DE2141693C3

DE2141693C3 - Handgesteuertes Servo-Betätigungssystem für eine vielstufige Arbeitsdruckmodulation zum Schalten von Kraftfahrzeug-Wechselgetrieben

Info

Publication number: DE2141693C3
Application number: DE19712141693
Authority: DE
Inventors: Friedrich 7996 Meckenbeuren Schreiner
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1971-08-20
Filing date: 1971-08-20
Publication date: 1981-08-27
Also published as: GB1394169A; DE2141693B2; IT961988B; DE2141693A1; FR2151294A5; SE382421B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein handgesteuertes Servo-Betätigungssystem für das Einlegen von Gängen an Kraftfahrzeug-Getrieben mit Servo-Schaltung.

Das Einlegen des ersten Ganges an einem Kraftfahrzeug-Getriebe erfordert eine größere Kraft als das Einlegen des zweiten oder höherer Gänge. Zu den höheren Gängen hin wird die erforderliche Kraft vergleichsweise geringer. Außerdem wird zum Herunterschalten aus einem höheren Gang in einen niedrigeren Gang eine vergleichsweise größere Kraft benötigt als ein entsprechendes Heraufschalten in derselben Gangstufe. Als Ursache dieser Erscheinung ist die unterschiedliche Reibung zwischen Beschleunigen und Verzögern der Getriebeteile anzusehen. Beim Heraufschalten unterstützt die Reibung den Schaltvorgang, beim Herunterschalten erschwert sie ihn. Kraftfahrzeug-Getriebe, die mit hydraulischer Kraftunterstützung geschaltet werden, mit sogenannten Servo-Schaltungen, müssen eine dem Schaltungsfall entsprechende Schaltkraft aufbringen. Das kann zwar erreicht werden durch Schaltungsanordnungen, die mit gleichbleibendem Druck auf verschieden große Steuerflächen mehrerer Steuerzylinder wirken und so unterschiedliche Kraft beim Einlegen der Gänge aufbringen. — Diese Bauweise wäre jedoch sehr wenig geeignet für Kraftfahrzeuge.

Durch die CH-PS 202041 wurden schon vor langem Bemühungen bekannt, ein »handgesteuertes Servo-Betätigungssystem für eine vielstufige Arbeitsdruck-Modulation zum servo-betätigten Einlegen von Gängen...« zu schaffen. Hier werden indessen sowohl die Schaltzeiten als auch die Schaltkräfte rein manuell und somit nicht exakt reproduzierbar zu bemessen.

ίο Die dazu verwendete Einrichtung ist gekennzeichnet durch einen gleichdruckbeaufschlagten Doppelschalt-Zylinder, bei welchem Zahl und Lage der Schaltwege nur durch die entsprechende Zahl und Lage der Verbindungsleitungen zu einem Viel wegehahn, also durch eine Mengendosierung, bestimmbar sind. — Eine Umsteuerung der Drücke ist hier nicht möglich bzw. in Betracht gezogen. -

Durch die GB-PS ] 236175 wurde noch ein »Automatgetriebe« bekannt, bei dem zwischen maximal zwei Druckstufen (High and Low) in Abhängigkeit vom Antriebsmaschinen-Drosselventil (ohne manuelle Eingriffsmöglichkeit beim Gangwechsel) mit fließendem Druckstufen-Übergang moduliert wird. — Die manuelle Schaltung aller einzelnen Gänge mit individuell variablen Schaltdrücken ist hiermit nicht möglich.

Zwar ist das in der Einleitung erwähnte individuelle Kräftebedürfnis zum Einlegen von Gängen eine aus der manuellen Betätigung in der Praxis allgemein bekannte Erscheinung, indessen fehlt bislang noch eine auf den Betrieb von manuell zu betätigenden Kraftfahrzeug-Servoschaltungen übertragene Nutzanwendung mit praktikablen Baumerkmalen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine handgesteuerte Servo-Betätigung für Kraftfahrzeug-Schaltgetriebe mit Zugkraft-Unterbrechung zu schaffen, die bei manueller Vorwahlmöglichkeit hinsichtlich Gasse, Gang und Schaltrichtung mittels eines gemeinsamen Stellzylinders sowohl eine manuelle Wählmöglichkeit für alle Gänge als auch eine gang-, gassen- und schaltrichtungsabhängige Stellkraft-Variation ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch aufgeführter. Merkmale gelöst.

Die Vorteile dieser Lösung bestehen insbesondere darin, daß hiermit eine schaltkraftgerechte Arbeitsdruck-Modulation geschaffen wurde, wobei die Steuerzylinder nicht manuell, sondern mittels mehrerer Schaltdrücke (im Beispiel: sechs!) hilfskraftgesteuert

so und zwangsgeführt gangabhängig funktionieren. Der gemeinsame Stellzylinder ist dabei unabhängig von antriebsseitigen Betriebszuständen der Maschine (wie z. B. Drosselventil-Stellung oder dergleichen) und manuell ohne separate Umschaltungen verstellbar und sowohl für mehrere, eindeutig fixierte als auch schaltkraftbedarfsgerecht modulierte Arbeitsdruckstufen eingerichtet.

Das Servo-Betätigungssystem ist schließlich in einer betriebszuverlässigen, wirtschaftlichen und kom-

fto pakten Bauweise herstellbar, die die bisher einschlägig für Kraftfahrzeuge bekannten Anordnungen deutlich verbessert.

Die Erfindung wird an den Fig. 1 und 2 erläutert. Davon zeigt F i g. 1 das Schaltschema der neuen Schaltungsanordnung und Fig. 2 ein Diagramm mit den aufzuwendenden Drücken für die verschiedenen Gänge an einem Kraftfahrzeug-Getriebe mit Servo-Schaltung.

