DE685707C

DE685707C - Druckmittelschaltvorrichtung fuer Zahnraederwechselgetriebe, insbesondere von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE685707C
Application number: DESCH108989D
Authority: DE
Original assignee: ERNST GUENTHER SCHAAK
Current assignee: ERNST GUENTHER SCHAAK
Priority date: 1936-01-21
Filing date: 1936-01-21
Publication date: 1939-12-23

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckmittelschaltvorrichtung für Zahnräderwechselgetriebe und ist insbesondere für die Verwendung an Kraftfahrzeugen bestimmt.
Es sind schon Schaltvorrichtungen dieser Art bekanntgeworden, bei denen die Motorkupplung beim Gangwechsel zwangläufig ausgerückt wird. Dabei muß dann jedoch entweder ein Druckmittelventil oder der Gashebel zusätzlich betätigt werden, um einen Gang einzurücken. Insbesondere bietet keine der bekannten Vorrichtungen volle Gewähr dafür, daß die Kupplung erst wieder eingerückt werden kann, wenn der neue Gang richtig eingerückt ist. Bei einer der bekannten Einrichtungen sollen zudem die Schaltteile im eingeschalteten, d. h. Arbeitszustand des Getriebes von dem Druckmittel in Eingriff gehalten werden, was die Zuverlässig-

ao keit der Einrichtung herabsetzt.

Diese Nachteile sind bei der neuen Schalteinrichtung vermieden, bei welcher gemäß der Erfindung die verschiedenen zu einer Gangschaltung nacheinander zu bewegenden Teile sich derart gegenseitig verriegeln, daß jede weitere Bewegung nur nach richtigem Ablauf der vorhergehenden Bewegung erfolgen kann. Hierzu ist gemäß der Erfindung für die jedem Vorwärtsgang zugeordnete Synchronisierungs- und Schaltkupplung je ein besonderer Schaltzylinder für die Synchronisierungs- und für die Schaltkupplung angeordnet, welche Schaltzylinder beide gemeinsam durch einen zusätzlich zum Hauptsteuerschieber angeordneten und von der 35· Stellung der Schaltkupplung abhängigen Schieber gesteuert werden und von denen der Verstellkolben für die Schaltkupplung durch eine Sperrvorrichtung am Verschieben so lange gehindert wird, bis er nach dem Einrücken der Synchronisierungskupplung durch diese ausgelöst wird, wobei jeder der zusätzlichen Steuerschieber für die Schaltkupplungen die Steuervorrichtung für die Motorkupplung und eine nur stufenweise das Schalten der Getriebegänge ermöglichende Verriegelungsvorrichtung für den Hauptsteuerschieber beeinflußt.

Bei der Anordnung gemäß der Erfindung ist das einzige Steuerglied, welches der Fahrer zu betätigen hat, ein Hauptsteuerschieber, der den Weg des von einem Druckbehälter kommenden Drucköls in bestimmte, zu der einen oder andern Stufe des Getriebes führende Kanäle freigibt.

Zur Erläuterung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes an Hand der Zeichnung im einzelnen beschrieben.

Die Abbildung zeigt schematisch die Gesamtanordnung für ein Getriebe mit drei Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang. Der erforderliche Öldruck wird in bekannter Weise durch die Pumpe ι von einem auf der Motorwelle 2 sitzenden Exzenter 3 erzeugt. Die Öldruckpumpe schafft das Öl in einen Druckbehälter 4. In diesem wird der Druck durch ein Sicherheitsventil 5 konstant gehalten. Vom Druckbehälter wird das öl durch eine Leitung 6 der Hauptsteuervorrichtung 7 zugeführt. Durch ein am Druckbehälter 4 angeordnetes Druckminderventil 8 wird der Betriebsdruck in der Ölleitung auf einen wesentlich niedrigeren Druck, als der Behälterdruck ist, eingestellt. Auf diese Weise ist auch bei stillstehendem Motor eine genügende Druckreserve zur hydraulischen Kupplungsund Getriebebetätigung gewährleistet.

Die Hauptsteuervorrichtung 7 ist so ausgestaltet, daß sie bei verschiedenen Stellungen I, II, III und R des Hauptsteuerschiebers 9 den Weg für das Drucköl in einen der ölwegeio, 10', 11, ii', 12, 12' bzw. 13,-13', die je paarweise zu einer Schaltstufe führen und entweder deren Ein- oder Ausschaltung dienen, freigibt.

