DE3841304A1 - Selbsttaetige schaltvorrichtung eines gangwechselgetriebes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine selbsttätige Schalt­ vorrichtung eines Gangwechselgetriebes nach dem Oberbe­ griff des Patentanspruches.

Bei einer bekannten Schaltvorrichtung eines Planeten­ räder-Gangwechselgetriebes der Anmelderin sind in zwei benachbarten untersetzten Vorwärtsgängen jeweils eine zugehörige Bremse der Lamellenbauart eingerückt. Von der zur Arbeitsdruckkammer des Schaltstellgliedes zum Betäti­ gen der Bremse des unteren Ganges führenden Fülleitung ist an einer in Nähe des angeschlossenen Gangschaltventils liegenden Stelle eine primäre Steuerdruckleitung abge­ zweigt, welche zum mittelbaren Beeinflussen des der ande­ ren, dem höheren Gang zugeordneten Bremse zugehörigen Gangschaltventiles im Sinne des Abschaltens des Arbeits­ druckes verwendet ist. Dabei wird diese primäre Steuer­ druckleitung bei einer Rückschaltung aus dem benachbarten höheren untersetzten Gang durch ein gangabhängiges ⁶/₂- Wege-Steuerventil mit dem Steuerteil eines ³/₂-Wege­ Abschaltsteuerventiles verbunden, welches seinerseits eine unmittelbar zum Gangschaltventil des benachbarten höheren Ganges führende sekundäre Steuerdruckleitung mit einer Hauptdruckleitung verbindet. Bei der bekannten Schaltvor­ richtung ist zum Schalten des dem höheren untersetzten Gang benachbarten direkten Ganges eine Kupplung der La­ mellenbauart verwendet. Von der zur Arbeitsdruckkammer des Schaltstellgliedes zum Betätigen der Kupplung führenden Fülleitung ist an einer in Nähe des angeschlossenen Gangschaltventiles liegenden Stelle diejenige Steuer­ druckleitung abgezweigt, welche - in diesem Falle unmit­ telbar - mit dem Steuerteil des Gangschaltventiles der Bremse des benachbarten untersetzten Ganges im Sinne einer Abschaltung des Arbeitsdruckes bei einer Hochschaltung durch ein gangabhängiges Abschaltsteuerventil verbunden wird.

Eine Schaltvorrichtung der eingangs genannten Art muß folgende Forderungen beim Gangwechsel erfüllen:

Der Wechsel von einem Schaltmittel zum anderen soll ohne fühlbaren Stoß vor sich gehen. Die Motordrehzahl soll sich während des Schaltens kontinuierlich vom alten zum neuen Wert ändern, ohne den durch die beiden Übersetzungsstufen gegebenen Bereich zu verlassen. Beim Übergang von einer Übersetzungsstufe zur anderen darf der Kraftfluß nicht unterbrochen werden.

Damit die Momentenübernahme des zuzuschaltenden Schalt­ mittels allmählich erfolgen kann, wird der Druck an diesem während der Schaltung kontinuierlich angehoben. Da das vom rutschenden Schaltmittel übertragene Moment wegen des praktisch konstanten Reibwertes proportional zum Druck ist, steigt auch das Moment kontinuierlich an. Die Druck­ anhebung wird bei der eingangs genannten Schaltvorrichtung durch ein mit einem Aufnehmer zusammenarbeitendes Druck­ regelventil geregelt.

Besonders wichtig ist die exakte Steuerung der Schalt­ übergänge bei den Zughochschaltungen und Rückschaltungen im Retarderbetrieb, die mit positiver Überschneidung er­ folgen müssen, d.h., das abzuschaltende Schaltmittel darf erst dann gelöst werden, wenn im zuschaltenden Schalt­ stellglied der zur Momentenübertragung notwendige Druck (sogenannter Überschneidungsdruck) aufgebaut ist. Dadurch wird bei den Zughochschaltungen die Unterbrechung der Zugkraft ebenso wie das unerwünschte Hochdrehen des Motors sicher verhindert. Bei Schubrückschaltungen wird dadurch das Bremsmoment während der Schaltung aufrechterhalten und das Abbremsen des Motors durch den Retarder verhindert.

Praktische Erfahrungen haben gezeigt, daß eine rein zeit­ abhängige Steuerung des Schaltablaufes bei positiver Überschneidung nicht voll befriedigen kann. Das liegt insbesondere daran, daß die Füllzeit des zuschaltenden Schaltstellgliedes von vielen Faktoren abhängt, die auch bei elektronischer Kennfeldsteuerung nicht vollständig erfaßt werden können, wie z.B. Toleranz der Öldruckhöhe und der Rückstellfedern, Öltemperatur, Spiel zwischen den Lamellen im Ruhezustand und Toleranzen im hydraulischen Steuerungsteil selbst. Da eine zu positive Überschneidung (innere Verspannung des Getriebes) auf jeden Fall ver­ mieden werden muß, wird die Zeit bis zum Zuschalten des neuen Schaltstellgliedes bei reiner Zeitsteuerung so lange gewählt werden müssen, daß auch im ungünstigsten Fall kein Verspannen des Getriebes auftreten kann. Das führt aber dazu, daß normalerweise eine zu kurze Überschneidung in Kauf genommen werden muß, die sich als Momenteneinbruch auswirkt.

