DE4031571C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine selbsttätige Schaltvorrichtung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Bei einer bekannten Schaltvorrichtung dieser Art (EP 00 83 747 A2) wird der Anfahrschaltzustand immer dann eingestellt, wenn entweder der erste Gang oder der Rückwärtsgang von Hand vorgewählt werden. Hierdurch soll ein "Rausschaukeln" des infolge durchdrehender Antriebsräder steckengebliebenen Kraftfahrzeuges ermöglicht werden, d. h. ein schnelles Umschalten zwischen Vorwärts- und Rückwärtsfahrt nur durch wechselweises Einrücken der beiden Lastschaltkupplungen, welche den Teilgetrieben mit jeweils eingerückter Zahnradkupplung im Kraftfluß vorgeschaltet sind.

Weiterhin ist aus der DE 38 31 005 A1 ein Geschwindigkeits-Wechselgetriebe für Kraftfahrzeuge bekannt, das mehrere aus dauernd in Eingriff stehenden Zahnrädern, von denen eines ein Losrad ist, bestehende Getriebestufen und mehrere Schaltkupplungen aufweist, von denen zwei durch Druckmittelbeaufschlagung betätigbar und wechselweise unter Last schaltbar ausgebildet sind. Bei diesem bekannten Wechselgetriebe wird mit vergleichsweise einfachen Mitteln eine Verbesserung dahingehend angestrebt, daß sich für den Fahrer hinsichtlich des Wechsels von Vorwärts- und Rückwärtsfahrt ein beträchtlicher Zeit- und Komfortgewinn ergibt. Dies soll bei dem bekannten Wechselgetriebe dadurch erreicht sein, daß mit der einen unter Last schaltbaren Kupplung die Losräder zweier Getriebestufen mittels einer als Kupplung dienenden Schaltmuffe wechselweise verbunden sind, daß die zweite unter Last schaltbare Kupplung über eine weitere Schaltmuffe wechselweise mit dem Losrad einer dritten Getriebestufe und dem Losrad einer Getriebestufe für die Rückwärtsfahrt in Verbindung steht, daß ein den Druckmittelzu- und -abfluß steuerndes Ventil sowie ein Schalter zur Veränderung der Fahrtrichtung vorgesehen sind, der bei in das Losrad der Getriebestufe für die Rückwärtsfahrt eingerückter Schaltmuffe und zunächst geschlossener zweiter Kupplung durch seine Betätigung jeweils einen Beaufschlagungswechsel der beiden unter Last schaltbaren Kupplungen herbeiführt.

Mehrwege-Zahnräderwechselgetriebe der gattungsgemäßen Art be­ stehen in ihrem Aufbau aus je einer im Kraftfluß zwischen Ein­ gangswelle und jeweils einem Teilgetriebe angeordneten Last­ schaltkupplung und den Teilgetrieben mit deren vorzugsweise synchronisierten Zahnradkupplungen. Sind die Lastschaltkupp­ lungen als naßlaufende Lamellenkupplungen ausgeführt, treten in denselben durch die Flüssigkeitsreibung zwischen den Lamellen unter Umständen hohe Schleppmomente auf. Diese Gefahr besteht in besonderem Maße bei niedrigen Umgebungstemperaturen, wenn das Fahrzeug längere Zeit stillstand und die Getriebeöltempe­ ratur weit unter der normalen Betriebstemperatur liegt.

Bei derartigen Mehrwege-Zahnräderwechselgetrieben war es bisher üblich, daß bei Fahrzeugstillstand und abgestelltem Motor so­ wohl alle Lastschaltkupplungen als auch alle Zahnradkupplungen in den Teilgetrieben ausgerückt sind, d. h. es war also kein Gang eingelegt. Nach dem Starten des Antriebsmotors mußte zu­ nächst ein Gang in dem betreffenden Teilgetriebe durch Einrüc­ ken der der üblicherweise formschlüssigen Zahnradkupplung im Kraftfluß zwar parallelgeschalteten, in bezug auf den Einrück­ vorgang jedoch vorrangigen reibschlüssigen Synchronisierkupp­ lung vorgewählt werden. Aufgrund der Synchronisierarbeit wurde dabei ein Synchronisiermoment in das sich durch das Schleppmo­ ment der zugehörigen Lastschaltkupplung in Drehung versetzte Teilgetriebe eingeleitet, um die Drehmassen auf Stillstand zu verzögern. Die Schleppmomente der Lastschaltkupplung wirken dem Synchronisiervorgang entgegen. Bei hohen Schleppmomenten reicht gegebenenfalls das zur Verfügung stehende Synchronisiermoment nicht aus, um den gewünschten Gang durch Einrücken der Zahn­ radkupplung vorzuwählen. Ein Anfahren des Fahrzeuges ist unter diesen Umständen nicht möglich.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht im wesent­ lichen darin, bei Fahrzeugen mit einem Mehrwege- Zahnräderwechselgetriebe ein sicheres Anfahren bei allen Be­ triebsbedingungen zu gewährleisten.

