DE3042562A1 - Hydraulisch gesteuertes getriebe fuer kraftfahrzeuge mit vierradantrieb - Google Patents
Hydraulisch gesteuertes getriebe fuer kraftfahrzeuge mit vierradantriebInfo
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Description
Hydraulisch gesteuertes Getriebe für Kraftfahrzeuge mit Vierradantrieb
Die Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisch gesteuertes Getriebe für Kraftfahrzeuge mit Vierradantrieb zur Drehmomentübertragung
zwischen dem automatischen "übersetzungsgetriebe
und der Vorder- sowie Hinterachse.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein derartiges Getriebe
zu schaffen, bei welchem ein hydraulisches Steuersystem vorgesehen ist, welches die Betätigung und das Lösen
von Reibungselementen des Getriebes hydraulisch steuert, insbesondere derart, daß ein Umschalten auf einen Vierradantrieb
mit verminderter Drehzahl verhindert ist und ein direkter Vierradantrieb bestehen bleibt, wenn das jeweilige Kraftfahrzeug
sich mit einer Geschwindigkeit größer als ein vorgegebener Grenzwert bewegt, so daß ein Überdrehen des Kraftfahrzeugraotors
und andere gefährliche Situationen vermieden werden.
Diese Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 bzw. 8 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Getriebes bzw. seines hydraulischen Steuersystems sind in den Ansprüchen 2 bis 7
bzw. 9 bis 16 gekennzeichnet.
Nachstehend sind bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Getriebes und seines hydraulischen Steuersystems anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben. Dari&
zeigen, jeweils schematisch:
Figur 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Getriebe;
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!Figur 2 das Antriebssystem eines Kraftfahrzeuges
mit Vierradantrieb, welches das Getriebe gemäß Figur 1 enthält; und
Figur 3 bis 5 jeweils das Schaltbild einer ersten bzw. zweiten bzw. dritten Ausführungsform des hydraulischen
Steuersystems für das Getriebe gemäß Figur 1.
Das Getriebe gemäß Figur 1 ist an ein automatisches Übersetzungsgetriebe
1 angeschlossen und weist eine Eingangswelle 2 auf, welche als Ausgangsxvelle des automatischen Übersetzungsgetriebes
1 dient und mit einem Regelventil 3 versehen ist. Es ist ein Planetenradsatz 4 vorgesehen, dessen Sonnenrad 41
auf die Eingangswelle 2 aufgekeilt ist, mit welchem ein Ritzel bzw. Planetenrad 42 kämmt. Das Planetenrad 42 steht weiterhin
mit dem Hohlrad 43 des Planetenradsatzes 4 in Eingriff
und ist am Planetenradträger 44 des Planetenradsatzes 4 drehbar gelagert, welcher an eine erste Ausgangswelle 1 des Getriebes
angeschlossen ist.
Eine Reibungsbremse 5 dient dazu, das Hohlrad 43 an einem Getriebegehäuseteil
18 festzulegen. Die Reibungsbremse 5 ist mit einem hydraulischen Servomotor 50 versehen, welcher aus
einem im Getriebegehäuseteil 18 ausgebildeten Zylinder 18A
sowie einem darin axial verschieblich gelagerten Kolben 5I
besteht. Zur gegenseitigen Verbindung des Sonnenrades 41 und des Planetenradträgers 44 miteinander ist auf der dem automatischen
Übersetzungsgetriebe 1 zugewandten Seite des Planetenradsatzes 4 eine Reibungskupplung 7 vorgesehen, welche von einem
hydraulischen Servomotor 70 betätigbar ist, der aus einem
mit dem Planetenradträger 44 verbundenen Zylinder 7I und einem darin axial verschieblich gelagerten Kolben 72 besteht.
Eine weitere, zweite Reibungskupplung 8 dient dazu, die Aus-
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gangswelle 11 mit einer Hülse 9 zu verbinden und ist mit einem
hydraulischen Servomotor 80 versehen, welcher aus einem mit der in Getriebegehäuseteilen 19 und 20 drehbar gelagerten
Hülse 9 verschweißten Zylinder 81 sowie einem darin axial verschieblich
gelagerten Kolben 82 besteht.
Die Hülse 9 ist mittels eines Verbindungsmechanismus se s 14·
mit einer zweiten Ausgangswelle 17 des Getriebes verbunden,
welcher sich aus einem auf die Hülse 9 aufgekeilten Kettenzahnrad 12, einem auf die zweite Ausgangswelle 17 aufgekeilten
Kettenzahnrad 15 und einer die beiden Kettenzahnräder 12
und 15 umschlingenden Kette 16 zusammensetzt.
Der Zylinder 71 des hydraulischen Servomotors 70 der ersten
Reibungskupplung 7 ist am Außenumfang mit einem Zahnkranz
73 versehen, in welchen eine Parksperrklinke 74· eingreift,
wenn der Schalthebel des automatischen Übersetzungsgetriebes 1 in die Parkstellung gebracht wird, so daß die erste
Ausgangswelle 11 dann blockiert ist.
