DE2124624A1

DE2124624A1 - Gangschaltvorrichtung

Info

Publication number: DE2124624A1
Application number: DE19712124624
Authority: DE
Inventors: Helmut 7140 Ludwigsburg; Rothfuß Georg Dipl.-Ing. 7257 Ditzingen; Sauer Joseph 7141 Schwieberdingen Espenschied
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1971-05-18
Filing date: 1971-05-18
Publication date: 1972-12-07
Also published as: BR7203134D0; FR2138135B1; AT323567B; FR2138135A1; NL7204688A; CH541747A; AU4243172A; US3793898A; SE370669B; IT951202B; AU461504B2; ES402126A1; GB1383103A

Description

Anlage zur

Patent- und

Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart

Gangschaltvorri chtung

Die Erfindung betrifft eine durch Druckmittel betätigbare Gangschaltvorrichtung für ein Kraftfahrzeugwechselgetriebe mit einem in einer Bewegungsebene arbeitenden Ganggassenwählmotor und einem in einer zur ersten Ebene senkrechten Ebene arbeitenden Gangbetätigungsmotor.

Eine hydraulisch oder pneumatisch betätigbare Gangschaltvorrichtung ist aus der österreichischen Patentanmeldung A 3934/67 (bekanntgemacht 15.II.70) bekannt. Diese Gangsehaltvorrichtung hat einen Ganggassenv/ählmotor und einen in einer zu dessen Bewegungsebene senk rechten Bewegungsebene arbeitenden Gangbetätigungsmotor. Diese Motoren müssen von einer von Hand betätigbaren Ventilsteuereinrichtung gesteuert v/erden. Für eine automatische Getriebesteuerung ist diese Getriebeschaltvorrichtung nicht vorgesehen.

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Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Getriebeschaltvorrichtung zu schaffen, die gestattet, die einzelnen Gänge elektronisch auszulösen und mittels einer Hilfskraft einzulegen.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß daß der Ganggassenwählmotor ein an sich bekannter Druckmittelmotor mit einem doppelseitig beaufschlagten Arbeitskolben ist, bei dem die Druckmittelzuflüsse zu den auf beiden Seiten des Arbeitskolbens gelegenen Räumen von einem durch den Druckmittelstrom selbst betätigten Ventil steuerbar sind und mit Druckmittelabflüssen, die vom Arbeitskolben steuerbar sind, und die durch je ein elektromagnetisch betätigtes Ventil einzeln mit dem Rücklauf zum Tank verbindbar sind, und daß der Gangbetätigungsmotor ein Druckmittelmotor mit einem doppelseitig beaufschlagten Arbeitskolben ist, der jeweils links und rechts von einer mittleren Neutralstellung liegende Arbeitsstellungen hat.

Das hat den Vorteil, daß die Gangsehaltvorrichtung mit Hilfe von elektrischen Steuerimpulsen, die von einem elektronischen Steuergerät erzeugt werden, gesteuert werden kann. Der Schaltvorgang kann dabei sehr schnell durchgeführt werden.

Besonders vorteilhaft läßt sich der Erfindungsgegenstand bei einem vielgängigen Getriebe, mit z. B. sechs Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang, verwirklichen.

Als Träger für die beim Schaltvorgang benötigte Energie kann ein Gas, z. B. Luft, oder auch eine Flüssigkeit, z. B. Hydrauliköl, dienen.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in der Zeichnung wiedergegeben. Es sind schematische Darstellungen von verschiedenen Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigen

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FIg, 1 ein erstes Ausführungsbeispiel, Pig. 2 ein zweites Äusführungsbelspiel, FIg. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel, FIg, 4 ein viertes Ausführungsbeispiel, Fig. 5 ein fünftes Ausführungsbeispiel, FIg. 6 ein sechstes Ausführungsbeispiel

einer erflndungsgemäfien Gangschaltvorrlchtung*

Kraftfahrzeugstufengetriebe sind in der Regel so ausgeführt, daß die jeweiligen Gänge durch Sehaltmuffen formschlüssig gekuppelt werden. Mit den Schaltmuffen wird dabei für jeden betreffenden Gang eines der dauernd im Eingriff mit den Zahnrädern einer Vorgelegewelle befindlichen Gangräder drehfest mit der Getriebeausgangswelle, z. B. durch eine Klauenkupplung, verbunden, Eine Getriebeschaltmuffe ist meist so ausgebildet, daß sich mit ihr zwei Gänge einlegen lassen. Die Schaltnmffe wird dabei von einer Gabel umfaßt, die entweder schiebbar auf einer Stange sitzt oder drehbar durch eine- Koppelstange bewegt wird. In beiden Fällen sind diese Schaltelemente so angeordnet, daß sie an einer zentralen Stelle von dem Gangschalthebel des Kraftfahrzeugs betätigt werden können. Dabei wird der Gangschalthebel zuerst in eine. Ganggasse gebracht, d. h. es wird eine Neutralstellung angefahren und die Schaltnmffe dann in eine ihrer beiden möglichen Stellungen geschoben, d. h. der Gang wird betätigt.

An dieser zentralen Stelle soll auch die Gangschaltvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung in das Kr-'aftfahrzeugstufengetriebe eingreifen.

Da das Wählen der Ganggasse und das Betätigen des Ganges in zwei aufeinander senkrechten Bewegungsebenen abläuft, hat die Getriebeschal tvorrichtung zwei gleichfalls in aufeinander senkrechten Ebenen arbeitende Druckmittelmotoren.

