DE2150706C2 - Schaltsteuervorrichtung für Mehrgangschaltgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltsteuervorrichtung für Mehrgangschaltgetriebe nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein derartiges Getriebe ist in den US-PS 35 08 450 beschrieben.

Antriebsübertragungen oder Getriebe für Fahrzeuge und ähnliche Einrichtungen können allgemein in zwei Arten eingeteilt werden, von denen jede bestimmte Vorzüge und Nachteile gegenüber der anderen Art aufweist. Eine erste Art umfaßt automatische oder halbautomatische Getriebe, die mit hydrodynamischen Antriebselementen, Planetengetrieben oder Kombinationen dieser Elemente arbeiten. Getriebe dieser Art werden gewöhnlich mit Hilfe von.Mitteln geschaltet, die durch eine Arbeitsflüssigkeit betätigt werden und entweder vollautomatisch sind oder aufgrund einer einfachen Bewegung eines Steuerhebels durch den Fahrer arbeiten. Derartige Getriebe zeigen eine äußerst wirksame Schaltleistung und sind verhältnismäßig wenig abhängig von der Geschicklichkeit und dem Urteilsvermögen des Fahrers. Die zweite Art Getriebe kann allgemein als Standardgetriebe bezeichnet werden und arbeitet mit einer Gruppe von Gang-Zahnrädern, die allgemein von Hand verstellt werden, indem der Fahrer einen Schalthebel betätigt, wobei er gleichzeitig damit eine Kupplung betätigen muß. Diese Standardgetriebe sind, wenn die Kraftausnutzung während eines Schaltvorganges betrachtet wird, weniger wirksam und stärker abhängig von der Geschicklichkeit und der

ίο Erfahrung des Fahrers. Diese Standardgetriebe zeichnen sich aber durch geringeren Umfang, geringere Herstellungskosten, einfachen Bau sowie dadurch aus, daß sie außerhalb der Schaltvorgänge eine wirksamere Drehmomentübertragung haben.

Die US-Patentschrift 35 08 450 beschreibt eine Hybrid-Form eines Wechselgetriebes, in der bestimmte Vorzüge beider vorstehend besprochener Arten kombiniert sind. Dieses bekannte Getriebe hat grundsätzlich die Form eines Getriebes mit einer Gruppe von Geschwindigkeitswechselzahnrädern. Im Gegensatz zu den gewöhnlich benutzten Standardgetrieben ist jedoch eine Eingangsbremse und Kupplung sowohl am Eingangs- als auch am Ausgangsende des Zahnradabschnittes vorgesehen, so daß Zahnräder sowohl von der Antriebsmaschine als auch von der angetriebenen Last abgekuppelt und bis zum Anhalten gebremst werden können, um den Schaltvorgang zu erleichtern.

Ein pneumatisches Steuersystem spricht auf die Bewegung eines vom Fahrer betätigten Schalthebels an und steusrt selbsttätig die erforderlichen Auskuppelvorgänge, das Bremsen, die Zahnradschaltung, die Bremslösung und das Wiedereinkuppeln zur Ausführung des Schaltvorganges. Ein bevorzugtes Steuersystem für diese Art Kupplung ist von der Anmelderin bereits in einer älteren Anmeldung vorgeschlagen worden. Ein Wechselgetriebe dieser Art verbindet die grundsätzliche Leistungsfähigkeit der Standardgetriebe mit der überlegenen Schaltfähigkeit automatischer oder halbautomatischer Getriebearten. Bei der in der US-Patentschrift 35 08 450 beschriebenen Getriebeart, können innerhalb des Zahnräderteiles Schalteingriffe hergestellt werden, ohne daß umfangreiche Synchronisationseinrichtungen erforderlich sind; es können praktisch alle möglichen Kraftwege benutzt werden, die durch einen Zahnradsatz hindurch herstellbar sind, so daß eine maximale Anzahl von möglichen Antriebsverhältnissen geschaffen wird, und nur eine einfache Steuerung erforderlich ist.

In einem solchen System ist es möglich, daß in dem Zeitpunkt, in dem irgendwelche Zahnräder, Schaltkragen oder ähnliche Elemente in Eingriff gebracht werden sollen, die Zähne so gegeneinander stoßen, daß momentan der gewünschte Eingriff verhindert wird.
Deshalb wird bei der Einrichtung nach der oben erwähnten Patentschrift die vorhandene Eingangsbremse gelöst, bevor die Eingangs- und Ausgangskupplungen in vollen Eingriff gebracht werden, wobei ein verhältnismäßig geringes Drehmoment auf das Getriebe übertragen wird, so daß irgendwelche gegeneinander stoßenden Zahnelemente sich langsam gegeneinander und unter leichter Belastung drehen, so daß die erforderliche Umfangsbeziehung für den Eingriff erreicht wird, bevor der Antrieb durch das Getriebe wiederhergestellt wird.

Nach dem Stand der Technik ist diese Art Getriebe kompliziert gebaut und erfordert eine äußerst genaue Steuerung der Kupplungs- und Bremsvorgänge, um für ein sicheres, schnelles und schadenfreies Ineinandergreifen gegeneinander stehender Zähne im Fall eines

Schaltvorganges sorgen. So besitzt das aus der US-PS 35 08 430 bekannte Getriebe an seinem Ausgang neben einer nur in einer Richtung wirkenden Freilaufkupplung eine zusätzliche Ausgangskupplung, die zur Herstellung einer Antriebsverbindung notwendig ist, v;enn mit dem Getriebe außer Vorwärtsgingen auch Rückwärtsgänge eingestellt werden sollen.

Während der Zeitspanne, in eier ein leichtes Drehmoment auf die Zahnräder zum Ineinanderführen gegeneinander stehender Zähne Obertragen wird, kann das Zahnelement,, das dem Antriebscingang am nächsten ist, dazu neigen, das anstoßende Zahnelement zu drehen, anstatt eine Relativdrehung zur Erreichung des gewünschten Zahneingriffes auszuführen. Es ist auch schon bedacht worden, daß sonst erwünschte is Bauarten von Kupplungen nicht an dem Ausgang verwendet werden sollten. Eine Ausgangskupplung des Scheibentyps z. B. kann aufgrund einer Viskositäts-Mitführung dazu neigen, einen gewissen Antrieb zu übertragen; dies könnte den gewünschten Eingriff der gegeneinander stoßenden Zahnelemente verzögern. Unter bestimmten Bedingungen können noch weitere Schwierigkeiten auftreten, weiche die gewünschte Umschaltung der Zahnräder verzögern oder einen kratzenden Eingriff verursachen, der die Abnutzung beschleunigt und möglicherweise einen Zahnbruch verursacht

Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, die Schaltsteuerung eines im Oberbegriff des Patentanspruches angegebenen Mehrganggetriebes in der Weise zu verbessern, daß beim Schalten mit größerer Zuverlässigkeit und verringerter Gefahr einer Abnutzung oder Beschädigung ein schneller Eingriff gegeneinander stoßender Zahnelemente des Wechselgetriebes erreicht wird, wobei auch bei einer Getriebeausführung mit Vor- und Rückwärtsgängen die Verwendung einer einfachen, kompakt gebauten Ausgangskupplung ohne die Notwendigkeit zusätzlicher Synchronisationseinrichtungen möglich sein soll. Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Schaltsteuervorrichtung für Mehrganggetriebe erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 ausgeführt.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung unterscheidet sich von bekannten Getrieben der vorliegenden Gattung durch die zusätzliche ausgangsseitige Bremse und dadurch, daß die Eingangs- und Ausgangsbremsen im Verlauf eines Schaltvorganges in Reihenfolge betätigt werden.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß sie durch die von der Eingangsbremse sowie von den Eingangs- und Ausgangskupplungen unabhängige Betätigung einer zusätzlichen Ausgangsbremse in jedem Betriebszustand eine solche Steuerung der Schaltfolge ermöglicht, daß ein schnelles und beschädigungsfreies Ineinandergreifen der Zahnräder bei einem Schaltvorgang zuverlässiger als bisher gewährleistet ist, wobei als Ausgangskupplung vorzugsweise auch eine einfache, getrennt gebaute Scheibenkupplung eine einwandfreie Funktion beim Umschalten in die vorgesehenen Vorwärts- und Rückwärtsgänge und in die Neutralstellung gewährleistet

Zwar weist eine durch die DE-AS 11 32 004 bekannte Druckmittelschaltvorrichtung neben Eingangs- und Ausgangskupplungen und einer Eingangsbremse auch schon eine der Ausgangswelle des Zahnräderwechselgetriebes zugeordnete zweite Brcnvse auf. Die ausgangsseitige Bremse wird bei dieser Vorrichtung aber nicht getrennt von der eing&ngsseitigen Bremse betätigt, sondern als Zusatzbremse zur eingangsseitigen Bremse gemeinsam mit dieser und mit schwächerer Bremswirkung als diese.

