DE3100465A1

DE3100465A1 - Automatische kraftuebertragungsvorrichtung

Info

Publication number: DE3100465A1
Application number: DE19813100465
Authority: DE
Inventors: Fukuji Shimada Shizuoka Matsuura
Original assignee: MATSURA FUKUJI
Current assignee: MATSURA FUKUJI
Priority date: 1980-01-11
Filing date: 1981-01-09
Publication date: 1981-12-17
Also published as: FR2473433A1; JPS5699823A

Description

Die Erfindung betrifft eine automatische Kraftübertragungsvorrichtung mit einer Reibkupplung und einem Getriebe, die hydraulisch betätigt werden.

Die marktüblichen automatischen Kraftübertragungsvorrichtungen umfassen ein Getriebe, beispielsweise ein Planetengetriebe, das mit einem Drehmomentwandler gekoppelt ist. Bei derartigen bekannten automatischen Kraftübertragungsvorrichtungen tritt die Schwierigkeit auf, dass ein Kraftfahrzeug, das mit einer derartigen automatischen Kraftübertragungsvorrichtung ausgerüstet ist, bei jedem Umschalten Stössen ausgesetzt ist, und Geräusche auftreten, da die Neigung besteht, dass bei jedem Umschalten ein Unterschied in der Drehzahl zwischen der Abtriebswelle der Maschine und der Antriebswelle des Getriebes auftritt. Die Stösse und die Geräusche sind für den Fahrer und die Fahrgäste lästig und führen zu einer übermässigen mechanischen Beanspruchung des Getriebes.

Die erfindungsgemässe automatische Kraftübertragungsvorrichtung ist mit einer Reibkupplung versehen, die ein Antriebselement, das mit einer Antriebswelle verbunden ist, die über eine Maschine antreibbar ist, und ein Abtriebselement aufweist, das mit einer Abtriebswelle verbunden ist, um diese mit einer Gelenkwelle in Antriebsverbindung zu bringen und auf den Unterschied in der Drehzahl zwischen der Antriebs- und der Abtriebswelle ansprechend die Maschine zu steuern, bis sich die Antriebs- und die Abtriebswelle synchron drehen,und anschliessend die Reibkupplung bei jedem Umschalten des Getriebes mit der Abtriebswelle in Eingriff zu bringen. Eine hydraulische Pumpe ist zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle angeordnet, um einen hydraulischen Druck zu erzeugen, wenn zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle ein Unterschied in der Drehzahl besteht. Die Steuereinrichtung umfasst ein

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erstes hydraulisches Druckbetätigungsglied zum Steuern eines Drosselventiles der Maschine, ein erstes vorgesteuertes Ventil, das umschaltbar ist, um einen hydraulischen Druck zur Steuerung des Drosselventiles anzulegen, eine zweite hydraulische Pumpe, ein zweites hydraulisches Druckbetätigungsglied, das auf einen hydraulischen Druck von der zweiten hydraulischen Pumpe anspricht, um die Reibkupplung einzukuppeln, ein. zweites vorgesteuertes Ventil, das umschaltbar ist, um den hydraulischen Druck von der zweiten hydraulischen Pumpe am zweiten hydraulischen Druckbetätigungsglied für ein begrenztes Zeitintervall zu blockieren, und eine Ventileinrichtung, die auf den hydraulischen Druck von der ersten hydraulischen Pumpe anspricht, um die zweite hydraulische Pumpe innerhalb des begrenzten Zeitintervalles abzutrennen. Die Steuereinrichtung kann auch ein elektromagnetisches Betätigungsglied zum Steuern eines Drosselventiles der Maschine, einen ersten Verstärker, der auf eine Spannung anspricht, die von einem Dynamo aufgrund des Unterschiedes in der Drehzahl zwischen der Antriebs- und der Abtriebswelle erzeugt wird, um das elektromagnetische Betätigungsglied zur Steuerung des Drosselventiles zu erregen, bis der Unterschied in der Drehzahl verschwindet, eine hydraulische Pumpe, ein hydraulisches Druckbetätigungsglied, das auf einen hydraulischen Druck von der hydraulischen Pumpe anspricht, um die Reibkupplung einzukuppeln, ein hydraulisches Ventil,, das über ein Solenoid betätigbar ist, um den hydraulischen Druck von der Pumpe am hydraulischen Betätigun'Tsglied v.\x blockieren_/und einen zweiten Verstärker umfassen, der auf die Erregung des ersten Verstärkers anspricht, um das Solenoid zu erregen.

Durch die Erfindung wird somit eine automatische Kraftübertragungsvorrichtung mit einer Einrichtung geschaffen, die eine Reibkupplung einkuppelt, wenn die Antriebs- und die Abtriebswelle sich bei jedem Umschalten des Getriebs synchron drehen.

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Durch die Erfindung wird insbesondere eine automatische Kraftübertragungsvorrichtung mit einer Reibkupplung geschaffen, bei der keine Stösse oder Schläge und Geräusche auftreten, wenn sie beim Umschalten eingekuppelt wird.

Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt die schematische Ansicht eines Fahrzeuges, bei dem ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung verwandt wird.

Fig. 2 zeigt schematisch das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen automatischen Kraftübertragungsvorrichtung.

Fig. 3 zeigt das Schaltbild einer hydraulischen Steuerschaltung für die automatische Kraftübertragungsvorrichtung.

Fig. 4 zeigt eine vergrösserte Längsschnittansicht eines hydraulischen Ventiles zum Steuern des hydraulischen Kupplungsbetätigungsgliedes.

Fig. 5 zeigt ein kombiniertes elektrisches und hydraulisches Schaltbild der Steuerung gemäss eines anderen Ausführungsbeispiels.

Fig. 6 zeigt das Blockschaltbild eines Teils der Steuerung.

