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Hydraulische Schaltvorrichtslng für Lastschaltgetriebe Die Erfindung
betrifft eine hydraulische Schaltvorrichtung für Lastschaltgetriebe mit elektromagnetisch
betätigben Vorsteuerventilen zum Steuern von Gangschiebern, von denen jeder eine
Leittmgsverbindung zwischen einer Druckleitung und einer Gangkupplung steuert, und
einer Einrichtung in den Gangschiebern, durch die beim Gangwechsel das Ausrücken
einer Kupplung in Abhängigkeit vom Druckanstieg in einer einzurückenden Kupplung
gesteuert wird.
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In einer älteren Patentanmeldung P 2 117 608.9 wurde bereits eine
derartige Schaltvorrichtung beschrieben, in welcher jedem Gangschieber ein Vorsteuerventil
zugeordnet ist und die Gangschieber unmittelbar durch einen von den
Vorsteuerventilen
freigegebenen Steuerdruck verstellt werden. Die elektromagnetisch verstellbaren
Vorsteuerventile werden beispielsweise über Kippschalter betätigt, die durch eine
vom Fahrer in die einzelnen Gangstellungen bewegbare und mit Schaltnägeln versehene
Schaltwalze in ihre Einschaltstellung gedrückt werden.
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Bleibt z. B. ein Kippschalter infolge eines Bruchs seiner Kontakt-Rückstellfeder
in der Einschaltstellung hängen oder klemmt der Kolben eines Vorsteuerventils in
der Schaltstellung, so tonnen zwei Gangkupplungen gleichzeitig eingerückt werden.
Eine solche Fehlschaltung kann insbesondere bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten
zu schweren Getriebeschäden führen.
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Aus diesem Grunde wurde bereits vorgeschlagen, die Rückseite der
Gangschieber mechanisch gegeneinander zu verriegeln, so daß immer nur ein Gangschieber
zum Schalten frei ist. Eine derartige Einrichtung ist aber in einem Lastschaltgetriebe
mit Uberschneidungssteuerung ungeeignet, da bei Jedem Gangwechsel kurzzeitig zwei
Gangschieber eingeschaltet sind.
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Das vorerwähnte mechanische Verriegeln kann auch an den Vorsteuerventilen
nicht angewandt werden, da letztere mit einem sehr kleinen Hub arbeiten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lastschaltgetriebe,
in welchem dås Ein- bzw. Ausrücken der Kupplungen mit Überschneidung gesteuert wird,
gegen Fehlschaltungen so abzusichern, daß bei eventuell auftretenden Defekten im
elektrischen Teil der .Schaltvorrichtung nicht zwei Gänge gleichzeitig eingerückt
sein können.
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Die Erfindung besteht darin, daß zwischen den Vorsteuerventilen und
den Gangschiebern Zwischenventile angeordnet sind> die durch Steuerleitungen
mit den Vorsteuerventilen verbunden sind, und daß die Zwischenventile hintereinandergeschaltet
in einer Nebenleitung der Druckleitung liegen, wobei die genannten Zwischenventile
in Abhängigkeit von den einzeln oder kombiniert betätigbaren Vorsteuerventilen je
eine der an die Gangschieber anschließbaren Nebenleitungen steuern.
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Nach der Erfindung entspricht jedem Getriebe-Gang eine ganz bestimmte
Stellung der Zwischenventile, über die der Steuerdruck dem jeweils zu verstellenden
Gangschieber zugeleitet wird,
In der Schaltungsanordnung nach der
Erfindung muß daher jeder Gangschieber über sämtliche Zwischenventile angesteuert
werden, wodurch eine Doppelbetätigung von zwei Gangschiebern ausgeschlossen ist.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß bei Getriebeleerlauf
die Nebenleitung über das der Pumpe nächstgelegene Zwischenventil an eine Steuerleitung
angeschlossen ist, die zu Jeweils einem Sperrkolben jedes Gangschiebers führt.
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Durch diese Maßnahme ist gesichert, daß bei Getriebeleerlauf sämtliche
Gangschieber in Abschaltstellung gehalten werden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
unlim folgenden näher erläutert: Es zeigen Fig. 1 in vereinfachter Darstellung die
Gangschieber der Schaltvorrichtung mit den zugehörigen Kupplungen bei Getriebeleerlauf,
Fig. 2 den an Fig. 1 anschließenden Teil der Schaltvorrichtung als Ölschema,
Fig.
3 ein Schaltschema, welches die in den Gängen jeweils betätigten Magnetventile angibt.
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Nach Fig. 2 fördert eine von einem Fahrzeugmoto r angetriebene Pumpe
1 Öl aus einem Behälter 2 in eine Druckleittmg 3.
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Ein Schaltdruckventil 4 in der Druckleitung 3 sichert einen vorbestimmten
Druck im Hydraulikkreis und läßt das nicht benötigte Drucköl z. B. in einen nicht
dargestellten Schmiermittelkreislauf strömen.