Eine von der ersten Bremse unabhängige, auf den jeweiligen Betriebszustand abgestimmte Steuerung der ausgangsseitigen Bremse ist also bei diesem Stand der Technik ebenso ausgeschlossen wie bei dem aus der US-PS 35 08 450 bekannten Getriebe, bei dem eine ausgangsseitige Bremse fehlt

Dagegen können die Eingangs- und Ausgangskupplungen und die Eingangs- und Ausgangsbremsen bei der Erfindung mit Hilfe von Steuermitteln in eine Folge gebracht werden welche die Schaltleistung besonders günstig gestaltet Insbesondere wird durch die Steuerung eine Bremse gelöst, bevor die andere Bremse gelöst wird und bevor die Kupplungen voll in Eingriff treten, so daß eine langsame Relativbewegung zwischen den gegeneinander stoßenden Zahnelementen in dem Wechselgetriebeabschnitt und dadurch ein schneller Zahneingriff ohne übermäßige Abnutzung oder Gefahr einer Beschädigung gewährleistet ist Dabei wird das Umschalten des Getriebes dadurch erleichtert daß Zahnräder des Wechselgetriebeabschnittes im Verlauf eines Schaltvorganges mit Hilfe der erfindungsgemäßen Schaltsteuervorrichtung abgekuppelt und anschließend vorübergehend angehalten werden.

Bei der Erfindung spricht ein beispielsweise pneumatisches Steuerungssystem auf eine Bewegung des vom Fahrer zu betätigenden Schalthebels dadurch an, daß die Kupplungen und die Bremsen in einer programmierten Folge betätigt werden, wodurch eine glatte, schadenfreie Schaltung gewährleistet wird. Nach der Bewegung des Schalthebels auf eine gewählte Stellung werden durch die Steuerungseinrichtung gleichzeitig beide Kupplungen gelöst und beide Bremsen angelegt Die Steuerungseinrichtung erregt dann mit Flüssigkeit arbeitende Vorrichtungen zur Herstellung der geeigneten Zahnradverbindung, worauf dann in Reihenfolge die Eingangs- und die Ausgangsbremse gelöst werden. Die Eingangskupplung wird dann in Eingriff gebracht und schließlich auch die Ausgangskupplung, um erneut eine Antriebsverbindung zwischen der Maschine und den angetriebenen Teilen herzustellen, Eine Verzögerung zwischen der Lösung der Eingangs- und der Ausgangsbremse gewährleistet, daß gegeneinander stoßende Zähne in den Zahnradabschnitt leicht bei geringen Relativdrehzahlen und nur unter leichten Belastungen ineinandergreifen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine vereinfachte Darstellung eines mit einer erfindungsgemäßen Schaltsteuervorrichtung ausgerüsteten Mehrgangschaltgetriebes für ein Fahrzeug oder dergleichen,

F i g. 2 eine Seitenansicht eines Ausgangskupplungs-Abschnittes, teilweise aufgebrochen, mit einer Kupplungs- und Bremsanordnung für ein Getriebe der F i g. 1 zur Veranschaulichung einer geeigneten baulichen Anordnung,

Fig.3 eine Übersicht über die verschiedenen Kombinationen der durch Strömungsmitteldruck betätigten Schaltgabel-Stellvorrichtungen nach Fig. 1 mit dereii Hilfe aus 16 Vorwärtsantriebsverhältnissen, einem neutralen oder zwei Rückwärtsantriebsverhältnissen ein bestimmtes ausgewählt und hergestellt werden kann,

F i g. 4 eine graphische Darstellung von Strömungsmitteldrücken als Funktion der Zeit in bestimmten, durch Strömungsmitteldruck betätigten Elementen des Getriebes nach F i g. 1 und

F i g. 5A, 5B und 5C den Schalthebel des Fahrers und pneumatische Schaltkreiselemente, welche auf die Bewegung des Schalthebels ansprechen, um Elemente des Getriebes nach F i g. 1 zum Zweck der Bewirkung einer gewählten Schaltung zu betätigen, wobei der Schaltkreis in dem Zustand gezeigt ist, der bei.Fehlen von Druck aus der Druckluftquelle vorherrscht; die F i g. 5A, 5B und 5C bilden zusammen ein Schaltbild, wobei die Figuren in der in Fig.6 dargestellten Anordnung aneinander zu fügen sind.

Ein Mehrgangschaltgetriebe 11, siehe Fig. 1, kann einen Wechseigetriebeabschnitt 12 in der bekannten Form aufweisen, die in der US-Patentschrift 35 08 450 beschrieben ist. Ein solcher Zahnradgetriebeabschnitt hat eine Eingangswelle 13, die am vorderen Ende, und eine Ausgangswelle 14, die am hinteren Ende vorspringt, und enthält eine Mehrzahl von Geschwindigkeitswechselzahnrädern 16, die in verschiedenen Gängen durch Verschiebung einer Reihe von Kupplungskragen 17 miteinander in Verbindung treten können, um irgendeines aus einer bestimmten Mehrzahl von Antriebsverhältnissen zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle herzustellen. In dem bestimmten Zahnradgetriebeabschnitt, der in F i g. 1 dargestellt ist, werden 16 Vorwärtsgänge, ein neutraler und zwei Rückwärtsgänge durch Verschiebung geeigneter Kombinationen von 5 Kupplungskragen 17a—17e hergestellt. Ein für den Wechselgetriebeabschnitt 12 geeigneter mechanischer Aufbau wird in der oben erwähnten Patentschrift beschrieben. Jeder Schallkragen 17a— 17e wird durch eine zugeordnete Schaltgabel 18a—18e betätigt, die ihrerseits durch einen bestimmten, zugeordneten, durch Luftdruck gesteuerten Stellzylinder aus einer Gruppe von 5 solchen Zylindern 19a— 19e betätigt wird. Die Stellvorrichtungen 19 können im wesentlichen die Gestalt haben, die in einer älteren Anmeldung der Anmelderin, betreffend eine Schaltgabeleinrichtung, beschrieben sind. Stellvorrichtungen dieser Form haben zwei Druckluftöffnungen 19-1 und 19-2. Falls unter Druck stehende Luft der öffnung 19-1 zugeführ: wird, während die Öffnung 19-2 entlüftet ist, werden die entsprechende zugeordnete Gabel 18 und Kupplungskragen 17 in einer ersten axialen Richtung bewegt, während die Beaufschlagung der öffnung 19-2 und die Entlüftung der öffnung 19-1 Gabel und Kupplungskragen in entgegengesetzter Richtung verschieben. Die F i g. 3 veranschaulicht die jeweiligen öffnungen der

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um die 16 Vorwärtsgänge, den neutralen und die zwei Rückwärtsgänge herzustellen, die in dem Wechselgetriebeabschnitt 12 vorgesehen sind. Andere Ausführungsformen können abweichende Anordnungen von Geschwindigkeitswechselzahnrädern 16 und abweichende Anzahlen von Schaltmittel-Stellvorrichtung 19 aufweisen, um eine abweichende Anzahl von Gängen herzustellen.

Aufgrund der Bewegung eines einen Schaltvorgang auslösenden Schalthebels 21 durch den Fahrer unter Verwendung eines pneumatischen Schaltsteuerkreises 22, der weiter unten ausführlich erläutert wird, werden entsprechende Stellvorrichtungen 19 betätigt, um ein bestimmtes Gangverhältnis herzustellen.

Wie F ig. 1 m Verbindung mit F ig. 3 zeigt, macht eine Änderung des Antriebsverhältnisses im Getriebeabschnitt 12 erforderlich, daß ein oder mehrere mit Zähnen versehene Kupplungskragen 17 aus dem Eingriff mit einem Gangzahnrad 16 gelöst wird bzw. werden und daß ein oder mehrere Schaltkragen mit anderen Gangzahnrädern in Eingriff treten. Für diesen Vorgang sind die bislang üblichen Synchronisationsvorrichtungen nicht vorgesehen. Das wird in dem gezeigten Getriebe dadurch ermöglicht, daß die Eingangs- und Ausgangswelle 13 bzw. 14 des Getriebeabschnittes von

ίο der Antriebsmaschine und der angetriebenen Last am Beginn des Schaltvorganges abgekuppelt und die Zahnräder 16 bis zum Anhalten oder bis nahe zum Stillstand vor dem Schalten gebremst werden. Nach der Betätigung der Schaltstellvorrichtungen 19 werden die Eingangswelle 13 und die Ausgangswelle 14 erneut mit der Antriebsmaschine bzw. der getriebenen Last gekuppelt, um den Antrieb durch das Getriebe wieder herzustellen. Ein Eingangskupplungsabschnitt 23 führt das Auskuppeln, das Bremsen und das Wiedereinkup pein an der Eingangswelle aufgrund von Drucksignalen aus dem Steuerkreis 22 aus. Eine Ausgangskupplungsvorrichtung 24 führt die gleichen Funktionen an der Ausgangswelle 14 ebenfalls aufgrund von Drucksignalen aus dem Steuerkreis aus.