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Alle Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Gangschaltvorrichtung bestehen prinzipiell aus drei Hauptbestandteilen: Einer Druckenergiequelle, einem Ganggassenwählmotor mit zugehörigen Druckmittelsteuervorrichtungen und einem Gangbetätigungsmotor mit den zugehörigen Druckmittelsteuervorrichtungen. Nicht zur vorliegenden Erfindung., aber dennoch zu der Gangschaltvorrichtung gehört außerdem noch ein elektronisches Steuergerät, das elektrische Schaltimpulse erzeugt, Vielehe dann über die Druckmittelsteuervorrichtung die Gänge auslösen.

Als Druckenergiequelle kann beispielsweise, wie in Pig. I dargestellt, eine von einem nicht gezeichneten Motor angetriebene Hydraulikpumpe 1 dienen, an deren Ausgang ein Druckbegrenzungsventil 2 und zum Ausgleich von Druckschwankungen und als'Hilfskraftquelle ein Druckspeicher 5 angeordnet sind. Das Druckmittel saugt die Pumpe 1 aus einem Vorratstank 4 an.

Von der Pumpe 1 geht eine Druckmittelleitung 5 zum Ganggassenwählmotor 7 und eine zweite Druekmittelleitung 6 zum Gangbetätigungsmotor 8.

Der Ganggassenwählmotor T ist ein Druckmittelmotor mit einem doppelseitig beaufschlagten Arbeitkolben 9* der an einer beidseitig geführten Kolbenstange 9¹ im Arbeitszjrlinder 10 geführt ist. Nahe den Stirnseiten des Arbeitszylinders sind an diesem zwei Druckmittelzuflüsse 11, 12 angeordnet,'die über ein durch den Druckmittelstrom selbst betätigtes Ventil 13 jeweils mit der Druekmittelleitung 5 verbindbar sind. Es kann hier beispielsweise ein in der DT OS₁ 1 815 915 beschriebenes Wegeventil verwendet v/erden, das den Druckmittelstrom"jeweils auf die Seite des Arbeitskolbens · steuert, auf der sich ein Druck aufbauen kann.

Außerdem sind am Arbeitszylinder 10 noch vier Druckmittelabflüsse lh, 15, l6, 17 vorgesehen, die jeder von dem Arbeitskolben 9 steuerbar über ein elektromagnetisch betätigtes Ventil l8, 19, 20, 21 mit dem Rücklauf zum Tank verbindbar sind.

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Die Kolbenstange 9', die mit dem einen aus dem Arbeitszylinder 10 herausragenden Ende in Bohrungen 22', 25', 24', 25' von um die Achse der Kolbenstange drehbaren Schaltfingern 22, 23, 34, 35 gelagert ist, ist über zwei, mindestens aber einen Mitnehmer 26 jeweils mit einem Schaltfinger 22, 23, 24, 25 drehfest verbindbar. Der Mitnehmer 26 ist beispie lsweise nach dem Nut-Peder-Prinzip aufgebaut.

Über eine axiale Verschiebungen zulassende Mitnehmerverbindung, hier über die Keilwellenverzahnung 27, ist die Kolbenstange 9' mit einem Drehhebel. 28 drehfest gekoppelt,der seinerseits durch den Gangbetätigungsmotor 8 ebenfalls um die Achse der Kolbenstange 9' geschwenkt werden kann.

Jeder Schaltfinger 22, 23, 24, 25 ist durch eine Schalt- oder Koppelstange mit einer der eingangs beschriebenen Schaltgabeln verbunden, 'die wiederum eine Schaltmuffe eines Kraftfahrzeuggetriebes umfaßt.

Der Gangbetätigungsmotor 8 hat auch einen doppelseitig beaufschlagbären Arbeitskolben 29, der von einer beidseitig geführten Kolbenstange 29' in einem Arbeitszylinder 30 dicht und gleitend geführt ist. Zwei nahe den Stirnflächen des Arbeitszylinders 30 angeordnete Druckmittelzuflüsse 31, 32 sind über ein dem Ventil 13 entsprechendes Ventil 33 mit der Druckmittelleitung 6 verbunden. Drei vom Arbeitskolben 29 steuerbare Druckmittelabflüsse 34, 35, 36 des Arbeitszylinders 30 sind über je ein gesondert elektromagnetisch betätigtes Ventil 37, 38, 39 mit dem Rücklauf verbindbar.

Die Kolbenstange 29' hat an ihrem einen aus dem Arbeitszylinder herausragenden Ende eine Ausnehmung 40, in die das kugelähnlich ausgebildete Ende des Drehhebels 28 eingreift.

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Am Ende der Kolbenstangen 9* 29* des Ganggassenwählraotors 7 und des Gangbetätigungsmotors 8 ist"jeweils eine Befestigungsvorrichtung 9"» 29" angeordnetj an der im Störungsfall eine Handhabe für die manuelle Betätigung der Motoren angebracht werden kann. Die Befestigungsvonichtung besteht aus angefrästen Schlüsselflächen, die mit einer Bohrung versehen sind.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Gangschaltvorrichtung ist folgende:

Gibt der Fahrer eines Kraftfahrzeuges dem zur Gangschaltvorrichtung gehörigen elektronischen Steuergerät den Befehl, einen bestimmten Gang einzulegen, so veranlaßt dieses in aufeinander abgestimmter Zeitfolge die zum Gangschalten notwendigen Arbeits-' gänge: Auskuppeln, Herausnehmen des eingeschalteten Ganges, Wählen des neueinzulegenden Ganges, elektronisches Synchronisieren und Einlegen des Ganges und darauf wieder Einkuppeln.

Das Wählen und Einlegen des Ganges, d. h. der eigentliche Getriebeschaltvorgang wird von der erfindungsgemäßen Gangschaltvorrichtung ausgeführt.

