- j gangssignale der Erfassungseinrichtung ansprechende Vorrichtungen, durch die die Wellen die Synchronisierungsgeschwindigkeit suchen, auf die Ausgangssignale der Erfassungseinrichtung ansprechende Vorn

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Steuereinrichtungen, die eines der beiden Signale verändern und die rechtzeitig vor der tatsächlichen Synchronisierung ein Synchro-*

nisierungssignal erzeugen,so daß dadurch Schaltverzögerungen aus- j

geglichen werden, und eine auf das Synchronisierungssignal anspre- ι chende Steuervorrichtung, die das Schalten des Getriebes steuert. '

Die vorliegende Erfindung schafft eine Synchronisierungs- und j

jSchaltsteuereinrichtung, die Eingangssignale erhält, die den Dreh-j zahlen der Wellen des Getriebes entsprechen, und die für ein gewünsehtes Zahnrad abgewandelt werden. Die erfindungsgemäße Einrich-; tung bewirkt, daß eine logische Schaltsteuereinrichtung die gewähl - \ ten Zahnräder des Getriebes einrückt. Die Schaltgetriebesteuerung ;

enthält eine Schaltungsanordnung, die vor der tatsächlichen Synchr ojnisierung ein Synchronisierungssignal erzeugt, und eine zusätzliche

Schaltungsanordnung, die ein unzulässiges Schalten erkennt und ver-ϊ hindert. Die Schaltungsanordnung zum Verhindern eines unzulässigen j Schaltens steuert die Auswahleinrichtung derart, daß sie eine Zahn-! radstellung sucht, die am nächsten dem gewünschten (unzulässigen) : Übersetzungsverhältnis ist,jedoch keine unzulässige Schaltung dar- j !stellt. ;

Die Vorsteuerschaltung wird dazu verwendet, einen Schwellwertdetek-* tor zu steuern, der zwei mit ihren Emittern aneinander gekoppelte Transistoren aufweist, und die die den Drehzahlen der Welle entsprechenden Signale vergleichen,wobei die Signale in geeigneter j Weise abgewandelt sind, damit sie den besonderen Getriebestellunfen und die vorgesteuerte Synchronisierung wiedergeben. Mit den Wellen:

1 gekoppelte Beschleunigungs- und Bremsvorrichtungen werden dupch die

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vorder Synchronisation erzeugten Signale gesteuert.

Die Schaltblockierungvorrichtung vergleicht die durch das Getriebe eingestellte Geschwindigkeit der Abtriebswelle mit einem vorgege- ^; foenen Ventil* um zu bestimmen, ob eine Schaltung durchgeführt werden kann. Ist eine Schaltung nicht durchführbar, bleibt die Steuer einrichtung unwirksam, und eine Vorrichtung wird in Gang gesetzt, um einen zulässigen Gang einzurücken.

Ein Ausführungsbeispiel soll nachfolgend anhand von Zeichnungen näher beschrieben werden.

|| Fig. 1 zeigt in Seitenansicht ein Getriebe gemäß der Erfindung,

Ij Fig. 2 zeigt vergrößert einen Schnitt durch das Getriebe nach FIg. 1,

!j Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild für eine Steuereinrichtung ^:| des Getriebes nach Fig. 1,

Fig. ¹I zeigt Einzelheiten aus dem Blockschaltbild nach Fig.3,

;Fig. 5 zeigt teilweise weggebrochen eine Ansicht eines Schalthebels für das erfindungsgeimäSe Getriebe,

IjFIg. 6 zeigt eine Schaltung für die Schalt bloc "ei erschal tuogsanordnung aus Flg. 3-

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Figur 1 zeigt ein Getriebe 10 für ein Motorfahrzeug. Das Getriebe 10 weist eine Antriebswelle 12, eine Abtriebswelle 14, und eine

auf

Nebenwe11envorrichtung^ die in diesem Beispiel zwei Nebenwellen 16 und 18 besitzt. Eine Kraft wird von der Antriebswelle 12 auf die Abtriebswelle 14 über mehrere Zahnradanordnungen zwischen der An- j triebswelle und den Nebenwellen 16, 18 und zwischen den Nebenwel- l len 16,l8 und der Abtriebswelle 1-4 übertragen. Bei z.B. einem Dreiganggetriebe kann zwischen der Antriebswelle 12 und den Nebenwel- j len 16, 18 eine einzige Zahnradanordnung angeordnet sein und kb'nneji drei mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen ausgebildete _; Zahnradanordnungen zwischen den Nebenwellen 16, l8 und der Ausgangs- | welle 14 angeordnet sein. Es ist klar, daß zu einer Änderung des i