Wie es in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, weist ein Fahrzeug 10, beispielsweise ein Kraftfahrzeug, einen Motor 11, beispielsweise eine Brennkraftmaschine, zwei angetriebene Räder 12, 13, die über ein Differential 14 von der Maschine 11 angetrieben werden können, eine Reibkupplung 15 und ein automatisches Getriebe 16 auf. Die Reibkupplung 15 weist

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ein Antriebselement 17, das mit einer Antriebswelle 18 verbunden ist, die mit der Kurbelwelle der Maschine gekoppelt ist, und ein Abtriebselement 19 auf, das über Keilnuten mit einer Abtriebswelle 20 verbunden ist, die mit dem Getriebe 16 gekoppelt ist, das seinerseits mit einer mit dem Differential 14 gekoppelten Gelenkwelle 21 verbunden ist.

Eine hydraulische Pumpe 22 und ein Reglerventil 23 sind mit der Kupplungsantriebswelle 18 gekoppelt, so dass sie darüber betrieben werden. Eine hydraulische Zweirichtungspumpe 24 liegt zwischen der Antriebswelle 18 und der Abtriebswelle 2 0 und erzeugt einen hydraulischen Druck, wenn ein Unterschied in der Drehzahl zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle 18, 20 der Kupplung 15 auftritt, während diese ausgekuppelt ist. Die hydraulische Pumpe 24 kann irgendeinen herkömmlichen Aufbau für diesen Zweck haben und weist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Gehäuse oder einen Mantel 25, der mit der Antriebswelle 18 verbunden ist, und einen Rotor 26 auf, der im Gehäuse 25 aufgenommen ist und mit der Abtriebswelle 20 verbunden ist. Zwei hydraulische Betätigungsglieder 27, 28 sind am Abtriebselement 19 der Kupplung 15 angebracht, wobei jedes Betätigungsglied in der in Fig. 3 dargestellten Weise einen Zylinder 29, einen Kolben 30, der teleskopartig im Zylinder 29 angeordnet ist, um das Abtriebselement 19 mit dem Antriebselement 17 auf die Druckbeaufschlaguncj des Zylinders 29 ansprechend zu verbinden, und eine Rückzugsfeder 31 umfasst, die auf das Abtriebselement 19 drückt, da« vom Anttriebselcrnent 17 gelöst wird, wenn der Zylinder 29 nicht mit Druck beaufschlagt wird.

Wie es in Fig. 2 dargestellt ist, umfasst das Getriebe 16, das an sich bekannt ist, eine vordere Einheit 33 und eine hintere Einheit 34, die in Tandembauweise angeordnet sind. Die vordere Einheit 33 enthält ein erstes Planetengetriebe 35 mit einer Innenverzahnung 36, die mit der Abtriebswelle 20 der Reibkupplung verbunden ist, so dass sie sich zusammen mit der Abtriebswelle 20 dreht, Planetenräder 37, die drehbar

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an einem Planetenradträger 38 angebracht sind und mit der Innenverzahnung 36 kämmen, und ein Sonnenrad 39, das mit den Planetenrädern 37 kämmt und an einer Trommel 40 angebracht ist, so dass es sich mit dieser dreht, um die ein Bremsband 41 führt, das die Trommel 40 bremst. Kupplungsscheiben 42 sind an der Trommel 4 0 angebracht und können mit Kupplungsscheiben 43 in Eingriff gebracht werden, die über Keilnuten an einer Zwischenwelle 44 angebracht sind, die mit dem Planetenradträger 38 gekoppelt ist. Die hintere Einheit 34 enthält ein zweites Planetengetriebe 45, das ein Sonnenrad 46, das an der Zwischenwelle 44 befestigt ist, so dass es sich damit dreht, und Planetenräder 47 aufweist, die mit dem Sonnenrad 46 kämmen und drehbar an einem Planetenradträger 48 angebracht sind, der an einem Ende eine Trommel

49 aufweist, die über ein die Trommel umgebendes Bremsband

50 gebremst werden kann. Kupplungsscheiben 51 sind am anderen Ende des Planetenradträgers 48 angebracht. Eine Innenverzahnung 52, die mit den Planetenrädern 47 kämmt, ist an einer Trommel 53 angebracht, um die zum Bremsen ein Bremsband 54 führt und die die Kupplungsscheiben 55 trägt. Kupplungsscheiben 56, 57 sind über Keilnuten an der Gelenkwelle 21 angebracht, so dass sie sich damit drehen, und können mit den Kupplungsscheiben 51, 55 jeweils in Eingriff gebracht werden.

Das Getriebe Ϊ6 wird über eine hydraulische Steuereinrichtung gesteuert, die an sich bekannt ist und nicht im einzelnen beschrieben wird. Die Arbeitsweise des Getriebes 16 ist in der folgenden Tabelle zusammengefasst:

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Zusammenfassung der Arbeit des Getriebes

	Gang	I vordere Einheit (33)	Lage des Bandes (41)	hintere Einheit (34)	Stellung der Kupplung (51,56)	Lage des Bandes (50)	Stellung der Kupplung(55,57)	Lage des Bandes (54)
«	3.	Stellung der Kupplung (42,43)	frei	ein	frei	ein	frei
51/0	2.	ein	angezogen	ein	frei	ein	frei
	1 .	aus	frei	ein	frei	aus	angezogen
	Leerlauf	ein	frei	aus	frei	aus	frei
	Rückwärts gang	aus	angezogen	aus	angezogen	ein	frei
	aus

