-
Die Erfindung betrifft eine hilfskraftbetätigte Steuer-
-
einrichtung für Gangschaltkupplungen in Kraftfahrzeugen gemäß Oberbegriff
des Anspruchs 1.
-
Aus DE-AS 21 20 545 ist eine Drucksteuereinrichtung für Gangschaltkupplungen
in Kraftfahrzeugen bekannt. bei der Druckmittel aus einer einen konstanten Druck
abgebenden Druckmittelquelle einem Drucksteuerventil und von dort über einen Gangwählschieber
Gangschaltkupplungen zugeführt wird. Dem Drucksteuerventil ist ein Druckbegrenzungsventil
vorgeschaltet. Die Anordnung ist vergleichsweise kompliziert getroffen und gestattet
unterschiedliche Druckanlegung an die Gangschaltkupplung in den einzelnen Gängen
und insbesondere einen abgestimmten Druckaufbau während der Schaltungsvorgänge.
Entsprechend dem komplizierten Aufbau sind die Fertigungskosten vergleichsweise
hoch. Die Gangschaltkupplung ist auch im geschalteten Zustand druckbelastet, was
einen vorzeitigen Verschleiß bestimmter Getriebeteile wie Schaltgabeln, Nutensteine
und Schiebemuffe zur Folge haben kann. Gleiches gilt für die aus der DE-OS 1 650
607 bekannten Drucksteuereinrichtung.
-
Bei einer weiteren aus DE-OS 31 08 781 bekannten hilfskraftbetätigten
Steuereinrichtung für Gangschaltkupplungen der eingangs genannten Art ist ein Gangzylinder
vorgesehen, dessen Kolben zur Betätigung derGangschaltkupplung in eine vordere,
eine mittlere und eine rückseitige Stellung schaltbar ist. Zum Erreichen der Mittelstellung
ist an den Gangzylinder ein Hilfszylinder angebaut, dessen Kolben den Kolben des
Gangzylinders in der Mittelstellung von einer Seite her fixiert. Hierbei wird gleichzeitig
der Rückraum des Gangzylinders mit einem gegenüber dem Druck des Vorrats verminderten
Druck versorgt. Zur Einlegung der verschiedenen Gänge werden in den Gangzylinder
unterschiedliche Drücke eingesteuert.
-
Die Einsteuerung erfolgt mit Hilfe einer komplizierten
elektronischen
Auswerteschaltung. Als Ventile finden vergleichsweise aufwendige Magnetventile Verwendung.
Die Gangschaltkupplung bzw. das Verteilergetriebe ist in den einzelnen Gängen durch
die Steuereinrichtung druckbelastet und mithin einem vorzeitigen Verschleiß ausgesetzt.
Für einfachere Anwendungsfälle ist die Steuereinrichtung aufgrund der hohen Fertigungskosten
ungeeignet.
-
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer hilfskraftbetätigten
Steuereinrichtung für Gangschaltkupplungen in Kraftfahrzeugen der eingangs genannten
Art, die einfach im Aufbau und dennoch zuverlässig im Betrieb ist, einen vorzeitigen
Verschleiß der Gangschaltkupplung verhindert und bei der eine Fehlbedienung praktisch
ausgeschlossen ist.
-
Gelöst wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe dadurch, daß
das Wegeventil als ein von Hand durchschaltbares 3/2-Wegeventil mit Entlüftungsanschluß
zur Atmosphäre ausgebildet ist, und das Umschaltventil ebenfalls von Hand betätigt
werden kann, um das (Zweistellungs-)Umschaltventil in die gewünschte Gangschaltstellung
unabhängig von der Betätigung des 3/2-Wegeventils voreinzustellen, wodurch bei einer
Handbetätigung des 3/2-Wegeventils entweder der Vor- oder der Rückraum des Zweistellungs-Gangzylinders
zwecks Schaltung der Gangschaltkupplung druckbeaufschlagt werden, während der andere
Raum (Rückraum bzw. Vorraum des Gangzylinders) entlüftet ist. Das 3/2-Wegeventil
ist vorzugsweise als ein durch Druckknopf betätigbares Momentanventil ausgebildet,
das in Richtung Sperrstellung des Ventils durch eine Feder vorgespannt ist, wobei
in der Sperrstellung des Ventils, d.h. bei Nichtdurchschaltung der druckbeaufschlagbaren
Leitungsverbindung, der Leitungsverbindungsausgang des Ventils mit dem Entlüftungsanschluß
verbunden ist. Das 4/2-Wege-Umschaltventil ist zweckmäßigerweise ein Drehschieber
mit Handhebel. Durch ihn wird die Stellung "Straßengang" oder "Geländegang" der
Gangschaltkupplung
bzw. des Verteilergetriebes voreingestellt.