Übersetzungsverhältnisses im Falle eines Zehnganggetriebes es erforderlich sein kann, daß zwei Übersetzungsverhältnisse geändert werden müssen, was erfordert, daß drei Wellenanordnungen synchro- ; nisiert werden müssen. Bei der vorliegenden Ausfuhrungsform wird eine Synchronisierung dadurch erzielt, daß die Antriebswelle 12 ; von der nichtgezeigten Kraftquelle abgekuppelt wird, die eine Brenjikraftmaschine oder eine andere Kraftmaschine sein kann. Dann wird ; eine Drehkraft von der Welle 14 abgenommen, die wahlweise an die Nebenwelle 16 kuppelbar ist. Um dies zu bewerkstelligen, ist an die Antriebswelle 14 eine Beschleunigungsvorrichtung gekoppelt, die von einer elektromagnetischen Kupplung 20 gebildet wird. Eine | Verzögerung der Welle 16 wird mit Hilfe einer Verzögerungsvorrich-; tung erzielt, die als elektromagnetische Bremse 22 gezeigt ist. Die Welle 12 besitzt eine Verzögerungsvorrichtung in Form einer i elektromagnetischen Bremse 24.

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Im Zusammenhang mit den Pign. 1 und 2 soll die Wirkungsweise der Beschleunigungs- und Verzögerungsvorrichtungen 20, 22 beschrieben· werden. Wenn festgestellt wird, daß die Nebenwelle 16 zu langsam dreht, um bei einem vorgegebenen Übersetzungsverhältnis mit der Abtriebswelle 14 synchronisiert zu werden, wird die BeschTsunigungsvorrichtung 20 in Betrieb gesetzt. Diese Vorrichtung ist in Fig. als elektromagnetische Lamellenkupplung dargestellt, die einen Magnetkörper 26 aufweist, der mit der Welle 14 gekuppelt istj um sich mit dieser gleichzeitig zu drehen. Die Elektromagnetkupplung weist ferner eine elektromagnetische Spule 28, ein Lamellenpaket 50, einen Anker 32 und ein Abtriebsteil j54 auf. Das Abtriebsteil J54 dreht sich mit der Welle 14 nur, wenn die Wicklung 28 erregt und dementsprechend das Lamellenpaket zusammengedrückt ist. Elektromagnetische Vorrichtungen dieser Art sind bekannt, z.B. durch das deutsche Patent 1 855 951.

An seinem äußeren Umfang weist das Abtriebsglied 34 mehrere Zahn- ■ radzähne 36 auf, die mit Zähnen 38 eines Zahnrades 40 kämmen, das einstückig mit der Welle l6 ausgebildet ist. Man erkennt, daß ein Inbetriebsetzen der Beschleunigungsvorrichtung 20 eine Verbindung zwischen der Welle 14und der Welle 16 herstellt, die abhängig vom Verhältnis der Zähne 36 und 38 und davon, in welchem Maße das ί Lamellenpaket 30 zusammengedrückt ist, eine Beschleunigung der Welle 16 herbeiführt. Durch Steuerung der Dauer des Betriebes der Vorrichtung 20 ist eine Beschleunigung der Welle 16 auf die Synohrondrehzahl der Welle 14 möglich. Mit Synchronisierung ist gemeint, daß das Verhältnis der Drehzahlen zwischen den Wellen die Herstellung einer gewählten Zahnradverbindung zwischen den ,

Wellen gestattet. _γ_ j

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I Die Verzögerungs- oder Bremsvorrichtung 22 weist einen Magnetkörper Ij 42. auf., der direkt; ndLt dem Gehäuse 44 des Getriebes 10 mit Hilfe

I geeigneter Voirietafauimgeii, wie etwa Schrauben 46, gekoppelt ist .Die

9 ■ ■

j Vorrichtung weist eine elefefarcmagnetische Wicklung 48, ein Lamel-

II lenpaket 50 und eimern Ämter 52 auf. Ein Zusammendrücken des Lamel-

I lenpakets 50 durelt. eine Eärregpang der Wicklung 48 stellt eine nicht ' j drehbareVerMiadnamg zwischen! dem Gehäuse und der Welle 16 über ein j Abtriebsglied 5% lter- Wem also festgestellt wird, daß die Welle ι 16 sich für eine iSspiffilircmlsierung mit der Welle 14 zu schnell dreht, kann die BremswaOTiAfcung 22 sofort erregt werden, um die Welle 16 auf die ^pmctapomdrelhizahl herabzuforemsen. i

Die ■ BremsvorrlclsfcttotBg 2% !besitzt einen Magnetkörper 56, der an dem :; Gehäuse befestigt Ist;, ffeimei" eine elektromagnetische Wicklung 58,

ii ein lamellenpakeib 6© umd eSm Äfotriebstell 62. Die Vorrichtung 26 j arbeitet in der gleietam Welse im Hinblick auf die Antriebswelle ;| 12 wie die BremDsvarrletefciMBg 22 im Hinblick auf die Welle 16.

