DE3417473A1

DE3417473A1 - Servogeschaltetes stufenschaltgetriebe, insbesondere fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3417473A1
Application number: DE19843417473
Authority: DE
Inventors: Hermann Dr.-Ing. 3302 Cremlingen Klaue
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1984-05-11
Filing date: 1984-05-11
Publication date: 1985-11-14
Also published as: WO1985005331A1; JPS61502776A; EP0181897A1

Description

Servogeschaltetes Stufenschaltgetriebe, insbesondere für
Kraftfahrzeuge Synchronisierte Stufenschaltgetriebe erfordern, besonders bei grösseren Fahrzeugen, eine erhebliche Betätigungsarbeit am Schalthebel, welche bisher nur dadurch reduziert werden konnte, dass durch entsprechende Bemessung der Synchronisierkupplungen die Synchronisierungskräfte herabResetzt und die Betätigungszeit für den Schaltvorgang verlängert wurde.
In Anbetracht der Tatsache, dass aus Wirkungsgradgründen mehr Schaltstufen erforderlich sind und somit mehr Schaltoperationen durchgeführt werden müssen, entsteht dadurch, abgesehen von der Ablenkung des Fahrzeuglenkers, infolge der längeren Trennung des Motors vom Achsantrieb, ein Verlust, welcher sich auf den Brennstoffverbrauch auswirkt.
Diesen Nachteil bei geringem Aufwand zu beseitigen, hat sich die Erfindung zur Aufgabe gesetzt.
Bei dem Getriebe der Erfindung, welches in bekannter Weise mit einer Haupt- und mindestens einer Vorgelegewelle oder einer An- und Abtriebswelle sowie Schalt-Schiebemuffen mit Reibungs-Synchronisierungselementen ausgerüstet ist und durch Schalthebel über Schaltstangen und Schaltgabeln betätigt wird, sind zwischen Schaltstangen und -gabeln, mit letzteren axial formschlüssig verbundene, in stationären Zylindern gelagerte Betätigungskolben angeordnet, mit denen die das Servomittel führenden Schaltstangen axial federnd verbunden sind. Beim Schalten wird über in den Schaltstangen angebrachte Steuerschlitze sowie Bohrungen in den Betätigungskolben proportional zum Kraftaufwand am Schalthebel Servomittel in die von den Betätigungskolben und Zylindern gebildeten Druckräume geführt.
Als Servomittel dienen Oel oder Luft. Bei Personenkraftwagen und mit Ottomotoren ausgerüsteten Nutzfahrzeugen kann die Servokraft durch den im Saugrohr des Motors entstehenden Unterdruck erzeugt werden. Da der Hauptanteil der zum Schliessen der Synchronisierelemente dienenden Kraft beim Schalten bei dem Getriebe der Erfindung in unmittelbarer Nähe der Synchronisierelemente aufgebracht wird, kann das Bediengestänge einfacher ausgebildet und Gewicht eingespart werden. Auch können bei Anwendung der Betätigung vorliegender Erfindung zur Bedienung beispielsweise Seilbetätigungen verwendet werden, wodurch Spiel erzeugende, die Schaltgenauigkeit beeinträchtigende Gestänge-Umlenkungen vermieden werden. Die Schaltoperation wird mit kleinerem Kraftaufwand schneller als bei direkter Betätigung durchgeführt.
In den Abbildungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben. Als Beispiel ist das viergängige Schaltgetriebe eines frontangetriebc:.ell, mit längs angeordnetem Motor ausgerüsteten Personenkraftwagens gewählt. Das Cetriebe ist in Fig. 1 im in Fig. 2 mit A-B gekennzeichneten Längs- und in Fig. 2 im in Fig. 1 mit C-D gekennzeichneten Querschnitt veranschaulicht.
Im Ausführungsbeispiel ist im Gehäuse 1 die mit fünf Antriebsrädern 21 bis 25 ausgerüstete Antriebswelle 2 gelagert. Die Antriebszahnräder 21 bis 24 stehen mit den auf der, das Kegelritzel 31 tragenden Abtriebswelle 3 gelagerten Schalträdern 32 bis 35 ständig im Eingriff. Am Ende der Abtriebswelle ist das Abtriebsrad 36 des Rückwärtsganges befestigt.
Zwischen je zwei der Vorwärts-Schalträder sind auf den mit der Abtriebswelle fest verbundenen Trägerringen 37 und 38 die Schaltmuffen 39 und 310' axial mittels der Schaltgabeln 4 und 5 verschiebbar, gelagert. Die Synchronisierung erfolgt durch Konusringe 311. Die Schaltgabeln sind auf ihren, den Gabelfortsätzen gegenüberliegenden Enden axial formschlüssig mit den im Zylinder 8 angeordneten Doppelkolben 6 und 7 verbunden. Die Doppelkolben 6 und 7 bilden in den durch Scheiben 81 82 und 83 abgeteilten Zylinderräumen vier Druckräume 84 bis 87 und werden durch Federn 88 abgestützt.