Das elektronische Steuergerät erzeugt dazu einen elektrischen Steuerstrom, der eines der stromlos geschlossenen, elektromagnetisch betätigten Ventile l8, 19, 20 oder 21 - hier z. B. I9 und damit den Druckmittelabfluß 15 - öffnet. Da der links vom Arbeitskolben 9 gelegene Raum im Arbeitszylinder 10 dann zum Rücklauf entlastet ist, steuert das Ventil 15 den von der Pumpe 1 kommenden Druckmittelstrom über den Druckmittelzufluß 12 in den rechts vom Arbeitskolben 9 gelegenen Raum, so daß sichder Arbeitskolben nach links bewegt. Bereits kurz bevor er den geöffneten Druckmittelabfluß erreicht,wird der Arbeitskolben 9 durch den sieh rasch aufbauenden Gegendruck abgebremst, bis er schließlich den Abfluß 15 zusteuert und dort verharrt. Durch den sich nun in beiden - links und rechts vom Arbeitskolben 9 - gelegenen Raunen auf bauenden Druck wird das Ventil 15 wieder in seine Neutralstellung zurückgebracht, so daß beide Seiten des Arbeitskolbens gleich mit Druck beaufschlagt v/erden,

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Über den Mitnehmer 26 ist die Kolbenstange 9¹ jetzt drehfest mit dem Schaltfinger 23 verbunden.

Nachdem der Synchronisiervorgang beendet ist, gibt das elektronische Steuergerät dem Gangbetätigungsmotor durch öffnen eines der Ventile 56 oder 37 den Befehl, den Gang einzulegen. Dabei entspricht die Wirkungsweise des Gangbetätigungsmotors 8 sinngemäß der beim Gangwählrnotor 7 beschriebenen. Der Arbeitskolben 29 schwenkt dabei den Drehhebel 28 und über die als Drehwelle wirkende Kolbenstange 9' den Schaltfinger 25, der wiederum letztlich die Getriebeschaltmuffe betätigt.

Bei den Ausführungsformen nach den folgenden Figuren werden jeweils für die gleichen Teile die güß ichen Bezugsziffern verwendet; diese werden auch nicht erneut beschrieben werden.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 werden als Ganggassenwählmotor und als Gangbetätigungsmotor die gleichen Druckmittelrnotoren verwendet wie im ersten Ausführungsbeispiel. Unterschiedlich ausgebildet ist nur die Anordnung der Kraftübertragungseinrichtung vom Druckmittelmotor auf die Getriebeschaltmuffen. Hier ist an der Kolbenstange 9' des Ganggassenwählmotors 7 eine Zahnstange 4l angeordnet, welche in ein Zahnsegment an einer Nabe 42 eingreift, die wiederum auf der axial verschiebbaren Kolbenstange 29^! des Gangbetätigungsmotors 8 sitzt. An der Nabe 42 ist ein Schaltarm 4 2 angeordnet, der je nach seiner V/inkelstellung mit einem der Schaltfinger 22", 25", 24" oder 25" zusammenarbeitet. Die Schaltfinger sind wieder wie im ersten Ausführungsbeispiel durch eine Schaltoder Koppelstange mit einer Getriebeschaltmuffe verbunden.

Als besondere Sicherheitsmaßnahme, auf die aber auch verzichtet werden kann, ist bei diesem Ausführungsbeispiel noch jedem der durch den Druckmittelstrom selbst betätigten Ventile Ij5, 55 ein Elektromagnetventil 57, 58 vorgeschaltet worden, über das der Druckmittelstrom zum Rücklauf ableitbar ist.

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Eine weitere Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels liegt darin, da'ß jeder der Druekmittelabflüsse Jk, 35, 36 des Gangbetätigungsmotors 8 über ein durch ein Elektromagnetventil 44, 45* 46 vorgesteuertes Absperrventil 47, 48, 49 mit dem Rücklauf verbindbar ist.

Das Absperrventil 47, 48, 49 ist an seinem Eingang 50 als Kugelsitzventil ausgebildet. Es hat einen in einer Schieberbohrung 52 gleitenden Steuerkolben 53* bei dem der vor der einen Stirnseite 54 des Steuerkolbens gelegene Raum über das Elektromagnetventil 44, 45, 46 mit dem Druckmittelabfluß 34, 55 bzw. 56 verbindbar ist. Im nicht erregten Zustand des Elektromagnetventil ist der beschriebene Raum über das Elektromagnetventil zum Rücklauf entlastet. Der anderen Stirnseite 55 des Steuerschiebers gegenüberliegend ist die Schieberbohrung 52 an einer Erweiterung von einem federbelasteten, kugelförmigen Ventilglied 56 verschlossen. In den hinter dem 'Ventilglied 56 gelegenen Raum mündet der Eingang 50 des Absperrventils 47, 48, 49, der jeder mit je einem der Druekmittelabflüsse 34, 55, 36 des Gangbetätigungsmotors 8 verbunden ist.

Die Funktion dieses Ausführungsbeispiels entspricht grundsätzlich der des zuerst beschriebenen. Bei der Ganggassenwahl wird der gabelförmig ausgebildete Schaltarm 43 vom Ganggassenwählmotor 7 bis zu dem dem zu wählenden Gang entsprechenden Schaltfinger 22", 23", 24", 25" gedreht. Der Gangbetätigungsmotor 8, der sich bei der Ganggassenwahl immer in seiner Neutralstellung (wie gezeichnet) befindet, legt dann den gewählten Gang ein.

über die elektromagnetisch betätigten Ventile 57* 58 werden vor Beginn des Schaltvorgangs erst die Druckmittelzuflüsse 5* 6 mit den Ventilen 13 und 33 verbunden. Nach Beendigung desSchaltvorganges wird diese Verbindung wieder unterbrochen.

