DE69018522T2 - Zweifach wirkender, hydraulisch betätigter Schaltmechanismus. - Google Patents

Description

Hintergrund der Erfindung Gebiet der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine fluidbetätigte Schalteinrichtung (i) nach der "x-y-Bauart" zum Zusammenwirken mit einer Schaltstangengehäuseanordnung zum wahlweisen Schalten eines mechanischen Gangwechselgetriebes oder (ii) nach der Bauart, bei der gesonderte Zylinder/Kolbenanordnungen für jede Schaltgabel verwendet sind. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine automatisch oder halbautomatisch gesteuerte, druckmittelbetätigte Schalteinrichtung, die zweierlei Drücke nutzen kann, um die Qualität des Schaltvorganges zu verbessern und Abnutzung von Teilen der Schalteinrichtung zu minimieren.
Beschreibung des Standes der Technik
• Schaltstangengehäuseanordnungen für mechanische Gangwechselgetriebe mit einer Vielzahl von zueinander im wesentlichen parallelen, axial voneinander unabhängig bewegbaren Schaltstangen, deren jede eine an ihr jeweils gehaltene Schaltgabel trägt, und mit einem Schaltsperrmechanismus, der es einer einzelnen Schaltstange gestattet, ausgewählt und axial bewegt zu werden, um das Einlegen/Ausrücken einer speziellen Gangstufe zu bewirken, sind aus dem Stand der Technik bekannt, wie aus den US- Patenten Nummer 2.951.392, 4.455.883, 4.567.785 sowie 4.584.895 ersichtlich ist.
• Typischerweise sind solche Schaltstangeneinheiten manuell gesteuert und mittels eines Schaltfingers betätigt, der an einem direkt montierten Schalthebel oder der Kreuzwelle einer ferngesteuerten Schalteinrichtung fest verbunden ist. Wechselseitige Verriegelungseinrichtungen werden üblicherweise vorgesehen, um die Bewegung von mehr als einer Schaltstange zu einem Zeitpunkt aus deren axialer Mittellage oder Leerlaufposition heraus zu unterbinden.
• Automatisch gesteuerte, druckmittelbetätigte Schalteinrichtungen der x-y-Bauart, bei der ein Schaltfinger automatisch in der x- oder Schaltstangenauswahl-Richtung und dann in y- oder Gangeinkuppel/Auskuppelrichtung bewegt wird, sind aus dem Stand der Technik bekannt, wie aus der US-Patentschrift Nummer 2.931.237 ersichtlich ist.
• Schaltstangeneinheiten, die druckmittelbetätigte Kolben und ähnliches nutzen, um jede Schaltstange bei einem automtischen oder halbautomatischen mechanischen Getriebe zu steuern, sind aus dem Stand der Technik bekannt, wie aus den US-Patenten-Nummern 4.445.393 und 4.722.237 ersichtlich ist.
• Eine durch unter Druck stehendes Fluid (Druckmittel) betätigte Schaltaktuatoreinrichtung mit einem Schaltaktuator, der drei durch ein Ventilsystem gesteuerte Positionen aufweist, um eine kleinere Kraft auszuüben, wenn sich der Aktuator in seine Endpositionen bewegt, ist aus der EP-A- 0291.964 bekannt.
• Die aus dem Stand der Technik bekannten, durch unter Druck stehendes Fluid betätigten Schalteinrichtungen, die automatisches und / oder halbautomatisches Schalten mechanischer Gangwechselgetriebe erbringen, die gewöhnlich mit direkt und / oder ferngeschalteten Schalteinrichtungen verwendet werden, sind insofern nicht gänzlich befriedigend, als unter Druck stehendes Fluid entweder selektiv oder dauernd mit lediglich einem einzelnen, relativ hohen Druck an ausgewählte Kammern geliefert worden ist, das zur Folge hat, daß gewisse Betriebsvorgänge schneller und härter ablaufen, als es gewünscht ist, daß über eine ausgewählte Position hinausgeeilt wird und/oder daß die Möglichkeit vorzeitigen Verschleißes von Komponenten, wie beispielsweise von Schaltgabeln oder ähnlichem, besteht.
Zusammenfassung der Erfindung
• Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Nachteile des Standes der Technik minimiert oder überwunden, indem eine relativ simple und verläßliche x-y Schalteinrichtung vorgesehen worden ist, die auf einfache Art und Weise mit elektrischen Quellen und Quellen für unter Druck stehendes Fluid verbindbar ist, die gemäß vorbestimmter logischer Regeln unter Druck stehendes Fluid mit einem ersten, relativ hohen Druck und einem zweiten, relativ niedrigen Druck zu ausgewählten Aktuatorkammern liefern, um den Verschleiß zu minimieren und die Leistungsfähigkeit zu verbessern.