Eine für die Erfindung geeignete Eingangskupplungsvorrichtung 23 weist ein Schwungrad 26 auf, das mit Bezug auf dip Hingangswelle 13 des Getriebeabschnittes koaxial angeordnet und mittels eines geeigneten Lagers 27 auf der Welle drehbar ist, wobei das Schwungrad mit der antreibenden Maschine des zugehörigen Fahrzeugs oder einer entsprechenden Einrichtung verbindbar ist Das Schwungrad 26 trägt einen Buchsenabschnitt 28, in dem eine ringförmige Nabe 29 koaxial auf der Eingangswelle 13 und zur Drehung mit dieser verbunden ist. Eine Eingangsscheibenkupplung 31 ermöglicht eine Verbindung oder Lösung des Schwungrades 26 mit der Nabe 29, da die Kupplungsscheiben wechselweise mit dem Schwungradteil 28 und der Nabe durch ineinander greifende Keile und Nuten verbunden sind.

Die Eingangskupplung 31 wird durch Axialbewegung einer ringförmigen Druckplatte 32 in Eingriff gebracht bzw. gelöst Um eine Kraft auf die Druckplatte 32 auszuüben, die die Eingangskupplung 31 zum Eingreifen zu bringen sucht ist eine Kolbenplatte 33 koaxial um die Eingangswelle 13 herum angeordnet und ihr gegenüber in axialer Richtung bewegbar. Mehrere Druckfedern 34 wirken zwischen dem Kolben 33 und der Druckplatte 32, um diese in eine Richtung zu drücken, die zum Eingreifen der Eingangskupplung 31 führt Ein glattes Schalten eines Getriebes dieser allgemeinen Art

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lung 31 am Abschluß eines Schaltüberganges zur Vermeidung ernstlicher Drehmoment-Fehlpassungen.

In der üblicheren Form eines mechanischen Getriebes erfordert'diese Kupplungsmodulation eine sorgfältige Betätigung eines Kupplungsfußhebels seitens des Fahrers. In dem Getriebe 11 wird die gewünschte Modulation der Eingangskupplung selbsttätig nut Hufe einer ölmenge 36 verwirklicht, die zwischen dem Schwungrad 26 und dem Kolben 33 vorhanden ist Das öl ist zwischen diesen Teilen durch Zentrifugal Wirkungen gefangen, welche die Flüssigkeit mit Bezug auf die Drehachse des Schwungrades und des Kolbens radial nach außen zu rucken suchen. Unter dieser Bedingung übt das ölvolumen 36 gegen den Kolben 33 einen Axialdruck aus,der eine Funktion der Winkelgeschwindigkeit des ölvolumens und daher auch der Maschi-

nendrehzahl ist. Daher wird die Kraft, die der Kolben 33 auf die Eingangskupplung-Druckplatte 32 durch die Federn 34 ausübt, in Abhängigkeit von der Drehzahl der antreibenden Maschine moduliert, so daß das gewünschte allmähliche Eingreifen eier Eingangskupplung am Ende eines Schaltvorganges hervorgerufen wird. Die optimale Änderung des Eingriffsdruckes der Kupplung in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl ändert sich gemäß solcher Faktoren wie der Form der benutzten Antriebsmaschine, der Art der angetriebenen Last, der Eingangskupplungskapazität. Das hier beschriebene Beispiel ist zur Benutzung in einem Überland-Lastwagen entworfen worden, der einen Dieselmotor hat, wobei die Modulation der Kupplungskapazität vorzugsweise auf den unteren Bereich der Motordrehzahlen beschränkt ist und im wesentlichen konstant gehalten werden soll, wenn höhere Motordrehzahlen erreicht werden. Dementsprechend ist die Bewegung des Kolbens 33 in Abhängigkeit von einem anwachsenden Druck im ölvolumen 36 bei einem vorbestimmten Punkt durch Berührung der Kolbenplatie mit einem Anschlag 37 beschränkt, der an einem Buchsenabschnitt 28 des Schwungrades 26 sitzt. Sobald die Maschinendrehzahl bis zu dem Punkt angewachsen ist, an welchem die Kolbenplatte 33 den Anschlag 27 berührt, wird der Eingriffsdruck an der Eingangskupplung 31 danach allein durch die Kraft der Federn 34 bestimmt und ist dementsprechend verhältnismäßig konstant.

Um die Kolbenplatte 33 in einer Richtung zu verschieben, die den Eingriffsdruck an der Kupplung 31 entlastet, wenn die Maschinendrehzahl auf Leerlaufdrehzahlen oder darunter abfällt ist eine Reihe von Lösungsfedern 38 vorgesehen, die zwischen dem Buchsenabschnitt 28 des Schwungrades und der Druckplatte entgegengesetzt zu den Zentrifugalkräften wirken, die im ölvolumen 36 erzeugt werden und auf die Platte wirken. Bei niedrigen Leerlaufgeschwindigkeiten wird daher die Eingangskupplung 31 wirksam gelöst, da die Federn 38 die Kraft an der Druckplatte 32 der Kupplung entlasten. Wenn die Maschinendrehzahl anwächst, überwindet die durch die Zentrifugalkraft in dem ölvolumen 36 erzeugte Kraft die Kraft der Federn 38 und verschiebt die Kolbenplatte 33 in einer Richtung, welche zu einem Eingreifen der Eingangskupplung 31 führt Das Ausmaß des Eingriffs wird als Funktion der Maschinendrehzahl bis zu einem vorbestimmten Punkt moduliert; danach wird die Kupplungskapazität im wesentlichen konstant gehalten. Eine Betätigung eines Kupplungsfußhebels oder eines ähnlichen Mittels ist für so diesen Zweck nicht erforderlich. Die Eingangswelle 13 des Schaltgetriebeabschnittes wird selbsttätig von der Antriebsmaschine jeweils dann abgekuppelt wenn die Motorgeschwindigkeit unter einen vorbestimmten Punkt fällt und wird selbsttätig erneut gekuppelt wenn die Motorgeschwindigkeit anwächst mit Ausnahme einer erzwungenen Lösung in Verbindung mit einer Schaltung.

Zur Ausführung einer Schaltung des Getriebes 11 ist es erforderlich, daß die Eingangskupplung 31 zeitweilig unabhängig von der Maschinendrehzahl in einen Lösungszustand gebracht wird. Zu diesem Zweck enthält der Eingangskupplungsabschnitt 23 einen vorderen Kupplungskolben 39, der durch ein Strömungsmitteldrucksignal aus dem Steuerkreis 22 ver- schoben werden kann und dann an der Kupplungsdruckplatte 32 fiber eine Reihe von Stiften 41 anstößt um eine Lösung der Kupplung zu erzwingen. Die Entlastung des Druckes von der Rückseite des Kolbens 39 ermöglicht der Kupplung, wieder in Eingriff zu gelangen. Das in Eingrifftreten der Kupplung kann in der oben beschriebenen Weise moduliert werden, falls die Maschinendrehzahl verringert worden ist.

Nach Lösung der Eingangskupplung 31 in Vorbereitung einer Schaltung ist es erforderlich, daß die Zahnräder 16 zum Anhalten oder in einen nahezu stationären Zustand gebracht werden. Dies wird teilweise durch eine Eingangsbremse 42 erreicht, die im Eingangskupplungs-Abschnitt 23 liegt. Die Bremse 42 hat Scheiben die abwechselnd in Keilnutverbindung mit dem Gehäuse 43 des Getriebes und mit einer ringförmigen Nabe 44 stehen, die mit der Eingangswelle 13 des Getriebeabschnittes zur Drehung mit dieser gekuppelt ist Ein vorderer Bremskolben 46 spricht auf Strömungsmitteldruck aus dem Steuerkreis 22 an und drückt die Scheibenbremsanordnung 46 zusammen und hält dadurch die Drehung der Eingangswelle 13 des Getriebeabschnittes an.

Der Ausgangskupplungsabschnitt 24 des Getriebes 11 weicht von der in der US-Patentschrift 35 08 450 beschriebenen erheblich ab und wird deshalb nachstehend anhand von F i g. 2 in Verbindung mit F i g. 1 beschrieben. F i g. 2 zeigt im einzelnen den mechanischen Aufbau des Kupplungsabschnittes 24.