Zur Betätigung des Gangbetätigungsmotors 8 wird jeweils einer von dessen Druckmittelabflüssen 3^* 35* 36 mit dem Rücklauf verbunden.

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Dies geschieht, indem eines der elektromagnetisch betätigten Vorsteuerventile 44, 4-5, 46 den vor der Stirnseite 54 gelegenen Raum des Absperrventils 47, 48, 49 mit dem Druckmittelabfluß 34, 35, 3β verbindet. Der in desem Raum wirkende Steuerdruck bewegt den Steuerschieber 53 nach rechts, bis er das kugelförmige Ventilglied 56 von seinem Sitz abhebt und so den Weg zum Rücklauf freigibt.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 hat einen abgeänderten Gangbetätigungsmotor 68; der Ganggassenwählmotor 7 entspricht dem zweiten Ausfuhrungsbeispiel.

Der Gangbetätigungsmotor 68 hat einen Arbeitskolben 69 mit einer beidseitig im Zylinder 70 geführten Kolbenstange 69'. Der Arbeitskolben berührt die Zylinderinnenwand an keiner Stelle. Auf dem Arbeitskolbeh 69 ist mittig ein Anschlagbund 71 angeordnete d. h. in axialer Richtung erstreckt sich links und rechts vom Anschlagbund ein gleich langer Teil des Arbeitskolbens 69. Im Arbeitszylinder 70 ist ebenfalls mittig ein Mittelanschlag 72 angeordnet, dessen axiale Länge der des Anschlagbundes ¹JX entspricht. Zwischen Anschlagbund 71 und Mittelanschlag 72 verbleibt ein radialer Zwischenraum.

Links und rechts vom Anschlagbund 71 ist je ein Führungsring 73 angeordnet, der sowohl innen, d. h. auf dem Arbeitskolben 69, als auch außen, d. h. an der Innenwand des Arbeitszylinders 70 dicht und gleitend geführt ist.

Jeder Führungsring 73 kann im Zylinder 70 in einem Bereich gleiten, der einerseits vom Anschlagbund 71 bzw. vom Mittelanschlag 72, andererseits von einem Außenanschlag 74 des Zylinders begrenzt ist. Der axiale Abstand zwischen den jeweiligen Anscfcüa gkanten der Führungsringe 73 am Mittelanschlag 72 und am Außenanschlag 74 entspricht der Lange des links und rechts vom Anschlagbund 71 sich erstreckenden Teils des Arbeitskolbens 69.

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In den zwischen Anschlagbund 71 und Mittelanschlag 72 gelegenen Ringraura mündet auf dem Mittelanschlag 72 ein Druckmittelabfluß 75j der mit dein Rücklauf zum Tank 4 verbunden ist. In die beiden in axialer Richtung gesehen - außerhalb der Außenanschläge 74 gelegenen Ringräume, mündet je ein Druckmittelzufluß 76, 77·

Jeder Druckmittelzufluß 76, 77 ist über ein durch ein elektromagnetisch betätigtes Ventil 78, 79 vorgesteuertes Hauptventil 80, 8l mit der von der Pumpe 1 kommenden Druckmittelleitung 6 verbindbar .

Das Hauptventil 80, 8l ist in seinem Eingang 82 als Kugelsitzventil, an seinem Ausgang 82 bzw. Rücklaufanschluß 84 als Schieberventil ausgebildet. Es hat einen in einer Schieberbohrung 85 gleitenden "Steuerkolben 86.

Die Schieberbohrung 84, die drei in axialem Abstand angeordnete ringförmige Erweiterungen 87, 88, 89 aufvieist, mündet in eine dem Eingang 82 zugeordnete Kammer des Ventils. Die Mündung der Schieberbohrung in die Kammer ist als Sitz für ein kugelförmiges Ventllglied 90 ausgebildet, welches den Eingang des Hauptventils abschließt und von dem Steuerkolben 86 von seinem Sitz abgehoben v/erden kann.

Die - in Pig. 3 der Zeichnung - linke Stirnfläche 87' des Steuerkolbens 86 ist in der Erweit erung 87, welche über das Elektromagnetventil 78 mit der Zulaufleitung 6 verbunden werden kann, mit einem Steuerdruck - hier dem Druck der Pumpe 1, beaufschlagbar.

Die mittlere Erweiterung 88 ist mit dem Rücklauf verbunden, die rechte Erweiterung 89 mit dem *Druckmittelzufluß 76 des Gangbetätigungsmotors 68.

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Der Steuerkolben 86 hat an seiner rechten Stirnfläche einen.Fortsatz 91 mit gegenüber dem Steuerkolben verminderten Durchmesser. Der Portsatz 91 ist so lang, daß er das Kugelsitzventil 90 erst aufstoßen kann, nachdem der Steuerkolben 86 die ringförmige Erweiterung 88, die mit dem Rücklauf zum Tank 4 verbunden ist, zugesteuert hat.

Gemeinsam sind die in die Erweiterungen 87 des Hauptventils 80, 8l mündenden Steuerdruckleitungen von einem einzigen elektromagnetisch betätigten Ventil 9²I- mit der von der Pumpe 1 kommenden Druckmittelleitung 6 verbindbar.