Dagegen sichert die bei der Schaltvorrichtung der eingangs genannten Art angewendete hydraulische Überschneidungs­ steuerung unter allen Bedingungen das Abschalten des Schaltstellgliedes des bisher genutzten Ganges zum best­ geeigneten Zeitpunkt, so daß sich das Abtriebsmoment kon­ tinuierlich auf den Wert des neuen Ganges ändert. Dies wird in einfacher Weise prinzipiell dadurch realisiert, daß der ansteigende Arbeitsdruck des zuschaltenden Schaltstellgliedes als Abschaltdruck für das Gangschalt­ ventil des abschaltenden Schaltstellgliedes wirkt, entwe­ der gegen eine Federkraft wirkend oder gegen den Druck des abzuschaltenden Schaltstellgliedes selbst.

Die eingangs genannte Schaltvorrichtung ist neben anderen Steuerorganen in einem kompakten Schaltschiebergehäuse an der Unterseite des Getriebegehäuses untergebracht. Von diesem unteren Schaltschiebergehäuse führen relativ lange Leitungen zu den Betätigungskolben der einzelnen Schalt­ stellglieder im Getriebe. Diese Leitungen führen zu einer Problematik, die im folgenden erläutert wird.

Vor dem Umschalten eines Gangschaltventiles ist der Druck in der angeschlossenen Fülleitung wie auch der Druck in deren Arbeitsdruckkammer selbst gleich dem Umgebungsdruck. Der am Gangschaltventil anstehende Druck der Zulaufleitung ist gleich dem Druck der Hauptdruckleitung. Nach dem Um­ schalten des Gangschaltventiles strömt Öl durch die Dros­ sel der Zulaufleitung in die Arbeitsdruckkammer, in der sich der durch Kolbenfläche und Gegendruck bestimmte Fülldruck einstellt. Im Schaltschiebergehäuse stellt sich ein gegenüber dem Fülldruck um dem Druckverlust infolge der Strömungswiderstände etwas erhöhter Druck ein. Allerdings bildet sich im ersten Augenblick des Zu­ schaltens eine Druckspitze am Anfang der Fülleitung, die größer als der Überschneidungsdruck sein kann und somit das andere Gangschaltventil umschaltet. Damit rückt das andere Schaltmittel zu früh aus und es ergibt sich statt der positiven eine negative Überschneidung, die zu Schäden an den Lamellen führen kann.

Die Ursache der Druckspitze ist a priori nicht einsichtig, da der Druck hinter der Drossel abfällt, sobald das Öl durch diese hindurchströmt. Es wurde erkannt, daß ihre Ursache darin liegt, daß der Kolben des Schaltstellgliedes und vor allem die "Ölsäule" in der Fülleitung zum Schalt­ stellglied erst beschleunigt werden müssen. Die daraus resultierende Impulskraft stellt sich als kurze Druck­ spitze am Leitungsanfang, also am Gangschaltventil, dar. Die dazu erforderliche Energie entstammt dem vor Füllbe­ ginn auf der Höhe des Druckes der Hauptdruckleitung lie­ genden Druckniveau, das zwischen Gangschaltventil und Drossel in dem betreffenden Abschnitt der Zulaufleitung anliegt.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die lange Ölsäule in der Fülleitung sehr viel mehr zur Bildung der Druckspitze beiträgt als der Kolben des Schaltstell­ gliedes, obwohl letzterer eine weitaus größere Masse hat. Die Erfindung geht daher davon aus, daß das Öl in der Leitung wegen ihres im Vergleich zum Stellkolben sehr viel kleineren Querschnittes außerordentlich stark beschleunigt werden muß, woraus wieder hohe Impulskräfte resultieren.

Als Abhilfemaßnahme gegen die Wirkung der Druckspitzen wird gemäß der Erfindung der Arbeitsdruck am Stellkolben der Kupplung bzw. der Bremse selbst zur Überschneidungs­ steuerung verwendet.

Dies ist gemäß der Erfindung ermöglicht, indem die be­ treffende Steuerdruckleitung unmittelbar vom Schaltstell­ glied abgeht und so der am Stellkolben selbst wirkende Druck zur Steuerung der Überschneidung am abzuschaltenden Gangschaltventil verwendet wird.

Diese Prinziplösung ist für alle Schaltstellglieder ein­ setzbar.

Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels.

In der Zeichnung ist ein Schalt- und Steuerungsschema ei­ ner selbsttätigen Schaltvorrichtung eines dreigängigen Planetenräder-Gangwechselgetriebes mit den für die Erfin­ dung wesentlichen Merkmalen auszugsweise dargestellt.