Die Schaltungsanordnung der Fig. 1 zeigt eine Hauptdruckleitung 27, die von einer Pumpe 29 gespeist ist. In der Hauptdruckleitung 27 ist das druckgesteuerte Hauptdruckventil 1 angeordnet. An die Hauptdruckleitung ist die Leitung 28 mit Stellzylinder 30 angeschlossen. Das Ventil 1 ist über den ersten Steuerzylinder 2 und die Leitung S an die Hauptdruckleitung 27 angeschlossen und weist außerdem zwei weitere Steuerzylinder 3 und 4 auf. Der Zylinder 4 ist über ein erstes 3/2-Ventil 9 und die Leitung 11 bei Punkt 12 an die Hauptdruckleitung 27 angeschlosses·Der Zylinder 3 ist an eine Drucknebenleitung 7 angeschlossen, in der ein Druckregler 23 vorgesehen ist, das zwei druckgesteuerte Betätigungen 21 und 22 aufweist. Die Betätigung 21 steht mit der Drucknebenleitung 7 über die Leitung 19 in Verbindung. Die Betätigung 22 hat über eine Leitung 20 mit einem zweiten 3/2-Ventil 14 Verbindung, das über die Leitung 15 und den Punkt 17 an die Hauptdruckleitung 27 angeschlossen ist. Der Druckregler 23 ist über die Leitung 25 bei Punkt 26 an die Hauptdruckleitung 27 angeschlossen.

Das Diagramm der Fig. 2 zeigt die notwendigen Drücke für die Gangschaltung der einzelnen Gänge. Mit höherem Gang nimmt dieser Druck stufenförmig vom ersten zum sechsten Gang hin ab. Der schraffierte Teil des Diagramms entspricht dem Heraufschalten, der überstehende, nicht schraffierte Teil macht den Druckanteil deutlich, der zusätzlich beim Herunterschalten notwendig ist.

Die Wirkungsweise der neuen Schaltungsanordnung ist wie folgt zu erläutern:

Entsprechend dem Gangschaltbild hat die Gangstellung beim Gangschalten die vorgegebenen Stellungen E, F, G. Diesen Stellungen entsprechend wird die mechanische Betätigung 24 des Druckreglers 23 verstellt und damit werden verschiedene Drücke - der jeweiligen Stellung E, F oder G entsprechend - über die Drucknebenleitung 7 auf den Steuerzylinder 3 des Hauptdruckventils 1 gegeben. Jeder dieser Drücke

κι kann durch das Ventil 14 mit der mechanischen Betätigung 13 bei der Stellung C abgesenkt werden, in der Stellung D unbeeinflußt bleibt. Damit werden in der Leitung 7 unterschiedliche Drücke für Gänge erzeugt. Die Betätigung 13 ist mechanisch gekoppelt mit einem nicht dargestellten Gangschaltgestänge, wobei die Stellung J der Stellung D des Ventils 14 entspricht und die Stellung H der Stellung C des Ventils 14.

Damit kann die Drucktreppe entsprechend dem

3d schraffierten Teil der Fig. 2 nachgebildet werden.

Für das Heraufschalten der Gänge sowie für das Herunterschalten der Gänge wird von einer nicht dargestellten Vorrichtung aus beim Gangschalten eine mechanische Bewegung auf die Betätigung 10 des Ventils 9 übertragen, derart, daß beim Heraufschalten die Stellung B, beim Herunterschalten die Stellung A des Ventils 9 eingestellt wird. Dadurch wird der Druck in der Hauptleitung 27 auf den Steuerzylinder 4 des Hauptdruckventils 1 gebracht und bewirkt, daß das

3d Niveau der Drucktreppe (Fig. 2) in der Hauptdruckleitung 27 erhöht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Handgesteuertes Servo-Betätigungssystem für eine vielstufige Arbeitsdruckmodulation zum Schalten von Kraftfahrzeug-Wechselgetrieben mit Zugkraftunterbrechung, mit selbsttätiger Vorwahl beim Schalten, orientiert nach Gang, Gasse und Schaltrichtung, gekennzeichnet durch: ein in der Hauptdruckleitung (27) angeordnetes und über drei Steuerzylinder (2, 3, 4) steuerbares Hauptdruckventil (1), wobei der erste Zylinder (2) direkt, der zweite Zylinder (3) über einen Druckregler (23) sowie der dritte Zylinder (4) über ein erstes Zweistellungswegeventil (9) an die Hauptdruckleitung angeschlossen sind, von der weiterhin ein Stellzylinder (30) für das Einlegen der Vorwärtsgänge abzweigt, wobei

a) die jeweiligen Drücke entsprechend dem Gangschaltbild für die Gänge (1 und 2 bzw. 3 und 4 bzw. und 6) durch die Schaltgassen (E bzw. F bzw. G) über eine federverstärkte, mechanische Betätigung (24) eindeutig festlegbar sind und jeder dieser Drücke wahlweise, entweder mittels Überlagerung eines Hilfsdruckes aus einem zweiten an die Hauptdruckleitung (27) angeschlossenen, mechanisch betätigbaren Zweistellungswegeventil (14) um einen festen Wert abgesenkt werden, oder - bei Absperrlage D des Ventils (14) - unbeeinflußt bleiben kann;

b) das erste Zweistellungswegeventil (9) mittels einer an den Wählhebel angekoppelten Vorrichtung beim Heraufschalten in eine Absperrlage B und beim Herunterschalten in eine Durchgangslage A zwecks Erhöhung des Druckniveaus in der Hauptdruckleitung, entgegen einer Rückstellfeder (10), über eine Betätigungsmechanik verstellt wird.