• Die Schalteinrichtung ist vorzugsweise elektrisch gesteuert und durch unter Druck stehendes Fluid, vorzugsweise Druckluft eines an Bord eines Fahrzeuges vorhandenen Druckluftsystemes, betätigt und erfordert vorzugsweise lediglich eine einzelne elektrische Verbindung und eine einzelne Verbindung für unter Druck stehendes Fluid.
• Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neue und verbesserte elektrisch gesteuerte, durch unter Druck stehendes Fluid betätigte Schalteinrichtung sowie ein Schaltverfahren für ein mechanisches Getriebe zu schaffen.
• Diese und andere Aufgaben und Vorzüge der vorliegenden Erfindung werden durch das Lesen der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, und sie werden durch eine Einrichtung und ein Verfahren mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bzw. 6 gelöst und erbracht.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
• Figur 1 ist eine Vorderansicht einer x-y-Schalteinrichtung mit einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung für zwei Drücke.
• Figur 2 ist eine Ansicht der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung von oben.
• Figur 3 ist eine Schnittdarstellung der x-y-Schalteinrichtung, bei der die erfindungsgemäße Steuereinrichtung für zwei Drücke verwendet ist, geschnitten im wesentlichen entlang der Linie 3-3 in Figur 1.
• A Figur 4 ist eine schematische Darstellung einer für ein mechanisches Getriebe vorgesehenen Schaltstangengehäuseanordnung der Bauart, die von einer erfindungsgemäßen x-y-Schaltanordnung gesteuert werden kann.
• Figur 5 ist eine schematische Darstellung eines teilweise automatischen mechanischen Getriebesystemes, bei dem die erfindungsgemäße Einrichtung vorteilhaft verwendet werden kann.
• Figur 6 ist eine schematische Darstellung eines Systems zum Liefern von unter Druck stehendem Fluid mit einem Druck, der aus zwei Druckniveaus ausgewählt ist.
• Figur 7 ist eine schematische Darstellung eines alternativen Systems zum Liefern von unter Druck stehendem Fluid mit einem Druck, der aus zwei Druckniveaus ausgewählt ist.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
• In dieser Beschreibung wird lediglich zur bequemeren Bezugnahme und ohne, daß davon eine Beschränkung ausgeht, eine gewisse Terminologie verwendet. Beispielsweise beziehen sich die Begriffe "vorwärts" und "rückwärts" auf Richtungen vorwärts und rückwärts, bezogen auf das Fahrzeug, in dem das Getriebe eingebaut ist. Die Begriffe "nach rechts", "nach links", "nach oben" und "nach unten" beziehen sich auf Richtungen in den Zeichnungen, in deren Verbindung die Terminologie gebraucht worden ist. Die Begriffe "nach innen" und "nach außen" beziehen sich auf Richtungen auf die geometrische Mitte der Einrichtung, auf die Bezug genommen worden ist bzw. von dieser weg. Die hier verwendeten Begriffe "schwenken" und "drehen" beziehen sich beide jeweils auf die Bewegung eines spezifizierten Objektes um eine Achse. Das Vorstehende gilt ebenfalls für gewöhnliche Ableitungen der vorgenannten Begriffe, sowie Begriffe von ähnlicher Bedeutung.
• Mechanische Gangwechselgetriebe für Schwerlast-LKW's sind aus dem Stand der Technik bekannt, wie aus dem US- Patent Nummer 3.105.395 ersichtlich ist. Schalteinrichtungen einer ersten Klasse zum direkten Schalten solcher Gangwechselgetriebe sind aus dem Stand der Technik bekannt, wie aus den US-Patent-Nummern 3.934.485 und 4.022.077 ersichtlich ist. Fernsteuerungen zum Schalten von Getrieben dieser Bauart sind aus dem Stand der Technik ebenfalls bekannt, wie aus den US-Patent-Nummern 4.104.929 oder 4.157.740 sowie 4.206.826 ersichtlich ist. Solche Getriebe weisen typischerweise eine Schaltstangengehäuseanordnung auf, von denen beispielhaft eine schematisch aus Figur 4 ersichtlich ist. Die Schaltstangengehäuseanordnung 10 weist typischerweise eine Vielzahl axial bewegbarer Schaltstangen 12, 14 und 16 auf, deren jede eine Schaltgabel 18, 20 bzw. 22 trägt, die jeweils axial fest mit diesen verbunden sind. Wie es bekannt ist, sind die Schaltgabeln jeweils mit einer formschlüssigen Kupplungseinrichtung verbunden, um ein erstes und/oder ein zweites Zahnrad mit bzw. von einer Welle wahlweise zu kuppeln /trennen.
