DE2758587C2 - Schalteinrichtung von mehrgängigen Fahrzeuggetrieben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung υοπ mehrgängigen Fahrzeuggetrieben mit zwei hintereinander gekoppelten Schaltgetrieben, nämlich einem Zwel· gang- und einem Mehrganggetriebe, mit Eingangs-, Ausgangs- und Vorgelegewellen und davon getragenen, dauernd im Eingriff stehenden Zahnradpaaren, wobei ■riindesfens ein Zahnrad je Paar drehbar auf seiner Tragweite gelagert ist und mittels einer Schaltkupplung sowie Synchronisiervorrichtungen zum Synchronisieren der Drehzahlen von Welle und Zahnrad mit der Welle drehfest verbindbar ist und wobei das Zweiganggetriebe eine Vorwähleinrichtung hat, bei der die Bewegungsrichtung der Schaltkupplung zum Verbinden des gewünschten Zahnrades mit der Welle von der Stellung eines Steuergliedes, wie eines Kontaktes in einem elektrischen Stromkreis oder eines Ventils in einem hydraulischen Stromkreis, bestimmt wird und die Bewegung selbst automatisch durch die Speisung des Stromkreises mit elektrischem Strom bzw. Druckmittel bei Ausrücken der Fahrkupplung bewirkt wird.

Eine solche Schalteinrichtung ist z. B. aus der FR-PS 13 99 722 bekanntgeworden.

ι-'· Bei solchen Getrieben sind die Unterschiede der Übersetzungsverhältnisse, die sog. Gangsprünge, im Mehrganggetriebe groß, weil jeder Gangsprung im Mehrganggeti iebe mit Hilfe der Umschaltung im Zweiganggetriebe zur Verwirklichung des im Gesamtgetriebe wünschenswerten Gangsprunges, der einem brauchbaren Drehzahlbereich des Fahrmotors entspricht und nach einer geometrischen Reihe mit angenähert konstantem Faktor ausgelegt sein soll, geteilt wird. Dies hat zur Folge, daß die Relativge-

Ji schwindigkeit der Radpaare benachbarter, insbesondere der höheren Gänge im Mehrganggetriebe bei hoher Drehzahl groß ist und daß deswegen die für das Verbinden von Radpaar und Welle aufzuwendende Synchronisierungsarbeit groß ist. Dies führt zum

jo vorzeitigen Verschleiß der entsprechenden Synchronisiervorrichtung, welche die beim seitlichen Drücken der Schaltkupplung auf das Rad entstehende Reibung zwischen dafür vorgesehenen Flächen am Rad und an der Schaltkupplung zum Geschwindigkeitsausgleich nützt. Die Arbeitsbedingungen der Synchronisiervorrichtung werden besonders dann erschwert, wenn der Fahrer zum Entkuppeln des jeweiligen Radpaares des Mehrganggetriebes von der Welle mittels der Schaltkupplung und des Handschalthebels so viel Zeit brauch·.

4n daß inzwischen bereits die Umschalt'ing im Zweiganggetriebe durch die Automatik erfolgt ist. Dadurch erfahren nämlich die zu synchronisierenden Drehteile zunächst eine sie von der Synchron-Drehzahl entfernende Drehzahländerung.

4> Der Erfindung hegt die Aufgabe zugrunde, eine Schalteinrichtung der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß die geschilderten Ungeschicklichkeiten und deren nachteilige Folgen unterbunden und außerdem die Synchronisierungsarbeit vermindert wird.

W Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch Sperrmittel zum Sperren der Umschaltung des Zweiganggetriebes, die vom Schaltmechanismus des Mehrganggetriebes derart steuerbar sind, daß sie in drehfreier Stellung der Zahnradpaare des Mehrgangge-

■>■> tnebes unwirksam sind, und durch /um Überbrücken der Sperrmittel vorgesehene Überbrückungsmittel, welche in Abhängigkeit von der Drehzahl der tingangswelle des Gesamtgetnebes so gesteuert werden, daß sie das Zweigfnggetriebe bei hoher

Drehzahl auf die Stufe mit dem schnelleren Überset zungsverhältms und bei niedriger Drehzahl auf die Stufe mit dem langsameren Übersetzungsverhältnis zu schalten erlauben.