Eine Eingangswelle 6 eines Gangwechselgetriebes in Form eines bekannten Simpson-Getriebes 8 ist von der Hauptwelle (Kurbelwelle) 10 einer Antriebsmaschine aus entweder über einen hydrodynamischen Drehmomentwandler 7 oder über eine Überbrückungskupplung 5 antreibbar. Eine Ausgangswelle 9 des Gangwechselgetriebes 8 steht in der üblichen Weise mit wenigstens einer Antriebsachse eines Kraftfahrzeuges in Antriebsverbindung. Eine im Kraftfluß zwischen Eingangs­ welle 6 und Ausgangswelle 9 liegende Antriebskupplung 1 der Lamellenbauart ist in allen drei Vorwärtsgängen ein­ gerückt. Eine weitere im Kraftfluß zwischen Ein- und Aus­ gangswelle 6 und 9 liegende Gangschaltkupplung 2 der La­ mellenbauart ist im direkten Vorwärtsgang (3. Gang) ein­ gerückt, wodurch die beiden Getriebewellen 6 und 9 starr miteinander gekuppelt sind. Eine zur Abstützung eines als Getriebereaktion verwendeten Getriebegliedes des Gang­ wechselgetriebes 8 gegenüber dem Getriebegehäuse 33 verwendete Gangschaltbremse 3 der Lamellenbauart ist in dem dem direkten Vorwärtsgang benachbarten untersetzten Vorwärtsgang (2. Gang) eingerückt. Eine zur Abstützung eines weiteren als Getriebereaktion verwendeten Getriebe­ gliedes des Gangwechselgetriebes 8 gegenüber dem Getrie­ begehäuse 33 verwendete Gangschaltbremse 4 ist im 1. Gang eingerückt. Diese mit Reibschluß arbeitenden Schaltmittel 1, 2, 3 und 4 der Lamellenbauart werden jeweils durch ein zugehöriges, mit Arbeitsdruck betriebenes Schaltstellglied der Axialkolben-Bauart betätigt, von denen jeweils nur die den Axialkolben aufnehmende Arbeitsdruckkammer 11 bzw. 12 bzw. 13 bzw. 14 schematisch angedeutet ist.

Die Arbeitsdruckkammer 12 der Gangschaltkupplung 2 ist durch eine Fülleitung 15 mit einem Ventilanschluß 34 eines Gangschaltventiles 17 der Axialkolben-Bauart verbunden, welches noch einen mit einer Zulaufleitung 21 verbundenen Ventilanschluß 35, zwei druckentlastete Ventilanschlüsse 36 und 37 sowie drei mit je einer Steuerdruckleitung 41 bzw. 42 bzw. 43 verbundene Ventilanschlüsse 38, 39 und 40 aufweist.

In Nähe des Gangschaltventiles 17 ist in die Zulaufleitung 21 eine Drossel 19 eingeschaltet - wobei der zwischen Drossel 19 und Gangschaltventil 17 liegende Abschnitt 29 der Zulaufleitung 21 über ein Rückschlagventil 44 an eine Steuerdruckleitung 28 angeschlossen ist, welche von der Arbeitsdruckkammer 46 eines Stellschiebers 24 abgeht.

Die Arbeitsdruckkammer 13 der Gangschaltbremse 3 ist über eine Fülleitung 16 an einen Ventilanschluß 47 eines Gang­ schaltventiles 18 angeschlossen, welches noch einen mit der Zulaufleitung 21 verbundenen Ventilanschluß 48, zwei druckentlastete Ventilanschlüsse 49 und 50, zwei mit je­ weils einer gesonderten Steuerdruckleitung 55 bzw. 56 verbundene Ventilanschlüsse 51 und 52 sowie zwei mit einem gedrosselten und einem ungedrosselten Zweig der Steuer­ druckleitung 43 verbundene Ventilanschlüsse 53 und 54 aufweist. Die Zulaufleitung 21 enthält in Nähe des Gang­ schaltventiles 18 eine Drossel 20, wobei der zwischen Gangschaltventil 18 und Drossel 20 liegende Abschnitt 30 der Zulaufleitung 21 über ein Rückschlagventil 45 an die Steuerdruckleitung 28 angeschlossen ist.

Ein elektromagnetisches ³/₂-Wege-Schaltsteuerventil 57 weist einen druckentlasteten Ventilanschluß 58, einen mit der Zulaufleitung 21 verbundenen Ventilanschluß 59 sowie einen mit der Steuerdruckleitung 43 verbundenen Ventilan­ schluß 60 auf. Während in der erregten Stellung des Schaltsteuerventiles 57 die Ventilanschlüsse 59 und 60 miteinander verbunden sind, sind in der nicht erregten Stellung die Ventilanschlüsse 58 und 60 miteinander ver­ bunden.

Ein weiteres elektromagnetisches ³/₂-Wege-Schaltsteuer­ ventil 61 weist einen druckentlasteten Ventilanschluß 62, einen an eine Hauptdruckleitung 25 angeschlossenen Ven­ tilanschluß 63 sowie einen mit der Steuerdruckleitung 42 verbundenen Ventilanschluß 64 auf. Während in der erregten Stellung des Schaltsteuerventiles 61 die Ventilanschlüsse 63 und 64 miteinander verbunden sind, sind in der nicht erregten Stellung die Ventilanschlüsse 62 und 64 mitein­ ander verbunden.

Das Gangschaltventil 17 arbeitet mit einem in einer zen­ tralen Ventilbohrung - in welcher alle Ventilanschlüsse münden - verschiebbaren Schaltschieber 65, zwei von je einer der Stirnseiten des letzteren eingeschlossenen Steuerdruckkammern 67 und 70 sowie mit einer mit dem Ven­ tilanschluß 39 kommunizierenden ringförmigen Steuerdruck­ kammer 68, wobei die in der Steuerdruckkammer 67 liegende wirksame Druckfläche des Schaltschiebers 65 größer ist als dessen in der Steuerdruckkammer 70 liegende wirksame Druckfläche.