Die Ausgangswelle 14 des Getriebeabschnittes erstreckt sich in ein Ringgehäuse 47 des Ausgangskupplungsteiles hinein und ist in der Vorderwand durch geeignete Lager 48 gelagert. Innerhalb des Gehäuses 47 ist die Ausgangswelle 14 des Getriebeteiles mit einem Flanschabschnitt 14a versehen, der mit einem Buchsenabschnitt 146 verbunden ist. Eine angetriebene Welle 49 ist entlang der Achse der Welle 14 angeordnet und weist ein Vorderende mit verringertem Durchmesser auf, das in dem hinteren Ende der Welle 14 durch geeignete Lager 51 gelagert ist Die angetriebene Welle 49 erstreckt sich durch die Rückwand des Gehäuses 47 hindurch. Ein Getriebeausgangsflansch 52 ist durch Keilnuten mit der Welle 49 verbunden und wird darauf durch eine Endplatte 53 gehalten, die durch Bolzen mit der Welle 49 verbunden ist. Der Ausgangsflansch 52 kann mit dem Antriebszug für die Räder" des Fahrzeuges oder eine andere drehende Last verbunden sein, die durch das Getriebe angetrieben werden soll. Der angetriebene Flansch 52 wird zur Drehung durch ein ringförmiges Lagerkäfiggehäuse 55 an der Rückseite des Gehäuses 47 abgestützt Eine Dichtung 54 für das Schmieröl ist zwischen dem Gehäuse 55 und dem Flansch 52 angeordnet

Unter Eingriffsbedingungen wird der Antrieb von der Ausgangswelle 14 des Getriebeabschnittes zur angetriebenen Welle 49 durch eine Ringnabe 56 übertragen, die koaxial auf der Welle 49 angeordnet und mit dieser durch Keilnuten 57 gekoppelt ist Die Nabe 56 weist einen Buchsenteil 56a auf, der koaxial zum Buchsenabschnitt 146 der Welle 14 ist und radial nach außen von diesem liegt Eine Ausgangskupplung 58 wird zwischen den Buchsen 146 und 56a gehalten, wobei abwechselnd die Kupplungsscheiben in Keilnutverbindung mit der Buchse 146 bzw. der Buchse 56a stehen. Dementsprechend wird der Antrieb von der Ausgangswelle 14 des Getriebeabschnittes zur angetriebenen Welle 49 übertragen, wenn das Scheibenpaket der Ausgangskupplung 58 axial zusammengedrückt ist Die Antriebsverbindung zwischen den beiden Elementen ist unterbrochen, falls der Druck auf das Kupplungspaket gelöst wird. Schwere Drehlasten können einen merklichen axialen Druck auf

das Kupplungspaket verlangen. Daher ist ein großes Rollenlager 59 mit Schrägstellung der Rollen zur Druckaufnahme zwischen der Nabe 56 und einer Schulter 55' des Gehäuses 55 angeordnet. Der zum Eingriff der Ausgangskupplung 58 erforderliche Druck wird durch eine ringförmige, axial-bewegliche Druckplatte 61 geliefert, die koaxial innerhalb des Gehäuses 47 vor dem Flansch 14a in einer solchen Lage liegt, daß sie Druck gegen das Kupplungspaket 58 ausübt, wenn die Druckplatte in Richtung des Flansches 14a gedrückt wird.

Um eine Drehung der Druckplatte 61 mit der Welle 14 zu gewährleisten, ist ein Keilnuteingriff 62 zwischen diesen Teilen vorgesehen. Die Druckplatte 61 wird auf die Stellung vorgespannt, in der die Ausgangskupplung 58 gelöst ist; hierzu ist eine Reihe Druckfedern 63 zwischen der Druckplatte und dem Flansch 14a angeordnet. Es ist daher zur Übertragung eines Antriebs durch den Ausgangskupplungsabschnitt 24 erforderlich, daß die Kraft der. Feder 63 überwunden wird. Die für diesen Zweck notwendige Kraft wird durch einen axial-beweglichen Ausgangskupplungskolben 64 geliefert, der in einer Ringkammer 66 am vorderen Ende des Gehäuses 47 angeordnet ist. Dichtungen 67 sind an den radial inneren und äußeren Enden des Kolbens angeordnet, so daß der Druck innerhalb der Kammer 66 steuerbar durch Einführung von Luft durch eine Steuerleitung 68 erhöht werden kann, um den Kolben in Richtung der Druckplatte 61 zu drücken.

Zur Verringerung von Abnutzung und Vermeidung von Kraftverlusten ist der Kolben 64 gegen Drehbewegung durch eine Reihe von Dübeln 69 verriegelt, welche in entsprechende Bohrungen 71 und 71' im Kolben bzw. Gehäuse 47 eingreifen. Zur Übertragung der Axialbewegung des Kolbens 64 auf die Druckplatte 61, während die Druckplatte sich dreht und der Kolben gegen Drehung gehalten wird, ist ein Rollendrucklager 72 zwischen den Teilen vorgesehen.

Dementsprechend kann die Ausgangswelle 14 des Getriebeabschnittes veranlaßt werden, einen Antrieb auf den Ausgangsflansch 52 dadurch zu übertragen, daß unter Druck stehende Luft in die Kammer 66 durch die Leitung 68 eingeführt wird. Dadurch wird der Kolben 64 zur Bewegung gegen die Druckplatte 61 entgegen der Lösekraft der Federn 63 gedruckt und übt eine Klemmwirkung auf die" Kupplung 58 aus. Durch entsprechende Steuerung des Luftdruckes in der Kammer 66 können ein modulierter Eingriff bewirkt und Stoßbelastungen vermieden werden, wobei die Zeitfolge des Eingriffes und die wirksame Kupplungskapazität reguliert werden, um die günstigste Wirkung zu erzielen.

Für eine Ausgangsbremsfunktion sind axial auseinanderliegende ringförmige Reihungsscheiben 74 einer Ausgangsbremse 75 in Keilnutverbindung mit den radial äußersten Flächen der Druckplatte 61, wobei sie mit ringförmigen Reaktionsgliedern 76 abwechselnd, die in Keflnutverbindung mit der Innenfläche des Gehäuses 47 stehen. Ein ringförmiger Ausgangsbremskolben 77 kann j innerhalb einer Rille 78 gleiten, die in das Gehäuse 47 j eingeformt ist, und trägt Dichtungen 79, so daß der Kolben vorbewegt werden kann, um Druck auf die Bremselemente 74 und 76 durch gesteuerte Zufuhr von Luft in die Rille 78 über eine Leitung 81 zu ermöglichen., Der Kolben 77 hat einen Muffenfortsatz 77a, der sich bis^: zu der am nächsten liegenden Bremsscheibe 76 erstreckt, so daß eine Bewegung des Kolbens aufgrund eines sich erhöhenden Luftdruckes in der Rille 78 bewirkt, daß die Bremselemente 74 und 76 zusammengedrückt werden, um die Drehbewegung der Druckplatte 61 anzuhalten. Dies wiederum hält die Drehung der Ausgangswelle 14 des Getriebeabschnittes und aller damit gekoppelter Gangzahnräder an.

Eine Bewegung des Schalthebels 21, siehe F i g. 1, aus einer bestimmten Gangstellung heraus und in eine andere veranlaßt, daß der Schaltsteuerkreis 22 eine

ίο Betätigungsfolge der verschiedenen Kupplungen und Bremsen und Schaltstellvorrichtungen verursacht, um die gewünschte Schaltung zu bewirken. Für eine Schaltung löst der Steuerkreis 22 zunächst die Eingangskupplung 31 und die Ausgangskupplung 58.

Das Lösen dieser Kupplungen kann gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig erfolgen. Nach Lösen der Kupplungen werden die Eingangsbremse 42 und die Ausgangsbremse 75 angezogen, so daß alle sich drehenden Elemente des Schaltgetriebeabschnittes 12 in einen stationären oder nahezu stationären Zustand gebracht werden. Das Eingreifen der Bremsen kann ebenfalls gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig erfolgen. Wenn die Bremsen eingreifen, gibt die Steuerkreis 22 Druckluft auf die entsprechenden öffnungen der Schaltkragen-

Stellvorrichtungen 19, während die anderen öffnungen dieser Vorrichtungen entlüftet werden, so daß die gewünschte Schaltung, die durch die Bewegung des Schalthebels 21 verlangt wird, ausgeführt wird. Wenn daher die sich drehenden Elemente des Getriebeabschnittes 12 angehalten oder nahezu angehalten sind, werden die entsprechenden Schaltkragen 17 gelöst bzw. in Eingriff gebracht, um den Getriebeabschnitt 12 in den für das neu gewählte Antriebsverhältnis erforderlichen Zustand zu bringen. Das erforderliche Eingreifen der Schaltkragen 17 in zugehörige Schaltzahnräder 16 kann zu dieser Zeit nicht eintreten, falls Zähne gegeneinanderstoßen. Im Fall, daß Zähne gegeneinanderstoßen, greift ein Kupplungskragen 17 nicht in das benachbarte Gangzahnrad ein, sondern wird lediglich dagegen gedrückt, wenn die zugehörige Stellvorrichtung den Eingriff zustandezubringen sucht Der Steuerkreis 22 löst dann lediglich die Eingangsbremse 42. Dann wird ein geringes Drehmoment vom Schwungrad 26 auf die Eingangswelle 13 des Wechselgetriebeabschnittes übertragen, da eine Scheibenkupplung, wie die Eingangskupplung 31, dazu neigt, ein gewisses Drehmoment selbst im gelösten Zustand zu übertragen. Das beruht auf einem Mitschleppen aufgrund der Viskosität, auf Reibung und anderen Ursachen, vorausgesetzt, daß der Ausgang nicht gebremst oder stark belastet ist Diese verhältnismäßig langsame Drehung der Eingangswelle 13 des Wechselgetriebeabschnittes 12 führt dazu, daß eine Relativdrehung zwischen den gegeneinander stehenden Zahnelementen im Getriebeabschnitt 12 verursacht wird, wodurch der gewünschte Kupplungseingriff hergestellt wird.