Damit wird bewirkt, daß das Umschalten um eine Zwischenstufe mit gleichzeitiger Umschaltung im Zweigang- und im Mehrganggetriebe, beispielsweise Von einem (A^-Schnellgang auf den (X + //Normal· gang, in der Weise vor sich geh"l₍ daß zunächst das

Vorwählsteuerglied von »Schnell« auf »Normal« gestellt und dann die Eingangswelle vom Motor mittels der Fahrkupplung gelöst wird. Wenn der Fahrer den Handschalthebel des Mehrganggetriebes betätigt und in die neutrale Lage gebracht hat, in welcher die ϊ Zahnradpaare frei drehbar sind, sind die Sperrmittel unwirksam und das Zweiganggetriebe wird umgeschaltet. Die dabei zu leistende Synchronisierungsarbeit ist gering, weil nur die Fahrkupplung und die drehfreien Zahnradpaare auf eine gemeinsame, sowohl von der ίο Fahrzeuggeschwindigkeit wie von der Motordrehzahl unabhängige Drehzahl zu bringen sind, die der Drehzahl bei vollendeter Umschaltung im Gesamtgetriebe jeweils nahekommt. Die noch aufzubringende Synchronisierungsarbeit bei der anschließenden Verbindung des Zahnradpaares mit der Welle im Mehrganggetriebe wird infolgedessen reduziert. Die Mittel zur Überbrükkung der Sperrmittel sind notwendig, um das selbsttätige Umschalten um eine Zwischenstufe mit Umschaltung nur im Zweiganggetriebe, wie vom A'-Schnellgang auf den X-Normalgang und umgekehrt, zu ermöglichen, wobei der Handschaithebei nicht betätigt wird. Die Überbrückung muß selektiv erfolgen, um die Wirksamkeit der Sperrmittel aufrechtzuerhalten, und zwar sorgen von der Eingangswelle bzw. mit der Motordreh- 2Ί zahl angetriebene Steuervorrichtungen dafür, daß die Umschaltung von »Normal«- auf »Schnell« Gang nur bei hoher und von »Schnell«- auf »Normal«-Gang nur bei niedriger Drehzahl erfolgt.

Eine Schalteinrichtung von mehrgängigen Fahrzeug- J" getrieben mit zwei hintereinander gekoppelten Schaltgetrieben, von denen eines ein Zusatzgelriebe ist, die eine Umschaltung des Zusatzgetriebes nur erlaubt, wenn das Hauptgetriebe in die Neutralstellung geschaltet ist. ist aus der US-PS 26 37 222 bekanntgeworden. 3> Mit anderen Worten: Bei dieser Schalteinrichtung wird die Schaltung des Zusatzgetriebes entgegen der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung nicht beim Betätigen des Kupplungspedals ausgelöst, sondern ausschließlich vom Hauptgetriebeschalthebel beim Übergang in die i-leutralstellung. Dies hat den Nachteil, daß kein Umschalten im Zusatzgetriebe ohne Betätigung der Kupplung und des Schallhebels des Hauptgetriebes vorgenommen werden kann. Selbst nach vorheriger Stellung des Vorwählganges auf die gewünschte Getriebestufe isl es nicht möglich, allein durch Niedertreten der Schaltkupplung ein Umschalten einzuleiten.

Weiterbildende Merkmale, sowie Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen bzw. aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der schematisch genaltenen Zeichnung. Es zeigt

Fig. I das Schema einer Schalteinrichtung eines Vorwählschaltgetrebes, und

F i g. 2 ein Getriebe, welches durch die Schalteinrichtung nach F i g. 1 steuerbar ist. wobei der Zweigang-Teil im Längsschnitt dargestellt ist.