Schließlich weist der Schaltschieber 65 noch eine in der Steuerdruckkammer 68 liegende ringförmige Druckfläche 69 sowie eine radiale Steuerbohrung 71 auf, wobei letztere radial außen in die zentrale Ventilbohrung und radial in­ nen über eine Sackbohrung mit der Steuerdruckkammer 70 verbunden ist. Der Schaltschieber 65 ist durch eine in der Steuerdruckkammer 67 angeordnete Ventilfeder 66 in seine eine Endstellung betätigbar, in welcher die Steuerdruck­ kammer 70 über die Steuerdruckbohrung 71 mit dem druck­ entlasteten Ventilanschluß 37 verbunden und der Ventilan­ schluß 40 abgesperrt ist.

Das Gangschaltventil 18 arbeitet mit einem Schaltschieber 72 und einem Abschaltschieber 73, die beide in Tandem-An­ ordnung in einer zentralen Ventilbohrung arbeiten, in welche alle Ventilanschlüsse münden. Schalt- und Ab­ schaltschieber 72 und 73 schließen eine mit dem Ventilan­ schluß 52 kommunizierende Steuerdruckkammer 77 zwischen sich ein. Der Abschaltschieber 73 schließt mit seinem zur Steuerdruckkammer 77 entgegengesetzten Stirnende eine mit dem Ventilanschluß 51 kommunizierende Steuerdruckkammer 75 ab, in welcher eine Ventilfeder 74 angeordnet ist, welche die Tandem-Anordnung 72/73 unter gegenseitiger Anlage der beiden Schieber in eine Endstellung zu betätigen sucht, in welcher der Ventilanschluß 54 mit einer Steuerbohrung 78 des Schaltschiebers 72 verbunden ist, die radial außen in die zentrale Ventilbohrung mündet und über ihr radial in­ neres Ende ständig mit einer Steuerdruckkammer 76 in Ver­ bindung steht, welche der Schaltschieber 72 mit seinem anderen Stirnende in der Ventilbohrung abschließt.

Ein von dem Schaltsteuerventil 61 zum Schalten des di­ rekten 3. Ganges ansteuerbares gangabhängiges Überschnei­ dungssteuerventil 78 weist zwei druckentlastete Ventilan­ schlüsse 79 und 80, einen mit einer Steuerdruckleitung 31 verbundenen Ventilanschluß 81, einen mit der Steuerdruck­ leitung 56 verbundenen Ventilanschluß 82, einen mit der Steuerdruckleitung 41 verbundenen Ventilanschluß 83, einen mit einer Steuerdruckleitung 91 verbundenen Ventilanschluß 84 sowie einen mit der Steuerdruckleitung 42 verbundenen Ventilanschluß 92 auf.

Das Überschneidungssteuerventil 78 weist einen in einer zentralen Ventilbohrung, in die alle Ventilanschlüsse einmünden, verschiebbaren Steuerschieber 85 auf, welcher an seinen Stirnenden je eine Steuerdruckkammer 86 und 88 in der Ventilbohrung abschließt. In der Steuerdruckkammer 86 ist eine den Steuerschieber 85 in Richtung der Steuer­ druckkammer 88 betätigende Ventilfeder 87 angeordnet. In der zentralen Ventilbohrung ist zwischen den beiden Ven­ tilanschlüssen 81 und 82 eine Steuerdruckkammer 89 kon­ zentrisch zwischen dem Steuerschieber 85 und der zylin­ drischen Wand der zentralen Ventilbohrung vorgesehen, in welcher eine ringförmige Druckfläche 90 des Steuerschie­ bers 85 liegt.

Die Steuerdruckleitung 31 ist gemäß der Erfindung unmit­ telbar mit der Arbeitsdruckkammer 12 verbunden, in welcher der die Gangschaltkupplung 2 betätigende Stellkolben auf­ genommen und mit Arbeitsdruck beaufschlagbar ist.

Ein von dem Schaltsteuerventil 57 zum Schalten des 2. Ganges ansteuerbares gangabhängiges Überschneidungssteu­ erventil 93 weist zwei druckentlastete Ventilanschlüsse 94 und 100, einen mit einer Steuerdruckleitung 96 verbundenen Ventilanschluß 95, einen mit einer Steuerdruckleitung 98 verbundenen Ventilanschluß 97, einen mit einer Steuer­ druckleitung 32 verbundenen Ventilanschluß 99, einen mit der Steuerdruckleitung 55 verbundenen Ventilanschluß 101, einen mit der Steuerdruckleitung 91 verbundenen Ventilan­ schluß 102 sowie einen Ventilanschluß 103 auf. Das gangabhängige Überschneidungssteuerventil 93 weist einen Steuerschieber 107 auf, welcher in einer zentralen Ven­ tilbohrung verschiebbar arbeitet, in welcher alle Ventil­ anschlüsse einmünden. Der Steuerschieber schließt mit seinen Stirnenden je eine Steuerdruckkammer 104 bzw. 106 der Ventilbohrung ab. Eine in der mit dem Ventilanschluß 94 verbundenen Steuerdruckkammer 106 angeordnete Ventil­ feder 105 betätigt den Steuerschieber 107 in Richtung der Steuerdruckkammer 104, an welche über den Ventilanschluß 103 die Steuerdruckleitung 43 angeschlossen ist.