Das automatische Übersetzungsgetriebe 1 weist eine ölwanne
90 auf. Zur Steuerung der ölströme zu den hydraulischen Servomotoren
70, 80 und 50 der Reibungskupplung 7 bzw. 8 bzw.
der Reibungsbremse 5 und davon weg dient ein hydraulisches Steuersystem 91 mit ölwanne 92. Die hydraulischen Servomotoren
70, 80 und ^O werden mittels des hydraulischen Steuersystems
91 durch eine Leitung 95 hindurch von der ölwanne 90
her mit Drucköl beaufschlagt, welche am Gehäuse 93 des automatischen Übersetzungsgetriebes 1 und an einem Getriebegehäuseteil
94· angebracht ist.
Gemäß Figur 2 wird das Getriebe A nach Figur 1 an das dem Jeweiligen
Kraftfahrzeugmotor E nachgeschaltete, automatische Übersetzungsgetriebe T angeschlossen und mit der ersten Aus-
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gangswelle 11 mit der Antriebswelle C für die Hinterachse sowie mit der zweiten Ausgangswelle 17 mit der Antriebswelle B
für die Vorderachse des jeweiligen Kraftfahrzeuges verbunden.
Bei normalem Betrieb des Kraftfahrzeuges wird der Servomotor 70 mit im hydraulischen Steuersystem des automatischen Übersetzungsgetriebes
1 erzeugtem Drucköl beaufschlagt, um die Reibungskupplung 7 einzurücken, während die Servomotoren 50
und 80 an den jeweiligen Rücklauf angeschlossen sind, um die Reibungsbremse 5 und die Reibungskupplung 8 gelöst bzw. ausgerückt
zu halten. Damit sind das Sonnenrad 41 und der Planetenradträger
44 des Planetenradsatzes 4 miteinander verbunden, um Drehmoment von der Eingangswelle 2 zur ersten Ausgangswelle
11 für den Hinterachsantrieb mit dem "übersetzungsverhältnis
= 1 zu übertragen und die beiden Hinterräder des jeweiligen Kraftfahrzeugs entsprechend anzutreiben. Dabei wird die
Leistung der Eingangswelle 2 über die Reibungskupplung 7 und
den Planetenradträger 44 auf die erste Ausgangswelle 11 unter Umgehung des Sonnenrads 41, des Planetenrads 42 und des Hohlrads
45 übertragen, so daß deren Verzahnungen nicht mit den
andernfalls auftretenden Belastungen beaufschlagt werden und ihre Punktionsdauer daher verlängert ist.
Wird im Laufe dieser Betriebsweise ein Vierradantrieb gewünscht, dann muß ein in Pigur 1 und 2 nicht dargestelltes
hydraulisches Steuerventil mittels eines in der Nähe des Fahrersitzes des jeweiligen Kraftfahrzeugs angeordneten Hebels
oder Schalters betätigt werden, um den Servomotor 80 allmählich mit Drucköl bzw. Öldruck zu beaufschlagen und die
Reibungskupplung 8 sanft einzurücken, so daß die erste Ausgangswelle 11 und die Hülse 9 miteinander verbunden werden.
Dieses hat zur Folge, daß die Leistung der Eingangswelle 2 nicht nur zur ersten Ausgangswelle 11 für den Hinterachsantrieb
übertragen wird, sondern auch zur zweiten Ausgangswelle
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17 für den Vorderachsantrieb, und zwar über den Verbindungsmechanismus 14, so daß sowohl die Hinterräder über die Antriebswelle
C als auch die Vorderräder des jeweiligen Kraftfahrzeugs über die Antriebswelle B mit dem Übersetzungsverhältnis
- 1 angetrieben werden.
Falls während dieser Betriebsweise ein größeres Ausgangsdrehmoment
erforderlich werden sollte, beispielsweise zum Hochfahren eines steilen Hanges, dann wird das hydraulische Steuerventil
betätigt, um den Servomotor 50 allmählich mit Drucköl
bzw. Öldruck zu beaufschlagen und gleichzeitig den Servomotor 70 in geeigneter zeitlicher Abstimmung zu entleeren, so
daß die Reibungsbremse 5 allmählich wirksam und die Reibungskupplung 7 sanft ausgerückt wird. Dieses hat zur Folge, daß
das Sonnenrad 41 und der Planetenradträger 44 voneinander getrennt werden und das Hohlrad 43 blockiert wird, so daß Leistung
von der Eingangswelle 2 zu den beiden Ausgangswellen 11 und 17 bei einer Drehzahluntersetzung durch das Sonnenrad 41,
das Planetenrad 42 und den Planetenradträger 44 übertragen wird und ein Vierradantrieb mit größerem Drehmoment erfolgt.
Die folgende Tabelle 1 veranschaulicht die Zustände der Reibungsbremse
5 und der beiden Reibungskupplungen 7 sowie 8 für jede der drei geschilderten Betriebsweisen des Getriebes
gemäß Figur 1 bzw. des Kraftfahrzeuges gemäß Figur 2, wobei der eingerückte Zustand mit dem Symbol "0" und der ausgerück-
te Zustand mit dem Symbol 11X" angegeben ist und das Symbol
" A " das Sonnenrad/Hohlrad-Zähnezahlverhältnis bedeutet,
welches im angegebenen Fall mit X =0,5 angenommen ist:
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——Raibungseleraent j 5 Betriebsweise * "■"-—-—-__j |
X | 7 | 8 | Übersetzungsverhältnis |
Zweiradantrieb | X | O | ■X | 1 |
Vierradantrieb (direkt) |
O | O | O | 1 |
Vierradantrieb (mit verminderter Drehzahl) |
X | O | 1 + *· 3 0 | |
λ |
In Figur 3 bis 5 sind jeweils ein hydraulisches Steuersystem
100 für ein automatisches Übersetzungsgetriebe 1 mit drei Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang sowie eine erste bzw. zweite
bzw. dritte Ausführungsform des hydraulischen Steuersystems 200 für das nachgeschaltete Getriebe gemäß Figur 1 veranschaulicht
.