ί Im Betrieb erfordert <üe WaM. eines Ganges sowohl eine federung i des Verhältnisses -mm Welle 12 zu Mebenwelle l6 als auch eine An-

I - i

derung im Verlnältmlss der Helbeiimwelle l6 zur Abtriebswelle 14, was '] zuerst eine SpncliBPfiiaiiclsieireMiig der Drehzalalen der Antriebswelle 12 j und der Ustaemwelle 16 toedlmgifc- Dies wird erreicht, indem wahlweise

j die Jeweils siein selnmieller drehende Welle durch die zugeordnete Bremsvorriefatamg; 22, 2% getbspeimst wird. Machdem die Schaltung '· durchgeführt ist;, werdem (Sie Brehzahlem der Abtriebswelle 14 und (j der Mebenwelle l6 spaelsroamisiert und zwar entweder durch Beschleu-

imigen oder BremBem der BTetoeamwelle l6 durch die entsprechende* Bell

ii schleunlgunigs- ocBaar fflarenEBsvaiaprichtung 20 tozw. 22. Ein Einschalten 1 . . -8-

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der Beschleunigungsvorrichtung 20 stellt eine Getriebeverbindung zwischen der Abtriebswelle 14 und der Nebenwelle 16 her., wodurch die Nebenwelle 16 beschleunigt wird. Die Abtriebswelle 14 dreht sich wegen der Verbindung mit den das Fahrzeug treibenden Rädern, ! von denen angenommen wird, daß sie sich weiter drehen. Dreht sich

auf der anderen Seite die Abtriebswelle 14 langsamer als die Nei benwelle l6,muß die Nebenwelle 16 beschleunigt werden, was dadurch \ leicht bewerkstelligt werden kann, daß sofort die Bremsvorrichtung

;22 eingeschaltet wird. In den meisten Fällen werden die erforderi

j liehen Änderungen der Drehzahlen der Wellen durch sofortiges Ein- !
schalten der zugeordneten Beschleunigungs- oder Bremsvorrichtung

j 20, 22 bzw. 24 durchgeführt. Natürlich ist es möglich, die Be-I schleunigungs- und Bremsvorrichtungen 20, 22, 24 auf verschiede-

Inen Wellen oder an verschiedenen Orten anzuordnen, um die ge-

wünschte Wirkungsweise zu erhalten. Die vorliegende Erfindung ist daher nicht auf die spezielle Anwendung der in den Fign. 1 und 2 gezeigten besonderen Ausbildungen beschränkt.

! In Fig. J ist die Schaltungsanordnung für das Getriebe 10 allgemein in Form eines Blockschaltbildes, das mit 100 bezeichnet ist, ;dargestellt. Die Schaltungsanordnung 100 weist Signalgeneratoren : 102, 104 und ΙΟβ auf, die Signale erzeugen, die den Drehzahlen der ι Getriebewellen entsprechen. Die Signale werden auf mehrere Vor-'Steuereinrichtungen 108, 110 und 112 gegeben. Die von den Signal-I generatoren 102 und ΙΟβ kommenden Signale, die den Drehzahlen der j Abtriebswelle und der Antriebswelle entsprechen, werden durch

■ einen Spannungsteiler 114 abgewandelt, damit die Getriebestellung berücksichtigt wird. Die Schaltungsanordnung weist zwei

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Schwellwertdetektoren 116 und Il8 auf, die die drei Beschleunigungs- und Bremsvorrichtungen 20., 22 und 24 miteinander verbinden.

eine
Die Schaltungsanordnung weist ferner/Schaltblockiervorrichtung 120, eine Steuervorrichtung 122 für die Hauptkupplung, Schaltsteuermagneten 124 und 126 und eine logische Schaltsteuereinrichtung ; 128 auf. ä'