O CD 4>· CJi (Jl

Eine hydraulische Steuerung 6 0 (Fig. 1) steuert die Maschine 11 und die Kupplung 15 auf der Grundlage hydraulischer Signale von der Pumpe 24. Wie es in Fig. 3 dargestellt ist, weist die hydraulische Steuerung 6 0 zwei hydraulische Leitungen 61, 62 auf, die von der hydraulischen Pumpe 24 zu einem vorgesteuerten Vierwegventil 63 mit zwei Stellungen führen, das normalerweise in die geschlossene Stellung federvorgespannt ist und durch öl unter Druck über zwei entgegengesetzte Steuerleitungen 64 und 6 5 betätigbar ist. Wenn die Steuerleitungen 64, 65 gleichzeitig unter Druck gesetzt werden, bleibt das Ventil 63 in der geschlossenen Stellung, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Die Steuerleitung 64 ist mit einem Strombegrenzer 58 und einem Rückschlagventil 59 verbunden, das den Strombegrenzer 58 umgeht. Das Ventil 63 ist über zwei hydraulische Leitungen 66, 67 mit einem vorgesteuerten Vierwegventil 68 mit drei Stellungen verbunden, das in der Mitte geschlossen ist und über zwei Steuerleitungen 69, 70 betätigbar ist, die jeweils mit den hydraulischen Leitungen 66, 67 verbunden sind. Das Ventil 68 liegt über zwei hydraulische Leitungen 71, 72 an einem hydraulischen Betätigungsglied 73, das einen Zylinder 74, einen Kolben 75, der teleskopartig im Zylinder 74 angeordnet ist,und eine Kolbenstange 76 aufweist, die am Kolben 75 befestigt ist und mit einem Ende mit einer nicht dargestellten Steuerung für die Maschine 11, beispielsweise einem Drosselventil, und mit dem anderen Ende mit einem Fahrpedal 77 verbunden ist.

Die hydraulischen Leitungen 61, 62 sind über ein Überdruckventil 78 miteinander verbunden, das als Nebenschluss dient, um Stösse in den hydraulischen Leitungen 61, 62 zu absorbieren. Die hydraulischen Leitungen 61, 62 sind jeweils über zwei Rückschlagventile 79, 80 mit Vorratsbehälter verbunden, um automatisch mit öl versorgt zu werden und dadurch Leckverluste auszugleichen. Die hydraulischen Leitungen 66, 67 weisen zwei Strombegrenzer 81, 82 jeweils auf, um ein Klappern des Ventilschiebers des Ventiles 68 zu verhindern, das sonst die Folge eines abnehmenden Widerstandes gegenüber dem ölstrom in den hydraulischen Leitungen 66, 67 wäre.

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Ein in der Mitte offenes Zweiwegventil 85 mit drei Stellungen liegt in einer hydraulischen Leitung 86, die von der hydraulischen Pumpe 22 ausgeht, die fortlaufend während des Laufes der Maschine 11 arbeitet, wobei das Ventil 85 mit dem Ventil 68 gekoppelt ist, so dass beide Ventile gemeinsam geschaltet werden. Die hydraulische Leitung 86 steht über ein Überdruckventil 88 mit einem Vorratsbehälter in Verbindung, um die hydrauliscne Leitung 86 von einem ölüberäruck au entlasten.

Das Ventil 85 steht über das Reglerventil 23 in einer hydraulischen Leitung 87 in Fluidverbindung mit einem vorgesteuerten Ventil 89 in Form eines Dreiwegeventiles mit drei Stellungen, das in der Mitte geschlossen ist und durch öl unter Druck über zwei Steuerleitungen 90, 91 betätigbar ist. Das Ventil 23 steht in Fluidverbindung mit dem Zylinder 29 jedes hydraulischen Betätigungsgliedes 27, 28.

Wie es in Fig. 4 dargestellt ist, umfasst das vorgesteuerte Ventil 89 ein Ventilgehäuse 93 mit einer Bohrung 94 und einem Ventilschieber 95, der teleskopartig in der Bohrung

94 angeordnet ist. Das Ventilgehäuse 93 weist eine mit öl gefüllte Dämpferkammer 96 mit einer Einschnürung 97 auf, die in der Mitte der Kammer 96 vorgesehen ist. Der Ventilschieber

95 ist mit einer axialen Verlängerung 98 versehen, die sich durch die Kammer 96 erstreckt. Die axiale Verlängerung 98 hat einen Steg 99, der so bemessen ist, dass er eine Gleitpassung mit der Einschnürung 97 bildet, und eine öffnung 100 mit offenen Enden 101 und 102, die an beiden Seiten des Anschlages 99 münden. Ein Steuerventilkegel 103, der durch eine Stellschraube 104 in seiner Lage verstellbar ist, ist in der Verlängerung 98 des Ventilschiebers angeordnet, um den ölstrom durch die öffnung 100 zu begrenzen. Wenn die Steuerleitung 90 beispielsweise unter Druck steht, wird der Steg 99 von der durch unterbrochene Linien 105 dargestellten Lage nach rechts zur Einschnürung 97 bewegt. Zu diesem Zeitpunkt fliesst öl in der Kammer 96 über den Steg 99 durch die Einschnürung 97 von der rechten Seite zur linken Seite des Steges 99, so dass der Ventil-

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«. 1 "3 —

schieber 94 relativ frei verschoben werden kann. Wenn der Steg 99 in die Einschnürung 97 eintritt, fliesst öl zwangsweise durch die öffnung 100 in der durch den Ventilkegel 103 begrenzten Form, woraufhin der Ventilschieber 95 abgebremst wird. Die langsame Bewegung des Ventilschiebers 95 wird fortgesetzt, bis der Steg 99 sich aus der Einschnürung 97 in die Stellung bewegt, die durch unterbrochene Linien 106 dargestellt ist, woraufhin eine schnelle Bewegung des Ventilschiebers 95 folgt. Die Geschwindigkeit der Bewegung des Steges 99 durch die Einschnürung 97 wird in der gewünschten Weise durch die Stellschraube 104 bestimmt.