Bei dem hydraulischen Steuersystem 100 wird das aus einer Ölwanne
101 mittels einer ölpumpe 102 abgesaugte öl über ein Kegelventil
103, welches einen vorgegebenen Leitungsdruck gewährleistet,
einer Leitung 104 zugeführt, um über ein handbetätigbares Umsteuerventil 105 zu einem 1/2-Schaltventil 106 und zu
einem 2/3-Schaltventil I07 zu gelangen. Ein Drosselklappenventil
108 läßt in einer Leitung 109 einen der jeweiligen Drosselklappenöffnung entsprechenden Druck zustande kommen. Ein Regelventil
110 bewirkt in einer Leitung 111 einen der jeweiligen Kraftfahrzeuggeschwindigkeit entsprechenden Druck. Das 1/2-Schaltventil
106 sowie das 2/3-Schaltventil 107 öffnen und schließen Leitungen 112 bis 114 je nach den Drücken in den
Leitungen 109 und 111, um die Druckbeaufschlagung und Druck-
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entlastung hydraulischer Servomotoren G1, C2, B,j, B2 und B,
zu steuern, welche zur Betätigung von Kupplungen und Bremsen dienen. Im dargestellten lall werden für den ersten Vorwärtsgang
der Servomotor Cj, für den zweiten Vorwärtsgang die Servomotoren
Cj und B2, für den dritten Vorwärtsgang' die Servomotoren
(Lp C2 und B2, und für· den Rückwärtsgang die Servomotoren
C2 sowie B, druckbeaufschlagt.
Das hydraulische Steuersystem 200 gemäß Figur 3 weist ein Geschwindigkeitsselektorventil
201, ein Modulatorventil 210 und
ein Sperrventil 220 auf.
Das Geschwindigkeitsselektorventil 201 wird mittels eines in der Nähe des Fahrersitzes des Jeweiligen Kraftfahrzeugs angeordneten
Schalthebels betätigt und steuert die Verbindung der Leitung 104 mit zwei Leitungen 202 und 203. Beim Zweiradantrieb
ist diese Verbindung durch den Kolben 204 des Geschwindigkeitsselektorventils
201 unterbrochen. Beim direkten Vierradantrieb wird die Leitung 104 mit der Leitung 202 verbunden.
Beim Vierradantrieb mit verminderter Drehzahl wird die Leitung 104 mit beiden Leitungen 202 und 203 in Verbindung gesetzt.
Das Modulatorventil 210 mit einem Kolben 211 und einer Feder 212 regelt den Druck in der Leitung 203 ab, so daß in einer
folgenden Leitung 213 sich ein Modulatordruck ergibt.
Das Sperrventil 220 mit einer Spindel 221, einer Feder 222 und Kammern 223 sowie 224 verbindet die Leitung 104 entweder mit
einer Leitung 225 oder einer Leitung 226, je nach dem in der
Kammer 223 gegen den in der Kammer 224 herrschenden Druck der Leitung 111 und die Kraft der Feder 222 wirkenden Modulatordruck.
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Beim Zweiradantrieb ist die Verbindung zwischen der Leitung
104 und den Leitungen 202 sowie 203 unterbrochen, wie erwähnt.
Da die Kammer 223 des Sperrventils 220 also nicht druckbeaufschlagt ist, hält die Feder 222 die Spindel 221 in der in Figur
3 oberen Stellung, so daß die Leitung 104- mit der Leitung
225 kommuniziert und der in der Leitung 104 herrschende Druck den hydraulischen Servomotor 70 der Reibungskupplung 7 beaufschlagt,
um letztere einzurücken.
Beim direkten Vierradantrieb steht die Leitung 104 mit der Leitung 202 in Verbindung, wie erwähnt. Dadurch wird der hydraulische
Servomotor 80 der Reibungskupplung 8 mit dem Druck in der Leitung 104 beaufschlagt und die Reibungskupplung 8
eingerückt. Weiterhin steht die Leitung 104 wie beim Zweiradantrieb mit der Leitung 225 in Verbindung, so daß auch der
hydraulische Servomotor 70 druckbeaufschlagt und die Reibungskupplung
7 eingerückt ist.
Beim Vierradantrieb mit verminderter Drehzahl steht die Leitung 104 mit beiden Leitungen 202 und 203 in Verbindung, wie
erwähnt. Dabei wird der Druck in der Leitung 203 durch das Mo-■ dulatorventil 210 geregelt, um in der Leitung 213 den erwähnten
Modulatordruck Zustandekommen zu lassen.