Um den Arbeitskolben 69 des Gangbetätigungsmotors 68 aus der gezeichneten Neutralstellung z. B. nach rechts zu bewegen, wird über das Elektromagnetventil 78 die Erweiterung 87 des Hauptventils mit der Druckmittelleitung 6 verbunden. Der Steuerkolben 86 bewegt sich nach rechts, schließt die mit dem Rücklauf verbundene Erweiterung 88 ab, hebt das kugelförmige Ventilglied 90 von seinem Sitz und gibt den Druckmittelstrom über den Druckmittelzufluß 76 zum Gangbetätigungsmotor 68 frei, so daß sich der Arbeitskolben nach rechts bewegt. Seine Bewegung v/ird von dem am Anschlagbund 71 mitgenommenen Führungsring 73* der schließlich am Außenanschlag 74 zur Anlage kommt, begrenzt. Der gewählte Gang ist eingelegt. Da sich nun vor und hinter dem Steuerkolben 86 der gleiche Druck aufbaut, kann die Feder das Kugelsitzventil 90 wieder schließen.

Sinngemäß die gleiche Funktion ergibt sich bei Betätigung nach links bei öffnung des Elektromagnetventils 79.

Soll der Arbeitskolben 69 aus einer beliebigen Sbellung in die Neutralstellung gebracht v/erden, so werden über das gemeinsame Elektromagnetventil 94 beide Hauptventile 80, 8l aufgesteuert. Die sich dann nach innen auf den Mittelanschlag 72 zu bewegenden

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Führungsringe nehmen den Arbeitskolben 69 bis in seine Neutralstellung mit. Durch den in den Hauptventilen dann auftretenden beschriebenen Druckausgleich werden diese wieder geschlossen. Der Betätigungsvorgang ist damit beendet.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von dem vorausgegangenen nur durch einen vereinfachten Gangbetätigungsniotor 108. Dieser hat einen an einer einseitig geführten Kolbenstange 109' angeordneten Arbeitskolben 109, der dicht und gleitend im Arbeitszylinder 110 geführt ist. Auf seiner der Kolbenstange 109' abgewandten Seite hat der Arbeitskolben einen zylindrischen Kolbenfortsatz 111, auf dem ein Führungsring 112 angeordnet ist. Der Führungsring 112 ist innen auf dem Kolbenfortsatz 111, außen in einer ringförmigen Erweiterung 113 des Zylinders 110 dicht und gleitend geführt. Die axiale Lange der Erweiterung II3 entspricht der des Kolbenfortsatzes 111. Unmittelbar nahe dem inneren Ende der ringförmigen Ervieiterung 113 mündet ein Druckmittelabfluß 114 in den Ringraum zwischen Arbeitszylinder 109 und Führungsring 112. In den vor dem Arbeitskolben 109 gelegenen Ringraum mündet ein erster Druckmittelzufluß 115> in den hinter dem Führungsring 112 gelegenen Ringraum mündet ein zweiter Druckmittelzufluß 116.

Die Druckmittelsteuervorrichtungen bei diesem Ausführungsbeispiel entsprechen denen des zuvor beschriebenen nach Fig. 3·

Die Funktion ist ebenfalls die gleiche wie beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel,

Ein anderes Ausführungsbeispiel eines Gangbetätigungsmotors zeigt Fig. 5.

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Dieser Gangbetätigungsmotor Il8 hat einen als zweiseitiger Stufenkolben ausgeführten Arbeitskolben 119j der mit je einer seiner beiden beaufschlagten Seiten in je einen von zwei einander koaxial gegenüberliegenden Arbeitszylindern 120, 120^! eintaucht. Der Arbeitskolben 119 ist von einer ihn durchsetzenden Kolbenstange beidseitig geführt. In jedem Zylinder 120, 120" ist links bzw. rechts von einer Anschlagstufe 122, 122^! auf dem verjüngten Teil 125, 125' des Arbeitskolbens II9 je ein innen und außen dichtender Führungsring 125, 125' angeordnet, der auf dem verjüngten Kolbenteil 125, 125' gleiten kann und durch einen Anschlagring 124, 124' mitgenommen wird.

An die beiden innerhalb der Führungsringe 125, 125^f gelegenen, einander zugewandten Ringräume der Zylinder 120, 120' mündet je ein gemeinsamer Druckmittelabfluß (126, 12β'), in die beiden außerhalb der Führungsringe gelegenen Ringräume je ein Druckmittelzufluß 127, 128.

Auch zu diesem Gangbetätigungsrnotor !iß v/erden wieder die gleichen Druckmittelsteuervorrichtungen verwendet, wie bei dem Ausführungs- . beispiel gemäß der Fig. 5· Die Funktion ist sinngemäß die gleiche.

In Fig. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Gangbetätigungsmotors dargestellt. Der Gangbetätigungsmotor 158 hat einen an einer einseitig geführten Kolbenstange l4o angeordneten Arbeitskolben 159> der dicht und gleitend im Arbeitszylinder l4l des Motors geführt ist, Auf der der Kolbenstange l40 abgewandten Seite des Arbeitskolbens 159 ist im Arbeitszylinder l4l ein Hilfskolben l42 dicht und gleitend angeordnet. Der Hilfskolben l42 hat einen dem Arbeitskolben zugewandten Kolbenfortsatz 145, der in einer Durchlässe für das Druckmittel aufweisenden Gleitführung l44 gelagert ist.

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In dem Raum zwischen Arbeitskolben 139 und Hilfskolben 142 mündet ein erster Druckmittelzufluß 145; ^eiⁿ zweiter Druckmittelzufluß 146 mündet in den vor dem Arbeitskolben 139 gelegenen Ringraum, ein dritter Druckmittelzufluß 147 in den hinter dem Hilfskolben 142 gelegenen Raum.

Der Druckmittelzufluß 147 ist über ein durch ein erstes elektromagnetisch betätigtes Ventil 148 vorgesteuertes Hauptventil 149., das dem bei Fig. 3 beschriebenen Hauptventil 8o vollkommen gleich ist, steuerbar. Das Elektromagnetventil 148 ist im nicht erregten Zustand geöffnet, d. h. auch das Hauptventil 149 ist dann geöffnet.

