DE2439174A1

DE2439174A1 - Steuereinrichtung fuer wechselgetriebe, insbesondere fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2439174A1
Application number: DE2439174A
Authority: DE
Inventors: Carl Edwin Shellman
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1973-09-12
Filing date: 1974-08-13
Publication date: 1975-04-17
Also published as: AU7216174A; GB1427686A; FR2243374B1; US3896685A; JPS5330862B2; AU476487B2; FR2243374A1; DE2439174B2; CA990619A; JPS5055755A; BR7407436D0

Description

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General Motors Corporation , Detroit , Michigan, V.St.A.

Steuereinrichtung für Wechselgetriebe, insbesondere für

Kraftfahrzeuge

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung« für Wechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit einem ι willkürlich betätigbaren Wählventil, das eine Druckflüssigkeits«- quelle u_oa_o mit einer druckflüssigkeitsbetätigten Schalteinrichttung verbindet, die bei zwei verschiedenen Schaltvorgängen mit unterschiedlicher Einrückkraft betätigt wird. Eine derartige Steuereinrichtung ist beispielsweise

durch die US-PS 5 541 887 bekannt. Um bei den verschiedenen Schaltvorgängen die beabsichtigte unterschiedliche Einrüekkraft zu erhalten, sind dort in dem Stellmotor aewei unterschiedliche Flächen vorgesehen, die von Druckflüssigkeit gleichen Drucks beaufschlagbar sind. Im besonderen ist diese Ausbildung bei einer Schaltbremse gewählt, die für den Vorwärtsantrieb und den Rückwärtsantrieb anzulegen ist. Hier ist die Reaktionskraft beim Schalten des Rückwärtsantriebs beträchtlich höher· Zur Anpassung an die besonderen Betriebsverhältnisse ist daher eine entsprechende Ausbildung des Stellmotors der Schalteinrichtung (

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erfprderlich. Dies bedeutet eine Verteurung der Fertigung» Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass durch Verwendung einer für mehrere Getriebetypen geeigneten Schalteinrichtung eine wirtschaftlichere Fertigung möglich ist und die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht daher darin, eine Steuereinrichtung der eingange erwähnten Art so weiter auszugestalten, da»s bei Aufrechterhaltung des Aufbaus der Schalteinrichtung die unterschiedlichen Einrückkräfte in den beiden Schaltvorgängen den besonderen Betriebsbedingungen entsprechend leicht angepasst werden können.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angeführten Merkmale gelöst. Weitere vorteilhaite Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüohen«

Durch die erfindungsgemässe Ausbildung ist die Verwendung eines nur eine beaufschlagte Fläche aufweisenden Stell« motors für die Schalteinrichtung möglich, da die unterschiedliche Einrückkraft durch Änderung der Druckpegels der Druckflüssigkeit bewirkt wird. Da» vorgesehene Steuerventil leitet den vollen Hetadruck zur Bildung des hohen Druekpegels zu, beispielsweise beim Schalten de* Rückwärtsantriebeβ, und begrenzt den zugeleiteten Druck auf einen geringeren Wert, wenn das Schalten für den Vorwärtsantrieb eingestellt ist· Ein dertiger Stellmotor bedingt eine beträchtliche Yerbilligung in der Fertigung gegenüber den bekannten für diese Zwecke verwendeten Stellmotoren mit zwei beaufschlagten Flächen, die abgesetzte Bohrungen erfordern. Ein· Anpassung an die besonderen Betriebs-

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Verhältnisse ist durch Abänderung des Steuerventils in wirtscahfi-

licherer Weise möglich* i

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt« In den Zeichnungen eind

Figo 1 eine schematische Darstellung einer Steuereinrichtung nach der Erfindung alt einem zugeordneten Kraftfahrzeuggetriebe,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Ventilanord- ! nung zur Steuerung der unterschiedlichen Druck-, pegel am Stellmotor einer Schalteinrichtung, j

Fig«, 3 ein Schaubild, in dem der Verlauf der Einrückdrücke über der Zeit dargestellt ist. \

Eine übliche Flüssigkeitspumpe 10 »äugt Flüssigkeit ; aus einem Behälter 12 über eine Saugleitung 14 an und fördert diese unter Druck in eine Hauptnetζleitung 16, die mit einem Druckregelventil 18 verbunden ist, über da_s ein willkürlich betätigbares Wählventil 20 mit Druckflüssigkeit geregelten Drucke versorgt wird.