Nach einer vorher festgelegten Zeitspanne, die vom Lösen der Eingangsbremse 46 rechnet und ausreichend ist, um zuverlässig zu gewährleisten, daß alle gegenein ander stehenden Zahnelemente im Abschnitt 12 in Eingriff gelangt sind, wird die Ausgangsbremse 75 ebenfalls gelöst Der Steuerkreis 22 entlastet dann den Druck hinter dem Eingangskupplungskolben 39, so daß die Eingangskupplung mit dem oben beschriebenen Vorgang des selbstmodulierten Eingangskupplungseingriffes beginnt Der Steuerkreis 22 leitet dann Luftdruck auf den Kolben 64 des Ausgangskupplungsabschnittes 24, um die Ausgangskupplung 58 wieder in Eingriff zu

bringen und dadurch die Antriebsverbindung durch das Getriebe wieder herzustellen und die Antriebsmaschine und die angetriebene Last in einem neuen Antriebsverhältnis zu verbinden.

Praktisch ist das Eingreifen und Lösen der Kupplungen und Bremsen kein plötzlicher Vorgang sondern tritt allmählich ein, so daß die Auslösung der verschiedenen Arbeitsvorgänge für die oben beschriebene Schaltung überlappen. Fig.4 veranschaulicht die Zeitabstimmungsverhältnisse für Eingreifen und Lösen der Bremsen der Eingangs- und Ausgangskupplung und der Erregung der Schaltvorrichtungen für ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem der gesamte Schaltvorgang in etwa einer Sekunde anschließend an die Bewegung des Schalthebels 21 eintritt. Der höchste Druck, mit dem die Betätigungskolben der Kupplungen und Bremsen beaufschlagt wird, beträgt 7 bar. F i g. 4 enthält auch eine graphische Darstellung typischer Maschinendrehzahländerungen im Laufe des Schaltüberganges für ein Fahrzeug, in welchem die geregelte Höchstmaschinendrehzahl 2200 Umdrehungen pro Minute beträgt. Gewöhnlich nimmt der Fahrer bei einer Schaltung seinen Fuß vom Gashebel des Fahrzeuges, so daß eine Verzögerung und erneute Beschleunigung des Einganges zum Getriebe eintritt.

Demnach sind die Funktionen des Steuerkreises 22 in Abhängigkeit von einer Bewegung des Schalthebels 21 reduziert auf das Zuführen und Entlasten von Druckluft an der Eingangs- und Ausgangskupplung 31 bzw. 58, Eingangs- und Ausgangsbremse 42 bzw. 75 und den Schaltstellvorrichtungen 19 entsprechend einer vorher festgelegten Folge. Nachfolgend soll ein für diesen Zweck geeigneter pneumatischer Schaltkreis 22 mit Bezug auf die F i g. 5A, 5B und 5C beschrieben werden.

Gemäß Fig.5A ist der Schalthebel 21 an einer Halterung 82 angelenkt, so daß er entlang einem Bogen 83 vor- und zurückbewegbar ist in irgendeine von den nach diesem Beispiel vorgesehenen 19 verschiedenen Stellungen. Jede Stellung entspricht einem der 16 Vorwärtsgänge, dem neutralen oder einem der zwei Rückwärtsgänge. Der Schalthebel 21 ist ferner mit einem Gelenk 84 versehen, das ermöglicht, daß der Steuerkopf 86, der von dem Fahrer erfaßt wird, eine verhältnismäßig kleine Strecke zu der einen Seite des Bogens 83 in jeder der 19 Stellungen bewegt werden kann. Zur Begrenzung der zulässigen Bewegung des Schalthebels 21 kann der Hebel durch einen Schlitz 87 einer Kulissenplatte 88 hindurchragen, in der kurze Einschnitte 89 die kleinen Seitenbewegungen des Schalthebels in jeder der Schaltstellungen begrenzen.

In jeder der Stellungen des Schalthebels 21 entlang dem Bogen 83 betätigt der Hebel eine ausschließlich dafür vorgesehene Kombination aus bestimmten Ventilen der sechs Schaltsteuerventile 91a—91£ Die Steuerventile 91a—91e sind entsprechenden Schaltstellvorrichtungen 19a—19e zugeordnet, wie noch ausführlich erläutert wird. Das zusätzliche Ventil 91/ist für einen neutralen Zustand des Getriebes vorgesehen.

Um eine Ansteuerung der vorbestimmten Kombination der Schaltsteuerventile 91 in jeder Stellung des ^M Hebels 21 entlang dem Bogen 83 zu ermöglichen, sind Nockenmittel 92 entlang dem Hebelweg angeordnet, um mechanisch die entsprechenden Ventile für jede Stellung zu schalten. Jedes Steuerventil 91 hat eine unbetätigte Stellung, in der eine zugehörige Steuerleitung 93 zur Atmosphäre entlüftet ist, und ferner eine betätigte oder gesteuerte Stellung, in der die zugehörige Steuerleitung mit einer Schaltsteuerventildruckleitung 94 verbunden ist. Die Leitung 94 empfängt unter Druck stehende Luft von einer geeigneten Luftdruckquelle % über ein zusätzliches Ventil 97. das eine ungesteuerte Stellung aufweist, in der die Quelle 96 mit der Leitung 94 verbunden ist, und daß gesteuert werden kann, um die Leitung 94 für noch zu beschreibende Zwecke zu entlüften.

Eine Bewegung des Schalthebels entlang dem Bogen 83 in irgendeine der vor- oder zurückliegenden Stellungen bringt die Schaltsteuerventile in den Zustand für eine bestimmte Schaltung, wie oben erwähnt, aber löst nicht von selbst die Schaltung aus. Eine Auslösung des gewählten Schaltvorganges tritt nur ein, wenn der Schalthebel 21 seitwärts in einen der Einschnitte 89 der Kulissenplatte 88 bewegt wird. Diese Bewegung wird durch ein Schaltauslösungsventil 98 wahrgenommen. Wenn der Schalthebel 21 in einer der Schaltstellungen innerhalb eines Einschnittes 89 ist, d. h. vom Bogen 83 entfernt, entlüftet das Ventil 98 eine zugehörige Steuerleitung 99. Wenn der Schalthebel 21 aus irgendeinem Einschnitt 89 heraus zum Bogen 83 bewegt wird, was auch mit Wählstellung bezeichnet wird, wird das Ventil 98 so betätigt, daß es die Steuerleitung 99 mit der Druckluftquelle verbindet.

Daher bewirkt die Bewegung des Schalthebels 21 in irgendeine gewählte Stellung entlang dem Bogen 83, daß das System in einen Zustand gebracht wird, in dem eine Kombination der Steuerleitung 93 unter Druck gesetzt wird. Eine nachfolgende Seitenbewegung des Schalthebels in einen Einschnitt 89 bewirkt eine Entlüftung der Steuerleitung 99 zur Auslösung einer Schaltung. Da alle eine Schaltung bestimmenden und auslösenden Signale durch Strömungsmittel-Leitungen übertragen werden, kann der Schalthebel 21 von dem Getriebe entfernt angeordnet werden, falls es erwünscht ist, und kann mit diesem allein durch Hochdruckschläuche verbunden sein.