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An die Druckleitung 3 sind vier baulich übereinstimmende Gangschieber
6, 6A, 63 und 6C (Fig. 1) angeschlossen. Außerdem stehen als Magnetventile ausgebildete
Vorsteuerventile M7, M8, M9 mit der Druckleitung 3 in Verbindung. Die Betätigung
der Vorsteuerventile M7, MS, M9 erfolgt vorteilhaft über Kippschalter, die durch
auf der Mantelfläche einer Schaltwalze angeordnete Schaltnägel gedrückt werden (nicht
dargestellt).
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Die Vorsteuerventile M7, M8, M9 sind über Steuerleitungen 11, 12,
13 mit Zwischenventilen 17, 18, 19 verbunden, welche hintereinandergeschaltet in
einer Nebenleitung 3A liegen.
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Die Ventile 17 und 18 sind als 4/2-Wegeventile ausgebildet; bei Ventil
19 handelt es sich um ein 8/2-Wegeventil. Die Nebenleitung 3A kann durch das Zwischenventil
18 entweder an -eine Leitung 14 oder an eine Leitung 15 angeschlossen werden,
wobei
die beiden zuletzt genannten Leitungen 14 und 15 ihrerseits über das Zwischenventil
19 mit Leitungen 20, 21 bzw. 22, 23 verbunden werden können. Die Leitungen 20, 21,
22, 23 führen zu Stirnflächen von Steuerkolben 24, 24A, 24B, 24C, die Teile der
Gangschieber 6, 6A, 6B, 6C bilden.
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Der Gangschieber 6 für den ersten Gang besteht aus dem vorerwähnten
Steuerkolben 24, einem Schaltkolben 28 sowie vier voneinander getrennten Sperrkolben
30, 31, 32, 33. Der Schaltkolben 28 besitzt zwei unterschiedlich große Kolbenansätze
35 und 36, von welchen der größere Kolbenansatz 35 eine an die Druckleitung 3 angeschlossene
Zulaufringnut 37 und der kleinere Kolbenansatz 36 eine Entlüftungsringnut 38 steuert.
Die Zulaufringnut 37 ist bei Verschieben des Schaltkolbens 28 nach links gegenüber
einer Ringnut 40 geöffnet, die durch eine Leitung 41 mit einer Kupplung 50 verbunden
ist. Von der Leitung 41 ist eine Abzweigleitung 42 zu jeweils einem Sperrkolben
32A, 32B, 30C der Gangschieber 6A, 6B, 6C geführt.
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Die Sperrkolben 30 - 33 weisen Längsbohrungen 46, 47, 48, 49 auf,
durch die herangeführtes Drucköl hindurchströmen kann, so daß Kolbenflächen mit
dem Durchmesser der genannten Sperrkolben vom Druck beaufschlagbar sind.
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Ein Schaltkolben 28A des Gangschiebers 6A für den zweiten Gang kann
über eine Leitung 41A eine Verbindung zwischen der Druckleitung 3 und einer Kupplung
50A herstellen. Die Leitung 41A weist eine Abzweigleitung 42A auf, die an jeweils
einen Sperrkolben 32, 31B, 31C der übrigen Gangschieber 6, 6B, 6C angeschlossen
ist.
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Ein weiterer Schaltkolben 28B des Gangschiebers 6B stellt bei Verschieben
nach links über eine Leitung 41B eine Verbindung zwischen der Druckleitung 3 und
einer Kupplung 50B zum Schalten des dritten Ganges her. Von der Leitung 41B führt
eine Abzweigleitung 42B an Sperrkolben 31, 32C der Gangschieber 6, 6C und eine weitere
kurze Abzweigleitung 42BB führt an einen Sperrkolben 30A des Gangschiebers 6A.
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Schließlich steuert ein Schaltkolben 28C des Gangschiebers 6C über
eine Leitung 41C eine Verbindung zwischen der Druckleitung 3 und einer Kupplung
50C für den vierten Gang. An die Leitung 41C ist eine Abzweigleitung 42C a-nge-
v schlossen, welche zu Sperrkolben 30, 31A der Gangschieber 6, 6A führt, während
eine kurze Abzweigleitung 42CC mit einem Sperrkolben 30B des Gangschiebers 63 verbunden
ist.
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Eine durch das Zwischenventil 17 an die Nebenleitung 3A angeschlossene
Leitung 51 ist zu Je einem Sperrkolben 33, 33A, 33B, 33C der Gangschieber 6, 6A,
6B, 6C geführt.
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Die Schaltvorrichtung wirkt wie folgt: In der Zeichnung ist die Schaltstellung
für Getriebeleerlauf dargestellt. Hierbei sind unabhängig von der Gangstellung die
einen Steuerdruck führenden Leitungen gestrichelte und die einen Arbeitsdruck fuhrenden
Leitungen durchgehcvnde Linien.