Wählventil 20.

Das Wählyentil 20 hat einen Ventilaehieber 62 mit mehreren axialen Abstand voneinander aufweisenden Steuerbunden a, b, c, d, e, f , die gleichen Durchmesser aufweisen und in einer Ventilbohrung 64 gleiten. Der Ventilschieber kann in mehrere .

Stellungen eingestellt werden, nämlich P für Parken, B. für Rück- : wärtsantrieb, H für Leerlauf, D für Vorwärteantrieb im höchsten Gang, I für Vorwärtsantrieb im mittleren Gang und L für Vorwärtef·

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antrieb im niedrigsten Gang· Je nach der Stellung des Ventilschiebers werden weitere Ventile der Steuereinrichtung mit Druckflüssigkeit versorgt. In der in der Zeichnung dargestellten Leerlaufsteilung H ist die Hauptnetzleitung 16 zwischen den Steuerbunden a und b mit Abströmleitungen 66 und 68 verbunden, eine Abströmleitung 70 mit einem Auslass zwischen den Steu— erbunden b und c, Abströmleitungen 74 und 76 über die Stirnseite der Ventilbohrung 64 entlastete Bei Einstellung für Rückwärtsantrieb (R) ist die Hauptnetzleitung 16 zwischen den Steuerbunden a und b mit den Abströmleitungen 66,68 und 70 verbunden, während die übrigen Abströmleitungen entlastet sind. In der Stellung D des Ventilschiebere ist die Hauptnetζleitung 16 zwischen den Steuerbunden a und b mit den Abströmleitungen 66,68 und 74 verbunden, während die anderen Abströmleitungen entlastet sind. In der Stellung I des Ventilschiebers ist die Hauptnetzleitung 16 zwischen den Steuerbunden a und b mit den Abströ»- leitungen 66 und 74 verbunden und die anderen Abströmleitungen druckentlastet. In der Stellung L des Ventilschiebers ist die Hauptnetzleitung 16 zwischen den Steuerbunden a und b mit den Abströmleitungen 74 und 76 verbunden und die übrigen Abströmleitungen sind entlastet. In der Parkstellung (P) ist die Haupt«· netzleitung 16 von der Ventilbohrung 64 durch den Steuerbund a getrennt, und die Abströmleitungen entlastet.

Die Abströmleitung 70 ist mit einem nicht dargestelltem 2-3-Umschaltventil, einem Steuerventil 80 zur Einstellung des Druckpegele und einer Kupplung 82 verbunden. Die Abström-

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leitung 68 ;Lst mit dem 2-3-Umschaltventil verbunden» Die Abströmleitung 66 ist mit einem nicht dargestellten Drosseldruckventil verbunden, das einen von der Drosselklappenstellung abhängigen Druck lieferte Die Abströmleitung 74 ist mit einem Regler 136, der einen fahrgeschwindigkeitsabhängigen Druck liefert und beispielsweise gemäss der US-PS 3 559 667 ausgebildet ist, einem nicht dargestellten 1—2-Umschaltventil und einer Kupplung 88 verbunden«, Die Abströmleitung 76 ist mit dem 1-2-Umschalt« ventil und dem Steuerventil 80 verbunden.

Die Umschaltventile und das Drosseldruckventil können in üblicherweise entsprechend der US-PS 3 321 056 oder 3 541 887 ausgebildet werden,,

Das Steuerventil 80.

Das Steuerventil 80 hat einen Yentilschieber 204 mit axialen Abstand voneinander aufweisenden Steuerbunden a und b gleichen Durchmessers und einem Steuerbund c grösseren Durchmessers. Der Ventilschieber 204 gleitet in einer im Durchmesser abgesetzten, einseitig geschlossenen Ventilbohrung 206. Zwischen dem offenen Ende der Ventilbohrung 206 und dem Steuerbund c ist eine vorgespannte Druckfeder 208 vorgesehen. Im Bereich des geschlossenen Endes ist an die Yentilbohrung 206 die Abströmleitung 70 neben dem Steuerbund a angeschlossen. Die Abströmleitung 76 mündet zwischen den Steuerbunden a und b und Äine Zuleitung 210 zum Stellmotor einer Schaltbrenme 212 ist zwischen den Steuerbunden b und ο angeschlossen. Die Schalt-*· bremse 212 ist ähnlich der in der US-PS 3 541 887 beschriebenen!