Wenn der vom Regelventil 110 eingeregelte Druck in der Leitung 111, womit die Kammer 224 des Sperrventils 220 beaufschlagt
wird, größer als ein vorgegebener Druck A ist, dann wird die Spindel 221 in der oberen Stellung gehalten, und zwar gegen
die Wirkung des Modulatordrucks in der Leitung 213 5 womit die
Kammer 223 beaufschlagt ist, so daß· der direkte Vierradantrieb aufrechterhalten bleibt. Fällt die Kraftfahrzeuggeschwindigkeit
ab und somit auch der Druck in der Kammer 224 unter den besagten
vorgegebenen Druck A, dann bewegt der in der Kammer 223 herrschende Modul at or druck die Spindel 221 in Figur 3 nach
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unten, um die Leitung 104· mit der Leitung 226 und die Leitung
225 mit einer Rücklauföffnung 227 zu verbinden. Somit wird der
hydraulische Servomotor 70 der Reibungskupplung 7 über die
Rücklauföffnung 227 druckentlastet, um die Reibungskupplung 7 zu lösen, während der hydraulische Servomotor 50 der Reibungsbremse
5 über die Leitung'226 mit dem in der Leitung 104-herrschendem
Druck beaufschlagt und die Reibungsbremse 5 betätigt
wird, so daß sich der Vierradantrieb mit verminderter Drehzahl ergibt, da erwähntermaßen auch die Leitung 202 mit der Leitung
104- in Verbindung steht und somit auch der hydraulische Servomotor 80 druckbeaufschlagt und die Reibungskupplung 8
eingerückt ist.
Erhöht sichTVxerradantrieb mit verminderter Drehzahl die Kraftfahrzeuggeschwindigkeit
derart, daß der Druck in der Leitung 111 und somit in der Kammer 224 des Sperrventils 220 größer als
ein vorgegebener Druck B wird, welcher größer als der erwähnte Druck A ist, dann überwindet er den Modulatordruck in der Kammer
223 des Sperrventils 220, so daß die Spindel 221 sich in Figur 3 wieder nach oben bewegt und die Verbindung zwischen
der Leitung 104- sowie der Leitung 226 unterbrochen wird, welch 'letztere stattdessen mit einer Rücklauföffnung 228 in Verbindung
kommt, während die Leitung 104- mit der Leitung 225 verbunden wird. Der hydraulische Servomotor 50 wird also über die
Leitung 226 und die Rücklauföffnung 228 druckentlastet und die Reibungsbremse 5 gelöst, während der hydraulische Servomotor
70 über die Leitung 225 mit Druck beaufschlagt und die Reibungskupplung
7 eingerückt wird, so daß sich wieder der direkte Vierradantrieb ergibt.
Der beim Umschalten vom direkten Vierradantrieb auf den Vierradantrieb
mit verminderter Drehzahl in der Kammer 224- des Sperrventils 220 herrschende Druck A ist deswegen kleiner als
der beim Rückschalten vom Vierradantrieb mit verminderter Dr eh-
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zahl zum direkten Vierradantrieb in der Kammer 224 herrschende
Druck B, weil der Bund 221a und der Bund 221b der Spindel 221
des Sperrventils 220 mit entsprechend unterschiedlich großen Oberflächen versehen sind.
Das hydraulische Steuersystem 200 gemäß Figur 4 weist zwei elektromagnetische Ventile 230 und 240, ein Umschaltventil
250, ein Sperrventil 260 und zwei Rückschlagventile 270 sowie
280 auf.
Die elektromagnetischen Ventile 230 und 240 weisen Jeweils einen beweglichen Kern 231 bzw. 241, einen Elektromagneten 232
bzw. 242, eine Feder 233 bzvr. 243, einen Ventilsitz 234 bzw.
244 und eine Rücklauf öffnung 235 bzw. 245 auf. Bei Erregung
des Elektromagneten 232 bzw. 242 hebt der Kern 231 bzw. 241 vom Sitz 234 bzw. 244 ab, so daß Druckmittel in einer Leitung
237 bzw. 247 durch die Rücklauföffnung 235 bzw. 245 ablaufen
kann. Die leitungen 237 und 247 sind Jeweils durch eine Blende
236 bzw. 246 abgeteilt. Wenn die Elektromagnete 232 und nicht erregt sind, dann werden die Kerne 231 und 241 durch die
Federn 233 und 243 auf die Ventilsitze 234 und 244 gedrückt, 'um letztere zu verschließen und in den Leitungen 237 sowie
den Leitungsdruck Zustandekommen zu lassen. Die nachstehende Tabelle 2 veranschaulicht, wie die elektromagnetischen Ventile
230 und 240 beim Zweiradantrieb bzw. direkten Vierradantrieb
bzw. Vierradantrieb mit verminderter Drehzahl betätigt werden.
130Ö2S/084S
ORIGINAL INSPECTED
Betriebsweise | Elektromagne tisches Ventil 230 |
! Elektromagne tisches Ventil 240 |
nicht erregt ■ |
Zweiradantrieb | I nicht erregt i nicht erregt |
- erregt |
|
: Vierradantrieb . (direkt) |
erregt | ||
; Vierradantrieb ι (mit verminderter j !Drehzahl) |
erregt |
Das Umschaltventil 250 weist eine Spindel 251, eine Feder
252 und eine Kammer 253 auf und dient zur Steuerung der Verbindung
zwischen der Leitung 104 sowie einer Leitung 292 entsprechend
dem in der Kammer 253 herrschenden Druck.