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Gemäß Schaltschema der Fig sind bei Getriebeleerlauf die beiden Vorsteuerventile
M8 und M9 erregt und das Vorsteuerventil M7 ist stromlos. Die an die Steuerkolben
24 - 24C angeschlossenen Leitungen 20 - 23 sind daher über die Zwischenventile 17
- 19 entlüftet. Durch das Zwischenventil 17 ist ein Anschluß von der Nebenleitung
3A zu der Leitung 51 hergestellt, so daß sämtliche Gangschieber 6 - 6C durch eine
auf die Sperrkolben 33 - 33C wirkende hydraulische Kraft in Abschaltstellung gehalten
werden.
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Beim Aufwärts schalten in den ersten Gang erhält außer M8 und M9
auch Vorsteuerventil M7 Strom, wodurch noch die Steuerleitung 11 Anschluß an die
Druckleitung 3 erhält.
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Das Zwischenventil 17 wird dadurch nach links verschoben.
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Die an die Pumpe 1 angeschlossene Nebenleitung 3A steht nunmehr über
das Zwischenventil 17, das Zwischenventil 18, die Leitung 14, das Zwischenventil
19 und die Leitung 20 mit dem Steuerkolben 24 des Gangschiebers 6 in Verbindvmg.
Unter der Kraft des Öldrucks bewegt sich der Steuerkoben 24 mit dem anliegenden
Schaltkolben 28 nach links, wodurch die mit der Druckleitung 3 verbundene Zulaufringnut
37 geöffnet wird. Über die Leitung 41 kann Jetzt der Kupplung 50 Drucköl zuströmen,
in welcher sich der durch das Schaltdruckventil 4 eingestellte Druck aufbaut.
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Durch die oben beschriebene Verstellung des'Zwischenventils 17 ist
gleichzeitig die Leitung 51 entlüftet, so daß sich sämtliche im Gangschieber 6 enthaltene
Kolben in die Schaltstellung bewegen lassen. Die Schaltkolben 28A, 28B und 28C der
anderen Gangschieber werden dagegen durch den auf die Sperrkolben 32A, 32B und 30C
wirkenden Steuerdruck' aus der Leitung 42 in ihrer Abschaltstellung gehalten.
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Aufschalten vom ersten in den zweiten Gang: Gemäß Schaltschema der
Fig. 3 sind im zweiten Gang nur M7 und M8 betätigt. Das Vorsteuerventil M9 wird
also abgeschaltet und das Zwischenventil 19 bewegt sich durch Federkraft in seine
Grundstellung. Die Leitung 20 zum
Gangschieber 6 ist damit entlüftet,
während die an die Nebenleitung 3A angeschlossene Leitung 14 mit der Leitung 21
verbunden ist. Der Schaltkolben 28A des Gangschiebers 6A wird durch den Steuerkolben
24A nach links bewegt, so daß eine Verbindung von der Druckleitung 3 zur Leitung
41A hergestellt ist und sich in der Kupplung 50A der Schaltdruck aufbauen kann.
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Obwohl, wie bereits beschrieben, die Leitung 20 entlüftet ist, wird
der Gangschieber 6 durch die auf die große Ringkolbenfläche des Schaltkolbens 28
wirkende hydraulische Kraft zunächst in seiner Einschaltstellung gehalten. In der
Kupplung 50 herrscht daher weiterhin der volle Schaltdruck, Da die Kupplung 50A
des neu zu schaltenden zweiten Ganges über die Abzweigleitung 42A an den Sperrkolben
32 des Gangschiebers 6 angeschlossen ist, wirkt der Druckanstieg durch die Längsbohrung
48 auf die gesamte Kolbenfläche des Sperrkolbens 32. Sobald der Öldruck in der Kupplung
50A auf einen Wert angestiegen ist, bei dem diese das Lastmoment übertragen kann,
überwiegt die Kraft des Druckes auf die Kolbenfläche von 32 die Kraft des auf die
große Ringkolbenfläche des Schaltkolbens 28 wirkenden Schaltdruckes, so daß sich
die Sperrkolben 32, 31; 30,der Schaltkolben 28 und der Steuerkolben 24 in Abschaltstellung
nach rechts bewegen. Der Sperrkolben 33 stützt sich dagegen links am Gehäuse ab.
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Die Kupplung 50 des ersten Ganges ist somit über die Entlüftungs@@ngnut
38 und eine nicht dargestellte Leitung zum Behälter 2 entlüftet, während der Druck
in der Kupplung 50A bis auf die Hohe des jeweiligen Schaltdruckes ansteigt.
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Der in der Yaipplung 50A herrschende Druck wirkt außerdem über die
Leitung 42A auf die Sperrkolben 313, 31C der nicht an der Schaltung beteiligten
Gangschieber 63, 6C, die dadurch @n Abschaltstellung gehalten werden.