Das Schaltsteuerventil 91a bringt über die Steuerleitung 93a die erste Schaltgabelstellvorrichtung 19a in den für die Betätigung bereiten Zustand, wie in jeder Stellung des Schalthebels erforderlich ist. Im einzelnen wird das vordere Ende der Stellvorrichtung 19a mit einer Druckzufuhrleitung 100 für die Stellvorrichtung durch ein Leistungsventil 101a verbunden. Das Leistungsventil 101a hat eine gesteuerte Stellung, in der das Ende der Stellvorrichtung 19a von der Druckzuleitung 100 abgeschnitten und entlüftet ist Das entgegengesetzte Ende der Stellvorrichtung 19a ist mit der Zufuhrleitung 100 über ein weiteres Leistungsventil 102a verbunden, wenn dieses Ventil gesteuert wird, und ist entlüftet, wenn das Ventil 102a ungesteuert ist. Die Steuerleitung 93a vom Schaltsteuerventil 91a verbindet mit den Steuerungen der beiden Leistungsventile 101a und 102a über ein Dreiwege-Rückschlagventil 103a, so daß beide Leistungsventile gesteuert sind, wenn ein Drucksignal durch die Steuerleitung empfangen wird. Falls daher die Steuerleitung 93a unbeaufschlagt ist, ist das vordere Ende der Stellvorrichtung 19a im Zustand für die Druckaufnahme und das hintere Ende ist entlüftet Wenn die Steuerleitung 93a beaufschlagt ist, ist das vordere Ende der Stellvorrichtung 19a entlüftet und das hintere Ende ist mit der Druckzufuhrleitung 100 verbunden. Das hintere Ende der Stellvorrichtung 19a ist auch mit den Steuerungen für die Leistungsventile 101a und 102a durch das Dreiwege-Rückschlagventil 103a verbunden, so daß die Ventile gesteuert bleiben, falls der Druck in der Steuerleitung 93a nachfolgend entlastet wird, während die Zuführleitung 10Ö unter

Druck bleibt Das gewährleistet, daß die Stellvorrichtung 19a in ihrer Stellung bleibt, wenn der Schalthebel 21 nachfolgend in die Wählstellung auf dem Bogen 83 in Vorbereitung für einen nachfolgenden Schaltvorgang bewegt wird. Wie bereits betont, sollten die Stellvorrichtungen 19 nicht arbeiten, wenn der Schalthebel in die gewählte Stellung bewegt worden ist sondern sollen nur dann arbeiten, wenn der Schalthebel nachfolgend seitlich bewegt wird, um die Schaltung anschließend zu veranlassen. Die Zufuhrleitung 100 ist mit der Druckluftquelle 96 über ein zusätzliches Ventil 104 verbunden, wenn das Ventil 104 angesteuert ist Anderenfalls ist die Zufuhrleitung 100 entlüftet Der Steuerdruck am Ventil 104 wird entlastet, um die Leitung 104 zu entlüften und die Stellvorrichtungen 19 zu entriegeln, indem der Schalthebel 21 aus der gewählten Stellung fortbewegt wird, wie noch anschließend er'äutert wird.

Die Stellvorrichtung 19c/ spricht auf Drucksignale in der Steuerleitung 93c/in im wesentlichen gleicher Weise an. Demnach wird das Vorderende der Stellvorrichtung 19t/ mit der Versorgungsleitung 100 durch ein Leistungsventil 101 d verbunden, das gesteuert werden kann, um das Vorderende der Stellvorrichtung zu entlüften, und das hintere Ende der Stellvorrichtung 19c/ wird mit der Leitung 100 durch ein weiteres Leistungsventil 102c/ verbunden, wenn das Ventil 102d ungesteuert ist Die Steuerleitung 93d verbindet mit den Steuerteüen der Ventile 101c/ und 102c/ über ein Dreiwege-Rückschlagventil 1034 und die Steuerteile der beiden Ventile 101c/und 102c/ sind beide mit dem hinteren Ende der Stellvorrichtung 19</ durch das Dreiwege-Rückschlagventil verbunden, um die Stellvorrichtung in ihrer Lage solange zu verriegeln, wie der Druck in der Zufuhrleitung 100 vorhanden ist.

Mit Hilfe einer Steuerleitung 93c wird die Stellvorrichtung 19c in im wesentlichen gleicher Weise in den gewünschten Zustand gebracht mit der Ausnahme, daß jedoch die besonderen Gangzahnradanordnungen des vorliegenden Getriebes erfordern, daß das Vorderende der Stellvorrichtung 19c durch ein zugeordnetes Leistungsventil 102c entlüftet wird, ausgenommen, wenn Druck durch Steuerung des Ventils 102c angelegt wird, während das Hinterende der Stellvorrichtung 19c mit der Versorgungsleitung 100 durch ein Leistungsventil lOlcim ungesteuerten Zustand des Ventils verbunden iat Die Steuerteile der Leistungsventile 101c und 102c sind beide mit der Steuerleitung 93c durch ein Dreiwege-Rückschlagventil 103c verbunden, das auch das vordere Ende der Stellvorrichtung 19c mit den Steuerteilen der beiden Ventile verbindet, um eine Steuerung der Stellvorrichtung fortzusetzen, bis die Versorgungsleitung 100 entlüftet wird. Die Stellvorrichtung 196 weist eine besondere Ausführungsform auf, die bei diesem Ausführungsbeispiel eine Zwischenstellung unter Rückwärtsfahrbedingungen zusätzlich zur äußersten Vorwärts- und Rückwärtsstellung· einnimmt, die für die oben beschriebenen Stellvorrichtungen 19 vorgesehen sind. Die Stellvorrichtung 196 wird, für die Extremstellungen durch ein Steuerventil 91 6 in im wesentlichen gleicher Weise, wie oben beschrieben, vorbereitet. Im einzelnen ist das Hinterende der Stellvorrichtung 196 mit einer Zufuhrleitung 100 durch ein Leistungsventil 101 6 im ungesteuerten Zustand verbunden und ist entlüftet wenn das Leistungsventil 101 6 gesteuert ist. Das vordere Ende der Stellvorrichtung 196 steht mit der Zufuhrleitung 100 durch ein zusätzliches Leistungsventil 1026 in Verbindung, wenn das Ventil 1026 gesteuert ist und wird antlüftet wenn das Ventil 1026 ungesteuert ist Die Steuerteile der beiden Leistungsventile 1016 und 1026 sind gemeinsam mit der Steuerleitung 936 durch ein Dreiwege-Rückschlagventil 1036 verbunden, das auch mit dem Vorderende der Stellvorrichtung in Verbindung steht Wenn also das Steuerventil 916 die Steuerleitung 936 entlüftet wird die Stellvorrichtung 196 in den Zustand gebracht in dem sie in einer ersten Richtung verschoben werden kann. Wenn das Steuerventil so betätigt wird, daß die Steuerleitung unter Druck gesetzt wird, wird die Stellvorrichtung in den Zustand für eine Schaltung in entgegengesetzter Richtung gebracht Die Verbindung zwischen dem Drei wege-Rückschlagventil 1036 und dem Vorderende der Stellvorrichtung gewährleistet, daß die Stellvorrichtung in ihrer Stellung verriegelt ist, falls der Druck aus Steuerleitung 936 entfernt wird, nachdem er zunächst zur Schaltung der Steuerleitung angelegt worden ist Um die Zwischenstellung der Stellvorrichtung 196 unter Rückwärtsfahrbedingungen zu ermöglichen, sind Luftzylinder 106 an jedem Ende der Stellvorrichtung vorgesehen. Die Zylinder weisen Kolben 107 auf, die in die gegenüberliegenden Enden der Stellvorrichtung hinein sich erstrecken und die durch Luft betätigt werden können, die über eine Leitung 108 der Mitte der Stellvorrichtung zugeführt wird. Die Leitung 108 wird für diesen Zweck beaufschlagt, wenn die Stellvorrichtung 19e für die Rückwärtsfahrt unter Druck gesetzt wird, wie nachfol gend erläutert wird.

Die Rückwärtsstellvorrichtung 19e unterscheidet sich von den anderen Stellvorrichtungen darin, daß sie mit einer Federvorrichtung 109 ausgestattet ist, welche die Stellvorrichtung auf die Vorwärtsfahrtstellung vor spannt. Zur Entlastung des Stellvorrichtungskolbens von der Federkraft wird die Feder durch denselben Luftdruck zurückbewegt, der dem entgegengesetzten Ende der Stellvorrichtung zugeführt wird, um die Rückwärtsschaltgabel zu stellen. Dementsprechend ist nur ein einziges Leistungsventil 111 erforderlich, um die Rückwärtsstellvorrichtung 19e aufgrunddessen zu erregen, daß die Steuerleitung 93e vom Rückwärtssteuerventil 91 e unter Druck gesetzt wird. Die Steuerleitung 93e verbindet mit dem Steuerteil des Leistungsventils in durch ein Dreiwege-Rückschlagventil 103e, das auch mit der Stellvorrichtung verbindet, um für die Sperrwirkung zu sorgen, wenn der Druck der Steuerleitung 93e entlastet wird. Das Leistungsventil 111 entlüftet die Stellvorrichtung 19e im ungesteuerten Zustand und verbindet bei Steuerung die Stellvorrichtung mit der Druckzufuhrleitung 100 durch ein zusätzliches Ventil 112. Das Steuerteil des Ventils 112 ist mit beiden Enden der Stellvorrichtung 196 durch ein zusätzliches Dreiwege-Ventil 113 verbunden, um eine versuchte Betätigung der Rückwärtsstellvorrichtung 19e zu Blockieren, falls Druck auf irgendeinem der Enden der Stellvorrichtung 196 vorhanden ist Unter diesen Bedingungen könnte nämlich ein versuchtes Einschalten der Rückwärtselemente in dieser Ausfüh rungsform der Erfindung zu Schäden führen. Das Leistungsventil 1016 der Stellvorrichtung 196 wird gesteuert, um das zugehörige Ende der Stellvorrichtung 196 in diesem Zeitpunkt über eine Verbindung 114 zu entlüften, die von dem Dreiwege-Rückschlagventil 103e der Rückwärtsstellvorrichtung zum Steuerteil des Leistungsventils 1016 über ein zusätzliches Dreiwege-Rückschlagventil 116 führt. Das Dreiwege-Rückschlagventil 116 verbindet auch mit dem Steuerteil des

Leistungsventils 1026, so daß das Ventil 1016 das zugehörige Ende der Stellvorrichtung 196 entlüftet, falls das Ventil 1026 gesteuert ist, um das gegenüberliegende Ende der Stellvorrichtung 196 unter Druck zu setzen.