Die erfindungsgemässe automatische Kraftübertragungsvorrichtung arbeitet in der folgenden Weise:

Leerlauf

Wenn sich der Schalthebel in der Leerlaufstellung befindet, sind die Bremsbänder und die Kupplungsscheiben der vorderen und hinteren Einheit 33, 34 gelöst oder frei. Selbst wenn die Maschine 11 mit einer hohen Drehzahl läuft, damit das Reglerventil 23 die Kupplungsbetätigungsglieder 27, 28 betätigen kann, um dadurch die Kupplung 15 einzukuppeln, kann keine Kraft von der Maschine 11 auf die Gelenkwelle 21 übertragen werden.

Umschalten vom Leerlauf in den ersten Gang

Während die Maschine 11 leerläuft, wird der Schalthebel in die Fahrstellung gebracht, woraufhin die nicht dargestellte hydraulische Steuereinrichtung betätigt wird, um die Kupplungsscheiben 42, 43 und die Kupplungsscheiben 51, 56 in Eingriff zu bringen und das Bremsband 54 anzuziehen. Die vordere Einheit 33 ist somit verriegelt, während die zweite Einheit 34 in die üntersetzungssteilung gebracht wird. Gleichzeitig mit dem Einkuppeln der Kupplungsscheiben 42, 4 3 wird die

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Steuerleitung 90 unter Druck gesetzt, um das Ventil 89 nach rechts zu verschieben, wodurch die hydraulische Leitung geöffnet wird. Zu diesem Zeitpunkt stehen weder die Steuerleitung 64 noch die Steuerleitung 65 unter Druck. Während sich die Welle 18 dreht und die Welle 20 stillsteht, liefert die hydraulische Pumpe 24 öl unter Druck, das über die Leitungen 61, 62 umläuft, da das Ventil 63 dann geschlossen ist. Wenn das Fahrpedal 77 nach unten gedrückt wird, dreht sich die Maschine 11 schneller, so dass das Reglerventil 23 verschoben wird und somit die Betätigungsglieder 27, 28 mit öl von der Pumpe 22 versorgt werden, um die Kupplung 15 einzukuppeln, wodurch das Fahrzeug 10 vorwärts fahren kann.

Umschalten vom ersten Gang auf den zweiten Gang

Wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeuges auf eine vorbestimmte Geschwindigkeit zugenommen hat, bei der ein Umschalten erfolgen soll und die über die Drosselöffnung und die Drehzahl der Maschine gesteuert wird, entlastet die nicht dargestellte hydraulische Steuereinrichtung die Steuerleitung 90 und setzt die hydraulische Steuereinrichtung die Steuerleitung 91 unter Druck, um das Ventil 89 nach links zu verschieben. Während sich der Steg 99 durch die Einschnürung 97 bewegt, bewegt sich der Ventilschieber 95 langsam durch seine mittlere Stellung hindurch, so dass die Kupplungsbetätigungsgl iodor 27, 28 fr-eigegeben werden und dadurch die Kupplung 15 ausgekuppelt wird. Gleichzeitig mit dem Entlasten der Steuerleitung 90 und dem Unterdrucksätzen der Steuerleitung 91 werden die Kupplungsscheiben 42, 43 gelöst und wird das Bremsband 41 angezogen, wodurch die vordere Einheit 3 0 in die Untersetzungsstellung kommt. Gleichzeitig bringt die nicht dargestellte hydraulische Steuereinrichtung die Kupplungsscheiben 51, 56, 55, 57 in Eingriff und löst die Steuereinrichtung die Bremsbänder 50, 54, um die hintere Einheit 34 zu verriegeln, wodurch sich eine Untersetzung der Drehzahl der Welle 20 ergibt. Auf das Auskuppeln der Kupplung

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15 wird die Last von der Maschine 11 genommen, so dass diese beginnt, sich mit einer höheren Drehzahl zu drehen. Es ergibt sich daher ein Unterschied in der Drehzahl zwischen den angetriebenen und abgetriebenen Kupplungselementen 17, 19, was dazu führt, dass die Pumpe 24 Öl der Leitung 61 zuführt.

Die nicht dargestellte hydraulische Steuereinrichtung setzt die Steuerleitung 64 gleichzeitig mit dem Einkuppeln der Kupplungen 55, 57 unter Druck. Das Ventil 63 wird nach rechts in seine geöffnete Stellung verschoben, so dass die Leitungen 61, 62 mit den Leitungen 66, 67 jeweils verbunden sind. Die Leitung 66 und somit die Steuerleitung 63 werden unter Druck gesetzt, woraufhin das Ventil 68 nach rechts verschoben wird, um das damit gekoppelte Ventil 85 nach rechts zu verschieben und die Leitung 8 6 zu unterbrechen, während gleichzeitig die Leitungen 66, 67 mit den Leitungen 71, 72 jeweils verbunden werden. Der Kolben 7 5 wird nun nach rechts in eine Richtung bewegt, in der die Drossel geschlossen wird, so dass die Drehzahl der Maschine 11 abnimmt, wobei die Kupplungsbetätigungsglieder 27, 28 durch das Ventil 85 gegenüber der Pumpe 22 isoliert sind. Wenn die Drehzahl der Maschine bis zu einem Wert abgenommen hat, bei dem kein Unterschied in der Drehzahl zwischen den Antriebs- und Abtriebskupplungselementen 17 und 19 besteht, kommt kein öl von der Pumpe 24 über die Leitung 61, so dass das Ventil 68 in seine mittlere Stellung zurückgeführt wird, woraufhin das Ventil 85 gleichfalls in die mittlere Stellung zurückgeführt wird. Da das Ventil 89 seine Bewegung nach links vollständig ausgeführt hat, wodurch zu diesem Zeitpunkt die Leitung 87 geöffnet wird, empfangen die Kupplungsbetätigungsglieder 27, 28 nun öl unter Druck von der Pumpe 22, wodurch die Kupplung 15 eingekuppelt wird. Die Kraft der Maschine 11 wird nun auf das Getriebe 16 übertragen, das sich in der Stellung des zweiten Ganges befindet. Da bei einer derartigen Anordnung die Kupplung 15 nur dann eingekuppelt wird, wenn ihr Antriebselement und Abtriebselement 17, 19 sich synchron drehen, treten keine Stösse und Geräusche auf, wenn die Kupplung 15 eingekuppelt wird. Die Drehzahl der Maschine kann nun dadurch erhöht werden,

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dass das Fahrpedal 77 nach unten gedrückt wird, das frei bedienbar ist, ohne durch den Kolben 75 behindert zu werden, der sich in einem geschlossenen hydraulischen Kreislauf bewegt, der durch die Leitungen 71, 72 und den Zylinder gebildet ist.