I Bei der Beschreibung der Wirkungsweise der Schaltungsanordnung lOOJ

; wird vorausgesetzt, daß das Getriebe 10 im Betrieb ist und über j eine bestimmte Zeit einen vorgegebenen Gang aufweist. Die Vor- ;

j -■.-■■ ■

ι Steuereinrichtungen 108, 110 und 112 sind nicht in Betrieb, wie I " ■ " - . . - j

auch die Besehleunigungs- und Bremsvorrichtungen 20, 22 und 24 : und die Schwellwertdetektoren 116 und 118» Bei einem Wechsel eines! gewünschten Ganges oder bei einem Schalten durch eine Bedienungsperson wird der Spannungsteiler, der von der Auswahlvorrichtung 130 gesteuert wird, in seiner Einstellung verstellt, so daß die auf die Vorsteuereinrichtungen 108 und 112 gegebenen Signale sich ändern. Die Vorsteuereinrichtungen I08, 110 und 112 bleiben un-ίwirksam und das Signal von der Vorsteuereinrichtung 10.8 wird auf I : die Schaltblockiereinrichtung 110 gegeben, und sämtliche Signale '

j werden auf die entsprechenden Schwellwertdetektoren 116 und HS ,

I " - " ■ ί

• gegeben·' Die Schwellwertdetektoren II6 und II8 bleiben für den ' j

; ■■'."■ ί

ι Augenblick unwirksam, und die Schaltblookiereinrichtung 120 be- j ,stimmt, ob.ein Gangwechsel zulässig ist, ,

!Vorausgesetzt, ein Gangwechsel ist zulässig, dann entkuppelt idle Schaltungsanordnung 100 die nicht gezeigte Hauptkupplung (zwischen der nicht gezeigten Antriebsmaschine und dem Getrfebe 10)

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auf die Steuervorrichtung 122 für die Hauptkupplung hin. Die Schal· tungsanOrdnung 100 entregt die Schaltmagnete über eine Steuervorrichtung 124 und benachrichtigt die logische Schaltsteuereinrichtung 128, daß der gewünschte Gangwechsel vorgenommen werden kann. Bevor dieser Wechsel durchgeführt wird, bewirkt die logische Schalts teuereinrichtung, daß die SchaItSteuereinrichtung 126 das Getriebe 10 in den Leerlauf schaltet. Die logische Schaitsteuereinrichtung 128 erzeugt dann ein auf den Schwellwertdetektor 118 gegebenes Signal, damit der Detektor die Wellendrehzahlen der Antriebswelle 12 und der Nebenwellen 16 und 18 bestimmt und feststellt, welche am schnellsten dreht. Nachdem diese Bestimmung durchgeführt ist, bildet der Schwellwertdetektor 118 ein Signal, um die der schneller drehenden Welle zugeordnete Bremsvorrichtung 22, 24 in Gang zu setzen und die der schneller drehenden Welle zugeordnete Vorsteuereinrichtung 110, 112 einzuschalten, so daß das von derjenigen Vor-i steuereinrichtung auf den Schwellwertdetektor 11.8 gegebene Signal die Änderung der Wellendrehzahl mit der gewünschten Vorgabe wiedergibt. · ■

Wenn der Schwellwertdetektor 118 die unmittelbar bevorstehende Synchronisation erfaßt, gibt dieser der logischen Schaltsteuereinrichtung 128 eine entsprechende Information, die ihrerseits den Schwellwertdetektor 118 unwirksam macht und den Teil der Schaltsteuereinrichtung 126 in Betrieb setzt, der erforderlich ist, um die erste Phase des Sohaltvorgangs zu Ende zu führen. Dieser Abschnitt der Schaltungsanordnung 100, der sich auf eine Synchronisation zwischen Eingangswelle und Nebenwellen bezieht, ist für solche Getriebe anwendbar, die wahlweise Getriebestufen aufweisen.

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Sowohl der übrige Teil der obigen Beschreibung als auch die folgenjde Beschreibung ist allgemein auf Getriebe anwendbar, die wahlweise Getriebestufen zwischen den Nebenwellen und der Abtriebswelle aufweisen. , !

Nachdem das gewünschte Sehalten der Antriebswelle 12 mit der An- ;riebswelle 16 durchgeführt ist, schaltet die logische Schaltsteuerreinrichtung den Schwellwertdetektor 116 ein, der dann einen Vergleich zwischen der Abtriebswelle 14 und der Nebenwelle 16 vor- ι

nimmt, wie es weiter oben mit Bezug auf den Schwellwertdetektor j 118 beschrieben wurde. Das bedeutet, daß der Schwellwertdetektor j f 116 die Drehzahlen der Abtriebswelle 14 und der Nebenwelle 16 vergleicht. Dreht die Abtriebswelle schneller, dann wird die Be- _s schieunigungsvorrichtung 20 eingeschaltet, um die Nebenwelle 16 auf Synchrondrehzahl zu beschleunigen. Daraufhin wird die Vorsteuereinrichtung 108 wirksam, um das Drehzahlsignal von der Ab- ;