Eine Neutralstellung wird in dem Ausführungsbeispiel durch Lösen der Ausgangskupplung 58 erreicht Wenn der Schalthebel entlang dem Bogen 83 in die Neutralstellung gebracht wird, wird das Steuerventil 91/ betätigt um die Steuerleitung 93/unter Druck zu setzen, die mit dem Steuerteil eines Neutralventiles 117 über ein Dreiwege-Rückschlagventil 118 verbindet Die Steuerleitung 93/ verbindet auch mit dem Steuerteil des Ventiles 144 über das Dreiwege-Rückschlagventil 118 und -über ein Ventil 146. Daher wird durch Druck in der Leitung 93/das Ventil 144 gesteuert, um den Steuerteil des Ausgangskupplungssteuerventils 148 zu entlüften und dadurch die Ausgangskupplung 58 zu lösen. Das Ventil 117 verbindet die Druckzufuhrleitung 100 für die Stellvorrichtungen mit dem Steuerteil des Ventils 144 über die Dreiwege-Rückschlagventile 118 und 146, um die Ausgangskuppiung 58 gelöst zu halten, wenn der Signaldruck in der Steuerleitung 93/durch Bewegung des Schalthebels 21 aus der neutralen Stellung entlang dem Bogen 83 entlastet wird.

Wenn der Schalthebel 21 in eine gewählte Getriebeschaltstellung vom Bogen 83 entfernt gebracht wird, entlüftet das bereits erwähnte Ventil 98 für die Auslösung des Schaltvorganges die zugehörige Steuerleitung 99. Nach Bewegung des Schalthebels 21 aus einer bestimmten Einstellung und auf den Bogen 83 in Vorbereitung für die Wahl eines anderen Antriebsverhältnisses wird das Ventil 98 für die Auslösung des Schaltvorganges betätigt, um Druck aus der Speiseleitung % der Steuerleitung 99 zuzuführen. Wenn die Steuerleitung 99 unter Druck gesetzt wird, wird ein Ventil 131 gesteuert, um die Luftzufuhrleitung 96 mit einer Leitung 132 über ein zusätzliches Ventil 133 zu verbinden. Durch Druck in der Leitung 132 werden vier zusätzliche Ventile gesteuert, fm einzelnen wird durch den Druck in der Leitung 132 ein Ventil 97 über eine Steuerleitung 134 gesteuert, wodurch veranlaßt wird, daß der Druck in der Steuerventildruckleitung 94 entlüftet wird. Die verschiedenen Stellvorrichtungen 19 werden durch diesen Verlust des Steuerleitungsdruckes nicht beeinflußt, da die bereits erwähnten Sperrwirkungen an den drei Rückschlagventilen 103 vorhanden sind. Der Druck in der Leitung 132 steuert auch ein Ventil 136 zur Entlüftung eines Zeitgebers 137 für noch zu beschreibende Zwecke. Um einen Druckverlust an den Stellvorrichtungen 19 zu diesem Zeitpunkt zu vermei- so den, steuert der Druck aus der Leitung 132 auch das Ventil 104 über ein Dreiwege-Rückschlagventil 138. Bevor der Schalthebel 21 aus einer bestimmten Einstellung herausbewegt worden ist, ist das Ventil 104 durch einen Druck gesteuert worden, der durch das Ventil 136 und 139 sowie über den anderen Schenkel des Dreiwege-Rückschlagventils 138 aufgenommen worden ist. Schließlich bewirkt der Druck in der Leitung 132 das weitere Anliegen von Steuerdruck aus einem Ventil 141 über ein Dreiwege-Rückschlagventil 145, um die Eingangskupplung 31 in ihrem Eingriffszustand zu halten. Das Ventil 141 ist vorhergehend durch den Druck im Zeitgeber 137 gesteuert worden.

Die Bewegung des Schalthebels 21 aus einer bestimmten Einstellung und in die Wählstellung auf dem Bogen 83 und irgendeine Bewegung des Schalthebels entlang dem Bogen 83 löst daher noch nicht von selbst eine Schaltung des Getriebes aus. Alle Stellvorrichtungen sowie die Eingangs- und Ausgangskupplung und die Bremsen 31,58,42 und 75 bleiben in dem Zustand, der bei der vorhergehenden Schaltstellung des Schalthebels bestanden hat Eine Schaltung des Getriebes wird nur ausgelöst wenn der Schalthebel wieder aus dem Bogen 83 zur Seite in eine gewählte Gangeinstellung gebracht wird.

Die Bewegung des Schalthebels 21 vom Bogen 83 zur Seite in eine gewählte Gangeinstellung veranlaßt, daß das Ventil 98 für die Auslösung der Schaltung wieder die zugehörige Steuerleitung 99 und damit den Steuerteil des Ventils 131 entlüftet Dadurch wird wiederum die Leitung 132 entlüftet Eine Lüftung der L;itung 132 nimmt den Druck aus der Steuerleitung 134 und entlastet damit dem Steuerdruck vom Ventil 97, wodurch der Druck in der Steuerventildruckleitung 94 wieder hergestellt wird. Wenn angenommen wird, daß der Schalthebel 21 in eine neue Gangstellung gebracht worden ist führt dies zur Beaufschlagung einer neuen Kombination von Steuerleitungen 93, um die Leistungsventile fOl und 102 der Stellvorrichtungen in den Zustand zu bringen, der für die gewünschte Getriebeschaltung erforderlich ist Dies führt jedoch noch nicht von selbst dazu, daß die Stellvorrichtungen 19 zur Schaltung übergehen, da die Lüftung der Leitung 132 zu einer Druckentlastung des Steuerteiles des Ventiles 104 durch das Rückschlagventil 138 führt wodurch die Druckzufuhrleitung 100 der Stellvorrichtungen entleert wird. Die Entleerung der Leitung 132 bewirkt auch, daß Druckluft auf die Eingangskupplung 31 geführt wird; da der Steuerteil des Ventiles 141 druckentlastet wird, und das Ventild dann die Eingangskupplung mit der Luftzufuhr 96 verbindet, um die Kupplungslösung im Eingangsteil des Getriebes zu verursachen. Eine Druckentlastung des Steuerventils 141 liefert Druckluft zum Steuerteil eines Ventils 142 über ein Ventil 143 und zum Steuerteil eines weiteren Ventiles 344 über ein Dreiwege-Rückschlagventil 146; ferner wird dadurch Steuerdruck auf das Ventil 133 gegeben. Durch die Steuerung des Ventils 144 wird der Steuerteil eines Ventils 148 entlastet, um die Ausgangskupplung 58 zu lösen. In gesteuerter Stellung liefert das Ventil 148 Druck zur Ausgangskupplung 58 von der Versorgungsleitung 96 über einen Druckregler 149 und eine Drossel 151.

Die Anwendung von Luftdruck auf das Ventil 153, die sich aus der Druckentlastung des Steuerventils 141, wie oben beschrieben, ergibt, steuert das Ventil 142 zur Anlegung von Luftdruck auf die Eingangsbremse 42 über eine Drossel 152 und bewirkt auch die Anlegung der Ausgangsbremse 75 bei Beaufschlagung des Steuerteiles eines Ventils 153 über ein Dreiwege-Rückschlagventil 154. Nach Ansteuerung gibt das Ventil 153 Druck auf die Ausgangsbremse 75 über ein Ventil 156; dieser Druck wird von der Druckzufuhrleitung 96 über eine Drossel 157 abgeleitet.