Im Wege der Ölleitungen 10, 11, 12 und 13, die jeweils für den Einschaltdruck bestimmt sind, ist ferner eine Sperrschiebereinrichtung

14 zwischengeschaltet, deren Sperrschieber

15 die zu den Schaltstufen führenden Ölleitungen je nach seiner Einstellung sämtlich absperrt oder freigibt. Gegebenenfalls können auch die Ausschaltölleitungen 10', n', 12', 13' über die Sperrschiebereinrichtung 14 geführt werden. Zwischen der Hauptsteuervorrichtung 7 und dieser Sperrschiebereinrichtung 14 führt von sämtlichen Leitungen 10, ii, 12, 13 einerseits und 10', ii', 12', 13' andererseits je eine gemeinsame Leitung 16 und 17 zu dem die Motorkupplung 20 verstellenden Druckzylinder 18. An sämtlichen Abzweigungen, die zwischen der Hauptsteuervorrichtung 7 und der Sperrschiebereinrichtung 14 in die Leitungen 16, 17 führen, sind Rückschlagventile 19 angeordnet.

Die Bedienung der Kupplung 20 geschieht von einem Druckkolben 21 aus. Der Kupplungshebel 22 beeinflußt durch seine Stellung gleichzeitig den Sperrschieber 15.

Jeder Schaltstufe mit Ausnahme des Rückwärtsganges sind zwei Druckkolben 23, 24, 23', 24' und 23", 24" zugeordnet, von denen jeweils der erste auf eine Synchronisierkupplung, z.B. 2.9,-29' und 29", und der zweite Kolben 24 auf eine Schaltmuffe 30, 30' und 30" einwirkt. Synchronisierkupplung und Schaltmuffe sind axial verschiebbar auf der getriebenen Welle 31 befestigt. Den beiden mittleren Schaltstufen sind die auf der Welle 31 frei drehbaren Zahnräder 32, 33 zugeordnet.

Der Eintritt des Drucköles in die Zylinder, in welchen die Kolben für die Betätigung der Synchronisierkupplung und der Schaltmuffe sich bewegen, wird jeweils durch Schieber 34, 35> 36 gesteuert, die wiederum unter Einfluß der jeweiligen Stellung der Schaltmuffe auf die Ein- oder Ausschaltstellung bewegt werden und ihrerseits wieder den Steuerschieber 37 des Druckzylinders für die Betätigung der Motorkupplung einstellen.

Ferner sind zwischen den Steuervorrichtungen für die Synchronisieikupplung und für die jeweils zugehörige Schaltmuffe mechanische Verriegelungsvorrichtungen durch Hebel 38, 39, 40, die mit entsprechenden Anschlägen der andern Teile zusammenwirken, vorgesehen, die zwangläufig eine Bewegung eines Schaltkolbens 24, 24', 24" erst dann zulassen, wenn durch Eingriff der Synchronisierkupplung der erforderliche Ausgleich mit der Vorgelegewelle 41 hergestellt ist, auf der sich, wie üblich, die festen Zahnräder 42, 43 und 44 befinden. Für den Rückwärtsgang sind entsprechend die Zahnräder 45, 46 und 47, letzteres auf der getriebenen Welle 31, vorgesehen. Zum Einschalten des Rückwärtsganges dient ein Kolben 48, dem der Öldruck über die Leitungen 13,13' durch einen Steuerschieber 49 zugeführt wird, der ebenso wie die Steuerschieber 34, 35, 36 mit dem Steuerschieber 37 der Motorkupplung in Verbindung steht.