triebswelle 14 einzustellen. Dreht die Nebenwelle 16 schneller als· die Abtriebswelle 14, dann wird die Bremsvorrichtung 22 eingeschalitet, um die Drehzahl der Nebenwelle 16 zu verringern, während die ; Vorsteuereinrlchtung 110 wirksam wird, die Synchronisierung vor- , wegzunehmen. Ist die vorweggenommene Synchronisierung erreicht, dann erhält die logische Schaltungseinrichtung 128 eine entsprechende Information, der Schwellwertdetektor 116 wird unwirksam und ein entsprechendes Schaltsignal wird auf die Schaltsteuereinrichtung 126 gegeben. Nach vollständig durchgeführtem Schaltvorgang wird die Schaltblockiervorrichtung zurückgestellt und die nicht gezeigte Hauptkupplung wieder eingekuppelt. Die Vorsteuereinrich- ^: tungen 108, 110, 112 und die Schwellwertdetektoren 116 und 11*8 ^:

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werden unwirksam gemacht. Die Schaltsteuereinrichtung 126, die in Betrieb gesetzt wurde, um den Gangwechsel zu bewirken, bleibt eingeschaltet.

Die Vorwegnahme der Synchronisierung und die Steuerung der Beschleunigungsund Bremsvorrichtungen durch die Schwellwertdetektoren werden anhand von den Figuren 3 und 4, insbesondere -jedoch von Fig. 4 nachfolgend beschrieben. Die Klemmen A, B, C und D in Fig. 4 entsprechen den gleichen Bezeichnungen in Fig. J>, und die gleichen Teile in den Fign. 3 und 4 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der Einfachheit halber wird Fig. 4 in bezug auf ihre Wirkungsweise beschrieben, wobei vorausgesetzt werden soll, daß die zuletzt durchgeführte Schaltung zeitlich ausreichend entffirnt liegt, daß die Schaltung ihren passiven Zustand erreichen konnte, während die den Wellendrehzahlen entsprechenden Spannungen an den Klemmen A und B erhalten werden.

Für einen entsprechenden SchaltVorgang wird der Gangwählerschalter 130 vom Kontakt 200 zum Kontakt 202 verstellt. Infolge der Spannungsteilerwirkung der Widerstandskette 204, 206, 210 erhöht sich die auf die Basis 212b des Transistors 212 gegebene Spannung. Die Schaltung bleibt unwirksam, bis ein Spannungssignal auf den Punkt D gegeben wird, das anzeigt, daß die logische Schaltsteuereinrichtung 128 vorbereitet ist, die Schaltung durchzufiihren,Durch dieses Signal wird der Transistor 214 durchgeschaltet, wodurch der Transistor 214, der zugeordnete Widerstand 216 und Dioden 218 eine Konstantstromquelle darstellen, die Strom vom Schwellwertdetektor 118 abzieht.

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j Der Sohwellwertdetektor Il8 weist mit ihren Emittern gekoppelte ; Transistoren 212 und 220 auf und zugeordnete Widerstände und Dioden.

iEntsprechend der Eigenschaft der mit ihren Emittern gekoppelten ;Transistoren 1st jeweils nur ein Transistor zu einer Zeit leitend, ; und zwar derjenige mit der höchsten Basisspannung. Die Basis 220b ■ des Transistors 20 erhält ein der Drehzahl der Nebenwelle 16 ent- |

ι sprechendes Signal, das durch die Spannungsteilerwirkung der Widerstände 222, 224 und 226 abgewandelt wurde, während die Basis 212b , ein der Drehzahl der Antriebswelle entsprechendes Signal erhält, das durch die Spannungsteilerwirkung der Widerstände 204, 206, 208 und 210 und durch die entsprechende Einstellung des Gangwähler- ^! "

Es ι

schalters lj%) abgewandelt wurde./wird vorausgesetzt, daß die Antriebswelle schnell genug dreht, daß bei Anlage des Gangwählerschambers am Kontakt 202 die Basisspannung an der Basis 212b größer ist

!als die an der Basis 220. Dadurch wird der Transistor 212 aufge- j ;steuert, so daß über den Widerstand 228, die Diode 25Ο und den ^Widerstand 2j4 ein Strom von der Stromquelle B+ gezogen wird. Der ^: ,Strom erniedrigt das Potential am Schaltungspunkt 238;wodurch ein

I _f

'Transistor 240 aufgesteuert wird, wodurch wiederum ein Strom her- , ;vorgerufen wird, der durch die Widerstände 242 und 244 fließt und i die Spannung an den Schaltungspunkten 246 und 248 anhebt. Die erhöhte Spannung steuert ihrerseits die Transistoren 25Ο und 252 j auf, so daß die Bremsvorrichtung 24 eingeschaltet wird und der