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mit der Ausnahme, dass der Stellmotor nur eine druckbeaufschlagte Fläche aufweist.

Bei der bekannten Ausbildung nach der US-PS 3 541 887 ist der Stellmotor mit zwei druckbeaufschlagten Flächen verschiedener Grosse versehen, auf die der einen konstanten Wert aufweisende Hauptnetzdruck einwirkt, um unterschiedliche Einrückkräfte zu erhalten, beispielsweise beim Einschalten des Rückwärtsantriebes eine grössere Einrückkrmt, da dann über die Schalteinrichtung grössere -Drehmomente übertragen werden. Bei der erfindungsgemässen Ausbildung wird der dem Stellmotor zugeleitete Hauptnetzdruck durch das Steuerventil 80 moduliert, um bei Beaufschlagung der gleichen Fläche unterschiedliche Einrückkräfte zu erhalten·

Ist das Wählventil 20 in der Stellung R für Rückwärtsantrieb, so führt die Abströmleitung 70 Druckflüssigkeit, die auf den Steuerbund a de« Steuerventils 80 einwirkt und den Tentilschieber 204 nach links in Fig. 1 bewegt, wobei die Druckfeder 208 zusammengedrückt wird· Hierdurch wird die Abströmleitung 70 mit der Zuleitung 210 an der Stirnfläche des Steuerbundes a verbunden, so dass der volle Netzdruck zum Betätigen der

Schaitbremee 212 verwendet wird·

Be-findet sich das WähTfrentil 20 jedoch in der Stellung . L, so führt die Abströmleitung 76 Druckflüssigkeit und ist zwi- ; sehen den Steuerbunden a und b alt der Zuleitung 210 verbunden. Der Druck in der Zuleitung 210 wirkt auf die unterschiedlichen Flächen der Steuerbund· b und e, der über eine Zweigleitung dem Raup zwischen diesen Steuerbunden zugeleitet wird· Hierdurch

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wird der Ventilschieber 204 gegen die Kraft der Druckfeder 208 _: nach links bewegt. Bei Erreichen eines vorgegebenen, unterhalb des vollen Wertes liegepLei* Druckes hat eich der Ventilschieber 204 so weit nach links bewegt, dass der Steuerbund a die Ver-Vindung zwischen der Abströmleitung 76 und der Zuleitung 210 absperrt, so dass ein weiterer Anstieg dee -Ruckes in der Zuleitung 210 zur Schaltbremse 212 begrenzt ist. Es ergibt sich somit beim Anlagen der Schaltbremse zum Schalten des niedrigen Vorwärtsganges ein wesentlich geringerer Einrückdrück als beim Schalten des Rückwärtsantriebs«

Das Getriebe.

Die Schalteinrichtung in Gestalt der Kupplung 82 entspricht den für den gleichen Zweck bestimmten Kupplungen in den Bauarten nach den US-PSn 3 321 056 und 3 541 887. Die Kupplung 88 ist vom Kolbentyp mit einer beaufschlagten Fläche, wie in den US-PSn 3 321 056 und 3 541 887 beschrieben.

Die beschriebene Steuereinrichtung ist besonders vorteilhaft für Wechselgetriebe mit Planetenrädersätzen, wie sie beispielsweise in der US-PS 3 541 887 beschrieben sind. Jedoch ist im vorliegenden Pail eine Schalteinrichtung in Verbindung mit einer Freilaufkupplung für das Schalten des mittleren Ganges vermieden. Vielmehr wird das Ausrücken einer Schalteinrichtung und das gleichzeitige Einrücken einer anderen Schalteinrichtung durch nur einen Flüssigkeitsdruck bewirkt, wodurch sich ein wi'rtschaftlicherer Aufbau des Getriebes ergibt. Zweckmässig wird dann die Freilaufkupplung zum Schalten des niedrigsten Ganges verwendet. [