Der Druckmittel.zufluß 145 ist mit dem Ausgang eines Hauptventils das ebenfalls über ein elektromagnetisch betätigtes Ventil 150 vorgesteuert ist und auch gleich dem bei Fig. 3 beschriebenen Hauptventil 80 ist, verbunden. Das Elektromagnetventil 150 ist im nichterregten Zustand geschlossen, d. h. damit ist auch das Hauptventil 151 geschlossen.

Die als Kugelsitζventile ausgebildeten Eingänge der Hauptventile 14-9, 151 sind zusammen mit dem Druckmittelzufluß 146 des Gangbetätigungsmotors 138 mit dem Ausgang eines Hauptventils 153 verbunden. Das Hauptventil 153, es entspricht dem Hauptventil 80 in Fig_e 3, ist über ein elektromagnetisch betätigtes Ventil 152, das in nichterregtem Zustand geschlossen ist, vorgesteuert. Der Eingang des Hauptventils 153 ist mit der von der Hydraulikpumpe 1 kommenden Druckmittelleltung 6 verbunden»

Die Funktion dieser Ausführungsform der Gangschaltvorrichtung ist folgendermaßen;

Auf die Beschreibung des Ganggassenwählmotors wird hier verzichtet-,

in
da er sich nichts von den vorbeschriebenen Alisführungsbeispielen unterscheidet.

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Zur Betätigung des Gangbetätigungsmotors 138 aus der gezeichneten Stellung in die linke Schaltstellung gibt das eingangs erwähnte elektronische Steuergerät dem Elektromagnetventil 152 und zugleich auch dem Elektromagnetventil 15I einen elektrischen Schaltimpuls.

Dadurch wird der von der Pumpe 1 ankommende Druckmittelstrom"über alle drei Druckmittelzuflüsse 145, l46, 147 zum Gangbetatigungsmotor geleitet. Am Hilfskolben 142 herrscht Kräftegleichgewicht, * der Arbeitskolben 139 läuft infolge der verschieden großen, beaufschlagten Flächen nach links.

Soll der Arbeitskolben 139 nach rechts bis in seine Endlage gebracht werden, so wird das Elektromagnetventil 152 und zusätzlich das Elektromagnetventil 148 erregt. Die Druckmittelzuflüsse 145., 147 sind dann über die Hauptventile 151* 1^9 über den Rücklauf zum Tank 4 entlastet. Über den Druckmittelzulauf 146 gelangt Druckmittel in den Ringraurn, der vor dem Arbeitskolben 139 gelegen ist, so daß dieser nach rechts bewegt wird.

Soll der Arbeitskolben 139 in die Neutralstellung gebracht v/erden, so wird nur das Elektromagnetventil 152 erregt.

Befindet sich der Arbeitskolben 139 dabei in seiner rechten Endlage, so wird er vom Hilfskolben 142 in die Mittellage, befindet er sich in seiner linken Endlage, so wird er von dem über den Druckmittelzufluß 146 in den vorderen Ringraum strömenden Druckmittel bis in die Mittellage, die vom Hilfskolben definiert ist, bewegt.

Natürlich lassen sich die beschriebenen verschiedenen Ausführungsbeispiele von Gangbetätigungsmotoren und Ganggassenviählmotoren auch in anderer Kombination als hier dargestellt, verwirklichen.

Es ist grundsätzlich möglich, die hier beschriebenen Druckmittelmotoren mit sich linear, d. h. in geraden Zylindern bewegenden

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Arbeitskolben auch - ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen als Druckmittelmotor mit Drehkolben auszuführen* Ein solcher Drehkolbenmotor, der im Prinzip aus der DT OS 1 928 7^9 bekannt ist, hat eine zu einer Drehwelle konzentrisch angeordnete Arbeitskammer, in der ein an der Drehwelle angebrachter Arbeltskolben sich bewegt. Die Druckbeaufschlagung des Arbeitskolbens geschieht durch die erfindungsgemäßen Druckmittelsteuervorriehtungen* Die Anpassung der Bewegungsvorgänge der Drehkolbenausführung an die hier beschriebene Ausführung mit.sich linear bewegenden Arbeitskolben kann dem Durchschnittsfachmann überlassen werden.

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Claims

Robert Bosch GmbH R, 254

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Ansprüche:

l.yDureh Druckmittel betätigbare Gangschaltvorrichtung für ein Kraftfahrzeugweehselgetriebe mit einem in einer Bewegungsebene arbeitenden Ganggassenwählmotor und einem in einer zur ersten Ebene senkrechten Ebene arbeitenden Gangbetätigungsmotor, dadurch gekennzeichnet, daß der Ganggassenwählmotor (7) ein an sich bekannter Druckmittelmotor mit einem doppelseitig beaufschlagten Arbeitskolben (9) ist, bei dem die Druckmittelzuflüsse (11, 12) zu den auf beiden Seiten des Arbeitskolbens (9) gelegenen Räumen von einem durch den Druckmittelstrom selbst betätigten Ventil (lj) steuerbar sind und mit Druckmittelzuflüssen (l4, 15, 16, 17), die vom Arbeitskolben (9) steuerbar sind, und die durch je ein elektromagnetisch betätigtes Ventil (l8, 19, 20, 21) einzeln mit dem Rücklauf zum Tank (4) verbindbar sind, und daß der Gangbetätigungsmotor (8, 68, 108, 118, 128) ein Dric kmittelmotor mit einem doppelseitig beaufschlagten Arbeitskolben (29, 69, 109, 119, 139) ist, der zwei jeweils links und rechts von einer mittleren Neutralstellung liegende Arbeitsstellungen hat.
2. Gangschaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskolben (9) des Ganggassenwählmotors (7) eine Kolbenstange (9¹) hat, die in Bohrungen (22', 23', 24', 25') von Schaltfingern (22,22, 24, 25) verschiebbar ist und über .