Widerstand 210 über Masse kurzgeschlossen ist.

t ■ ι

!Day Einschalten, der Bremsvorrichtung 24 bewirkt ein Abbremsen der Drehzahl d«r Antriebswelle 12, ao daß diese versucht, mit der He- . jbenw:5lle l6 zu fjj/nchronl-Hieron. Dadurch beginnt die Spannung, am

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Punkt A und an der Basis 212b herunterzugehen, Durch Aufheben des Kurzschlusses des Widerstands 210 wird die Spannung an der Basis 212b weiter erniedrigt, wodurch eine Vorsynchronisation vorgenommen wird.

Sind die Spannungen an den Basen 212b und 220 b gleich, dann wird der Transistor 220 aufgesteuert werden und der Transistor 212 zugesteuert werden. Dadurch wird eine kurz-zeitige Spannungsspitze zwischen dem Widerstand 228 und den Dioden 2.30 und 232 erzeugt, die über· den Sehalfcungspunkt C auf die logische Schaltsteuereinrichtung 128 gegeben wird, Die logische Schaltsteuereinrichtung 128 beendet daraufhin das Signal am Punkt D, wodurch die Stromquelle verschwindet und so den Schwellwertdetektor¹ ILO unwirksam macht, ebenso wio die ⁽/orsteuereinrichtungen 110 und L L2 und die Bremsvorrichtung 2-¹I-.

Die Bt'oMtisvorrichtung 22 wird im wesentlichen in gleicher Weise in Betrieb gesetzt, wenn der Schweliwertdetektor ermittelt, daß die Drehzahl- ignaie, tile auf die Bniusn 2L2b und 220 b gegeben j werden.und dio der DrohzahL d.-jr ifebenweLle Io entsprechen, daft sie die den Drehzahlen uqv Antriebswelle 12 entsprechenden Signale in ihrer Groi3e überschreiten. Das Einschalten einer der Bremsvorrichtungen 22 oder 24 versetzt die zugeordnete Synchronisierungs-Vorsteuereinrichtung in die Lage, ein Synchronsignal zu erzeugen, das genügend vor der tatsächlichen Synchronisierung liegt, um sicherzustellen, daß sämtliche erforderlichen Vorrichtungen den Oangwechsel durchführen können. Man erkennt, daß die oben beschriebene Schaltung zuverlässige Mittel vorsieht, eine vorweg-

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genommene Synchronisierung der Wellendrehzahlen zu bewerkstelligen,

j und daß die Synchronisation wiederholbar ist. Das oben beschriebene

System hat ferner den Vorteil, daß es direkt von den Drehzahlen !

der Wellen abhängt und nicht von einem günstigen Signal, das ;

leicht nicht mehr den tatsächlichen Verhältnissen nach einer bestimmten Betriebsdauer entspricht. Das Erfordernis der !

! Einstellung der Bremsvorrichtungen 22, 24 wird ferner auf ein Mindestmaß herabgesetzt, da eine Direktverarbeitung der Drehzahlen ; i verwendet wird. i

I ■ ^!

j Der Ganghebel für die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in Fig. 5 j allgemein mit 300 bezeichnet. Der Ganghebel 3OO enthält ein Gehäuse ι j

I 302, einen Schwenkhebel 304 und eine Vorrichtung 306 zur Korrektur!

i unzulässiger Schaltungen- Das Gehäuse 302 weist mehrere Rastklin- ! ken auf, die einen Teil des Ganghebels 304 aufnehmen, um die j

j Schwenklage gegenüber dem Gehäuse 302 zu arretieren. j

! i

j Der Gangschalthebel 304 weist ein Schwenkglied 310 auf, das teleskopisch ein herunterdrückbares Glied 312 aufnimmt. Ein Verriege- ! lungsstift 314 wird von dem Glied 312 gehalten und ist in die j

j Rastklinken 308 einrastbar bzw. aus diesen ausrastbar. Das Schwenk-

i glied 310 hält über einen Rahmen 316 einen Schalter 3l8, der von i einem Federglied 320 betätigt wird. Wenn immer das Glied 312 her- ■ untergedrüekt wird und gegenüber dem Schwenkglied 308 verschoben wird, wird das Federglied 320 aus einer Ausnehmung 322 herausgedrückt und der Schalter 318 betätigt. Der Schalter 318 bildet ein Signal, das anzeigt, daß ein Schalten gewünscht ist. ί