509816/0217 . ~^8-

Ein Ausführungsbeispiel für ein Getriebe ist in Fig. 1

dargestellt· Dieses weist einen üblichen hydrodynamischen Dreh-

momentwandler 301 mit einer Einwegbremse 302 für sein Leitrad und ein na_chgeschaltetes Planetenrädergetriebe 300 auf. Das PIa-

i
netenrädergetriebe 300 besteht aus zwei miteinander verbundenen

, inneren Zentralrädern 304- und 306, zwei äusseren Zentralrädern 308 und 310, zwei Planetenträgern 312 und 314·, in denen drehbar ,Planetenräder 316 bzw. 318 gelagert sind· Die Plametenräder 316 ikämmen mit den Zentralrädern 304 und 3Ü und die Planetenräder ■' 318 mit den Zentralrädern 306 und 310. Das äussere Zentralrad 310 und der Planetonträger 312 sind mit einer Ausgangswelle 320 rerbunden, die die nicht dargestellten Fahrzeugräder und den Hegler 136 antreibt. Der Planetenträger 314 kann durch die Bremse 212 festgelegt werden, sowie auch durch eine Freilaufkupplung 322· Die inneren Zentralräder 304 und 306 können über die Kupp- ■ lung 82 angetrieben oder durch eine Bandbremse 324, d€i durch ^: einen Stellmotor 134 betätigbar ist, festgelegt werden. Das äuesere Zentralrad 308 kann wahlweise über die Kupplung 88 vom hydrodynamischen Drehmomentwandler 301 angetrieben werden. Die nachfolgende Tafe£ zeigt die Betätigung der Schaltvorrichtungen für die einzelnen Schaltvorgänge:

Schaltvorgang	V R	Kuppl· 82	Kuppl, 88	Br se 212	Brse 324	Freil 322
Leerlauf Rüokw.A.	L	X	-	X	-
niedr.G (hand^eet)			χ	X	—	-
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Schaltvorgang Kuppl. Kupplo Brs· Brs· Prell.

82 88 212 324 322

oo
(selbst _β gest·) - χ ·» — x

mittl.G, I - χ ** χ ' -

hoher Gang D χ χ - - -

Im Leirlauf sind alle Kupplungen ausgerückt und alle Bremsen gelüftet« Bei Rückwärtsantrieb ist die Kupplung 82 eingerückt und die Bremse 212 angelegt« Bei handgesteuerten niedrigen Vorwärtsantrieb ist die Kupplung 88 eingerückt und die Bremse 212 angelegt „während bei selbsttätiger Steuerung · anstelle der dann gelüfteten Bremse 212 die freilaufkupplung 322 fasst. Bei mittlerem Vorwärtsantrieb ist die Kupplung 88 eingerückt und die Bandbremse 324 angelegt und im hakmn Vorwärtsantrieb sind beide Kupplungen 82 und 88 eingerückt· Eine nähere Beschreibung dieses Getriebes und seiner Kraftwege ist der US-PS 2 856 794 su entnehmen.

Steuerung des Einrückdrückt für die Bremse 212, Diese Steuerung ist in den Pig· 2 und 3 veranschaulicht« 1st das Wählventil 20 für Rückwärtsantrieb eingestellt, so leitet die Abströmleitung 70 letzdruck zum Steuerventil 80, der dieses Ventil roll öffnet, so dass «ine unmittelbare Verbindung vo$ der Abströmleitung 70 zur Zuleitung 210 besteht· Die Schaltbremse 212 wird also mit vollem Setsdruck betätigt« Da der Stellkolben der Schaltbremse 212 mit nur ei-

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ner beaufschlagten fläche ausgebildet 1st und für das Einschalten des niedrigen Vorwärtsantriebe eine geringere Einrückkraft ausreicht, ist ein Absenken des Netzdruckes im Steuerventil 80 erforderlich, damit geringerer Druck in der Zuleitung 210 herrscht.

Bei Einstellung des Wählrentils 20 in die Stellung L wird der Hauptnetzdruck über die Abströmleitung 76 dem Steuerventil 80 zugeleitet, das diese mit der Zuleitung 210 verbindet· Dieser Druck.wirkt gleichzeitig auf die verschieden grossen Steuerbunde β und b des ^entilsohiebers 204» so dass die Verbindung bei Erreichen eines vorgegebenen Wertes unterbrochen wird· Dieser Druokwert wird durch die Kraft bestimmt, die notwendig ist, um die Bremse 212 im niedrigen Vorwärtsantrieb an- , gelegt zu halten« Dieser Druckpegel wird durch die Wahl der Kraft der Jeder 208 und die Differenz der beaufschlagten Flächen der Steuerbunde b und e des Ventilschiebers 204 bestimmt, so dass ein weiter Bereich von Einrückdrücken in einfacher Weise zwecks Anpassung an die besonderen Betriebsbedingungen vorgesehen werden kann, ohne Änderungen an der S_chalteinrichtung vornehmen zu müssen.