-
Wird der Druckknopf des Momentanventils von Hand niedergedrückt, so
gelangt Druck von der Druckmittelquelle durch das Momentanventil und den Drehschieber
zur entsprechenden Seite des Schaltkolbens des Gangzylinders, der seinerseits den
eigentlichen Schaltvorgang am Getriebe bzw. an der Gangschaltkupplung durchführt.
Die andere Seite des Schaltkolbens ist während des Schaltvorgangs drucklos. Wird
der Druckknopf des Momentanventils losgelassen, so wird die Druckbeaufschlagung
des Schaltkolbens unterbrochen; der Schaltkolben ist nach Beendigung des Schaltvorgangs
drucklos und kann mithin Getriebeteile wie Schaltgabel, Nutensteine, Schiebemuffe
oder dergleichen nicht belasten. Andererseits ist bei entlastetem Schaltkolben ein
selbsttätiges Auskuppeln der Schaltmuffe in ihre Ausgangslage nicht möglich, da
bei eingerücktem Gang die hinter arbeiteten Kupplungszähne dies verhindern.
-
Wird bei eingerücktem ausgewähltem Gang der Druckknopf des Momentanventils
nochmals (beispielsweise aus Versehen) betätigt, so baut sich zwar für die Dauer
des Niederdrückens im entsprechenden Arbeitsraum des Zweistellungs-Gangzylinders
wiederum ein Druck auf, ansonsten geschieht jedoch nichts, weil die Schaltelemente
innerhalb des Getriebes bereits in Endstellung gehalten sind. Durch das Momentanventil
wird mithin immer nur für ganz kurze Zeit der Schaltkolben des Gangzylinders mit
Druck beaufschlagt.
-
Eine änderung der Gangschaltkupplungs- oder Getriebeschaltstellung
ist erst nach Änderung des Handhebels des Drehschiebers möglich. Ist die andere
Schaltstellung der Gangschaltkupplung bzw. des Verteilergetriebes voreingestellt,
so wird der entsprechende Schaltvorgang analog zum vorstehend beschriebenen Schaltvorgang
durch Niederdrücken des Druckknopfes am Momentanventil eingeleitet.
-
In der Leitung zwischen Momentanventil und Drehschieber ist vorzugsweise
eine Drosseleinrichtung angeordnet, um mit Hilfe einfacher Mittel einen sanften
Druckaufbau am Schaltkolben des Gangzylinders und mithin an der Gangschaltkupplung
einzuleiten.
-
Soll der jeweilige Schaltzustand des Getriebes oder der Gangschaltkupplung
bzw. die ordnungsgemäße Beendigung des jeweiligen Schaltvorgangs dem Fahrzeuglenker
angezeigt werden, so ist zweckmäßigerweise der Schaltkolben des Gangzylinders mit
einem Nocken verbunden, der in zumindest einer der beiden Schaltstellungen einen
Schalter einer optischen oder akustischen Anzeige betätigt. Dem Fahrzeuglenker wird
somit angezeigt, wann der Schaltvorgang beendet ist und er den Druckknopf am Momentanventil
loslassen kann.
-
Aufgrund des einfachen Aufbaus der hilfskräftbetätigten Steuereinrichtung
können die Fertigungskosten niedrig gehalten werden. Als Ventile und Umschalter
werden in vorteilhafter Weise handelsübliche Bauteile verwendet. Die Anordnung und
Auswahl der Ventile schließt jede Fehlbedienung aus, die zu einer Beschädigung der
Gangschaltkupplung führen könnte.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter
Bezugnahme auf die aus einer einzigen Figur bestehende Zeichnung näher erläutert.
-
In der Zeichnung ist das Schaltbild einer hilfskraftbetätigten Steuereinrichtung
1 für Gangschaltkupplungen in Kraftfahrzeugen in schematischer Weise dargestellt.