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mindestens einen Mitnehmer (26) mit jeweils einem Schaltfinger (22, 23, 24, 25) drehfest verbindbar ist und bei der die Achse der Kolbenstange (9¹) mit der Drehachse der Schalt finger (22, 23, 24, 25) zusammenfällt, die jeder mit einer schiebbaren Getriebeschaltmuffe verbunden sind, und daß die Kolbenstange (9') über eine axiale Verschiebungen zulassende Mitnehmerverbindung (27) mit einem Drehhebel (28) verbunden ist, der einen kugelförmigen Zapfen aufweist und der seinerseits von einer Kolbenstange (29*, 69', 109*, 121, l4o) des Arbeitskolbens des Gangbetätigungsraotors (8, 68, I08, II8, I38) bewegt wird.
3. Gangschaltvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmerverbindung (27) eine Keilwellenverzahnung ist und daß der Drehhebel (28) ein kugelförmig ausgebildetes Ende (28*) hat, das in eine Ausnehmung (4o) in der Kolbenstange (29¹) des Gangbetätigungsmotors (8) eingreift.
4. Gangschaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, die Kolbenstange (9') des Ganggassenwählmotors (7) mit einer Zahnstange (4l) verbunden ist, Vielehe in ein Zahnsegment (42) einer Nabe (4o) an der drehbar gelagerten Kolbenstange (29¹, 69¹, 109', 121, l40) des Arbeitskolbens des Gangbetätigungsmotors (8, 68, 108, II8, 138) eingreift und einen daran angeordneten Schaltarm (4l) schwenkt, der in verschiedenen Winkelstellungen mit je einer schiebbaren Getriebeschaltmuffe zusammenarbeitet.

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5. Gangschalt vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gangbetätigungsmotor (8) ein an sich bekannter Druckmittelmotor ist, bei dem die Druckmittelzuläufe (31, 32) zu den beiden Seiten des Arbeitskolbens (29) von einem durch den Druckmittelstrom selbst betätigten Ventil (33) steuerbar sind, und mit Druckmittelabflüssen (24, 25, 26), die vom Arbeitskolben (29) steuerbar sind und die durch je ein gesondert betätigtes Ventil (37, 38, 39, 4?, 48, 49) einzeln mit dem Rücklauf verbindbar sind.
6. Gangschaltvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittelabflüsse (34, 35, 36) des Gangbetätigungsmotors (8) durch je ein elektromagnetisch betätigtes Ventil (37* 38, 39) einzeln mit dem Rücklauf zum Tank (4) verbindbar sind.
7. Gangschaltvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittelabflüsse (34, 35, 36) des Gangbetätigungsmotors (8) durch je ein über ein elektromagnetisch betätigtes Ventil (44, 45, 46) vorgesteuertes Absperrventil (47, 48, 49) mit dem Rückschiauf zum Tank (4) verbindbar ist, welches Absperrventil (47, 48, 49) an seinem Eingang (50) als Kugelsitz* ventil, an seinem Ausgang (51)als Schieberventil ausgebildet ist.

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8. Gangschaltvprrichtung nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil (47, 48, 49) einen in einer Schieberbohrung (52) gleitenden Steuerkolben (55) hat, dessen eine Stirnseite (54) von einem Steuerdruck beaufschlagt ist und der ein seiner anderen Stirnseite (55) gegenüberliegend angeordnetes, den Eingang (50) vom Ausgang (51) des Absperrventils abschließendes, kugelförmiges und federbelastetes Ventilglied (56) von seinem Sitz abheben kann.
9. Gangschaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einem der durch den Druckmittelstrom selbst betätigten Ventile (15* Jö) ein elektromagnetisch betätigtes Ventil (57, 58) vorgeschaltet ist.
10. Gangsehaltvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gangbetätigungsmotor (68) einen mit einer 'beidseitig geführten Kolbenstange (69') versehenen Arbeitskolber. (69) hat, auf dem links und rechts von. einem rnittig angeordneten Anschlagbund (71) je ein innen und außen dichtender Führungsring (75) in Bereichen gleitet, von denen sich jeder links und rechts von einem Mittelanschlag (72) im Zylinder (70), dessen axiale jU'V' dem Anschlagbund (71) .entspricht, bis zu einem linken bzv/'. rechten Außenanschlagring (74) im Zylinder erstreckt, und daß in den von den Führungsringen (75) axial begrenzten Ringraum zv7ischen Mittelanschlag (72) und Anschlagbund (71) ein Druckmittelabflu£ (75) und in die beiden außerhalb der Außenanschläge (74) angeordneten Ringräume je ein Druckmittelzufluß (76, 77) mündet.

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11. Gangschaltvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gangbetätigungsmotor (109) einen an einer einseitig geführten Kolbenstange (109^f) angeordneten Arbeitskolben (109) hat, der dicht und gleitend im Arbeitszylinder (110) des Motors geführt ist, daß der Arboitskolben (109) auf seiner der Kolbenstange (109') abgewandten Seite einen zylindrisch ausgebildeten Kolbenfortsats (ill) hat, auf dem in einer ringförmigen Erweiterung (115) des Zylinders (110), deren axiale Länge der des Kolbenfortsatzes (111) entspricht, ein innen und außen dichtender Führungsring (112) gleitet, und daß in einem Bereich, der unmittelbar nahe dem inneren Ende der ringförmigen Erweiterung (115) liegt, ein Druekmittelabfluß (ll4), in den vor dem Arbeitskolben (109) gelegenen Ringraum und in den hinter dem Führungsring (112) gelegenen Raum je ein Druckmittelzufluß (115> Il6) mündet.
12. Gangsehaltvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gangbetätigungsmotor (II8) einen Arbeitskolben (119) hat, der als zweiseitiger Stufenkolben ausgeführt von einer Kolbenstange (121) beidseitig geführt mit je einer, seiner beiden beaufschlagten Seiten in je einen von zwei einander koxial gegenüberliegenden Arbeitszylindern (120, 120*) eintaucht, daß auf dem verjüngten Teil (123, 125') des Arbeitskolbens (119) in jedem Zylinder (120, 120') links bzw. rechts von einer Anschlagstufe (122, 122') je ein innen und außen dichtender Führungsring (125, 125') angeordnet ist, und daß in