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Die KorrekturVorrichtung 306 enthält federnde Vorrichtungen, die :

hier als Feder 324 dargestellt sind, und eine Magnetspule 326. ;

Die Magnetspule 326 weist einen Anker 328 und einen· Bolzen 33O 1

auf, der von dem Schwenkglied 310 über einen Bügel 332 gehalten ]

ist. In dieser Ausführungsform kann der Ganghebel 300 in jede \

der Einstellungen, die den Rastklinken 308 entsprechen, verstellt ;

werden. Jede Verstellung entspricht ihrerseits einem Übersetzungs- ^! Verhältnis (oder einem Gang), wobei die rechten Rastklinken klei- ; neren Übersetzungsverhältnissen (höhere Gänge) und die linken , Einstellungen umgekehrten, ausgeglichenen und höheren Übersetzungs 1-verhältnissen (niedrige Gänge) entsprechen. Die Korrekturvorrich- ; tung 306 dient bei der vorliegenden Ausführungsform dazu, zu verhindern, daß heruntergeschaltet wird,wenn dies zu einem Überdrehen j der zugeordneten Maschine führt.

Zum Durchführen eines Schaltens wird das Glied 312 heruntergedrückt um den Stift 314 gegenüber der Rastklinke zu entriegeln. Die Schrägfläche 334 an dem Glied 312 betätigt das Federglied 320,

I das seinerseits den Schalter 318 betätigt, um der Schaltungsanordjnung 100 (Fig. 3) die Information zu geben, daß ein Gangwechsel gewünscht ist. Ein weiteres Herunterdrücken des Hebels 312 bewirkt, daß die Ausnehmung 322 mit dem Bolzen 33O zusammen kommt. Wenn der Verriegelungsstift 314 aus der Rastklinke ausgerastet

ist,kann der Ganghebel 304 in eine Lage verstellt werden, die dem gewünschten Gang entspricht. Stellt die Verstellung ein unzulässiges Schalten dar, dann wird der Magnet betätigt und der Bolzen 330 wird in die Ausnehmung 322 hereingezogen, wodurch verhindert wird,_: daß das Teil 312, das durch eine im Teil 312 angeordnete Federvor-

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richtung federnd nach außen vorgespannt sein kann, sich nach aus-"sen bewegt. Da der Stift Jl4 in den Rastklinken 308 nicht eingerastet ist,kann die. Federvorrichtung 324 den Ganghebel 304 zu einem höheren Gang ziehen. Entspricht die Winkelstellung einer zulässigen Gangwahl, dann wird der Magnet entregt und der Stift mit der Rastklinke verriegelt, die dem nächsten zulässigen Gang entspricht, der neben dem ursprünglich gewählten liegt.

Anhand der Fign. 3, 5 und 6 und insbesondere anhand von Fig. 6 wird die Schaltblockiervorrichtung 120 beschrieben. Die Klemmen, ]

die Buchstaben-bezeichnungen tragen, entsprechen denen nach Fig.3*j und gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der i Schaltungspunkt F erhält ein Spannungssignal, das von dem Spannungsj

i teiler 114 verringert wurde, so daß der bewegliche Kontakt 400 Spannung erhält, die der Drehzahl der Abtriebswelle 14 entspricht jedoch um den gewählten Gang modifiziert ist. Dieses Signal wird auf den Schwellwertdetektor 116 über den Schaltungspunkt G gegeben, Das Signal wird ferner der Kathode einer Zenerdiode 402 zugeführt. Wenn der Kontakt 4o4 entlang der Klemmenreihe bewegt wird, wird das Signal stufenweise geändert, wobei eine Bewegung des Kontakts nach rechts höheren Gängen entspricht und eine proportional niedrigere Spannung bewirkt. Eine Bewegung nach links entspricht kleineren Gängen und ein proportional größerer .Anteil - des Spannungssignals am Punkt F wird auf die Zenerdlode 402 gegeben, ine unzulässige Schaltung ist z.B. dann gegeben, wenn der Kontakt 404 nach links bewegt wurde und dadurch ein .-höherer Spannungsanteil der Spannung am Punkt F auf die Zenerdiode 402 gegeben wird, während das Signal bei F ausreichend" hoch ist, daß das

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der Zenerdiode 402 zugeführte Signal die Durchbruchsspannung überschreitet. Eine umgekehrte Stromrichtung durch die Diode 402 steuert einen Transistor 4O6 auf, der dadurch Strom von einer Klemme 408 zieht, die mit dem Magneten J2.6 verbunden ist. Der Strom an der Klemme 4o8 erregt den Magneten 326, wodurch verhindert wird, daß der Ganghebel 304 verriegelt wird. Gleichzeitig wird bewirkt, daß die Spannung am Kollektor 406c des Transistors 4o6 auf einen ; sehr niedrigen Wert fällt. Der Kollektor 4o6c ist mit einem UND- I

Gatter 410 verbunden. Die niedrige Spannung am Kollektor 4o6c entspricht einem Nullsignal des UND-Gatters. Dadurch ist das Signal an der Klemme H ein Nullsignal, was die logische Schaltsteuereinrichtung 128 informiert, daß ein Schalten z.Zt. nicht zulässig ist, Der andere Eingang des UND-Gatters 410 ist mit dem Schalter 318 ver bunden, so daß das UND-Gatter 410 und damit die logische Schalt- _; steuereinrichtung 128 unwirksam bleibt, wenn nicht auch das Glied 1 312 heruntergedrückt wird. Wird der Kontakt 4o4 'nach rechts ge- ; zogen, so daß die Spannung an der Zenerdiode 402 unterhalb der Durchbruchsspannung fällt, dann wird der Transistor 406 nicht leitend, und der Strom im Magneten 326 beendet. Die Spannung:.am Kollek tor 4o6c wird erhöht und bedingt ein positives Signal an der Klemme* H. Dieses Signal leitet dann den folgenden Gangwechsel ein.

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Claims

Dr. Ing. H.

Dipl. Ing. H. Hawck Dipl. Phys. Vv. Schmilz isni5,?'"iaeö-äh .23

Tel. 5 3305 86

Service Brevets Bendix

Executive Offices

Bendix Center 13. November 1970

Anwaltsakte M-I382

Patentansprüche '

1.!schaltvorrichtung zum gesteuerten Schalten eines Getriebes,das mehrere Wellen und mehrere zwischen den Wellen liegende, wahl- ; weise betätigbare ZahnradanOrdnungen aufweist, wobei zwischen dem Beginn und dem Ende eines Schalt Vorgangs eine Schaltverzögerung vorhanden ist, gekennzeichnet durch Signalgeber (102,104, 106), die mehrere, der Drehzahl der Wellen entsprechende Signale erzeugen, eine Wahlvorrichtung (1^O), die mindestens eines der Signale derart abwandelt, daß es einer gewünschten Zahnradanordnung entspricht, eine Erfassungseinrichtung (116,118) die zwei der Signale vergleicht, von denen mindestens eines ein abgewandeltes Signal ist, und die anzeigt, welche der beiden Wellen, denen die Signale entsprechen, mit größerer Drehzahl dreht, auf die Ausgangssignale der Erfassungseinrichtung (116,118) ansprechende Vorrichtungen (20,22,24) durch die die Wellen die Synchronisiergeschwindigkeit suchen, auf die Ausgangssignale der Erfassungseinrichtung ansprechende Vorsteuereinrichtungen (108,110,112) die eines der beiden Signale verändern und die

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rechtzeitig vor der tatsächlichen Synchronisierung ein Synchronsignal erzeugt, so daß dadurch Schaltverzögerungen ausgeglichen werden, und eine auf das Synchronsignal ansprechende Steuervor- ; richtung (128) die das Schalten des Getriebes steuert.

5. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine auf! eines der Signale ansprechende Schaltblockiervorrichtung (120), ; die ein unzulässiges Schalten verhindert.

5· Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet., daß die Wahlvorrichtung (l?0) eine Signalteilervorrichtung (114) aufweist, die eine folgeabhängige Veränderung von mindestens ^! einem der Signale durchführt, und daß die Vorsteuereinrichtungen (108,110,112) Umgehungseinrichtungen aufweisen, mit denen wahlweise ein Teil der Signalteilerschaltung ausgeschaltet werden kann, wodurch ein Signal wahlweise änderbar ist.

4. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltsteuervorrichtung vorgesehen ist, die ein Gehäuse, eine im Gehäuse angeordnete Schaltanordnung (JO4), die in mehreren Stellungen gegenüber dem Gehäuse verstellbar ist und durch die das gewählte Übersetzungsverhältnis angezeigt wird, und eine Korrekturvorrichtung für unzulässiges Schalten aufweist, die ein Verstellen der Schaltanordnung in eine unzulässige Stellung verhindert und die ferner die Schaltanordnung in die nächste zulässige Stellung drückt.

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5· Schaltvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,daß die Korrekturvorrichtung (j5O6) eine elektromagnetische Rastvorrichtung (350), die ein Verstellen von der Schaltanordnung in eine unzulässige Stellung verhindert, und eine Pedervorrich tung (320) aufweist, die die Schaltanordnung (^04) in eine
zulässige Stellung drückt.

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