-
Eine Druckmittelquelle 2 ist über Leitungsverbindungszweige 4, 5,6
und 7 mit einem Gangzylinder 3 verbunden, dessen Schaltkolben 12 seinerseits in
einer (nicht veranschaulichten) mechanischen Verbindung mit der eigentlichen Fahrzeug-
Gangschaltkupplung
steht, die ein Verteilergetriebe mit den Schaltstellungen "G" (Geländegang) und
"S" -(Straßengang) umfaßt. Insbesondere ist die Druckmittelquelle 2 über den Leitungsverbindungszweig
4 mit dem Eingang M1 eines 3/2-Wegeventils 8 verbunden, während der Ausgang M2 des
Wegeventils 8 über den Leitungsverbindungsz@eig 5 mit einem ersten Anschluß U1 eines
4/2-Wege-Umschaltventils 9 in Verbindung steht. Letztgenanntes Umschaltventil besitzt
weitere Anschlüsse U4 und U2, die über Leitungsverbindungszweige 6 bzw. 7 mit dem
Vorraum 10 bzw. dem Rückraum 11 des Schaltkolbens 12 des Gangzylinders 3 verbunden
sind. Der vierte Weg des 4/2-Wege-Umschaltventils 9 führt über den Anschluß U3 zur
Atmosphäre, der bei der Stellung "S" (Straßengang) mit U2 und bei der Stellung "G"
(Geländegang) mit U4 verbunden ist. Bei der Straßengangstellung S ist im Umschaltventil
9 der Anschluß U1 mit dem Anschluß U4 verbunden, bei der Getriebegangstellung "G"
die Anschlüsse U1 und U2.
-
Das 3/2-Wegeventil 8 ist als sogenanntes "Momentanventil" ausgebildet
und besitzt neben den Anschlüssen M1 und M2 einen Ausgang M3 eines Entlüftungsanschlusses
13 zur Atmosphäre.
-
Das Momentanventil umfaßt einen handbetätigbaren Druckknopf der mit
einem inneren Ventilkolben 20 des Momentanventils mechanisch verbunden ist, welcher
seinerseits durch eine innere Feder 18 in einer Weise vorgespannt ist, daß bei Nichtbetätigung
des Druckknopfs 17 die Anschlüsse M1 und M2 voneinander gesperrt und M2 über M3
mit der Atmosphäre verbunden sind.
-
Die in der Druckmittelquelle 2 vorhandene Vorratsluft gelangt über
den Leitungsverbindungszweig 4 zum Anschluß M1 des 3/2-Wegeventils 8. Dort steht
der Luftdruck solange an, bis der Druckknopf 17 gedrückt wird. Bei Druck auf den
Druckknopf 17 bewegt sich der Ventilkolben 20 gegen die Kraft der Feder 18 nach
unten und gibt beim Anschluß M2 der Luft den Weg in den Leitunasverbindungszweig
5 frei.
-
Am 4/2-Wege-Umschaltventil 9 befindet sich gemäß Zeichnung der Handhebel
19 in der Straßengangstellung "S". Mithin ist der Leitungsverbindungszweig 5 über
die Anschlüsse U1 und U4 des Umschaltventils 9 mit dem Leitungsverbindungszweig
6 verbunden, so daß die Luft bei Z1 in den Vorraum 10 des Zweistellungs-Gangzylinders
3 gelangt. Dadurch wird der Schaltkolben 12 des Gangzylinders 3 so weit in Richtung
Z2 bewegt, bis im Getriebe der Gangschaltungsvorgang "Straße" durchgeführt ist.
Damit dies verzögerungsfrei geschehen kann, ist der Rückraum 11 des Schaltkolbens
12 über den Anschluß Z2, den Leitungsverbindungszweig 7 sowie über die Anschlüsse
U2 und U3 des Umschaltventils 9 mit der Atmosphäre verbunden.
-
Wird dieser Zustand unverändert beibehalten, so wäre der Schaltkolben
12 des Zweistellungs-Gangzylinders 3 fortwährend durch Druckluft beaufschlagt und
würde im Getriebe bewirken, daß Nutensteine, Schaltgabel und Schaltmuffe einem erhöhten
Verschleiß ausgesetzt sind.