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die beiden innerhalb der Führungsringe (125, 125' gelegenen, einander zugewandten Ringräume der Zylinder (120, 120') ein gemeinsamer Druekraittelabfluß (126, 126' ) und in die beiden" außerhalb der Führungsringe (125, 125') gelegenen Ringräume je ein Druckmittelzufluß (127, 128) mündet.
13. Gangschaltvorrichtung nach Anspruch 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Druckmittelzuflüsse (76, 77, 115,

Il6, 127, 128) durch ein über ein elektromagnetisch betätigtes Ventil (78, 79) vorgesteuertes Hauptventil (80, 8l) steuerbar ist, das an seinem Eingang (82) als Kugeisitzvcntil, an seiner. Ausgang (83, 84) als Schiebervehtil ausgebildet ist.
14. Gangsehaltvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptventile (80, 8l) gemeinsam von einem einzigen elektromagnetisch betätigten Ventil (94) aufsteuerbar sind.
15. Gangs ehalt vor richtung nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch ge-

(138) kennzeichnet, daß der Gangbetätigungsmotor/in an sich bekannter Welse einen an einer einseitig geführtenKolbenstange (l4o) angeordneten Arbeitskolben (139) hat, der dicht und gleitend im Arbeitsyzlinder (l4l) des Motors geführt ist, daß auf der der Kolbenstange (l4o) abgewandten Seite des Arbeitskolbens (139) im Arbeitszylinder (l4l) dicht gleitend ein Hilfskolben (l42) angeordnet ist, der einen dem Arbeitskolben (139) zugewandten, in einer Durchlässe aufweisenden Gleitführung (144) gelagerten

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Kolbenfortsatz (l43) hat, daß ein Druckmittelzufluß (l45)" in den Raum zwischen Arbeitskolben (139) und Hilfskolben (142) und je ein Druckmittelzufluß (l46, 147) in den vor dem Arbeitskolben (139) bzw. hinter dem Hilfskolben (l42) gelegenen Raum mündet..
16. Gangschaltvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Druekmittelzufluß (147) in den hinter dem Hilfskolben (142) gelegenen Raum mündet/über ein durch ein erstes elektromagnetisch betätigtes Ventil (148) vorgesteuertes Hauptventil (l49) steuerbar ist, daß der in den Raum zwischen Hilfs- (142) und Arbeitskolben (139) mündende Druekmittelzufluß (l45) über ein durch ein zweites elektromagnetisch betätigtes Ventil (ISO) vorgesteuertes Haudcventil (151) steuerbar ist, und daß der Druckmittelzufluß (l46), der in den vor dem Arbeitkolben gelegenen Ringraum mündet, gemeinsam mit den Eingängen der beiden anderen Hauptventile (l49, 151) über ein durch ein drittes elektromagnetisch betätigtes Ventil (152) vorgesteuertes Hauptventil (153) steuerbar ist.
17. Gangschaltvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptventil (149) geschlossen ist, wenn das zugehörige erste elektromagnetisch betätigte Ventil (148) elektrisch erregt ist, und daß die Hauptventile (15I, 153) geöffnet sind, wenn ihre zugehörigen elektromagnetisch betätigten Ventile (150, 152) elektrisch erregt sind.

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18. Gangschaltvorrichtung nach Anspruch 12, l4, ΐβ oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptventil (80, 8l, 149, 151, 155) einen in einer Schieberbohrung (85) gleitenden Steuerkolben (86) hat, dessen eine Stirnseite (87') von einem Steuerdruck beaufschlagt ist, der ein seiner anderen Stirnseite gegenüberliegend angeordnetes, den Eingang (82) des Hauptventils abschließendes, kugelförmiges und federbelastetes Ven-

* tilglied (90) von seinem Sitz abheben kann, nachdem eine Verbindung des Ausgangs (85) zum Rücklaufanschluß (84) unterbrochen ist.
19. Gangsehaltvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberbohrung (85), die drei ringförmige, in axialem Abstand angeordnete Erweiterungen (87, 88, 89) hat, in eine den Eingang (82) zugeordnete Kammer mündet, Vielehe Mündungen als Sitz für das kugelförmige Ventilglied (90) ausgebildet ist, und ■ daß die mittlere Erweiterung (88) der Schieberbohrung (85) dem Rückflußanschluß (84), die linke, der Eingangskammer abgevrandte Erweiterung; (87) der Steuerdruckleitung und die rechte Erv/eiterung (89) dem Ausgang (85) des Hauptventils (80, 8l,· 149, 151, 153) zugeordnet ist.

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20. Gangschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der als Ganggassenwählmotor'(7) oder als Gangbetätigungsmotof (8, 68, 108, 118, 138) angeordneten Druckmittelmotoren eine Befestigungsvorrichtung (9", 29") aufweist, an der im Störungsfall eine Handhabe zur manuellen Betätigung der Druckmittelmotoren aufgebracht vier den kann. /

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