Zunächst sei der Vorgang beschrieben für das Schalten auf Leerlauf vom direkten Gang, der gemäß der Abbildung eingeschaltet ist. Bei eingeschaltetem Gang sperrt der jeweils zu dem Gang gehörende Sperrhebel HI bzw. I, II, R. den Hauptsteuerschieber derart, daß dieser nur bis zur Freigabe der nächstliegenden, zu dem eingeschalteten Gang gehörenden Leitung 12' bewegt werden kann. Wird der Schieber 9 in der Zeichnung also nach rechts bis zum Anschlag verschoben, so wird der Durchtritt der Leitung 12' geöffnet, und der Öldruck gelangt bis zur Sperrschiebereinrichtung 14 und, da der Sperrschieber 15 die Leitung abschließt, weiter durch die Leitung no 17 zum Motorkupplungszylinder 18. Der Kolben 21 bewirkt dann über den Hebel 22 das Ausrücken der Motorkupplung 20 (die Kupplungsfeder ist nicht eingezeichnet). Eine Rückwirkung des Öldrucks auf die Ausschaltleitungen 11', ίο', 13' der anderen Gänge wird durch die an den entsprechenden Leitungsabzweigungen vorgesehenen Rückschlagventile 19 verhindert. Sobald die Motorkupplung 20 ausgerückt ist, wird zwangläufig der Sperrschieber 15 durch den Kupplungshebel so weit bewegt, daß er die Druckleitungen

12, ίο, ΐΐ, 13 zu den Schaltzylindern freigibt. Der durch die Stellung des Hauptsteuerschiebers auf der Leitung 12' stehende Öldruck bewirkt nun eine Bewegung der beiden Kolben 23" und 24" (in der Zeichnung nach rechts) und damit ein Ausrücken der Synchronisierkupplung 29" und der Schaltmuffe 30" des dritten Ganges. Gleichzeitig wird hierbei der Schieber 36 nach rechts bewegt, wodurch an dem Arbeitszylinder der Einlaß auf die Leitung 12, d. h. in Einschaltstellung gebracht und der Rücklauf für die linke Kolbenseite freigegeben wird und gleichzeitig der Steuerschieber 37 für die Motorkupplung betätigt wird, so daß diese wieder auf die Einschaltleitung 16 geschaltet ist. Der Schieber 36 löst gleichzeitig die Sperrung III aus, und der Hauptsteuerschieber kann in Leerlaufstellung gebracht werden.

Der Hauptsteuerschieber steht seinerseits in Verbindung mit dem Leerlauf hebel 53 der Motorkupplung und bewirkt über diesen das Öffnen des Auslaßventils 54. Durch Entweichen des Öldruckes erfolgt unter Einwirkung der (nicht dargestellten) Kupplungsfeder das Einrücken der Kupplung. Der zurückgehende Kupplungskolben 21 schließt dabei das Auslaßventil 54 wieder. Gleichzeitig bringt der Kupplungshebel 22 den Sperrschieber 15 wieder in die sämtliche Leitungen io, 11, 12, 13 absperrende Stellung.

Zum Anfahren wird der Hauptsteuerschieber 9 auf Freigabe der Leitung 10 (Einschaltleitung) des ersten Ganges gebracht. Mit dem bewegten Schieber 9 ist mechanisch der Ausgleichschieber 50 der Motorkupplung verbunden, und zwar derart, daß bei Einstellung des Schiebers 9 auf Einschaltung des ersten Ganges in bekannter Weise eine Anfahrdüse 51 vor die Rückleitung 52 des Kupplungszylinders 11 gebracht wird. Der Ausgleichschieber 50 wird außer dem Einschalten des ersten Ganges auch noch für den Rückwärtsgang betätigt. Gleichzeitig setzt sich der Öldruck durch den Hauptsteuerschieber 9 bis zur Sperrschiebereinrichtung 14 und, da deren beweglicher Teil 15 den weiteren Durchtritt in die Leitung 12 abschließt, durch dieLeitungi7 bis zum Motorkupplungszylinder 18 fort und bewirkt das Auskuppeln. Im ausgekuppelten Zustand wird über den Kupplungshebel 22 der Sperrschieber 15 auf Freigabe der Leitungen 10, 11, 12, 13 gestellt, so daß der Öldruck durch die Leitung 10 weiter zu den beiden Kolben und 24 gelangt. Da der Kolben 24 für die Schaltmuffe 30 durch den Hebel 38 blockiert ist, wird nur der Kolben 23 bewegt, der das Einrücken der Synchronisierkupplung 29 bewirkt. Diese Kupplung besitzt einen auf der Welle 31 in Längsnuten verschiebbaren Teil und dient zum Angleichen der Drehzahlen von Vorgelegewelle 41 und der getriebenen Welle 31. Dies ist beim ersten Gang nur für das Herunterschalten von einem höheren Gang erforderlich.