Der parallel zu den Getriebewellen im Gehäuse 1 gelagerte Zylinder 8 weist Aussparungen 89 auf, durch welche die Schaltgabeln hindurchfassen. Versetzt dazu besitzt er Aussparungen 810, welche den Freiraum für die beiden Ventilköpfe 9 und 10, die mit den Doppelkolben 6 und 7 durch Schrauben 11 verbunden sind, schaffen. Die Ventilköpfe umfassen die beiden hohl gebohrten Schaltstangen 12 und 13, welche über Bohrungen 15 mit der Saugleitung des Motors in Verbindung stehen. Die in Fig. 2 gestrichelt wiedergegebene Schaltstange 14 steht mit dem, der Uebersichtlichkeit halber nicht mit dargestellten, Zwischenrad, welches bei Rückwärtsfahrt in die Räder 25 und eingreift, in Verbindung.
Zum Schalten wird durch Drehen der Schaltstange 161 in die betreffende Schaltgasse der Schaltfinger 16 in die Nut der zugehörigen Schaltstange geschwenkt und in Getriebelängsrichtung verschoben. Als Sicherung dient die Sperrplatte 17, welche zusammen mit der Schaltstange 161 verdreht wird und nur jeweils eine Schaltstange zum Schalten freigibt.
Die Steuerung des Servomittels erfolgt durch die Schaltstangen in Zusammenwirkung mit den Ventilköpfen der Doppelkolben.
Zu diesem Zweck sind die das Servomittel führenden Schaltstangen mit den Ventilköpfen axial über Federn 121 und 122 verbunden, welche je nach Schaltrichtung zusammengedrückt werden. Die Schaltstangen weisen drei Ringkanäle 123, 124 und 125 auf, von denen der mittlere Kanal 124 das Servomittel führt und im vorliegenden Beispiel mit dem Saugrohr des Motors verbunden ist. Die beiden Ringkanäle 123 und 125 dienen je nach Betätigungsrichtung der Schaltstange dazu, bei der Druckregulierung mit ihren Steuerkanten die Verbindung zwischen Betätigungskolben-Druckraurn und Atmosphäre herzustellen. Der Ventilkopf weist zwei Ringkanäle 91 und auf, wovon der Kanal 91 über die Bohrung 61 mit dem Druckraum 84 und der Kanal 92 über die Bohrung 62 mit dem Druckraum 85 in Verbindung steht. In der gezeichneten Lage ist kein Gang geschaltet.
Wird beispielsweise beim Beschleunigen des Fahrzeugs aus dem ersten in den zweiten Gang geschaltet, so muss die Schaltmuffe 39 über die Synchronisierung 3 mit der Schaltverzahnung des Zahnrades verbunden werden. Hierzu muss die Schaltstange 12 über die Schaltstange 161 und den Schaltfinger 16 nach rechts bewegt werden. hierbei wird die Feder 121 gespannt und die rechte Steuerkante des Unterdruck luft führenden Ringkanals 124 wird über die linke Steuerkante des Ringkanals 92 hinausbewegt. Der Druckraum 85 erhält entsprechend der Spannung der Feder 12 d.h. entsprechend der vom Fahrer ausgeübten Schaltkraft, Unterdruck. Cleichzeitig stellt der Ringkanal 123 der Schaltstange über den Ringkanal 9 im Ventilkopf 9 die Verbindung des Druckraumes 84 mit der Atmosphäre her. Der Doppelkolben 6 bewegt sich zusammen mit der Schaltgabel 4 nach rechts, synchronisiert und stellt die Verbindung zwischen Abtriebsrad 33 und der Abtriebswelle 3, damit den Antrieb im zweiten Gang her.
Wie Fig. 2 erkennen lässt, ist der Raum 18, in welchem die Servosteuerung untergebracht ist, sowohl gegenüber dem Getriebeölraum als auch nach aussen abgeschlossen. Zum Luftaustausch mit der Atmosphäre kann eine staubdichte Schleuse vorgesehen werden.
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Claims

Servogeschaltetes Stufenschaltgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge Patentanspruch Servogeschaltetes Stufenschaltgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit a) einer tiaupt- und mindestens einer Vurgelegewelle oder einer An- und einer Abtriebswelle b) Schaltung über Schiebemuffen mit Reibungs-Synchronisierelementen c) Betätigung durch Schalthebel über Schaltstangen und -gabeln d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zwischen Schaltstangen (12, 13) und Schaltgabeln (4, 5), mit den Schaltgabeln axial formschlüssig verbundene, in stationären Zylindern (8) gelagerte Betätigungskolben (6, 7) angeordnet sind, mit denen die das Servomittel führenden Schaltstangen (12, 13) axial federnd verbunden sind und beim Schalten über in den Schaltstangen angebrachte Steuerschlitze (123, 124, 125) sowie Bohrungen (61, 62) in den Betätigungskolben (6, 7) proportional zum Kraftaufwand am Schalthebel Servomittel in die von den Betätigungskolben und Zylindern gebildeten Druckräume (84 bis 87) geführt wird.