Das Sperrventil 260 weist zwei Spindeln 261 und 262, eine
Jeder 263 und drei Kammern 264, 265 und 266 auf und dient
zur Steuerung der Verbindung zwischen der Leitung 104 sowie zwei Leitungen 290 und 291 entsprechend dem in der Kammer
264 herrschenden Druck und dem in den Kammern 265 sowie herrschenden Druck der Leitung 111, welcher vom Regelventil
110 eingeregelt wird.
Das hydraulische Steuersystem 200 gemäß Figur 4 funktioniert folgendermaßen.
Beim Zweiradantrieb sind beide elektromagnetischen Ventile 230 und 240 nicht erregt, so daß in den Leitungen 237 und
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247 Leitungsdruck herrscht, also auch in den Kammern 255 und
264 des Umschaltventils 250 "bzw. Sperrventils 260. Dieses hat
zur Folge, daß die Spindel 251 des Umschaltventils 250 in Figur
4 nach unten gedrückt wird, ebenso wie die Spindeln 261 und 262 des Sperrventils 260, so daß die Verbindung zwischen
den Leitungen 104 und 292 unterbrochen und die Leitung 104 mit der Leitung 290 verbunden wird, um den hydraulischen Servomotor
70 über das Rückschlagventil 270 mit dem Druck in der
Leitung 104 zu beaufschlagen und die zugehörige Reibungskupplung 7 einzurücken.
Beim direkten Vierradantrieb ist das elektromagnetische Ventil 230 erregt, so daß das Druckmittel in der Leitung 237
durch die RücklaufÖffnung 235 hindurch abläuft und die Spindel
251 des' Umsehaltventils 250 durch die Feder 252 in Figur
4 nach oben gedruckt wird, um die Leitung 104 mit der Leitung 292 zu verbinden und somit den hydraulischen Servomotor 80
mit dem Druck in der Leitung 104 zu beaufschlagen, so daß die Reibungskupplung 8 eingerückt wird. Da das elektromagnetische
Ventil 240 nach wie vor nicht erregt ist, bleibt die Reibungskupplung 7 eingerückt, wie beim Zweiradantrieb.
Beim Vierradantrieb mit verminderter Drehzahl ist zusätzlich zum elektromagnetischen Ventil 230 das elektromagnetische Ventil
240 erregt, so daß Druckmittel aus der Leitung 247 durch die Rücklauföffnung 245 hindurch ablaufen kann. Wenn der in
der Kammer 265 des Sperrventils 260 herrschende, vom Regelventil
110 eingeregelte Druck in der Leitung 111 einen vorgegebenen Druck A übersteigt, dann bleibt die Spindel 262 in der in
Fig. 4 unteren Stellung gehalten, wie beim direkten Vierradantrieb, so daß die Reibungskupplung 7 eingerückt ist.
Sobald der Druck in der Leitung 111 und somit in der Kammer
265 des Sperrventils 260 aufgrund einer Verminderung der
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Kraftfahrzeuggeschwindigkeit unter den besagten Druck A fällt, wird die Spindel 262 in Figur 4 nach, oben "bewegt, um die Verbindung
der Leitung 290 mit der Leitung 104 zu unterbrechen und die Leitung 290 stattdessen mit einer Rücklauföffnung 267
zu verbinden, während die Leitung 104 mit der Leitung 291 in Verbindung gesetzt wird. Dieses hat zur Folge, daß der hydraulische
Servomotor 70 über die Rücklauföffnung 267 druckentlastet
und somit die Reibungskupplung 7 gelöst bzw. der hydraulische Servomotor 50 über das Rückschlagventil 280 druckbeaufschlagt
und die Reibungsbremse 5 betätigt wird, sich also der Vierradantrieb mit verminderter Drehzahl ergibt, da das elektromagnetische
Ventil 230 nach wie vor erregt ist und somit
auch der hydraulische Servomotor 80 druckbeaufschlagt und die Reibungskupplung 8 eingerückt ist.
Wird bei dieser Betriebsweise der Druck in der Leitung 111 aufgrund einer Erhöhung der Kraftfahrzeuggeschwindigkeit größer
als ein vorgegebener Druck B, welcher größer als der erwähnte Druck A ist, darin bewegt sich die Spindel 262 des
Sperrventils 260 in Figur 4 wieder nach unten, um die Verbindung zwischen den Leitungen 104 und 291 zu unterbrechen
"und die Leitung 291 mit einer Rücklauföffnung 268 zu verbinden,
so daß der hydraulische Servomotor 50 druckentlastet
und die Reibungsbremse 5 gelöst wird. Gleichzeitig wird die Leitung 104 mit der Leitung 290 in Verbindung gesetzt, um
den hydraulischen Servomotor 70 mit Druck zu beaufschlagen und die Reibungskupplung 7 einzurücken, so daß sich wieder
der direkte Vierradantrieb ergibt.
Das hydraulische Steuersystem 200 gemäß Figur 5 weist zwei'
elektromagnetische Ventile JOO und J10, ein Umschaltventil
320, ein Sperrventil 330 und zwei Rückschlagventile 340 sowie
350 auf.
130025/0548
Die elektromagnetxschen Ventile 300 und 310 entsprechen den
elektromagnetischen Ventilen 230 und 240 der Ausführungsform
gemäß Figur 4 und werden betätigt, wie in der folgenden (Eabelle
3 veranschaulicht.