Die Steuerdruckleitung 32 ist gemäß der Erfindung unmit­ telbar mit der Arbeitsdruckkammer 13 verbunden, in welcher der die Gangschaltbremse 3 betätigende Stellkolben aufge­ nommen und mit Arbeitsdruck beaufschlagbar ist.

Ein druckabhängig arbeitendes Überschneidungssteuerventil 108 weist einen mit der Steuerdruckleitung 98 verbundenen Ventilanschluß 109, einen druckentlasteten Ventilanschluß 115, einen Steuerschieber 110, einen mit der Steuerdruck­ leitung 91 verbundenen Ventilanschluß 111, einen mit der Hauptdruckleitung 25 verbundenen Ventilanschluß 112 sowie eine sich zwischen Ventilgehäuse und Steuerschieber 110 abstützende Ventilfeder 114 auf, welche in einer druck­ entlasteten Kammer des Ventilgehäuses angeordnet ist. Der in einer zentralen Ventilbohrung, in die alle Ventilan­ schlüsse einmünden, arbeitende Steuerschieber 110 schließt mit seinen der Ventilfeder 114 abgewandten Stirnende eine mit dem Ventilanschluß 109 kommunizierende Steuerdruck­ kammer 113 der Ventilbohrung ab.

Der Stellschieber 24 und ein Regelschieber 122 eines durch eine Gangumschaltung in Betrieb setzbaren, schaltabhängig arbeitenden Druckregelventiles 27 für den Verlauf des Ar­ beitsdruckes während einer Umschaltung sind in Tandem-An­ ordnung in einer zentralen gemeinsamen Ventilbohrung eines Ventilgehäuses verschiebbar aufgenommen. Das Druckregel­ ventil 27 weist einen mit einer Steuerdruckleitung 117 verbundenen Ventilanschluß 116, drei mit der Zulaufleitung 21 verbundene Ventilanschlüsse 118, 119 und 121 sowie ei­ nen mit der Hauptdruckleitung 25 verbundenen Ventilan­ schluß 120 auf.

Stellschieber 24 und Regelschieber 122 schließen eine Steuerdruckkammer 125 zwischen sich ein, in welche der Ventilanschluß 121 einmündet. Mit seinem der Steuerdruck­ kammer 125 abgekehrten Stirnende schließt der Regelschie­ ber 122 eine mit dem Ventilanschluß 116 kommunizierende Steuerdruckkammer 123 ab, in welcher eine Ventilfeder 124 - sich zwischen Ventilgehäuse und Regelschieber abstützend - angeordnet ist.

Die Zulaufleitung 21 ist jeweils über eine Drossel 126 bzw. 127 mit der Steuerdruckleitung 117 und mit der Ar­ beitsdruckkammer 46 des Stellschiebers 24 verbunden.

Der Stellschieber 24 ist zwischen zwei durch Gehäusean­ schläge fixierten Endstellungen 22 und 23 umschaltbar.

Ein Aufnehmer 26 in Form eines federbelasteten Druckspei­ chers arbeitet mit einem in einem Zylinder 128 verschieb­ baren Kolben 129, welcher den Zylinder in zwei Druckkam­ mern 133 und 134 unterteilt.

Der Hub des Kolbens 129 ist durch je einen Anschlag 130 bzw. 131 des Zylinders 128 begrenzt. Die Druckkammer 133 weist zwei in Nähe des betreffenden Hubendes liegende Druckanschlüsse 135 und 136 für eine Ladedruckleitung 137 und eine Steuerdruckleitung 138 auf. Während der Druckan­ schluß 135 zur Druckkammer 133 ständig offen ist, wird der Druckanschluß 136 durch den Kolben 129 abgesperrt, wenn letzterer in seine benachbarte Hubendstellung gelangt. Der Kolben 129 wird im drucklosen Zustand durch eine in der Druckkammer 134 angeordnete Feder 132 in seiner Hubend­ stellung am Anschlag 130 gehalten. Die Druckkammer 134 steht in ständig offener Verbindung mit der Steuerdruck­ leitung 117.

Die Steuerdruckleitung 138 ist zum Anstoßen eines dann lastabhängig arbeitenden Druckregelventiles 139 verwendet, welches einen lastabhängigen Ladedruck in der Ladedruck­ leitung 137 zum Aufladen des Druckspeichers bzw. Aufneh­ mers 26 einregelt. Das Druckregelventil 139 weist einen Regelschieber 142 auf, welcher in einer zentralen Ventil­ bohrung verschiebbar ist, in die ein mit der Hauptdruck­ leitung 25 verbundener Ventilanschluß 145, ein mit der Ladedruckleitung 137 verbundener Ventilanschluß 147 sowie ein druckentlasteter Ventilanschluß 146 einmünden. Der Regelschieber 142 schließt mit seiner einen Stirnfläche eine Steuerdruckkammer 144 ab, welche über eine Drossel an eine unter einem lastabhängigen Steuerdruck stehende Steuerdruckleitung 141 angeschlossen ist. Im Bereich seines anderen Stirnendes weist der Regelschieber 142 eine in einer Steuerdruckkammer 143 der Ventilbohrung liegende ringförmige Druckfläche auf, wobei die Steuerdruckleitung 138 in ständig offener Verbindung mit der Steuerdruckkam­ mer 143 steht. Bei gegen Null gehendem Druck in der Steu­ erdruckleitung 138 betätigt eine in der Steuerdruckkammer 144 angeordnete Ventilfeder 140 den Regelschieber 142 in eine durch Anschlag- und Gegenanschlagmittel fixierte Ru­ hestellung, in welcher die Ventilanschlüsse 145 und 147 im wesentlichen ungedrosselt miteinander verbunden sind und der Ventilanschluß 146 abgesperrt ist.