Das Bezugszeichen 1 bezeichnet den vom Handschalthebel 3 mit Drehpunkt 4 und Schaltgestänge 5 betätigten Schaltstock für das Mehrganggetriebe des gezeigten Schaltgetriebes und das Bezugszeichen 2 den Von? Kupplungspedal 6 samt Hebel Und Gestänge 7 gesteuerten Schaltmechanismus für das Zweiganggetriebe. Dieser im dargestellten Beispiel elektro-pneumatische Schaltmechanismus weist ein Hauptventilgehäuse ■ auf, dessen Druckluftkammer 10 von einer Druckluftquelle (nicht gezeigt) ifr Richtung des Pfeiles 9 mit Druckluft gespeist und durch eine öffnung 11, weiche von einem Ventil 12 verschließbar ist, mit einer Verteilerkammer 13 verbunden ist, von der aus die Druckluft über eine Leitung 14 zu den Steuerventilen 15 und 16 geführt wird. Die Anschluß-Öffnungen 17 und 18 dieser Steuerventile sind mittels doppelt-wirkender Schließkörper 19 bzw. 20 in jeweils einer von deren beiden Ruhelagen absperrbar. Die Schließkörper, die jeweils von einem Elektromagneten 21 bzw. 22 betätigt werden, sperren in ihrer anderen Ruhelage je eine öffnung 23 bzw. 24 ab, die das Innere der Steuerventile mit der Außenluft verbindet (Pfeile 25 bzw. 26). Bei wahlweise geschlossenen öffnungen 23. 24 und folglich wahlweise geöffneten Öffnungen 17, 18 und ferner bei geöffneter öffnung 11 im Hauptventilgehäuse strömt Druckluft jeweils über eine Auslaßöffnung 27 oder 28, eine zugehörige Leitung (nicht gezeigt) und einen Anschluß 84 oder 85 (Fig.2) zu einer Seite eines doppelt wirkenden Kolbens 80 in einem Druckluftzylinder 83, der fiber die Kolbenstange 81 des Kolbens 80 und einen damit gelenkig verbundenf Hebel 82 eine Schaltkupplung 06 des Zweiganggei. ie^es verschiebt. Die Schaltkupplung 86 stellt die Drehverbindung der Eingangswelle 87 mit der Vorgelegewelle 92 entweder über ein Räderpaar 88, 89 (z. B. langsamere Übersetzung) oder ein Räderpaar 90, 91 (schnellere Übersetzung) her.

Gemäß F i g. 1 sind die Elektromagnete 21 und 22 an eine Batterie 29 angeschlossen, deren Strom über einen Umschalter 30 entweder zum Kreis djs Magneten 21 oder zu demjenigen des Magneten 22 geführt wird. In jedem Stromkreis sind Unterbrecher 31 bzw. 32 eingebaut, weiche vom Handschalthebelgestänge 5. z. B. mittels eines Doppelnockens 33 und Stößels 34 in der neutralen Schalthßbelstellung geschlossen sind. Ein weiterer Unterbrecher 35 ist im Stromkreis beider Magnete eingebaut und wird durch Herunterdrücken des Kupplungspedals 6 mittels eines über das Gestänge 7 damit verbundenen Keils 36 und einer StöFcls 37 geschlossen. Der Keil 37 betätigt zugleich den Schließkörper des Ventils 12 im Hauptventilgehause 8. unc zwar im öffnenden Sinn beim Herunterdrücken des Kupplungspedals 6. An den Stromkreis des Magneten 21 ist eine Überbrückungsleitung 38 mit einem Unterbrecher 39 angeschlossen. Der Unterbrecher 39 wird von einer drehzahlabhängigen Vorrichtung 40 gesteuert, die vom Motor bzw. der Eingangswelle 87 angetrieben wird, z. B. von einem Fliehkraftschalter, und zwar derart, daß der Unterbrecher 39 bei niederen Motordrehzahlen geschlossen bleibt. An den Stromkreis des Magneten 22 is* eine zweite Überbrückungsleitung 38' mit Unterbrecher 39' angeschlossen, der ebenfalls von der Vorrichtung 40 gesteuert ist, derart, daü er bei hohe" Drehzahlen geschlossen wird.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt:

Bei jedem Ganjwechsel wird das Kupplungspedal durchgetreten. Dabei wird das Ventil 12 im Hauptventil· gehäuse 8 geöffnet, so daß Druckluft zu den Anschlüssen der Steuerventile 15, 16 strömt, und der Schalter 35 wird geschlossen. Wird der Handschalthebel nicht betätigt und steht der Umschalter JO in einer Stellung für die Vorwahl einer Übersetzung der Eingangswellendfehzähl ins Schnelle, d.h. in der Stellung »S«, dann findet die Umschaltung nur bei hoher Drehzahl der Eingangswelle bzw. des Motors statt, weil dann der Fliehkraftschalter 40 den Überbrückungskreis 38' schließt, daß Elektromagnet 22 den Schließkörper 20 hebt Und somit die Öffnung 18 zum Durchlassen von

Druckluft zur Leitung 28 und zum Anschluß 85 des Druckluftzylinders 83 freigibt. Es wird ein um eine halbe Stufe höherer Gang eingelegt, z, B. vom 2. bzw. 3. Normalgang in den zweiten bzw. dritten Schnellgang geschaltet. Steht aber der Umschalter 30 irt einer Stellung für die Vorwahl einer Übersetzung der Eingangswellendrehzahl ins Langsame, d. h. wird ein Herunterschalten um eine halbe Stufe gewünscht, damit der Motor eine Straßensteigung besser »nehmen« kann, dann bewirkt ein Durchtreten des Kupplungspedals 6 nur bei niedrigen Motordrehzahlen den gewünschten Gangwechsel über den Überbrückungsstromkreis 38, den Elektromagnet 21, Schließkörper 19, öffnungen 17, 27 und Anschluß 84 des Druckluftzylinders 83.