Betriebsweise | Elektromagne tisches Ventil 300 |
Elektromagne tisches Ventil 310 1 |
Zweiradantrieb | erregt | erregt |
! Vierradantrieb (direkt) |
nicht erregt | erregt |
Vierradantrieb (mit verminderter Drehzahl) |
nicht erregt | nicht erregt |
Das Umschaltventil 320 mit einer Spindel 321, einer Feder 322 und einer Kammer 323 steuert die Verbindung zwischen
der Leitung 104 und der Leitung 292 entsprechend dem in der Kammer 323 herrschenden Druck»
Das Sperrventil 330 mit zwei Spindeln 331 und 332, zwei Fedem
333 und 334 und drei Kammern 335» 336 und 337 dient zur Steuerung der Verbindung der Leitung 104 mit den Leitungen
290 und 291 entsprechend den in den Kammern 335 bis
337 herrschenden Drücken und den Kräften der Federn 333 und 334.
1 30025/0648
Das hydraulische Steuersystem 200 gemäß Figur 5 funktioniert
folgendermaßen.
Beim Zweiradantrieb sind beide elektromagnetischen Ventile
300 und 310 erregt, so daß die Spindel 321 des Umschaltventils
320 durch die Feder 322 in der in Figur 5 oberen Stellung und die Spindel 331 des Sperrventils 330 durch die Feder
334· in der in Figur 5 unteren Stellung gehalten ist. Demzufolge
ist der hydraulische Servomotor 80 druckentlaatet und die Reibungskupplung 8 gelöst, während der hydraulische Servomotor
70 über die Leitung 290 mit dem Druck in der Leitung 104 beaufschlagt und die Reibungskupplung 7 eingerückt ist.
Beim direkten Vierradantrieb ist dagegen das elektromagnetische Ventil 300 nicht erregt, so daß die Spindel 321 des Umschaltventils
320 die in Figur 5 untere Stellung einnimmt, um den hydraulischen Servomotor 80 über die Leitung 292 mit
dem Druck in der Leitung 104 zu beaufschlagen und die Reibungskupplung
8 einzurücken.
Beim Vierradantrieb mit verminderter Drehzahl sind beide -elektromagnetischen Ventile 300 und 310 nicht erregt, so
daß also die Reibungskupplung 8 eingerückt ist, wie beim direkten Vierradantrieb, und die Spindel 332 des Sperrventils
33O durch den in der Kammer 335 herrschenden Druck in
Figur 5 nach oben bewegt ist, so daß die Spindel 331 durch den in der Kammer 336 herrschenden Druck in der Leitung 111,
welcher durch das Regelventil 110 eingeregelt wird, gesteuert wird.
Ist der Druck in der Kammer 336 größer als ein vorgegebener Druck A, dann wird die Spindel 331 in der in Figur 5 unteren
Stellung gehalten, um den direkten Antrieb beizubehalten. Fällt jedoch der Druck in der Kammer 336 unter den Druck
130025/0548
A, dann drückt die Feder 333 die Spindel 331 in Figur 5 nach
oben, um die Leitungen 104 und 291 miteinander zu verbinden
und den hydraulischen Servomotor 50 über das Rückschlagventil
350 mit dem Druck in der Leitung 104 zu "beaufschlagen und die
Reibungsbremse 5 zu betätigen, während der hydraulische Servomotor
70 druckentlastet und die zugehörige Reibungskupnlung
7 gelost wird, so daß sich der Vierradantrieb mit verminderter
Drehzahl ergibt. Bei der Bewegung der Spindel 331 in Figur
! 5 nach oben wird ferner die Leitung 111 mit der Kammer 337 in.
j 10 Verbindung gesetzt, um die Spindel 331 nach oben zu zu belasten.
Wenn sich die Kraftfahrzeuggeschwindigkeit erhöht und der durch das Regelventil 110 in der Leitung 111 eingeregelte
Druck größer als ein vorgegebener Druck B wird, welcher größer
als der erwähnte Druck A.ist, dann werden die Kraft der
Feder 333 und die aus dem in der Kammer 337 herrschenden
Druck resultierende Kraft überwunden und wird die Spindel 331 wieder in Figur 5 nach unten bewegt, um die Druckbelastung
und Druckentlastung der hydraulischen Servomotoren 50 und 70 umzukehren und somit wieder den direkten Vierradan-•
trieb zu bewirken.
Das erfindungsgemäße hydraulische Steuersystem 200 für ein Getriebe für Kraftfahrzeuge mit Vierradantrieb zur Drehmomentübertragung
auf die Vorder- und Hinterachse oder auf eine dieser beiden Kraftfahrzeugachsen ist insbesondere geeignet
für Kraftfahrzeuge mit einem automatischen Übersetzungsgetriebe
1, wie aus der vorstehenden Schilderung hervorgeht. Ferner ist ein Überdrehen des jeweiligen Kraftfahrzeugmotors
beim Vierradantrieb ausgeschlossen, weil das Umschalten vom direkten Antrieb auf den Antrieb mit Drehzahluntersetzung bei
Kraftfahrzeuggeschwindigkeiten oberhalb eines bestimmten Grenzwertes nicht möglich ist.
