DE2117608A1

DE2117608A1 - Hydraulische Schaltvorrichtung für Lastschaltgetriebe

Info

Publication number: DE2117608A1
Application number: DE19712117608
Authority: DE
Inventors: Kurt; Naumann Wolfgang Dipl.-Ing.; 7990 Friedrichshafen Venger
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1971-04-10
Filing date: 1971-04-10
Publication date: 1972-10-19
Also published as: BE781829A; FR2133429A5; GB1321036A; DE2117608B2; IT975682B; DE2117608C3; NL7204325A; SE368262B

Description

ZAHIiRADPAEBIK FRIEDRICHSHAFEN Aktiengesellschaft Friedrichshafen

Hydraulische Schaltvorrichtung für Lastschaltgetriebe

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Schaltvorrichtung für Lastschaltgetriebe, mit an eine Druckleitung angeschlossenen Gangschiebern zum Betätigen von Kupplungen und einer Einrichtung, durch die beim Gangwechsel das Ausrücken einer Kupplung vom Druckanstieg in einer einzurückenden Kupplung gesteuert wird.

Aus der DT-OS 1 908 914 ist bereits eine derartige Schaltvorrichtung bekannt, in welcher die Kupplungen an ein hydraulisch doppelt beaufschlagbares Entlüftungsventil angeschlossen sind. Das Entlüftungsventil ist bei einem Gangwechsel einerseits vom Druckabfall in der auszuschaltenden bzw. dem Druckanstieg in der einzuschaltenden Kupplung und andererseits durch den von der Pumpe erzeugten Schaltdruck steuerbar. Die bekannte Schaltvorrichtung arbeitet bei der Übernahme des Lastmoraents von der auszurückenden auf die einzurückende Kupplung mit einem sogenannten Sperrdruck in der auszurückenden Kupplung. Dieser gegenüber dem Schaltdruck abgesenkte Sperrdruck ergibt sich aus der Ansprechzeit des Entlüftungsventils, welches die Entlüftung der auszurückenden Kupplung erst dann unterbricht, wenn die auf die eine

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Seite des Entlüftungsventils wirkende Kraft des Schaltdruckes größer ist als die Kraft des Druckes, die an der Gegenseite des Entlüftungsventils angreift, wobei dieser letztere Druck an der ausζurückenden Kupplung abgenommen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde bei der lastübernahme in der jeweils auszurückenden Kupplung anstelle des niedrigeren Sperrdruckes, den vollen Schaltdruck zu verwenden.

Die Erfindung besteht darin, daß jeder Gangschieber einen gestuften Schaltkolben enthält, dessen einer, die Druckleitung zur Kupplung steuernder Kolbenteil, eine größere Kolbenfläche aufweist, als der andere, mit einer Kolbenfläche versehene und eine Entltiftungsbohrung steuernde Kolbenteil, und daß an dem die Entlüftungsbohrung steuernden Kolbenteil ein Steuerkolben anliegt, dessen Stirnfläche durch eine Steuerleitung mit einem Vorsteuerventil verbunden ist, während sich an dem die Druckleitung steuernden Kolbenteil hintereinander angeordnete Sperrkolben abstützen, wobei jede Kupplung mit dem Schaltkolben ihres zugeordneten Gangschiebers und mit jeweils einem Sperrkolben der anderen Gangschieber verbunden ist, derart, daß die Gangschieber durch die Vorsteuerventile eingeschaltet werden und bei einem Gangwechsel der Schaltkolben der auszurückenden Kupplung infolge des auf die Differenzfläche der größeren Kolbenfläche wirkenden Schaltdruckes seine Einschaltstellung in bezug auf die Druckleitung solnage beibehält, bis der in der einzurückenden Kupplung

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wirkende und auf einen Sperrkolben geleitete Druck den Gangschieber der auszurückenden Kupplung in Abschaltstellung bewegt.

Der durch die Erfindung erzielbare Vorteil besteht insbesondere darin, daß die auszurückende Kupplung nach Ausschalten des zugehörigen Vorsteuerventils das Lastmoment noch solange zuverlässig ohne Aufreißen übertragen kann, bis der Druck in der einzurückenden Kupplung auf einen Wert angestiegen ist, bei dem diese das Lastmoment übernehmen kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher erläutert:

Es zeigt

Pig. 1 einen Teil der Schaltvorrichtung als hydraulischen Schaltplan,

Fig. 2 schematisch und teilweise im Schnitt die

erfindungsgemäße Schaltvorrichtung für ein Lastschaltgetriebe mit drei Vorwärtsgangen, bei geschaltetem 1. Gang.