Umschalten vom zweiten auf den dritten Gang

Um auf den dritten Gang umzuschalten, arbeitet die automatische Kraftübertragungsvorrichtung im wesentlichen in derselben Weise wie beim Umschalten auf den zweiten Gang, ausser dass die vordere Einheit 33 gleichfalls verriegelt wird, um den direkten Gang in der übertragung zu liefern, wobei die Steuerleitung 90, 91 jeweils unter Druck gesetzt und entlastet werden, um das Ventil 89 zu verschieben.

Umschalten vom dritten auf den zweiten Gang

Die vordere Einheit 33 wird in die Untersetzungsstellung gebracht und gleichzeitig wird die Steuerleitung 90 entlastet und wird die Steuerleitung 91 unter Druck gesetzt, um das Ventil 89 nach links zu verschieben. Wenn das Ventil 89 durch seine mittlere Stellung hindurchgeht, werden die Kupplungsbetätigungsglieder 27, 28 betätigt, um die Kupplung 15 auszukuppeln. Während sich das Getriebe 16 in der Stellung des zweiten Ganges befindet, dreht sich das Abtriebskupplungselement 19 schneller als das Antriebskupplungselement 17, woraufhin öl unter Druck von der Pumpe 24 in die Leitung 62 abgegeben wird. Da die Steuerleitung 64 unter Druck steht, fliesst öl unter Druck durch die Leitungen 67, 72 in den Zylinder 74, so dass das Ventil 85 verschoben wird, um die Leitung 86 zu schliessen, und der Kolben 75 nach links verschoben wird, um die Drehzahl der Maschine 11 zu erhöhen, bis kein Fluid von der Pumpe 24 an die Leitung 62 abgegeben wird, woraufhin das Ventil 68 in seine mittlere Stellung zurückkehrt. Das Ventil 85 wird in seine mittlere Stellung zurückgeführt, so dass die Kupplung 15 einkuppeln kann,

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wenn das Antriebs- und Abtriebselement 17, 19 sich mit derselben Drehzahl drehen. Das Fahrpedal 77 kann nun frei bedient werden.

Umschalten vom zweiten auf den ersten Gang

Die Steuerleitung 9 0 wird unter Druck gesetzt und die Steuerleitung 91 wird entlastet, u;:i das Ventil 89 nach rechts zu verschieben. Wenn das Ventil 89 durch die mittlere Stellung geht, wird die Kupplung 15 ausgekuppelt, wird die vordere Einheit 33 verriegelt und wird die hintere Einheit 34 in die Untersetzungsstellung gebracht, um das Getriebe 16 in die Stellung des ersten Ganges zu bringen. Die Steuerleitung 64 wird gleichzeitig mit dem Trennen der Kupplungen 55, 57 entlastet. Der Strombegrenzer 58 ist so ausgelegt, dass er einen begrenzten ölstrom hindurchlässt, so dass bei der Druckentlastung der Steuerleitung 64 das Ventil 63 nach links mit einer Geschwindigkeit zurückgeführt wird, die derart vermindert ist, dass öl dennoch von der Leitung 62 über das Ventil 63 und die Leitung 72 in den Zylinder 74 strömen kann, bis die Drehzahl der Maschine so weit erhöht ist, dass sich das Antriebs- und das Abtriebselement 17 und 19 mit derselben Drehzahl drehen. Anschliessend erlaubt es das Ventil 89, dass öl unter Druck an den Kupplungsbetätigungsgliedern 27, 28 liegt , wodurch die Kupplung 15 eingekuppelt wird.

Rückwärtsgang

Wenn der Schalthebel in der Stellung des Rückwärtsganges liegt, hat die vordere Einheit 33 die Stellung eines Untersetzungsgetriebes und setzt die nicht dargestellte hydraulische Steuerung die Steuerleitung 91 unter Druck, um das Ventil 89 nach links zu verschieben. Das Bremsband 50 wird angezogen und die Kupplungsscheiben 55, 57 werden in Eingriff miteinander gebracht. Gleichzeitig setzt die nicht dargestellte hydraulische Steuerung die beiden Steuerleitungen

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64, 65 unter Druck, um dadurch das Ventil 63 in der geschlossenen Stellung zu halten. Wenn das Fahrpedal 77 nach unten gedrückt wird, wird das Reglerventil 23 in die offene Stellung verschoben, so dass Fluid den Kupplungsbetätigungsgliedern 27, 28 geliefert werden kann, woraufhin die Kupplung 15 eingekuppelt wird, um das Fahrzeug 10 rückwärts zu bewegen.

Wenn das Fahrpedal 77 freigegeben wird, während das Fahrzeug 10 vorwärts läuft, wirkt die Maschinenbremse auf das Fahrzeug 10, bis das Fahrzeug so weit abgebremst ist, dass die Kupplung 15 entkuppelt wird, bevor das Fahrzeug 10 anhält. Wenn das Fahrpedal 77 nach unten gedrückt wird, um das Fahrzeug plötzlich zu beschleunigen, während dieses im dritten Gang läuft, werden die Kupplungsscheiben 55, in Eingriff gebracht und wird das Bremsband 54 angezogen, um die hintere Einheit 34 in die Stellung des Untersetzungsgetriebes zu bringen, wobei gleichzeitig die Steuerleitung 64 entlastet wird. Das Getriebe befindet sich dann in der Stellung des ersten Ganges. Diese Arbeitsweise ist als Kick-Down bekannt.

In den Fig. 5 und 6 ist eine elektrische Steuerung 110 dargestellt, die anstelle der in Fig. 3 dargestellten hydraulischen Steuerung 60 verwandt werden kann. Wie es in Fig. 5 dargestellt ist, umfasst die elektrische Steuerung 110 einen Dynamo 111, der die Pumpe 24 in Fig. 2 ersetzt und einen Stator 112, der mit der Welle 18 gekoppelt ist, und einen Rotor 113 aufweist, der mit der Welle 20 gekoppelt ist. Der Dynamo 111 weist zwei Ausgänge 114, 115 auf, wobei der Ausgang 115 an Masse liegt, während der Ausgang 114 über zwei in Reihe geschaltete Druckschalter 116, 117 mit einem gemeinsamen Verbindungspunkt 118 zwischen zwei in Reihe geschalteten Dioden 119, 120 verbunden ist, die jeweils mit zwei Gleichstromverstärkers 121, 122 verbunden sind. Zwei

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Solenoide 123, 124 stehen mit den Gleichstromverstärkern 121, 122 jeweils in Verbindung, so dass die Solenoide wahlweise erregt werden, um einen beweglichen Eisenkern 125 einzuziehen. Der Eisenkern 125 ist an einem Ende an ein Fahrpedal 126 angelenkt und steht am anderen Ende mit dem Drosselventil der Maschine 11 in Verbindung.

Die Gleichstromverstärker 121, 122 werden von einer Energieversorgung 127 über einen in Reihe damit geschalteten Widerstand 128 mit Energie versorgt, über dem ein Spannungsabfall auftritt, wenn ein Strom in den Gleichstromverstärker 121 oder 122 fliesst. Der auftretende Spannungsabfall wird durch einen Gleichstromverstärker 129 verstärkt, um ein Solenoid 130 zu erregen, das ein normalerweise offenes Richtungssteuerventil 131 betätigt, das mit der hydraulischen Pumpe 22 verbunden ist.

Der Druckschalter 116 ist als Schliesser ausgebildet, und steht mit einer hydraulischen Leitung 133 über einen Strombegrenzer 134 in Verbindung, der durch ein Rückschlagventil

135 nebengeschlossen ist. Der Druckschalter 117, der als Öffner ausgebildet ist, ist mit einer hydraulischen Leitung

136 verbunden.

Ein normalerweise geschlossenes gerichtetes Steuerventil 138 ist über eine hydraulische Leitung 137 mit dem Ventil 131 und über die Leitung 87 mit dem Ventil 89 verbunden und über einen Servomotor 139 betätigbar, der durch einen Sensor 140 für die Drehzahl der Maschine über eine Reihenschaltung aus einem Verstärker 141, einem Differenzierglied 142, einem monostabilen Multivibrator 143, einer Glättungsschaltung 144 und einem Gleichstromverstärker 145 mit Energie versorgt wird.

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Die automatische Kraftübertragungsvorrichtung wird durch die elektrische Steuerung 110 in der folgenden Weise betrieben:

Leerlauf

Wenn der Schalthebel sich in der Stellung des Leerlaufes befindet, sind die vordere und die hintere Einheit 33, 34 des Getriebes 16 gelöst. Es tritt selbst dann keine Kraftübertragung auf, wenn das Fahrpedal 126 nach unten gedrückt wird, um die Kupplung 15 einzukuppeln.

Umschalten vom Leerlauf auf den ersten Gang

Wenn der Schalthebel auf die Fahrstellung umgeschaltet wird, wird die vordere Einheit 33 verriegelt und wird die hintere Einheit 34 in die Stellung eines Untersetzungsgetriebes gebracht. Gleichzeitig wird die hydraulische Leitung 90 unter Druck gesetzt, um das Ventil 89 nach rechts zu verschieben, so dass die Leitung 87 mit den Kupplungszylindern 29 in Verbindung stehen kann, während keine der Leitungen 133, 136 unter Druck steht. Der Druckschalter 166 bleibt daher offen, so dass keine Spannung am Punkt 118 auftritt. Die Solenoide 123, 124 werden daher nicht erregt. Wenn das Fahrpedal 126 nach unten gedrückt wird, dreht sich die Maschine 11 schneller, woraufhin der Sensor 140 betätigt wird, damit der Servomotor 139 das Ventil 138 in Fig. 5 nach rechts verschiebt, so dass ein ölstrom von der Pumpe 22 in die Kupplungsbetätigungsglieder 27, 28 fliessen kann. Die Kupplung 15 wird in dieser Weise eingekuppelt, so dass das Fahrzeug 10 vorwärts zu fahren beginnen kann.

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Umschalten vom ersten auf den zweiten Gang

Bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit, bei der ein Umschalten auf den zweiten Gang erforderlich ist, wird die Leitung entlastet und wird die Leitung 91 unter Druck gesetzt, damit das Ventil 89 nach links verschoben wird, wodurch die Kupplung 15 ausgekuppelt wird. Gleichzeitig wird die vordere Einheit 33 in die Stellung eines Untersetzungsgetriebes gebracht und wird die hintere Einheit 34 verriegelt. Durch das Auskuppeln der Kupplung 15 wird die Last von der Maschine

I1 genommen, die nun mit einer höheren Drehzahl zu laufen beginnt. Die Wellen 18 und 20 drehen sich somit mit verschiedenen Drehzahlen, so dass der Dynamo 111 eine Spannung am Ausgang 114 erzeugen kann, die bezüglich des Punktes positiv ist.

Gleichzeitig mit dem Verriegeln der hinteren Einheit 34 wird die Leitung 133 unter Druck gesetzt, um den Druckschalter 116 zu schliessen, so dass die Ausgangsspannung des Dynamo

III am Gleichstromverstärker 121 liegt, der dann das Solenoid 123 erregt. Der Gleichstromverstärker 129 wird über den Spannungsabfall über den Widerstand 128 mit Energie versorgt, um das Solenoid 130 zu erregen, so dass das Ventil 131 nach rechts verschoben wird und damit der ölstrom von der Pumpe 22 unterbrochen wird. Der Eisenkern 125 wird nun dazu gebracht, sich nach rechts zu bewegen, um die Drehzahl der Maschine 11 herabzusetzen, bis die Wellen 18, 20 sich synchron drehen. Wenn sich die Wellen 18, 20 mit derselben Drehzahl drehen, wird am Ausgang 114 des Dynamo 111 keine Spannung entwickelt, und wird daher das Solenoid 123 entregt. Der Gleichstromverstärker 129 wird gleichfalls entregt, so dass sich das Ventil 131 zurück in die dargestellte Stellung bewegen kann. Die Kupplungsbetätigungsglieder 27, 28 werden nun durch

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öl von der Pumpe 22 betätigt, um die Kupplung 15 einzukuppeln. Das Fahrzeug fährt nun mit einem sich in der Stellung des zweiten Ganges befindenden Getriebe 16.

Umschalten vom zweiten auf den dritten Gang

Das Umschalten vom zweiten auf den dritten Gang erfolgt im wesentlichen in derselben Weise wie bei dem oben beschriebenen Schaltvorgang,ausser dass die vordere Einheit 33 gleichfalls verriegelt wird, und die Leitungen 90, 91 jeweils unter Druck gesetzt und entlastet werden, um das Ventil 89 zu verschieben.

Umschalten vom dritten auf den zweiten Gang

Wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeuges soweit abgenommen hat, dass ein Umschalten auf den zweiten Gang erforderlich ist, wird die vordere Einheit 33 in die Stellung eines Untersetzungsgetriebes gebracht und werden die Leitungen 90, 91 jeweils entlastet und unter Druck gesetzt. Die Kupplung 15 wird ausgekuppelt, wenn das Ventil 89 nach links verschoben wird. Die Welle 20 dreht sich schneller als die Welle 18, so dass der Dynamo 111. am Ausgang 114 eine Spannung erzeugt, die bezüglich des Verbindungspunktes 115 negativ ist. Diese Spannung liegt über die Druckschalter 116, 117 und die Diode 120 am Gleichstromverstärker 122, der dann das Solenoid 124 erregt, um den Eisenkern 125 nach links zu bewegen. Gleichzeitig wird der Gleichstromverstärker 129 angesteuert, um das Ventil 131 nach rechts zu verschieben, wodurch die Leitung 137 unterbrochen wird. Wenn die Drehzahl der Maschine soweit zugenommen hat, dass sich die Welle 18 synchron mit der Welle 20 dreht, tritt keine Spannung am Ausgang 114 des Dynamo 111 auf, was zur Folge hat, dass das Solenoid 124 und der Gleichstromverstärker 129 entregt werden. Das Ventil 131 wird wieder nach links verschoben, so dass öl von der

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Pumpe 22 in die Kupplungsbetätigungsglieder 27, 28 fHessen kann, woraufhin die Kupplung 15 eingekuppelt wird.

Umschalten vom zweiten auf den ersten Gang

Die Leitungen 90, 91 werden jeweils unter Druck gesetzt und entlastet, um das Ventil 89 nach rechts zu bewegen, wodurch die Kupplung 15 ausgekuppelt wird. Die vordere Einheit 33 wird verriegelt und die hintere Einheit 34 wird in die Stellung eines Untersetzungsgetriebes gebracht. Gleichzeitig wird die Leitung 133 entlastet. Der Strombegrenzer 134 erlaubt es jedoch, dass der Schalter 116 für ein Zeitintervall geschlossen bleibt, indem eine negative Spannung am Ausgang 114 des Dynamo 111 den Gleichstromverstärker 122 erregt, bis die Maschine 11 sich schneller dreht, so dass die Drehzahl der Welle 18 gleich der der Welle 20 ist. Wenn sich die Wellen 18, 20 mit derselben Drehzahl drehen, wird der Gleichstromverstärker 122 entregt und wird somit der Gleichstromverstärker 129 entregt, so dass die Leitung 137 geöffnet wird, über die dann öl von der Pumpe 22 fliesst, um die Kupplungsbetätigungsglieder 27, 28 zu betätigen und dadurch die Kupplung 15 auszukuppeln.

Rückwärtsgang

Wenn der Schalthebel auf die Stellung des Rückwärtsganges umgeschaltet wird, werden die vordere und die hintere Einheit 33, 34 in die Stellung des Rückwärtsganges gebracht, wie es in der Tabelle der Zusammenfassung der Arbeit des Getriebes dargestellt ist. Wenn das Fahrpedal 126 herabgedrückt wird, wird das Ventil 128 nach rechts verschoben, so dass öl die Kupplungsbetätigungsglieder 27, 28 betätigen kann, bis die Kupplung 15 eingekuppelt ist. Das Fahrzeug 10 beginnt sich daher rückwärts zu bewegen.

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•a/.

Leerseite

Claims

PATENTANWÄLTE

MA.TSUURA, MJUJJI 9273-1, Shimada-shi, Shizuoka-ken Japan

A. GRUNECKER

H. KINKELDEY

DR-ING

W. STOCKMAIR

CW ING JWe (CAi-TICH

K. SCHUMANN

DR RCR NAT Qn. »"HYS

P. H. JAKOB

DIPL-ING

G. BEZOLD

OB RER MW CWL CKM

8 MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

9. Januar 1981 P 15 857-dg

Automatische Kraftübertragungsvorrichtung

PATENT AN SPRUCHE

Automatische Kraftübertragungsvorrichtung, g e ennzeichnet durch

a) eine Reibkupplung (15) mit einem Antriebs- und einem Abtriebselement (17, 19),

b) eine Eingangswelle (18,), die mit dem Antriebselement (17) verbunden ist und von einer Maschine (11) antreibbar ist,

c) eine Ausgangswelle (20), die mit dem Abtriebselement (19) verbunden ist und in Antrieb.sverbindung mit einer Gelenkwelle (21) steht,

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Telefon (öse) aaaeea

Telex os-asaeo

TELEGRAMME MONAPAT

TELEKOPIERER

d) ein Getriebe (16) auf der Ausgangswelle (20) zum Ändern der Drehzahl der Gelenkwelle (21) bezüglich der Ausgangswelle (20),

e) eine Einrichtung, die einen Unterschied in der Drehzahl zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle (18, 20) wahrnimmt und

f) eine Einrichtung (60, 110), die auf diesen Unterschied anspricht, die Maschine (11) steuert, bis sich die Eingangsund die Ausgangswelle (18, 20) synchron drehen,und anschliessend die Reibkupplung (15) bei jedem Umschalten

des Getriebes (16) einkuppelt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k en η zeichnet , dass die Einrichtung, die den Unterschied in der Drehzahl zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle (18, 20) wahrnimmt, eine erste hydraulische Pumpe (24) umfasst, die zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle (18, 20) liegt und einen hydraulischen Druck erzeugt, wenn ein Unterschied in der Drehzahl auftritt, und dass die Steuereinrichtung (60) ein erstes hydraulisches Druckbetätigungsglied (73) zum Steuern des Drosselventiles der Maschine (11), ein erstes vorgesteuertes Ventil (68) , das verschiebbar ist, um den hydraulischen Druck zur Steuerung des Drosselventiles anzulegen, eine zweite hydraulische Pumpe (22), ein zweites hydraulisches Druckbetätigungsglied (27, 28), das auf den hydraulischen Druck von der zweiten hydraulischen Pumpe (22) anspricht, um die Reibkupplung (15) einzukuppeln, ein zweites vorgesteuertos Ventil (89), das verschiebbar ist, um den hydraulischen Druck von der zweiten hydraulischen Pumpe (22) am zweiten hydraulischen Druckbetätigungsglied (27, 28) für ein begrenztes Zeitintervall zu blockieren,und eine Ventileinrichtung (85) aufweist, die auf den hydraulischen Druck von der ersten hydraulischen Pumpe (24) anspricht, um die zweite hydraulische Pumpe (22) innerhalb des begrenzten Zeitintervalls abzutrennen.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite vorgesteuerte Ventil (89) ein Dreiwegventil mit geschlossener Mitte und drei Stellungen und mit einem Ventilkörper (93) ist, der eine Bohrung (94) und einen Ventilschieber (95) aufweist, der teleskopartig in der Bohrung (94) angeordnet ist, wobei der Ventilkörper (93) eine fluidgefüllte Kammer (96) , die gegenüber der Bohrung (94) isoliert ist, und eine Einschnürung (97) aufweist, der Ventilschieber (95) eine Verlängerung (98), die sich durch die Kammer (96) erstreckt und einen Dämpfersteg (99) aufweist, der durch die Einschnürung (97) bei einer Axialbewegung des Ventilschiebers (95) bewegbar ist, die Verlängerung (98) eine einstellbare Öffnung (100) aufweist, deren Enden jeweils auf einer Seite des Dämpfersteges (99) münden und der Dämpfersteg (99) in der Einschnürung (97) angeordnet ist, wenn der Ventilschieber (95) sich in seiner neutralen Stellung befindet, wodurch der Dämpfersteg (99) eine gedämpfte Bewegung des Ventilschiebers (95) in seine neutrale Stellung bewirkt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen Steuerventilkegel (103), der in der Verlängerung

(98) des Ventilschiebers angebracht ist, um die Öffnung (100) zur Steuerung des begrenzten Zeitintervalls einzustellen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass die Ventileinrichtung (85) ein Zweiwegventil mit offener Mitte und drei Stellungen, das normalweise den hyraulischen Druck von der zweiten hydraulischen Pumpe

(22) hindurchgehen lässt, und ein Vierwegventil (68) mit geschlossener Mitte und drei Stellungen umfasst, das auf den hydraulischen Druck von der ersten hydraulischen Pumpe (24) ansprechend verschiebbar ist, um das Zweiwegventil (85) mit offener Mitte und drei Stellungen aus seiner neutralen Stellung wegzubewegen, bis der Unterschied in der Drehzahl verschwindet.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung, die den Unterschied in der Drehzahl zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle (18, 20) wahrnimmt, einen Dynamo (111) aufweist, der zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle (18, 20) liegt und eine Spannung erzeugt, wenn ein Unterschied in der Drehzahl auftritt, und dass die Steuereinrichtung (110) ein elektromagnetisches Betätigungsglied (123, 124) zum Steuern des Drosselventiles der Maschine (11), einen ersten Verstärker (121, 122), der auf diese Spannung anspricht und das elektromagnetische Betätigungsglied (123, 124) erregt, um das Drosselventil zu steuern, bis der Unterschied in der Drehzahl verschwindet, eine hydraulische Pumpe (22), ein hydraulisches Druckbetätigungsglied (27, 28), das auf einen hydraulischen Druck von der hydraulischen Pumpe (22) anspricht, um die Reibkupplung (15) einzukuppeln, ein hydraulisches Ventil (131), das über ein Solenoid (130) betätigbar ist, um den hydraulisches Druck von der Pumpe (22) am hydraulischen Betätigungsglied (27, 28) zu blockieren,und einen zweiten Verstärker (129) aufweist, der auf die Erregung des ersten Verstärkers (121, 122) anspricht, um das Solenoid (130) zu erregen.

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