Die Kurve im Schaubild der Pig· 3 zeigt den Verlauf des Einrüokdruckes für die Bremse 212 über der Zeit, wobei der Einfluss des Steuerventils 80 erkennba_r ist. Der Druck in der ' Zuleitung 210 steigt anfangs auf einen Wert entsprechend der Verspannung a der Rückstellfeder der Bremse 212. .Unter Überwinden der Kraft der Rückstellfeder steigt der Druck dann bei

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Rückwärtsaintrieb bis auf den vollen Netzdruck in der Abströmleitung 70 an, Bei niedrigem Yorwärtsantrieb steigt der Druck

in der Zuhaltung jedoch nur bis zu dem Punkt A an, der durch
die Kraft"der ^eder 208 des Steuerventils 80 /wird. Einen weiteren Anstieg verhindert das Steuerventil 80 in der beschriebenen Weise.

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Claims

2439m

Patentansprüche :

1,JSteuereinrichtung für Wechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem willkürlich betätigbaren Wählventil, das eine Druckflüssigkeitsquelle unter anderen mit einer druckflüssigkeitsbetätigten Schalteinrichtung verbindet, die bei zwei verschiedenen Sehaltvorgängen mit unterschiedlicher Einrückkraft betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Wählventil (20) und dieser Schalteinrichtung (212) ein Steuerventil (80) zur Steuerung \ dee Einrückdruck» der Schalteinrichtung auf zwei verschiedene j Pegel vorgesehen ist, in welchem eine erste Fläche (a) von der ! Druckflüssigkeitsquelle (16) beaufschlagt wird, wenn am Wähl— ventil der eine Schaltvorgang(R) eingestellt ist, und den einen Druckpegel für den Einrückdruok bestimmt, und dass eine zweite Fläche (c minus b) von der Druckflüssigkeitsquelle beaufschlagt ist, wenn am Wählventil der andere Schaltvorgang (1) eingestellt ist, und den anderen Druckpegel für den Einrückdruck besinnmt.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn-, zeichnet, das· da» Steuerventil (80) in einer Ventilbohrung (206)

, einen Ventilechieber (204) mit mehreren Steuerbunden (a, b, c)

enthält, welche die von der Druckflüssigkeitsquelle (16) beauf-' Beklagten Flächen bilden·

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3«Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (80) eine einseitig geschlosse—

ne Ventilbohrung (206) mit vier Öffnungen und einen Ventilschie-4 ber (204) mit drei Steuerbunden (a, b, e) enthält und der erste ! Steuerbund (a) die erste von der Druckflüssigkeitsquelle (16) ι beaufschlagte Fläche ist und auf.den dritten Steuerbund (ο) ^; auf der offenen Seite der Ventilbohrung eine den Ventilschieber gegen das geschlossene Ende der Ventilbohrung belastende I Druckfeder (208) einwirkt, dass eine erste Leitung (70) vom Wählventil (20) in die Ventilbohrung im Bereich ihres geechlossenen Endes mündet, dass eine zur Schalteinrichtung (212) f üh.-. rende Zuleitung (210) an die "benachbarte Öffnung angeschlossen j ist, eine zweite vom Wählventil kommende Leitung (76) über die I nächste Öffnung in die Ventilbohrung mündet und mit der Zulei— j tung (210) zur Schalteinrichtung verbunden ist, wenn die Druck- I feder (208) den Ventilschieber gegen das geschlossene Ende der ^! Ventilbohrung bewegt, und dass die Zuleitung (210) zur Schalt— ' einrichtung über eine Zweigleitung mit der dem offenen Ende benachbarten Öffnung der Ventilbohrung verbunden ist, die zwischen dem dritten Steuerbund (c) und dem benachbarten zweiten Steuer-! bund (b) liegt, wobei letzterer den Raum zwischen diesen Steuer-j bunden verschliesst und kleineren Durchmesser hatj und dass ! bei Beaufschlagen des ersten Steuerbundee (a) über die erste I vom Wählventil kommende Leitung (70) die Verbindung zwischen j der zweiten vom Wählventil kommenden Leitung (76) mit der Zu- ^;

leitung (210) durch den ersten Steuerbund unterbrochen wird. _;

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-H-

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4. Steuereinrichtung nach Anspruch 3» dadurch ge-

'< kennzeichnet, dass der erste und der zweite Steuerbund ( a , b) des Steuerventile (80) gleichen Durchmesser haben.

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L e e r s e i t e