Nach Fig. 1 und 2 fördert eine vom Fahrzeugmotor angetriebene Pumpe 1 Öl aus einem Behälter 2 in eine Druckleitung 3 zu einem Schaltdruckventil 4. In eine zur Druckleitung 3 parallele Leitung 5 ist ein von der Stellung eines Gaspedals 6 abhängiges

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Drosseldruckventil 7 eingebaut, welches einen dem jeweiligen Motormoment entsprechenden Druck in der Leitung 5 hinter dem Ventil 7 und im Schaltdruckventil 4 bereitstellt. Die Pumpe 1. baut über die Druckleitung 3 im Schaltdfuckventil 4 um dieses geöffnet zu halten einen entsprechend hohen Gegendruck auf, so daß ein variabler Schaltdruck zum Schalten der Gangelemente in der Druckleitung 3 hinter 4 zur Verfügung steht. Ein Hauptdruckventil 9 sichert den Druckaufbau in der Schaltvorrichtung und läßt das nicht benötigte Drucköl über einen dem Getriebe vorgeschalteten Wandler W und einen nicht dargestellten Schmiermittelkreislauf zum Behälter 2 zurückfließen. Eine von der Druckleitung 3 abzweigende leitung 8 ist an Vorsteuerventile 10, 11, angeschlossen, die zum Einschalten der mit der Druckleitung 3 verbundenen Gangschieber 20, 21, 22 dienen.

Die im dargestellten Ausftihrungsbeispiel als Magnetventile ausgebildeten Vorsteuerventile 10, 11, 12 stimmen in ihrem Aufbau ebenso miteinander über_ein wie die Gangschieber 20, 21 , 22, sq&aß nachstehend nur ein Vorsteuerventil und ein Gangechieber näher erläutert ist.

Das Vorsteuerventil 10 für den ersten Gang enthält einen Ventilkolben 13, der durch einen Elektromagenten 16 gegen die Wirkung einer Feder 19 verstellbar ist. Am Ventilkolben 13 sind Steuerkanten 23 > 24; 25, 26 gebildet, welche mit Ringnuten 27, 28, 29; 30, 31, 32 in der Bohrung des Ventilkolbens 13 zusammen-

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eingegangen am.IÜ-λ

wirken. Die zwischen der Pumpe 1 und dem Schaltdruckventil 4 an die Druckleitung 3 angeschlossene Leitung 8 ist mit der Ringnut 27 verbunden. In der gezeichneten Einschaltstellung des Ventilkolbens 13 ist die Ringnut 27 durch die Steuerkante 23 geöffnet, so daß sich der Pumpendruck der Leitung 8 über die Ringnut 28 auch in einer Steuerleitung 34 ausgebildet hat. Die über eine nicht dargestellte Leitung an den Behälter 2 angeschlossene Entlüftungsringnut 29 ist durch die Steuerkante 24 abgeschlossen.

Eine von der Leitung 8 abzweigende Leerlaufleitung 37 ist über die Vorsteuerventile 10, 11, 12 an die Gangschieber 22, 21, 20 angeschlossen. Die Steuerkante 26 überdeckt die an die Leerlaufleitung 37 anschließbare Ringnut 32. Durch die Steuerkante 25 ist die Entlüftungsringnut 30 geöffnet_$ so daß eine Verbindung zwischen der Ringnut 30 und der Leerlaufleitung 37 hergestellt ist.

Die durch Elektromagnete 17, 18 zu betätigenden Vorsteuerventile 11, 12 für den zweiten bzw. dritten Gang wei entsprechende den Gangschiebern 21, 22 zugeordnete Steuerle. .!gen 38, 39 auf. .

Der mit dem Vorsteuerventil 10 zusammenwirkende Gangschieber 20 für den ersten Gang besteht aus einem Steuerkolben 41, einem Schaltkolben 42 sowie drei Sperrkolben 43» 44, 45. Eine

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Stirnfläche 46 des Steuerkolbens 41 ist über die Steuerleitung 34 mit der Ringnut 28 des Vorsteuerventils 10 verbunden. Der Schaltkolben 42 weist einen Kolbenteil 48 mit einer großen Kolbenfläche 49 und einen weiteren Kolbenteil 50 mit einer kleinen Kolbenfläche 51 auf. Durch eine Steuerkante 52 an der großen Kolbenfläche 49 ist eine an die Druckleitung 3 angeschlossene Ringnut 53 geöffnet und mit einer Ringnut 54 verbunden. Von der Ringnut 54 führt eine Leitung 55 zu einer Kupplung 56. Durch eine Steuerkante 58 der kleinen Ko.lbenflache 51 des Schaltkolbens 42 ist eine Entlüftungsringnut 59 abgesperrt, die in eine Entlüftungsbohrung 47 mündet.