-
Um dies zu verhindern, kann durch Loslassen des Druckknopfes 17 das
Momentanventil (3/2-Wegeventil 8) entlastet werden: durch die Rückstellkraft der
Feder 18 kehrt der Ventilkolben 20 selbsttätig in seine obere Endlage zurück, wodurch
der Anschluß M1 von M2 abgesperrt und gleichzeitig der Anschluß M2 mit M3 verbunden
wird. Dadurch ist ein Abströmen bzw. Entlüften der im Vorraum 10 unter Druck stehenden
Luft über den Leitungsverbindungszweig 6, die Anschlüsse U4 und U1 sowie über den
Leitungsverbindungszweig 5 und den Entlüftungsanschluß 13 möglich. Da der Gangzylinder
3 nun beiderseits des Schaltkolbens 12, d.h. im Vorraum 10 und im Rückraum 11, drucklos
ist, findet keine zwangsweise Beaufschlagung der Getriebeschaltelemente mehr statt,
d.h. es wird ein vorzeitiger Verschleiß verhindert.
Andererseits
ist bei entlastetem Schaltkolben 12 ein selbsttätiges Auskuppeln der Schaltkuppel
in ihre Ausgangslage nicht möglich, da bei eingerücktem Gang die hinterarbeiteten
Kupplungszähne dies verhindern.
-
Soll anstelle des Straßengangs S der Geländegang "G" am Verteilergetriebe
geschaltet werden, so muß der Handhebel 19 des Umschaltventils 9 aus der Stellung
"S" (Straßengang) in die Stellung "G" (Getriebegang) von Hand betätigt werden.
-
Der Schaltvorgang für "G" wird entsprechend zum Schaltvorgang "S"
durch Niederdrücken des Druckknopfes 17 am Momentanventil eingeleitet. Die Vorratsluft
wird nun wieder zum Umschaltventil 9 beim Anschluß U1 eingeleitet. Da jetzt U1 mit
U2 in Verbindung steht, gelangt die Druckluft über den Leitungsverbindungszweig
7 beim Anschluß Z2 des Gangzylinders 3 in den Rückraum 11 und bewegt den Schaltkolben
12 in Richtung Z1. Dadurch wird die Luft im Vorraum 10 über den Leitungsverbindungszweig
6 und die Anschlüsse U4 und U3 ins Freie gedrückt und der Schaltvorgang "G" im Verteilergetriebe
ausgeführt.
-
Analog zu den für Straßengang geschilderten Vorgängen wird nach Loslassen
des Druckknopfes 17 das Leitungssystem mit Ausnahme des Leitungsverbindungszweiges
4 zwischen Druckmittelquelle 2 und Anschluß M1 drucklos.
-
Wird aus Versehen der Druckknopf 17 des Momentanventils erneut betätigt,
so baut sich zwar für die Dauer des Niederdrückens im Rückraum 11 des Gangzylinders
3 wiederum ein Druck auf, ein Schaltvorgang findet jedoch nicht statt, weil die
Schaltelemente innerhalb des Getriebes bereits in Endstellung für die Schaltstellung
"G" gehalten sind.
-
Durch das Momentanventil ist immer nur für ganz kurze Zeit der Schaltkolben
12 des Gangzylinders 3 mit Druck beaufschlagt.
-
Eine Änderung der Getriebeschaltstellung von 5"S" in "G" oder von
"G" in S ist erst nach einer Änderung der Stellung des Handhebels 19 am Umschaltventil
9 möglich. Da der Druckknopf 17 unabhängig vom Handhebel 19 von Hand betätigt werden
muß, um einen entsprechenden Schaltvorgang auszuführen, sind Fehlschaltungen, die
zu einer Beschädigung des Getriebes führen können, praktisch ausgeschlossen.
-
Soll der jeweilige Schaltzustand des Getriebes bzw. die ordnungsgemäße
Beendigung des jeweiligen Schaltvorgangs optisch dem Fahrzeuglenker angezeigt werden,
so kann der Schaltkolben 12 des Gangzylinders 3 mit einem Nocken 14 verbunden sein,
der seinerseits in zumindest einer der beiden Schaltstellungen einen Schalter 15
einer optischen oder akustischen Anzeige 16 betätigt. Dem Fahrzeuglenker wird so
angezeigt, wann der Schaltvorgang beendet ist und er dann den Druckknopf. 17 des
Momentanventils loslassen kann.