13ÖÖ25/Q548
Claims (16)
1. I Hydraulisch gesteuertes Getriebe für Kraftfahrzeuge mit ^Vierradantrieb zur Drehmomentübertragung zwischen dem automatischen
Übersetzungsgetriebe und der Vorder- sowie Hintorachse,
dadurch gekennzeichnet, daß die erste, mit der Vorder- oder Hinterachse verbindbare Ausgangswelle
(11) durch, einen Verbindungsmechanismus (14) mit der zweiten, mit der Hinter- bzw. Vorderachse verbindbaren Ausgangswelle
(17) des Getriebes verbunden und zwischen der mit dem Übersetzungsgetriebe
(1) verbindbaren Eingangswelle (2) des Getriebes sowie der ersten Ausgangswelle (11) ein Drehzahluntersetzer" ·
(4-) vorgesehen ist, welcher mittels eines ersten Reibungselements
(7) unter direkter Verbindung der Eingangswelle (2) und der ersten Ausgangswelle (11) miteinander ausschaltbar und mittels
eines zweiten Reibungselements (5) einschaltbar ist, und daß das hydraulische Steuersystem (200) für das Getriebe eine
erste und zweite Leitung (225; 290 bzw. 226; 291) zur Druckbeaufschlagung
von hydraulischen Servomotoren (70; $0) für die
Betätigung des ersten bzw. zweiten Reibungselements (7 bzw. 5) und ein von einem im hydraulischen Steuersystem (100) des
Übersetzungsgetriebes (1) mittels eines Regelventils (110) erzeugten Reglerdruck gesteuertes Ventil (220; 260; 330) r.ur
München: R. Kramer Dipl.-Ing. · W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nal. · E. Hoffmann Dipl.-Ing.
Wiesbaden: P.G. Blumbach Dipl.-Ing. · P. Bergen Prof. Dr. Jur. Dipl.-Ing., Pat.-Ass., Pat.-Anw. bis 1979 · G. Zwirnor Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.
130 02 5/0 54 8 0RlQINAL ,nspeCTED
wahlweisen Verbindung einer einen gleichfalls im hydraulischen
Steuersystem (100) des Übersetzungsgetriebes (1) erzeugten Leitungsdruck führenden Leitung (104) mit der ersten
oder der zweiten Leitung (225; 290 bzw. 226; 291) aufweist,
wobei das Ventil (220; 260; 330) die den Leitungsdruck führende Leitung (104) mit der zweiten Leitung (226;
291) zum Einschalten des Drehzahluntersetzers (4) nur bei einem Abfall des Reglerdrucks unter einen vorgegebenen
Druck (A) verbindet.
2. Hydraulisch gesteuertes Getriebe nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Ventil (220; 260; 330) eine axial bewegliche Spindel (221; 262; 331) mit
Bunden zur wahlweisen Verbindung der den Leitungsdruck führenden Leitung (104) mit der ersten oder der .zweiten Leitung
(225; 290 bzw. 226; 291) entsprechend dem Regler druck aufweist,
welcher auf mindestens ein Ende der Spindel (221; 262; 331) einwirkt.
3. Hydraulisch gesteuertes Getriebe nach Anspruch 1 oder
2, dadurch gekennze ichnet, daß das Ventil
(220) zusätzlich von dem im hydraulischen Steuersystem (100) des Übersetzungsgetriebes (1) erzeugten Leitungsdruck gesteuert
ist.
4. Hydraulisch gesteuertes Getriebe nach Anspruch 3 in
Verbindung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die mit Bunden (221a, 221b) versehene Spindel (221) des Ventils (220) am einen Ende mit dem Regierdruck
und am anderen Ende mit dem Leitungsdruck beaufschlagbar ist.
130026/0548
5. Hydraulisch gesteuertes Getriebe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Ventil (220)
bzw. dessen Spindel (221) mit einem modulierten Leitungsdruck
beaufschlagbar ist.
6. Hydraulisch gesteuertes Getriebe nach Anspruch 2foder 5\
dadurch gekennzeichnet , daß die Spindel (2?1; 262; 331) an einem Ende durch eine Feder (222; 263; 333) belastet
ist.
7· Hydraulisch gesteuertes Getriebe nach Anspruch 6 in Verbindung
mit Anspruch 4 oder 5* dadurch gekennzeichnet,
daß die Spindel (221) an dem vom Reglerdruck beaufschlagten
Ende durch die Feder (222) zur Bewegung der Spindel (221) bei fehlender Druckbeaufschlagung ihres anderen Endes in
eine Stellung belastet ist, in welcher die den Leitungsdruck führende Leitung (104) mit der ersten Leitung (225) verbunden
ist.
8. Hydraulisch gesteuertes Getriebe für Kraftfahrzeuge mit Vierradantrieb
zur Drehmomentübertragung zwischen dem automatischen Übersetzungsgetriebe und der Vorder- sowie Hinterachse, dadurch
gekennzeichnet, daß die erste mit der Vorderoder Hinterachse verbindbare Ausgangswelle (11) durch einen Verbindungsmechanismus
(14) mit der zweiten, mit der Hinter- bzw. Vorderachse verbindbaren Ausgangswelle (17) des Getriebes verbunden
und zwischen der mit dem Übersetzungsgetriebe (1) verbindbaren Eingangswelle (2) des Getriebes sowie der ersten Ausgangswelle
(11) ein Drehzahluntersetzer (4) vorgesehen ist, welcher mittels eines ersten Reibungselements (7) unter direkter
Verbindung der Eingangswelle (2) und der ersten Ausgangswelle (11) miteinander ausschaltbar und mittels eines zweiten Reibungelements.