Die Sperrkolben 43, 44, 45 weisen Längsbohrungen 63, 64, auf, durch die herangeführtes Drucköl hindurchströmen kann, so daß kreisförmige Kolbenflächen 73, 74, 75 mit dem Durchmesser der genannten Sperrkolben beaufschlagbar sind. Der Sperrkolben 45 liegt mit einem Anschlag 71 am Ventilgehäuse an.

Von der unter Öldruck stehenden und mit der Kupplung 56 verbundenen Leitung 55 ist eine Abzweigleitung 68 sowohl zu einem Sperrkolben 44A des Gangschiebers 21, als auch zu einem Sperrkolben 44B des Gangschiebers 22 geführt. Ein Schaltkolben 42A des Gangschiebers 21 kann über eine Leitung 55A eine Verbindung zwischen der Druckleitung 3 und einer Kupplung 66 für den zweiten Gang herstellen. Die Leitung 55A ist über eine Abzweigleitung 6faA an den Sperrkolben 44 des Gangschiebers 20, sowie an einen Sperr-

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kolben 43B des Gangschiebers 22 angeschlossen. Schließlich kann ein Schaltkolben 42B des Gangschiebers 22 über eine Leitung 55B eine Verbindung zwischen der Druckleitung 3 und einer Kupplung 76 für den dritten Gang herstellen. Die Leitung 55B wiederum ist über eine Abzweigleitung 68B an den Fperrkolben 43 des Gangschiebers 20, sowie einen Sperrkolben 43A des Gangschiebers 21 angeschlossen.

Die Leerlaufleitung 37 ist zu je einem Sperrkolben 45B, 45A, 45 der Gangschieber 22, 21, 20 geführt.

Die Schaltvorrichtung wirkt wie folgt:

Fig. 2 zeigt die Schaltstellung für den ersten Gang. Der Ventilkolben 13 des Vorsteuerventils 10 ist durch den Elektromagneten 16 gegen die Wirkung der Feder 19 nach links verstellt und eingeschaltet. Die Pumpe 1 ist somit über die Leitung 8, Ringnut 27, Ringnut 28 und die Leitung 34 mit der Stirnfläche 46 des Gangschiebers 20 verbunden. Durch die Kraft des auf die Stirnfläche 46 wirkenden Öldruckes sind sämtliche Kolben des Gangschiebers 20 nach links verschoben, so daß der Anschlag 71 am Gehäuse anliegt. Der Schaltkolben 42 ist daher so verschoben, daß die über das Schaltdruckventil 4 an die Pumpe 1 angeschlossene Druckleitung 3 über die Ringnuten 53 und 54 mit der Leitung 55 verbunden ist, die zur Kupplung 56 für den ersten Gang führt. In der Kupplung 56 herrscht ein durch das Drosseldruckventil 7 eingestellter, dem jeweiligen Motormoment entsprechender Schaltdruck.

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eingegangen am.

Dieser Schaltdruck steht über die Zweigleitung 68 auch am Sperrkolben 44 A des Gangschiebers 21 und am Sperr kolben 44B des Gangschiebers 22 zur Verfügung.

Auf schalten vom ersten in den zweiten Gang:

Der Elektromagnet 16 wird stromlos und die Feder 19 drückt den Ventilkolbsn 13 in Ausschalt-Stellung nach rechts. Die Steuerkante 23 überdeckt nunmehr die Ringnut 27 und die Steuer-, leitung 34 ist über die Ringnut 28 und die geöffnete Entlüftungsringnut 29 entlüftet. Der Gangschieber 20 bleibt jedoch zunächst noch in der gezeichneten Einschalt-Stellung, da die auf die große Kolbenfläche 49 wirkende Kraft des Druckes größer ist als die Kraft des Druckes auf die kleine Kolbenfläche 51 * In der Kupplung 56 herrscht daher weiterhin der volle Sch.altdru.ck. - Der Elektromagnet 17 erhält Strom und verstellt den Ventilkolben 14 des Vorsteuerventils 11 nach links. Aus der Leitung 8 strömt das Drucköl in die Steuerleitung 38, wodurch der Gangschieber 21 .nach links gedruckt wird. Jetzt ist durch den Schaltkolben 42A eine Verbindung von der Druckleitung 3 zur Leitung 55A hergestellt und in der Kupplung 66 baut sich der Schaltdruck auf. Da die Kupplung 66 über die Zweigleitung 68A an den Sperrkolben. 44 des Gangschiebers 20 angeschlossen ist, wirkt dieser Druckanstieg durch die Längsbohrung 64 auch auf die Kolbenfläche 74. Sobald der Öldruck in der Kupplung 66 auf einen Wert angestiegen ist, bei dem diese das Lastmoment übertragen kann, überwiegt* die Kraft