Entsprechend wird nach Lösung der Eingangs- und der Ausgangskuppiung 31 und 58 Druck an die Eingangs- und die Ausgangsbremse 42 bzw. 75 angelegt. Zur wirksamen Betätigung sollte die Anlegung der zwei Bremsen 42 und 75 moduliert und koordiniert werden, um zu gewährleisten, daß die Eingangsbremse 42 die Last des Anhaltens des vorderen Teiles des Wechselgetriebeabschnittes aufnimmt, während die Ausgangsbremse 75 das Anhalten des hinteren Abschnittes bewirkt. Es ist äußerst erwünscht, daß die Stellung des Drehmomentes Null innerhalb des Zahnradgetriebes während dieses Bremsvorganges zwischen den beiden

Abschnitten liegt, um ein sonst mögliches Drehmoment-Sperren zu vermeiden. Die für diese Zwecke erforderliche koordinierte Modulation wird durch entsprechende Bemessung der beiden Drosselstellen 152 und 157 erreicht

Das Ventil 133 wird auch durch Druck gesteuert, der die Eingangskupplung 31 löst Durch Abtrennung der Leitung 132 von der Luftzufuhr 96 wird verhindert, daß unbeabsichtigt ein weiterer Schaltvorgang ausgelöst wird, bevor ein vorhergehender abgeschlossen worden ist, was durch übermäßig schnelle Bewegung des Schalthebels 21 sonst verursacht werden könnte.

Nach Lösung der Eingangs- und Ausgangskuppiung und Anlegen der Eingangs- und Ausgangsbremse liefert der Schaltkreis 22 wieder Luftdruck auf die Druckzufuhrleitung 100 für die Stellvorrichtungen. Dies wird durch eine Verzögerungseinrichtung 158 erreicht, welche den Steueneil eines Ventils 139 über die Dreiwege-Rückschlagventile 159 und 161 mit Druckluft beaufschlagt, die über die bereits erwähnten Ventile 141 und 143 abgeleitet worden ist Die Beaufschlagung des Steuerteiles des Ventiles 139 ermöglicht daß Luft aus der Speiseleitung 96 auf den Steuerteil des Ventils 104 über das Ventil 136 und das Dreiwege-Rückschlagventil 138 geht, um die Druckeinspeisung in die Versorgungsleitung der Stellvorrichtungen zu bewerkstelligen.

Der Druck, der auf diese Weise in die Speiseleitung 100 für die Stellvorrichtungen eingeführt worden ist, steuert das Ventil 143 über eine Verzögerungsvorrichtung 163. Um eine fortdauernde Zufuhr von Druckluft zur Speiseleitung 100 zu gewährleisten, wird die durch das Ventil 136 zugeführte Luft zum Dreiwege-Rückschlagventil 161 zurückgeführt, um das Ventil 139 gesteuert zu halten. Dementsprechend werden in diesem Zeitpunkt, wenn die Eingangs- und Ausgangskupplung gelöst und die Eingangs- und die Ausgangsbremsen angelegt sind, die Stellvorrichtungen 19 erregt, um die Schaltgabelbewegungen auszuführen, die erforderlich sind, um die durch die Lage des Schalthebels 21 bestimmte Schaltung zu erreichen. Falls dabei bei einem oder mehreren der Zahnräder des Getriebeabschnittes ein Aufeinanderstoßen von Zähnen eintreten sollte, kann die Schaltung nicht sofort erreicht werden; die zugehörige Stellvorrichtung fährt jedoch fort, Druck in einer Richtung anzuwenden, die zur Bewirkung des Eingriffes zwischen den gegeneinander stoßenden Elementen führt.

Gemäß einem wichtigen Merkmal der Erfindung wird die Eingangsbremse 42 jetzt gelöst, bevor die Ausgangsbremse 75 gelöst wird, so daß der mit dem Eingang des Getriebes gekuppelte Teil eines elementen Paares, bei welchem die Zähne gegeneinander stoßen, leicht gegenüber dem anderen Teil gedreht wird, wodurch der gewünschte Eingriff eintritt Die Lösung der Eingangsbremse 42 ergibt sich aus der oben erwähnten Beaufschlagung des Steuerteiles des Ventils 143 mit Luft aus der Speiseleitung 100 der Stellvorrichtungen über eine Verzögerungseinrichtung 163. Dadurch wird der Steuerteil des Eingangsbremsen-Steuerventiles 142 entleert und die zugehörige Bremse entlüftet Auch wird dadurch die Verzögerungseinrichtung 158 entleert Die Ausgangsbremse 75 bleibt

ίο zeitweilig noch in Eingriff, wenn das Dreiwege-Rückschlagventil 154 umschaltet, um den Druck am Steuerteil des Ventils 153 zu halten. Nach einer bestimmten Zeitspanne, die ausreicht, um im eigentlichen Wechselgetriebeteil den Eingriff irgendwelcher gegeneinander stehender Zahnelemente zu gewährleisten, wird auch die Ausgangsbremse 75 gelöst da die Steuerteile der Ventile 141 und 156 dann über die Verzögerungseinrichtung 137 unter Druck gesetzt werden. Durch die Ansteuerung des Ventils 156 wird die Ausgangsbremse 75 entleert Die Ansteuerung des Ventils 141 löst den Eingriff der Eingangs- und der Ausgangskupplungen 31 und 58 aus.

Im einzelnen wird durch die Ansteuerung des Ventils 141 der Druck von der Eingangskupplung 31 und vom Steuerteil der Ventile 133 und 144 abgezogen, wobei das letztere dann den Steuerteil des Ventils 148 beaufschlagt, um wieder Druck auf die Ausgangskupplung 58 über den Druckregler 159 anzulegen, der das Ausmaß des Druckanstieges moduliert so daß der Antrieb durch das Getriebe im neuen Gang ruckfrei wieder hergestellt ■ wird.

In dem hier beschriebenen besonderen Ausführungsbeispiel neigen die Elemente, die von der Stellvorrichtung 19e im besonderen erfaßt werden, am meisten zu einem verzögerten Eingriff aufgrund der starken Relativdrehungen und anderer Faktoren. Als Sicherungsmaßnahme ist das Ventil 144 mit der Luftzufuhrleitung 96 über ein zusätzliches Ventil 166 verbunden, das angesteuert werden muß, um Luft zum Ventil 144 zu

W lassen und damit zur Ausgangskupplung 58. Das Ventil 166 wird zu diesem Zweck durch Druck angesteuert, der über ein Dreiwege-Rückschlagventil 177 geht, das zwischen den beiden Seiten der Stellvorrichtung 19e liegt Daher kann die Ausgangskupplung zur Wieder-

*5 herstellung eines durch das Getriebe gehenden Antriebes nur beaufschlagt werden, nachdem die Stellvorrichtung 19e irgendeine dafür erforderliche Schaltung beendet hat. Eine ähnliche Sicherheitsvorkehmng kann auch bei einer oder, mehreren der anderen Stellvorrichtungen 19 getroffen werden, falls der übrige Aufbau des betreffenden Getriebes das als ratsam erscheinen lassen sollte.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   l.-Schaltsteuervorrichtung für Mehrgangschaltgetriebe zum Kuppeln einer Antriebsmaschine mit einer anzutreibenden Last in irgendeinem aus einer Mehrzahl von Antriebsverhältnissen ausgewählten Verhältnis, bei dem ein Wechselgetriebeabschnitt mit einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle und einer Mehrzahl von Geschwindigkeitswechselzahnrädern sowie Stellmitteln zur Verbindung der Zahnräder in einer von mehreren bestimmten Beziehungen zur Herstellung der Antriebsverhältnisse vorhanden ist, bei dem eine Eingangskupplung die Eingangswelle mit der Maschine kuppelt, bei dem eine Eingangsbremse, die auf die Eingangswelle einwirkt, vorhanden ist, bei dem eine Ausgangskupplung, die die anzutreibende Last mit der Ausgangswelle kuppelt, vorhanden ist, und wobei die Schaltsteuervorrichtung die Lösung der Eingangsund der Ausgangskupplung-und den Eingriff der Eingangsbremse aufgrund einer Betätigung eines Schalthebels durch den Fahrer auslöst und anschließend nacheinander die Lösung der Eingangsbremse und den Eingriff der Eingangs- und Ausgangskupplung veranlaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltsteuervorrichtung (22) unabhängig von der Eingangsbremse (42) eine an sich bekannte, der Ausgangswelle (14) des Wechselgetriebeabschnittes (12) zugeordnete Ausgangsbremse (75), ansteuert
2. 2. Schaltsteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Verzögerungsmittel (152, 157) den Eingriff der Ausgangsbremse (75) gegenüber der Eingangsbremse (42) aufgrund einer Bewegung des Schalthebels (21) in eine Schaltstellung verzögern.
3. 3. Schaltsteuervorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Verzögerungsmittel (137), die die Lösung der Ausgangsbremse (75) gegenüber der Lösung der Eingangsbremse (42) verzögern.
4. 4. Schaltsteuervorrichtung nach Anspruch 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsbremse (75) über ein Ausgangsbremsventil (156) mit Strömungsmittel beaufschlagt wird.