(5) einschaltbar ist, wobei ein drittes Reibunpjselement
(8) zum gegenseitigen Verbinden und Trennen der ersten und der
130025/0548
'zweiten Ausgangswelle (11 bzw. 17) des Getriebes vorgesehen
ist, und daß das hydraulische Steuersystem (200) für das Getriebe eine erste, zweite und dritte Leitung (225; 290 bzw.
226; 291 bzw. 202; 292) zur Druckbeaufschlagung von hydraulisehen
Servomotoren (70, 50, 80) für die Betätigung des ersten
bzw. zweiten bzw. dritten Reibüngselementes (7 bzw. 5 bzw. 8),
ein von einem im hydraulischen Steuersystem'(100) des Übersetzungsgetriebes
(1) mittels eines Regelventils (110) erzeugten Reglerdruck gesteuertes Sperrventil (220; 260; 330) zur wahlweisen
Verbindung einer einem, gleichfalls im hydraulischen Steuersystem (100) des Übersetzungsgetriebes (1) erzeugten Leitungsdruck
führenden Leitung (104) mit der ersten oder der zweiten Leitung (225; 290 bzw. 226; 291), und ein Selektroventil
(201; 23O, 250, 24-0; 3OO, 320, 310) zur wahlweisen Verbindung
der den Leitungsdruck führenden Leitung (104) mit der dritten Leitung (202; 292) aufweist, wobei das Sperrventil (220; 260;
33O) die den Leitungsdruck führende Leitung (104·) mit der zweiten
Leitung (226; 291) zum Einschalten des Drehzahluntersetzers
(4) nur bei einem Abfall des Reglerdrucks unter einen vorgegebenen Druck (A) verbindet.
9. Hydraulisch gesteuertes Getriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß das Sperrventil (220; 260;
33O) eine axial bewegliche Spindel (221; 262; 331) mit Bunden
zur wahlweisen Verbindung der den Leitungsdruck führenden Leitung (104) mit der ersten oder der zweiten Leitung (225; 290
bzw. 226; 291) entsprechend dem Reglerdruck aufweist, welcher auf mindestens ein Ende der Spindel (221; 262; 33Ό einwirkt.
10. Hydraulisch gesteuertes Getriebe nach Anspruch 8 oder 95
dadurch gekennzeichnet , daß das Sperrventil
(220) zusätzlich von dem im hydraulischen Steuersystem (100) des Übersetzungsgetriebes (1) erzeugten Leitungs'druck gesteuert
ist.
13ÖÖ2S/Ö548
11. Hydraulisch gesteuertes Getriebe nach Anspruch 10 in Verbindung mit Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die mit Bunden (221a, 221b) versehene Spindel (221) des Sperrventils (220) am einen Ende mit dem Reglerdruck
und am anderen Ende mit dem Leitungsdruck beaufschlagbar ist.
12. Hydraulisch gesteuertes Getriebe nach einem der Ansprüche
8 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß das Selektorventil (201; 230, 250, 240; 300, 320, 310) in zwei
Stellungen schaltbar ist, in welchen die den Leitungsdruck führende Leitung (104) mit der dritten Leitung (202; 292) bzw.
mit der dritten Leitung (202; 292) und dem Sperrventil (220; 260; 330) zur Beaufschlagung desselben mit dem Leitungsdruck
verbunden ist.
13· Hydraulisch gesteuertes Getriebe nach Anspruch 12 in Verbindung mit Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verbindung zwischen dem Sperrventil (220) und der den Leitungsdruck führenden Leitung (104) durch das
Selektorventil (201) wahlweise zur Beaufschlagung oder Entlastung
des anderen Endes der Spindel (221) mit bzw. von dem Leitungsdruck ein- und ausschaltbar ist.
14. Hydraulisch gesteuertes Getriebe nach Anspruch 12 in Verbindung mit Anspruch 11 oder nach Anspruch 131 dadurch
gekennzeichnet , daß die den Leitungsdruck führende Leitung (1CW) mit dem Sperrventil (220) über ein Modulatorventil
(210) verbindbar und das andere Ende der Spindel (221) mit einem modulierten Leitungsdruck beaufschlagbar
ist.
15· Hydraulisch gesteuertes Getriebe nach Anspruch 9» 11»
13 oder 14, dadurch gekennz eichnet, daß die Spindel (221; 262; 331) an einem Ende durch eine Feder (222;
263; 333) belastet ist.
13GÖ25/054S
16. Hydraulisch gesteuertes Getriebe nach Anspruch 15 in
Verbindung mit Anspruch 11, 13 oder 14, dadurch g e k e η η
zeichnet , daß die Spindel (221) an dem vom Reglerdruck beaufschlagten Ende durch die Feder (222) zur Bewegung
der Spindel (221) bei fehlender Druckbeaufschlagung ihres anderen
Endes in eine Stellung belastet ist, in welcher die den Leitungsdruck führende Leitung (104·) mit der ersten Leitung
(225) verbunden ist.
130Ö25/ÖS48
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