Der Druck in der Hauptdruckleitung 25 wird in bekannter, jedoch nicht mehr dargestellter Weise durch ein Haupt­ druckregelventil geregelt.

Bei einem Druckabfall in der Steuerdruckleitung 28 werden Stellschieber 24 und Regelschieber 122 in Richtung der Endstellung 23 betätigt, so daß die Ventilanschlüsse 119 und 120 gegeneinander abgesperrt sind und der Regelschie­ ber 122 durch Drosselung der dann ermöglichten Verbindung zwischen den Ventilanschlüssen 116 und 118 - die die Drossel 126 umgeht - den Druck in der Zulaufleitung 21 regelt, wobei der Kolben 129 infolge des eingangs ge­ schilderten Druckabfalles seinen Kompressionshub unter Freigabe des Druckanschlusses 136 begonnen hat und somit das Druckregelventil 139 infolge des Druckaufbaues in der Steuerdruckkammer 143 ebenfalls in seine Regelstellung gebracht worden ist, in welcher der Regelschieber 142 je eine gedrosselte Verbindung des Ventilanschlusses 147 ei­ nerseits zu einem der beiden anderen Ventilanschlüsse 145 und 146 andererseits einstellt.

Schaltung vom 2. Gang in den 3. Gang mit positiver Über­ schneidung: a. Stationärer Zustand im 2. Gang (Gangschaltbremse 3 eingerückt)

Das elektromagnetische Schaltsteuerventil 57 ist durch eine elektronische Steuereinheit erregt und verbindet die Steuerdruckleitung 43 mit der Zulaufleitung 21. Im sta­ tionären Zustand ist der Druck in der Zulaufleitung 21 gleich dem Hauptdruck in der Hauptdruckleitung 25. Die rechte stirnseitige Steuerdruckfläche des Schalt­ schiebers 72 ist mit diesem Hauptdruck beaufschlagt, so daß der Schaltschieber 72 gegen die Federkraft 74 nach links geschaltet ist. Die Steuerdruckleitung 55 ist drucklos, da der Hauptdruck ebenfalls auf die rechte stirnseitige Steuerdruckfläche des Steuerschiebers 107 wirkt und diesen in der linken Stellung hält. Durch das Gangschaltventil 18 ist die Fülleitung 16 mit der Zulaufleitung 21 verbunden, so daß das betreffende Schaltstellglied mit der angeschlossenen Arbeitsdruckkam­ mer 13 die Gangschaltbremse 3 in der eingerückten Stellung hält.

Auf diese Weise sind am Überschneidungssteuerventil 93 mit seinem links stehenden Steuerschieber 107 die Steuer­ druckleitungen 32 und 98 miteinander verbunden, so daß die stirnseitige Steuerdruckfläche des Steuerschiebers 110 des Überschneidungssteuerventils 108 mit Hauptdruck beauf­ schlagt und der Steuerschieber 110 in seiner rechten End­ stellung gehalten ist. Somit ist die Steuerdruckleitung 91 sowohl mit der Hauptdruckleitung 25 als auch über das noch in seiner rechten Stellung stehende Überschneidungssteu­ erventil 78 mit der Steuerdruckleitung 41 verbunden, so daß der Hauptdruck im Sperrsinne auf die linke stirnseitige Steuerdruckfläche des Schaltschieber 65 des Gangschaltventiles 17 wirkt und den Schaltschieber in seiner rechten Endstellung hält.

b. Schaltung in den 3. Gang (Einrücken der Gangschalt­ kupplung 2 und hydraulisch gesteuertes Abschalten der Gangschaltbremse 3)

Das elektromagnetische Schaltsteuerventil 61 wird durch die elektronische Getriebesteuerung zusätzlich zu dem elektromagnetischen Schaltsteuerventil 57 erregt. Über die dadurch mit der Hauptdruckleitung 25 verbundene Steuer­ druckleitung 42 wirkt der Hauptdruck auf die rechte stirnseitige Steuerdruckfläche des Steuerschiebers 85 des Überschneidungssteuerventiles 78 und betätigt den Steuer­ schieber 85 gegen die Federkraft 87 nach links, wodurch die Steuerdruckkammer 67 entlüftet und die Sperrwirkung des Hauptdruckes auf das Gangschaltventil 17 abgeschaltet wird. Dadurch schaltet die an der Steuerdruckfläche 69 aus dem Hauptdruck resultierende Druckkraft den Schaltschieber 65 des Gangschaltventiles 17 nach links.

Die Arbeitsdruckkammer 12 der Gangschaltkupplung 2 wird über die Fülleitung 15 gefüllt, wodurch der Druck in dem Leitungsabschnitt 29 stromab der Drossel 19 auf den Füll­ druck der Gangschaltkupplung 2 absinkt. Dieser abgesenkte Fülldruck wird dazu verwendet, um über das Rückschlagven­ til 44 und die angeschlossene Steuerdruckleitung 28 die Druckregelventile 27 und 139 anzustoßen und mittels des angeschlossenen Aufnehmers 26 den Druckverlauf in der zu­ schaltenden Gangschaltkupplung 2 über die Zulaufleitung 21 regeln zu können.