Die Zahnräder auf der getriebenen Welle 31 sind auf dieser drehbar und lediglich gegen axiales Verschieben gesichert angebracht. Die Klauenmuffen 30, 30', 30" sind in Längsnuten auf der Welle gehalten und greifen in entsprechende Aussparungen der Zahnräder.

Sobald die Synchronisierkupplung 29 eingreift, wird über eine zwischengeschaltete Feder der Sperrhebel 38 so bewegt, daß der Kolben 24 freigegeben und nun von dem Öldruck auch in die andere Stellung bewegt wird. Dieser Kolben 24 bewirkt jetzt das Einrücken der Schaltmuffe 30. Dadurch ist der erste Gang eingeschaltet. Mit der Einschaltbewegung des Kolbens 24 wird gleichzeitig der Schieber 34 in die andere Stellung gebracht, so daß er den Einlaß der Leitung 10 absperrt, dafür den Einlaß aus der Leitung 10' öffnet und umgekehrt die Rücklaufleitung auf der andern Kolbenseite freigibt. Der Schieber 34 bewirkt bei Einschaltstellung die Sperrung I des Hauptsteuerschiebers 9 und, da er mit dem Kupplungsschieber 37 verbunden ist, dessen Einstellung auf die Leitung 17, die-jedoch nicht unter Druck steht. Dabei wird der Hebel 55 mitgenommen, der das Auslaßventil 54 öffnet, so daß die Motorkupplung unter Entweichen des Öles aus dem Druckzylinder 18 unter Federkraft wieder einrückt. Die Geschwindigkeit des Einkuppeins beim Anfahren ist durch die Anfahrdüse 51 einstellbar. Durch die enge Düse 51 wird der Kolben 21 sehr langsam entlastet und dadurch ein weiches Einkuppeln für die hochübersetzten Gänge erzielt. Im eingekuppelten Zustand wird die Auslaßdüse durch den Kolben 21 wieder geschlossen. Das Getriebe ist im Betriebszustand für den ersten Gang.

Für die anderen Vorwärtsgänge und auch für den Rückwärtsgang verläuft das Schalten in entsprechender Weise, was nicht näher ausgeführt zu werden braucht. Für den Rückwärtsgang erfolgt der Eingriff durch das verschiebbar gelagerte Zahnrad 47. Zudem fällt hierbei das Angleichen der Vorgelegewellendrehzahl fort, weshalb eine zusätzliche Synchronisierkupplung in dieser Stufe nicht nötig ist.

Obwohl für die Praxis vor allem die hydraulische Betätigung mittels Öldrucks in Frage kommt, liegt es durchaus im Rahmen der Erfindung, ein nach dem gleichen Grundsatz arbeitendes Getriebe mittels Druckluft zu betreiben.

Da die Einstellung· der Schaltstufen mit der oben beschriebenen Vorrichtung in einfacher Weise durch Steuerung nur eines Hebels erfolgt, ist die Erfindung besonders für die Verbindung mit selbsttätigen Schaltvorrichtungen geeignet.

Claims

Patentanspruch:

Druckmittelschaltvorrichtung für Zahnräderwechselgetriebe, insbesondere von Kraftfahrzeugen, bei denen beim Gangwechsel zwangläufig die Motorkupplung ausgerückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß für die jedem Vorwärtsgang zugeordnete Synchronisierungs- und Schaltkupplung je ein besonderer Schaltzylinder (z. B. 23 und 24) für die Synchronisierungskupplung (29, 29', 29") und für die Schaltkupplung 30, 30', 30") angeordnet ist, welche Schaltzylinder beide gemeinsam durch einen zusätzlich zum Hauptsteuerschieber (9) angeordneten und von der Stellung der Schaltkupplung abhängigen Schieber (34, 35, 36) gesteuert werden und von denen der Verstellkolben (24, 24', 24") für die Schaltkupplung durch eine Sperrvorrichtung (38, 39, 40) am Verschieben so lange gehindert wird, bis er nach dem Einrücken der Synchronisierungskupplung durch diese ausgelöst wird, wobei jeder der zusätzlichen Steuerschieber (34, 35, 36) für die Schaltkupplungen die Steuervorrichtung (37) für die Motorkupplung und eine nur stufenweise das Schalten der Getriebegänge ermöglichende Verriegelungsvorrichtung (I, II, III) für den Hauptsteuerschieber (9) beeinflußt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen