DE3308150C1 - Vorrichtung zum geräuschlosen Schalten der Zahnräder wenigstens eines Anfahrganges, insbesondere des Rückwärtsganges, in einem Getriebe für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

• Die Antriebswelle 10 wird von einer Brennkraftmaschine angetrieben und kann mittels einer nicht dargestellten Reibungskupplung antriebsmäßig von dieser getrennt werden. Die Antriebswelle 10 treibt eine Verdrängerpumpe 58 an, die durch eine Zahnrad-Sichelpumpe gebildet wird. Es können aber auch andere Zahnradpumpen, Kolbenpumpen, Flügelzellen-Pumpen etc. verwendet werden. Im Bereich des Schalthebels 30 ist ein Unterbrecherschalter 60 angeordnet, der beim Vorwählen des Rückwärtsganges durch den Schalthebel 30 betätigt wird. Der Unterbrecherschalter 60 liegt bei geschlossenem Zündschalter 62 über eine Leitung 64 am Pluspotential des Bordnetzes des Kraftfahrzeuges und steuert bei einer Vorwählbewegung bis zum Punkt 66 an dem dargestellten Schaltmuster über eine Leitung 68 eine Abbremsung der Antriebswelle 10, sowie über eine Leitung 69 nicht dargestellte Rückfahrleuchten des Kraftfahrzeuges. Der Unterbrecherschalter ist geschlossen, solange der Rückwärtsgang eingeschaltet ist.
• Gemäß F i g. 2 saugt die Verdrängerpumpe 58 der hydraulischen Steuereinrichtung Hydraulikmedium aus einem Reservoir 70 an und fördert es über eine Vorlaufleitung 72 zu einem Wegeventil 74. Ferner zweigt von der Vorlaufleitung 72 eine Leitung 76 ab, die mit dem einen hydraulischen Stellmotor 78 des Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes 6 verbunden ist. Der zweite Stellmotor 80 wird über eine Steuerleitung 82 von dem Wegeventil 74 angesteuert. Schließlich ist das Wegeventil 74 über eine Rücklaufleitung 84 mit dem Reserfvoir 70 verbunden. Das Wegeventil 74 wird von einem elektromagnetischen Stellglied 86 verstellt, welches entsprechende Steuersignale von einer Regeleinheit 88 erhält.
• In der Regeleinheit 88 werden nach dem Einschalten der stufenlosen Übersetzung (Wählstufe A) fahrzeugspezifische Parameter wie Motordrehzahl, Fahrzeuggeschwindigkeit, Gaspedalstellung, etc. verarbeitet und über das Stellglied 86, das Wegeventil 74 und die Stellmotoren 78,80 die errechnete Übersetzung eingestellt.
• Bei nicht aktiviertem Wegeventil 74 in dessen in der Zeichnung dargestellten Mittelstellung ist die Vorlaufleitung 72 sowohl von der Steuerleitung 82 als auch von der Rücklaufleitung 84 abgetrennt. In die Vorlaufleitung 72 ist ein Druckbegrenzungsventil 90 eingeschaltet, welches in der Mittelstellung des Wegeventiles 74 das von der Verdrängerpumpe 58 geförderte, nicht benötigte Hydraulikmedium über eine Leitung 92 drucklos in das Reservoir 70 abströmen läßt. Es stellt sich somit ein Hydraulikkreislauf ein, welcher durch die Verdrängerpumpe 58, die Vorlaufleitung 72, das Druckbegrenzungsventil 90 und die Rücklaufleitung 92 gebildet wird.
• Das Druckbegrenzungsventil weist eine Ventilkugel 94 auf, die über einen Stift 96 und eine Druckfeder 98 mit einer definierten Kraft gegen den Ventilsitz 100 vorgespannt ist. Auf den Stift 96 wirkt zusätzlich ein Elektromagnet 102, welcher über die elektrische Leitung 68 aktiviert werden kann. Zwischen dem Unterbrecherschalter 60 und dem Druckbegrenzungsventil 90 ist in die Leitung 68 ein Zeitschaltglied 91 eingeschaltet, welches jeweils nach dem Schließen des Unterbrecherschalters 60 kurzzeitig (z. B. 0,8 s) das Druckbegrenzungsventil 90 aktiviert. Bei geschlossenem Stromkreis wird die Ventilkugel 94 durch den Elektromagneten 102 mit einer vielfach höheren Kraft beaufschlagt, wodurch das Druckbegrenzungsventil 90 als Drosselventil wirkt.
• In der Leerlaufstellung des Schalthebels 30 befindet sich das Wegeventil 74 in seiner Mittelstellung. Die Vorlaufleitung 72 ist somit abgetrennt, so daß sich stromauf der Verdrängerpumpe 58 der durch das Druckbegrenzungsventil 90 bzw. durch die Kraft der Feder 98 bestimmte Vorlaufdruck einstellt. Das überschüssig geförderte Hydraulikmedium wird über das Druckbegrenzungsventil 90 in das Reservoir 70 abgeleitet. Beim Vorwählen des Schalthebels 30 für den Rückwärtsgang bis zu dem Punkt 66 des Schaltmusters wird der Unterbreelierschalter 60 geschlossen und der Elektromagnet 102 im Druckbegrenzungsventil 90 aktiviert. Dementsprechend steigt schlagartig der Druck in der Vorlaufleitung 72 um ein Vielfaches an, wodurch die Verdrängerpumpe 58 und die diese antreibende Antriebswelle 10 des Getriebes 2 stark abgebremst werden. Mit der Antriebswelle 10 kommt auch das Zahnrad 14 zum Stillstand, so daß das Schiebezahnrad 50 geräuschlos mit den Zahnrändern 14 und 46 zur Bildung des Rückwärtsganges in Eingriff gebracht werden kann. Nach z. B. 0,8 s unterbricht das Zeitschaltglied 91 den Stromkreis, so daß die Drosselung des Hydraulikkreislaufs wieder auf das Normalmaß absinkt und die starke Abbremsung aufgehobenwird.
• Die Betätigung des Unterbrecherschalters 60 kann aber auch derart sein, daß während des Schaltens des Rückwärtsganges (Verschiebebewegung am Schaltmuster vom Punkt 66 zum Punkt R) der Unterbrecherschalter 60 wieder geöffnet und damit die Drosselung des Hydraulikkreislaufes wieder aufgehoben wird. In diesem Falle kann das Zeitschaltglied 91 entfallen.
• Die Vorrichtung ist nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt. Je nach Auslegung der hydraulischen Steuereinrichtung kann das Drosselventil oder ein entsprechendes Absperrventil in der Vorlaufleitung oder in einer Rücklaufleitung und ggf. auch in einer Steuerleitung angeordnet sein. Ferner besteht die Möglichkeit, über eine Eingabe an der Regeleinrichtung 88 über das elektromagnetische Stellglied 86 und das Wegeventil 74 eine Ansteuerung auszulösen, welche an der Verdrängerpumpe 58 einen schlagartigen Druckantieg bewirkt. Die Verdrängerpumpe 58 kann auch auf einer Nebenwelle des Getriebes angeordnet werden, welche ständig von der Antriebswelle 10 angetrieben wird. Anstelle des Rückwärtsganges oder zusätzlich zum Rückwärtsgang kann auch beim Einlegen des ersten Ganges die Antriebswelle 10 durch Drosseln oder Absperren der Verdrängerpumpe 58 abgebremst werden.
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Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum geräuschlosen Schalten der Zahnräder wenigstens eines Anfahrganges, insbesondere des Rückwärtsganges, in einem Getriebe für Kraftfahrzeuge mit einer von der Antriebswelle mittel- oder unmittelbar angetriebenen Verdrängerpumpe, die einen Hydraulikkreislauf versorgt, in dem ein Drosselventil eingeschaltet ist, welches beim Einlegen des Anfahrganges angesteuert wird und über die Verdrängerpumpe die Antriebswelle abbremst, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrängerpumpe (58) zusätzlich eine hydraulische Steuereinrichtung zum automatischen Schalten mehrerer Übersetzungsstufen oder zum stufenlosen Ändern von Übersetzungsverhältnissen bedient.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselventil mit einem Ventil (Druckbegrenzungsventil 90) der hydraulischen Steuereinrichtung kombiniert ist.
3. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Drosselventil ein Zeitschaltglied (91) zugeordnet ist.

   Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum geräuschlosen Schalten der Zahnräder wenigstens eines Anfahrganges, insbesondere des Rückwärtsganges, in einem Getriebe für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

   Eine derartige Vorrichtung ist in der US-PS 37 36 806 dargestellt. Dabei versorgt die Verdrängerpumpe einen Schmierölkreislauf in einem Zahnräder-Wechselgetriebe. Im Schmierölkreislauf sind ein herkömmliches Überdruckventil zur Druckbegrenzung und ein zusätzliches Drosselventil vorgesehen; mittels einer Steuerelektronik und eines elektromagnetischen Steuerschiebers wird das Drosselventil aktiviert, wenn eine Abbremsung der Getriebe-Antriebswelle erfolgen soll. Durch diese Vorrichtung wird eine Drehzahl-Synchronisierung zwischen der Antriebs- und der Abtriebswelle beim Hochschalten in den jeweils nächst höheren Gang bewirkt.

   Bei einer weiteren bekannten Vorrichtung (DE-AS 18 04 533) versorgt eine Verdrängerpumpe einen ersten Hydraulikkreislauf zum elektrohydraulischen, automatischen Betätigen einer Kraftfahrzeug-Hauptkupplung und zum Schalten der Getriebegänge eines Zahnräder-Wechselgetriebes und einen zweiten Hydraulikkreislauf zum Synchronisieren der Getriebewellen. In den zweiten Hydraulikkreislauf ist ein an die Getriebe-Antriebswelle angekuppelter Hydromotor eingeschaltet, welcher zum Beschleunigen der Antriebswelle (beim Zurückschalten) von der Verdrängerpumpe angetrieben wird und welcher zum Abbremsen (beim Hochschalten) der Antriebswelle mittels eines Steuerventiles von der Verdrängerpumpe abgeschaltet und mit einem Drosselventil kurzgeschlossen ist.

   Ferner sind Vorrichtungen zum Abbremsen der Getriebe-Antriebswellen bekannt (z. B. DE-PS 26 01 418, DE-OS 27 16 348, DE-PS 27 00 898), welche zusätzliche Bremsen aufweisen, die gegebenenfalls von einer Verdrängerpumpe versorgt werden.

   Aufgabe der Erfindung ist es, die gattungsgemäße Vorrichtung mit besonders geringem baulichen Aufwand für automatische oder halbautomatische Getriebe auszulegen.

   Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

   Über einen einzigen Hydraulikkreislauf mit nur einer Verdrängerpumpe wird somit die Getriebesteuerung und zusätzlich die Abbremsung der Getriebe-Antriebswelle bewirkt.

   Eine weitere steuerungstechnische Vereinfachung ist im Patentanspruch 2 angeführt. Mit den Merkmalen des Patentanspruches 3 können aus dem Abbremsvorgang resultierende Schaltstörungen (Verklemmungen, Zahn auf Zahn-Stellung der Zahnräder etc.) vermieden werden.

   Die Erfindung ist im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in F i g. 1 ein Getriebe in schematischer Darstellung und F i g. 2 die hydraulische Steuereinrichtung des Getriebes.

   Das Getriebe 2 gemäß Fig. 1 besteht im wesentlichen aus einem Zahnräder-Wechselgetriebe 4, einem Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe 6 und einem Ausgleichsgetriebe 8. Das Getriebe weist eine Antriebswelle 10 auf, auf der drei Zahnräder 12, 14, 16 sowie eine Synchronisierkupplung 18 unverdrehbar angeordnet sind. Die Synchronisierkupplung 18 dient zum Ankuppeln des Antriebsscheibenpaares 20 des Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes 6, welches dann über das zweite Scheibenpaar 22 eine Abtriebswelle 24 antreibt. Die Abtriebswelle 24 ist über ein Zahnritzel 26 mit dem Tellerrad 28 des Ausgleichsgetriebes 8 in Eingriff. Das Ausgleichsgetriebe 8 ist bekannter Bauart und deshalb nicht näher erläutert. Über die Antriebswelle 10, das Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe 6 und die Abtriebswelle 24 ist der eine stufenlose Übersetzung ergebende Getriebeteil gebildet, welcher über den Schalthebel 30 durch Einlegen der Wählstufe A (= Automatik) einschaltbar ist, wobei in nicht dargestellter Weise die Synchronisierkupplung 18 entsprechend betätigt wird.

   Die stufenlose Übersetzungsänderung wird durch eine hydraulische Steuereinrichtung ausgeführt, welche noch beschrieben wird.

   Die Zahnräder 12, 16 kämmen mit entsprechenden Zahnrädern 32, 34, die auf einer Vorgeiegewelle 36 drehbar gelagert sind. Die Vorgelegewelle 36 trägt drehfest eine Synchronisierkupplung 38 und ein Zahnrad 40. Das Zahnrad 40 ist ständig mit einem Zahnrad 42 auf der Abtriebswelle 24 in Eingriff. Die Schaltmuffe 44 der Synchronisierkupplung 38 trägt ein Zahnrad 46, welches zusammen mit dem Zahnrad 14 auf der Antriebswelle 10 und einem auf einer Welle 48 axial verschiebbaren Zahnrad 50 den Rückwärtsgang R bildet. Das Zahnrad 50 weist eine Ringnut 52 auf, in die das eine Ende eines schwenkbar im Getriebe gelagerten, zweiarmigen Hebels 54 eingreift. Das andere Ende des Hebels 54 ist gelenkig mit einer Schaltstange 56 verbunden, welche von dem Schalthebel 30 zum Einschalten des Rückwärtsganges betätigt wird. Die Zahnradpaare 12,32 und 16,34 bilden einen ersten und einen zweiten Gang, welche über die Synchronisierkupplung 38 einschaltbar sind.