Ein Gangwechsel um eine halbe Stufe mit Betätigung

des Handschalthebels, der sog. kombinierte Gangwechsel, beispielsweise vom 2. Schnellgang in den 3. Normalgang, wird vorgenommen, indem die Stromkreise der Elektro-Magnete 21* 22 durch die vom Doppelnocken 33 nur in der neutralen Stellung des Handschalthebels eingeschalteten Schalter 31, 32 geschlossen werden, wobei je nach Stellung des Vorwählumschalters 30 Elektromagnet 21 oder 22 erregt wird.

Normalerweise ergeben sich die eingangs geschilderten Schwierigkeiten mit den Synchronisiervorrichtungen beim Einlegen nur des höchsten Ganges im Mehrganggetriebe, weshalb die effindungsgemäße Schutzvorrichtung für die Schalteinrichtung nur dieses Gangs eingebaut wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schalteinrichtung von mehrgängigen Fahrzeuggetrieben mit zwei hintereinander gekoppelten Schaltgetrieben, nämlich einem Zweigang- und einem Mehrganggetriebe, mit Eingangs.-, Ausgangsund Vorgelegewellen und davon getragenen, dauernd im Eingriff stehenden Zahnradpaaren, wobei mindestens ein Zahnrad je Paar drehbar auf seiner Tragwelle gelagert ist und mittels einer Schaltkupplung sowie Synchronisiervorrichtungen zum Synchronisieren der Drehzahlen von Welle und Zahnrad mit der Welle drehfest verbindbar ist und wobei das Zweiganggetriebe eine Vorwähleinrichtung hat, bei der die Bewegungsrichtung der Schaltkupplung zum Verbinden des gewünschten Zahnrades mit der Welle von der Stellung eines Steuergliedes, wie eines Kontaktes in einem elektrischen Stromkreis oder eines Ventils in einem hydraulischen Stromkreis, bestimmt wird und die Bewegung selbst automatisch durch die Speisung des Stromkreises mit elektrischem Strom bzw. Druckmittel bei Ausrücken der Fahrkupplung bewirkt wird, gekennzeichnet durch Sperrmittel (31, 32) zum Sperren der Umschaltung des Zweiganggetriebes (87 bis 91),die vom Schaltmechanismus des Mehrganggetrid es derart steuerbar sind, daß sie in drehfreier Stellung der Zahnradpaare des Mehrganggetriebes unwirksam sind, und zum Überbrücken der Sperrmittel vorgesehene Überbrückungsmitte! (38, 39 und 38', 39'), welche in Abhängigke.. von der Drehzahl der Eingangswelle (87) des Gesamtgetriebes so -esteuert werden, daß sie das Zweiganggetriebe bei hoher Drehzahl auf die Stufe mit dem schnelleren Üb -'■Setzungsverhältnis und bei niedriger Drehzahl aut die Stufe mit dem langsameren Übersetzungsverhältnis zu schalten erlauben.

2. Schalteinrichtung nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrmittel von einem Paar Unterbrecher (31, 32) gebildet sind, von denen jeder in einem Betätigungsstromkreis eines Elektro-Magnetventils (17, 19, 21 bzw. 18, 20, 22) eingeschalt, t ist. welches die Druckmittelzufuhr zu je einer Seite eines hydraulischen Zylinders (83) zur Betätigung der Schaltkupplung (86) des Zweiganggetriebes steuert.

3. Schalteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Überbrückungsmittel Überbrückungsstromkreise (38 und 38') und darin eingeschaltete Unterbrecher (39 bzw. 39') aufweisen, welche von einem mit der Drehzahl der Eingangswelle (87) angetriebenen Fliehkraftschalter (40) gemeinsam so steuerbar sind, daß in geschlossenem Zustand des einen Unterbrechers der andere geöffnet ist.