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des Druckes auf die Kolbenfläche 74 die Kraft des auf die Ringkolbenflache 49 wirkenden Sehaltdruckes, so daß sich die Sperrkolben 44, 43» der Schaltkolben 42 und der Steuerkolben 41 in Abschaltstellung nach rechts bewegen. Die Kupplung 56 für den ersten Gang ist somit über die Entlüftungsringnut 59, die Entltiftungsbohrung 47 und eine nicht dargestellte Leitung zum Behälter 2 entlüftet, während der Druck in der Kupplung 66 bis auf die Höhe des jeweiligen Schaltdruckes ansteigt.

Bei einer möglichen Aufschaltung vom ersten in den dritten Gang erfolgt eine Abschaltung der Kupplung 56 sinngemäß über die mit der Kupplung 76 verbundene Zweigleitung 68B, die zum Sperrkolben 43 des Gangschiebers 20 geführt ist.

Im Leerlauf des Lastschaltgetriebes befinden sich sämtliche Gangschieber rechts in Anlage. Dies geschieht durch eine hydraulische Kraft, die bei ausgeschalteten Vorsteuerventilen 10, 11, 12 über eine Leerlaufleitung 37 auf die Kolbenflächen der Sperrkolben 45, 45A, 45B wirkt.

8.4.1971
Pr/Bl · Akte 4994

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Claims

Patentansprüche :

1. Hydraulische Schaltvorrichtung für Lastschaltgetriebe, mit an eine Druckleitung angeschlossenen Gangschiebern zum Betätigen von Kupplungen und einer Einrichtung, durch die beim Gangwechsel das Ausrücken einer Kupplung vom Druckanstieg in einer einzurückenden Kupplung gesteuert wird, dadurch gekennzeich- | net, daß jeder Gangschieber (20, 21, 22) einen gestuften Schaltkolben (42) enthält, dessen einer die Druckleitung (3) zur Kupplung (56) steuernder Kolbenteil (48) eine größere KolbenflSche

(49) aufweist, als der andere, mit einer Kolbenfläche (51) versehene und eine Entlüftungsbohrung (47) steuernde Kolbenteil (50), und daß an dem die Entlüftungsbohrung (47) steuernden Kolbenteil

(50) ein Steuerkolben (41) anliegt, dessen Stirnfläche (46) durch eine Steuerleitung (34) mit einem Vorsteuerventil (10) verbunden ist, während sich an dem die Druckleitung (3) steuernden Kolbenteil (48) hintereinander angeordnete Sperrkolben (43_f 44, 45) abstützen, wobei jede Kupplung (56, 66, 76) mit dem Sehaltkolben (42, 42A, 42B) ihres zugeordneten Gangschiebers (20, 21, 22) und mit jeweils einem Sperrkolben der anderen Gangschieber verbunden ist, derart, daß die Gangschieber (20, 21, 22) durch die Vorsteuerventile (10, 11,· 12) eingeschaltet werden und bei einem Gangwechsel der Schaltkolben der auszurückenden Kupplung infolge des auf die Differenzfläche der größeren Kolbenfläche wirkenden Schaltdruckes seine Einsehaltstellung in bezug auf die Druckleitung (3) eolasage tt:llbet*lt_f Vj-^x in ear einzurückenden Kupplung

eingängen

wirkende und auf einen Sperrkolben geleitete Druck das Gangschaltventil der auszurückenden Kupplung in Abschaltstellung "bewegt.

2. Hydraulische Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Ausschaltstellung der Vorsteuerventile (10, 11, 12) die Pumpe (1) Über die Vorsteuerventile an eine Leerlaufleitung (37) angeschlossen ist, die mit einem weiteren

Sperrkolben (45, 45A, 45B) jedes Gangschiebers (20, 21, 22) verGetriebe-

bunden ist, so daß bei Msafcsxleerlauf die Gangschieber abgeschaltet und die Kupplungen (56, 66, 76) entlüftet s.ind.

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Fr/Bl ■ Akte 4994

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