Über das Überschneidungssteuerventil 78 ist die zum Gang­ schaltventil 18 der Gangschaltbremse 3 führende Steuer­ druckleitung 56 mit der unmittelbar von der Arbeitsdruck­ kammer 12 der Gangschaltkupplung 2 abgehenden Steuer­ druckleitung 31 verbunden. Sobald der Fülldruck in der Arbeitsdruckkammer 12 den für die Momentenübertragung er­ forderlichen Wert (Überschneidungsdruck) erreicht hat, wird der Schaltschieber 72 von der sich an seiner linken stirnseitigen Steuerdruckfläche in der Steuerdruckkammer 77 aufbauenden Druckkraft gegen die sich an seiner rechten stirnseitigen Steuerdruckfläche in der Steuerdruckkammer 76 aufbauenden Druckkraft (wobei der Druck in der Steuer­ druckkammer 76 gleich dem Druck in der Arbeitsdruckkammer 13 der Gangschaltbremse 3 ist) nach rechts betätigt, so daß sich die Arbeitsdruckkammer 13 über den Ventilanschluß 49 entleert. Nachdem die Schaltung beendet ist, wird das Schaltsteuerventil 57 abgeschaltet. Damit ist der statio­ näre Zustand des 3. Ganges erreicht.

Der Überschneidungspunkt - also der Zeitpunkt, in welchem die Gangschaltbremse 3 des 2. Ganges abschaltet und die Gangschaltkupplung 2 des 3. Ganges das Antriebsmoment überträgt - wird durch das Flächenverhältnis der linken zur rechten Steuerdruckfläche des Schaltschiebers 72 be­ stimmt. Durch diese Überschneidungssteuerung erfolgt bei geeigneter Wahl des Flächenverhältnisses das Abschalten der Gangschaltbremse 3 des 2. Ganges immer genau dann, wenn die Gangschaltkupplung 2 des direkten Ganges mit dem zur Momentenübernahme erforderlichen Druck beaufschlagt ist, also zum theoretisch richtigen Zeitpunkt.

Schaltung vom 3. Gang in den 2. Gang mit positiver Über­ schneidung a. Stationärer Zustand im 3. Gang (Gangschaltkupplung 2 eingerückt)

Das elektromagnetische Schaltsteuerventil 61 ist durch die elektronische Getriebesteuerung erregt und verbindet die Steuerdruckleitung 42 mit der Hauptdruckleitung 25. Die ringförmige Steuerdruckfläche 69 am Schaltschieber 65 ist mit Hauptdruck beaufschlagt, so daß das Gangschaltventil 17 gegen die Federkraft 66 nach links geschaltet ist. Die Steuerdruckkammer 67 ist drucklos, da die angeschlossene Steuerdruckleitung 41 über das Überschneidungssteuerventil 78 entlüftet ist, welches durch den auf seine Steuer­ druckkammer 88 geschalteten Hauptdruck in der ange­ schlossenen Steuerdruckleitung 42 ebenfalls in seine linke Stellung betätigt ist. Durch das Gangschaltventil 17 ist die Fülleitung 15 mit der Zulaufleitung 21 verbunden, so daß das über seine Arbeitsdruckkammer 12 angeschlossene Schaltstellglied die Gangschaltkupplung 2 in der einge­ rückten Stellung hält.

Die Steuerdruckleitung 91 ist wegen des durch die Ventil­ feder 114 nach links betätigten Steuerschiebers 110 des Überschneidungssteuerventiles 108 drucklos.

b. Schaltung in den 2. Gang (Einrücken der Gangschalt­ bremse 3 und hydraulisch gesteuertes Abschalten der Gangschaltkupplung 2)

Das elektromagnetische Schaltsteuerventil 57 wird durch die elektronische Getriebesteuerung erregt, wodurch die Steuerdruckleitung 43 mit der Zulaufleitung 21 verbunden ist. Die sich in der Steuerdruckkammer 104 an der rechten stirnseitigen Steuerdruckfläche des Steuerschiebers 107 des Überschneidungssteuerventiles 93 aufbauende Druckkraft betätigt den Steuerschieber 107 entgegen der Federkraft 105 nach links. Der Schaltschieber 72 bleibt zunächst in der rechten Endstellung, weil die vom Druck in der Ar­ beitsdruckkammer 12 über die Steuerdruckleitung 56 beauf­ schlagte linke stirnseitige Steuerdruckfläche des Schalt­ schiebers 72 größer ist als dessen von dem Druck der Zu­ laufleitung 21 in der Steuerdruckkammer 76 beaufschlagte rechte stirnseitige Steuerdruckfläche.