Die erläuterte Aufgabe ist in vorteilhafter Weise mit den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.

Bei der Vorrichtung nach der Erfindung werden bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten durch Betätigen des Handwählorganes von einer der Bereichswählstellungen für Vorwärtsfahrt in die Stellung N oder in die Stellung P oder in die Stellung R sowohl der erste oder zweite Gang als auch der Rückwärtsgang in den betreffenden beiden Teilgetrieben in Vorwahl eingelegt, beide Gänge bleiben bei Fahrzeugstillstand und beim Abstellen des Antriebsmotors eingelegt. Die Neutralstellung, also die Auf­ trennung des Antriebsstranges zwischen Antriebsmotor und Aus­ gangswelle des Zahnräderwechselgetriebes ist durch das Öffnen aller Lastschaltkupplungen gewährleistet. Zum Anfahren im Rückwärtsgang oder in dem niedrigsten der von der Lastschalt­ kupplung des Teilgetriebes des Rückwärtsganges unabhängigen Gänge wird die Lastschaltkupplung des betreffenden Teilgetrie­ bes eingerückt.

Je nach Auslegung der Übersetzungen in den Teilgetrieben kann entweder der erste Gang oder der zweite Gang in einem nicht die Zahnradstufe des Rückwärtsganges aufweisenden Teilgetriebe liegen und somit die zugehörige Zahnradstufe zusammen mit der Zahnradstufe des Rückwärtsganges für den Anfahrschaltzustand gleichzeitig in Vorwahl in die Antriebsverbindung zwischen zu­ gehöriger Lastschaltkupplung und Ausgangswelle eingeschaltet werden.

Bei der Vorrichtung nach der Erfindung arbeitet die Getriebe­ steuerung so, daß die Zahnradkupplungen der vorgewählten beiden Gänge nach Abstellen des Antriebsmotores eingerückt bleiben und nicht mechanisch ausgerückt werden.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles. In der Zeichnung bedeuten:

Fig. 1 ein Getriebeschema eines Zweiwege- Zahnräderwechselgetriebes, bei welchem die Schaltvorrichtung nach der Erfindung angewendet ist,

Fig. 2 eine Schalttabelle der in den einzelnen Gängen wir­ kenden Schaltmittel bei dem Zahnräderwechselgetriebe von Fig. 1, und

Fig. 3 eine tabellarische Darstellung des erfindungsgemäßen Anfahrschaltzustandes anhand der in den einzelnen Wählbereichen der selbsttätigen Schaltvorrichtung des Zahnräderwechselgetriebes von Fig. 1 wirksamen Schaltmittel.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 sind eine Eingangswelle 4 und eine koaxiale Ausgangswelle 5 durch zwei im Kraftfluß zueinander parallele Teilgetriebe 6 und 7 miteinander verbunden, welche in Besonderheit eine gemeinsame Vorgelegewelle 24 aufweisen, welche zu den beiden ersteren Wellen 4 und 5 parallel liegt. Das Teilgetriebe 6 weist eine zur Eingangswelle 4 koaxiale Hauptwelle 22 auf, welche mit einem gemeinsamen Hauptwellen­ zahnrad 27 von zwei vorderen Zahnradstufen 8 und 9 fest ver­ bunden ist. Desweiteren ist die Hauptwelle 22 mit der Ein­ gangswelle 4 durch eine Lastschaltkupplung 25 verbunden. Die Zahnradstufe 8 weist ein auf einer ortsfesten Achse drehbar gelagertes Zwischenzahnrad 13 sowie ein auf der Vorgelegewelle 24 drehbar gelagertes Losrad 14 auf. Das Zwischenzahnrad 13 kämmt sowohl mit dem Hauptwellenzahnrad 27 als auch mit dem Losrad 14, wobei letzteres durch eine übliche Doppel-Zahnrad­ kupplung 19 mit der Vorgelegewelle 24 kuppelbar ist.

Die Zahnradstufe 9 weist ein ebenfalls mit dem Hauptwellen­ zahnrad 27 kämmendes Losrad 15 auf, welches ebenfalls durch die Doppel-Zahnradkupplung 19 - jedoch fakultativ zum Losrad 14 - mit der Vorgelegwelle 24 kuppelbar ist. Außer den beiden Zahn­ radstufen 8 und 9 weist das Teilgetriebe 6 noch eine dritte Zahnradstufe 10 auf, welche mit einem drehbar auf der Vorgele­ gewelle 24 gelagerten und bewegungsfest mit dem Losrad 15 ver­ bundenen Vorgelegezahnrad 28 arbeitet, welches mit einem auf der Ausgangswelle 5 drehbar gelagerten Losrad 16 kämmt, das seinerseits durch eine übliche Doppel-Zahnradkupplung 20 mit der Ausgangswelle 5 kuppelbar ist, wobei diese Doppel-Zahnrad­ kupplung noch zum fakultativen Ankuppeln des Hauptwellenzahn­ rades 27 an die Ausgangswelle 5 verwendet ist.

Das andere Teilgetriebe 7 weist eine zur Hauptwelle 22 konzen­ trische hohle Getriebewelle 23 auf, welche einerseits durch eine Lastschaltkupplung 26 mit der Eingangswelle 4 und ande­ rerseits fest mit einem Hauptwellenzahnrad 31 verbunden ist, welches ständig mit einem drehfest auf der Vorgelegewelle 24 angeordneten Vorgelegezahnrad 32 kämmt und somit mit letzterem eine Konstant-Stufe bildet. Das Teilgetriebe 7 arbeitet mit zwei Zahnradstufen 11 und 12, die jeweils ein drehfest auf der Vorgelegewelle 24 sitzendes Vorgelegezahnrad 29 bzw. 30 auf­ weisen, welches mit einem korrespondierenden Losrad 17 bzw. 18 auf der Ausgangswelle 5 kämmt. Die Losräder 17 und 18 sind fa­ kultativ durch eine Doppel-Zahnradkupplung 21 mit der Aus­ gangswelle 5 kuppelbar.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 werden in dem Zahnräderwechselge­ triebe der Fig. 1 fünf Vorwärtsgänge I bis V sowie ein Rück­ wärtsgang R auf folgende Weise gebildet: Durch Einrücken der Lastschaltkupplung 25 werden die Gänge II, IV und R in dem dadurch angetriebenen Teilgetriebe 6 gebildet, wobei die Doppel-Zahnradkupplung 20 im II. Gang das Losrad 16 der Zahnradstufe 10 und im IV. Gang das Hauptwellenzahnrad 27 jeweils mit der Ausgangswelle 5 kuppelt, während im R-Gang das Losrad 14 der Zahnradstufe 8 durch die Doppel-Zahnradkupplung 19 mit der Vorgelegewelle 24 und das Losrad 18 der Zahnradstufe 12 durch die Doppel-Zahnradkupplung 21 mit der Ausgangswelle 5 verbunden ist.

Durch Einrücken der Lastschaltkupplung 26 werden die Gänge I, III und V in dem dadurch angetriebenen Teilgetriebe 7 gebildet, wobei in Besonderheit der V. Gang die Zahnradstufe 9 des ande­ ren Teilgetriebes 6 mitverwendet. Die Doppel-Zahnradkupplung 21 verbindet im I. Gang das Losrad 18 der Zahnradstufe 12 und im III. Gang das Losrad 17 der Zahnradstufe 11 jeweils mit der Ausgangswelle 5, während im V. Gang das Hauptwellenzahnrad 27 der in diesem Falle über die Konstant-Stufe 31/32 angetriebenen Zahnradstufe 9 durch die Doppel-Zahnradkupplung 20 mit der Ausgangswelle 5 gekuppelt ist.

Der erfindungsgemäße Anfahrschaltzustand ergibt sich ohne weiteres aus Fig. 3. Danach sind im Fahrzeugstillstand oder bei sehr niedriger Fahrgeschwindigkeit in den Wählhebelstellungen P für das formschlüssige Festbremsen der Ausgangswelle 5 bei un­ terbrochenem Kraftfluß im Zahnräderwechselgetriebe, R für das Schalten des R-Ganges und N für die Unterbrechung des Kraft­ flusses zwischen Ein- und Ausgangswelle 4 und 5 jeweils sowohl das Losrad 14 der Zahnradstufe 8 für die Bildung des R-Ganges im Teilgetriebe 6 durch Einrücken der Doppel-Zahnradkupplung 19 als auch das Losrad 18 der Zahnradstufe 12 für die Bildung des I. Ganges im Teilgetriebe 7 durch Einrücken der Doppel-Zahn­ radkupplung 21 mit seiner jeweiligen Welle 24 bzw. 5 verbunden. In diesem Falle ist die Zahnradstufe 12 nicht nur zur Bildung des niedrigsten der von der Lastschaltkupplung 25 des anderen Teilgetriebes 6 unabhängigen Gänge, sondern des niedrigsten Ganges I überhaupt verwendet, so daß der I. Gang auch als An­ fahrgang aus dem genannten Anfahrschaltzustand dient.

In den übrigen Wählbereichsstellungen D-4-3-2-1 der selbsttä­ tigen Schaltvorrichtung - also in den der Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges zugehörigen Stellungen - ist die Doppel-Zahnrad­ kupplung 19 in ihre neutrale Mittelstellung ausgerückt, in welcher beide Losräder 14 und 15 abgekuppelt sind. Dagegen ist die Doppel-Zahnradkupplung 20 unter Vorwahl in ihre das Losrad 16 der Zahnradstufe 10 zur Bildung des II. Ganges mit der Aus­ gangswelle 5 kuppelnde Stellung eingerückt, wobei in diesem Falle der II. Gang der niedrigste der von der Lastschaltkupp­ lung 26 des anderen Teilgetriebes 7 unabhängigen Vorwärtsgänge II und IV ist.

Wesentlich für den Anfahrschaltzustand nach Fig. 3 ist es noch, daß in den Wählbereichsstellungen N und P beide Lastschalt­ kupplungen ausgerückt sind, während beim Einlegen der Wählbe­ reichsstellung R selbstverständlich die das Teilgetriebe 6 mit der Zahnradstufe 8 zur Bildung des R-Ganges mit der Eingangs­ welle 4 in Antriebsverbindung bringende Lastschaltkupplung 25 eingerückt wird.

Weiterhin ist es ganz wesentlich, daß beim Anfahren in Vor­ wärtsfahrtrichtung - wenn also das Handwählorgan im Anfahr­ schaltzustand in eine der der Vorwärtsfahrt zugehörigen Wähl­ bereichsstellungen D-4-3-2-1 betätigt wird - durch diese Betä­ tigung zwangsweise diejenige Lastschaltkupplung 26 eingerückt wird, welche zwischen der Eingangswelle 4 und demjenigen Teil­ getriebe 7 liegt, welches das im Anfahrschaltzustand mit seiner Welle (Ausgangswelle 5) gekuppelte Losrad 18 der Zahnradstufe 12 des niedrigsten (I) der von der Lastschaltkupplung 25 des die Zahnradstufe 8 des R-Ganges aufweisenden Teilgetriebes 6 unabhängigen Gänge (I, III und V) aufweist. Diese Kupplungssteuerung beim Anfahren geht ebenfalls ohne weiteres aus der Tabelle der Fig. 3 hervor.

Claims (4)

1. Selbsttätige Schaltvorrichtung eines Mehrwege-Zahnräderwechselgetriebes mit einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle die über wenigstens eines von wenigstens zwei im Kraftfluß parallel zueinander angeordnete Teilgetriebe durch Einrücken einer jeweils zugehörigen Lastschaltkupplung in Antriebsverbindung bringbar sind, und mit den Teilgetrieben zugeordneten Zahnradstufen, die jeweils ein durch eine unter Vorwahl einrückbare Synchronisierkupplung mit seiner Welle kuppelbares Losrad aufweisen, und bei der ein Anfahrschaltzustand herstellbar ist, in welchem sowohl die Synchronisierkupplung der Zahnradstufe zur Bildung des Rückwärtsganges als auch die Synchronisierkupplung der Zahnradstufe zur Bildung des niedrigsten Vorwärtsganges, welcher von der Lastschaltkupplung des Teilgetriebes mit der Zahnradstufe zur Bildung des Rückwärtsganges unabhängig ist, eingerückt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Anfahrschaltzustand mit den beiden eingerückten Synchronisierkupplungen (19₁₄ und 21₁₈) sowohl in Abhängigkeit einer von Hand betätigbaren Wähleinrichtung selbsttätig einsteuerbar als auch unter Ausrücken aller Lastschaltkupplungen (25 und 26) aufrechterhalten ist, wenn die Wähleinrichtung in eine Stellung (N) zur Unterbrechung des Kraftflusses zwischen Ein- und Ausgangswelle (4 und 5) oder in eine Stellung (P) zur Unterbrechung des Kraftflusses zwischen Ein- und Ausgangswelle (4 und 5) und Festbremsung der Ausgangswelle (5) gebracht ist.

2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anfahrschaltzustand oberhalb eines festgelegten, relativ niedrigen Drehzahlwertes der Drehzahl der Ausgangswelle (5) aufgehoben ist.

3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anfahrschaltzustand bei abgestelltem Antriebsmotor aufrechterhalten bleibt.

4. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anfahrschaltzustand bei nichtdrehender Ausgangswelle (5) aufrechterhalten bleibt.