Über Steuerdruckleitung 43 und Steuerbohrung 71 wirkt der Druck der Zulaufleitung 21 auch auf die rechte stirn­ seitige Steuerdruckfläche des Schaltschiebers 65 und ver­ hindert ein Schalten infolge der Federkraft 66. Das elektromagnetische Schaltsteuerventil 61 wird von der elektronischen Getriebesteuerung zeitgesteuert abgeschal­ tet, wodurch die Steuerdruckkammer 88 des Überschneidungssteuerventiles 78 entlüftet und der Steu­ erschieber 85 von der Ventilfeder 87 nach rechts betätigt wird. Dadurch wird die Steuerdruckleitung 56 drucklos und somit der Schaltschieber 72 unter dem Druck in der Steu­ erdruckkammer 76 nach links betätigt. Infolgedessen sind die Ventilanschlüsse 47 und 48 mitein­ ander verbunden, wodurch die Arbeitsdruckkammer 13 der Gangschaltbremse 3 gefüllt wird und der Druck in dem Lei­ tungsabschnitt 30 stromab der Drossel 20 abfällt. Dieser Druckabfall wird verwendet, um über das Rückschlagventil 45 und die angeschlossene Steuerdruckleitung 28 die Rege­ lung des Druckes in der Arbeitsdruckkammer 13 der zu­ schaltenden Gangschaltbremse 3 durch Anstoßen der Druckregelventile 27 und 139 sowie des angeschlossenen Aufnehmers 26 in der bereits beschriebenen Weise zu in­ itiieren.

Der Schaltschieber 65 wird durch den Steuerdruck auf seiner rechten stirnseitigen Steuerdruckfläche in der Steuerdruckkammer 70 in seiner linken Endstellung gehal­ ten.

Die zum Überschneidungssteuerventil 108 führende Steuer­ druckleitung 98 ist durch den in seine linke Endstellung betätigten Steuerschieber 107 des Überschneidungssteuer­ ventils 93 mit der unmittelbar von der Arbeitsdruckkammer 13 des Schaltstellgliedes der Gangschaltbremse 3 abgehen­ den Steuerdruckleitung 32 verbunden.

Sobald der Fülldruck in der Arbeitsdruckkammer 13 den für die Momentenübertragung notwendigen Wert (Überschnei­ dungsdruck) erreicht hat, wird der Steuerschieber 110 des Überschneidungssteuerventiles 108 gegen die Federkraft 114 nach rechts betätigt, so daß der Hauptdruck der Hauptlei­ tung 25 als Sperrdruck auf die Steuerdruckleitung 91 ge­ schaltet wird, welche durch das Überschneidungssteuerven­ til 78 mit der Steuerdruckleitung 41 verbunden ist, wo­ durch wiederum die Gesamtkraft aus Sperrdruck und Feder­ kraft 66 den Schaltschieber 65 - unter Überwindung der Gegenkraft des Steuerdruckes in der Steuerdruckkammer 70 - in seine rechte Endstellung betätigt, in welcher die Fülleitung 15 auf den druckentlasteten Ventilanschluß 36 geschaltet ist. Die Arbeitsdruckkammer 12 der Gangschalt­ kupplung 2 entleert sich, wodurch der stationäre Zustand des 2. Ganges erreicht ist.

Der Überschneidungspunkt - also der Zeitpunkt, in welchem die Gangschaltkupplung des 3. Ganges abschaltet und die Gangschaltbremse des 2. Ganges das Reaktionsmoment über­ trägt - wird durch den gegen die Federkraft 114 am Steu­ erschieber 110 wirkenden Druck der unmittelbar von der Arbeitsdruckkammer 13 der Gangschaltbremse 3 abgehenden Steuerdruckleitung 32 bestimmt. Durch diese Überschnei­ dungssteuerung erfolgt bei geeigneter Wahl der Federkraft 114 das Abschalten der Gangschaltkupplung 2 immer genau dann, wenn die Gangschaltbremse des 2. Ganges mit dem zur Momentenübernahme erforderlichen Druck beaufschlagt ist, also im theoretisch richtigen Zeitpunkt.

Claims (1)

1. Selbsttätige Schaltvorrichtung eines Gangwechselgetriebes, bei welcher mit Reibschluß arbeitende Schaltmittel (Kupp­ lungen, Bremsen) jeweils durch ein mit Arbeitsdruck be­ triebenes Schaltstellglied betätigbar sind, dessen Ar­ beitsdruckkammer über eine Fülleitung mit einem zugehö­ rigen Gangschaltventil verbunden ist, welches über eine Drossel an eine Zulaufleitung angeschlossen ist, welche in der einen der beiden Endstellungen eines Stellschieber mit einer Hauptdruckleitung und in der anderen Endstellung mit einem zur Beeinflussung des Druckverlaufes in der Ar­ beitsdruckkammer verwendeten, mit einem Aufnehmer zusam­ menarbeitenden Druckregelventil verbunden ist, und bei der der Stellschieber zwischen seinen Endstellungen durch den Steuerdruck einer Steuerdruckleitung umschaltbar ist, die von dem zwischen Gangschaltventil und Drossel liegenden Abschnitt der Zulaufleitung abgezweigt ist, und bei der die Fülleitung des einen der beiden zwei benachbarten Gangstufen zugehörigen Gangschaltventile ständig mit einer Steuerdruckleitung kommuniziert, welche zumindest mittelbar auf das andere Gangschaltventil im Sinne einer Abschaltung des Arbeitsdruckes zur Wirkung bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die ständig mit der Fülleitung (15 bzw. 16) kommuni­ zierende Steuerdruckleitung (31 bzw. 32) unmittelbar von der an die Fülleitung (15 bzw. 16) angeschlossenen Ar­ beitsdruckkammer (12 bzw. 13) abgeht.