• Typischerweise wird das Schalten solcher Getriebe durch Auswählen einer Schaltstange durchgeführt, indem ein Eingriffsglied, wie beispielsweise ein Schaltfinger, durch eine Axial- oder Schwenkbewegung entlang der x-x-Achse in Ausrichtung mit einer Schaltkulisse 24, 26 oder 28 gebracht wird, die an der ausgewählten Schaltstange vorhanden ist, und indem dann eine axiale Bewegung der ausgewählten Schaltstange durch axiale Bewegung oder Verschwenkung des Schaltfingers veranlaßt wird, um eine axiale Kraft in der Richtung der y-y-Achse auszuüben. Bei einem typischen manuell geschalteten Getriebe wird das Obige durch Verwendung eines Schalthebels der ersten Klasse, der in den Richtungen der x-x-Achse und der y-y-Achse verschwenkt werden kann, oder durch Verwendung einer Schaltwelle erbracht, die einen Schaltfinger trägt, der axial in der Richtung der x-x-Achse bewegbar und dann um die x-x- Achse schwenkbar ist, um eine axiale Kraft in Richtung der y-y-Achse auszuüben.
• Die erfindungsgemäße Schaltanordnung für zwei Drücke ist in Verbindung mit einer Anordnung der x-y-Bauart dargestellt, wie sie in der EPA 0 315 347 geoffenbart ist, jedoch ist sie ebenso bei anderen, mittels unter Druck stehenden Fluids betätigten Einrichtungen verwendbar, wie sie beispielsweise in den o.g. US-Patentschriften 4.722.237 und 4.445.393 dargestellt sind.
• Automatische und halbautomatische mechanische Getriebe, die auf im wesentlichen standardmäßigen mechanischen Getrieben basieren, und die mit elektrischen / pneumatischen, durch eine Steuereinheit gesteuerten Aktuatoren versehen sind, sind aus dem Stand der Technik bekannt, wie aus den US-Patenten Nummer 4.648.290 und 4.361.060 ersichtlich ist.
• Eine x-y-Schalteinrichtung 30 ist in einem Gehäuse 32 aufgenommen, das einen Befestigungsplattenabschnitt 34 mit Schraubenlöchern 36 in einer Anordnung aufweist, die es gestattet, die Einrichtung 30 an der oberen Öffnung eines Schaltstangengehäuses eines Getriebes zu befestigen, das normalerweise den Schaltturm aufnimmt. Ein Schaltfinger 38 erstreckt sich von dem Gehäuse 32 nach unten, um mit den Schaltstangen zusammenzuwirken.
• Das Gehäuse 32 weist einen Abschnitt 40 auf, der die Auswahl-Kolben/Zylinderanodnung 42 zum axialen oder schwenkenden Bewegen des Schaltfingers in der Richtung der Linie x-x zur Auswahl einer ausgewählten Schaltstange 12, 14 oder 16 umschließt, und es weist einen sich quer erstreckenden Abschnitt 44 auf, der eine Kolben/Zylinderanordnung 46 zum Bewegen des Schaltfingers 38 in der Richtung der Linie y-y umschließt, um die axiale Bewegung der ausgewählten Schaltstange und der ihr zugeordneten Schaltgabel zum Einrücken oder Ausrücken eines ausgewählten Getriebeganges zu bewirken. Wie in Figur 3 dargestellt ist, ist die Kolben/Zylinderanordnung 46 größer als die Kolben/Zylinderanordnung 42, weil das Bewegen des Schaltfingers 38 in Eingriffs-, d.h. in der y-y-Richtung eine größere Kraft erfordert, als das Bewegen des Schaltfingers 38 in der Auswahl-, d.h. in x-x-Richtung. Das Gehäuse 32 enthält außerdem einen Ventilabschnitt 48, an dem ein einzelner elektrischer Verbinder 50 mit einer Vielzahl elektrischer Kontakte, ein einzelner Einlaß 52 zur Verbindung mit einer Quelle unter Druck stehenden Fluids, die mit einem aus zwei auswählbarer Druckniveaus ausgewählten Druck beaufschlagt ist, wie beispielsweise durch eine regelnde, trocknende und filternde Verbindung zu einem Druckluft-Fahrzeugbordsystem, und an dem ein Auslaß für das unter Druck stehende Fluid zur Atmosphäre 54 ausgebildet ist. Der Ventilabschnitt 48 enthält außerdem die Ventile zum Steuern der x-x- und y-y-Kolben/Zylinderanordnungen 42 bzw. 46, wobei ein gemeinsamer Durchgang für unter Druck stehendes Fluid mit dem Einlaß 52 verbunden ist und ein gemeinsamer Auslaß-Durchgang in Fluidverbindung mit dem Auslaß-Ausgang 54 steht. An dem Gehäuse 32 sind außerdem ein Verbinder 60 für einen Leerlaufpositionssensor 62 und ein Paar Belüftungsstopfen 64 und 66 für die Kolben-/Zylinderanordnung ausgebildet. Andere Beoder Entlüftungsstopfen können vorgesehen sein, wenn es erforderlich ist.
• Die baulichen Einzelheiten und die Funktion der x-y- Schalteinrichtung 30 ist am besten aus der Schnittzeichnung in Figur 3 ersichtlich. Die Einkuppel/Auskuppeleinrichtung 46 zur Bewegung des Schaltfingers 38 in der axialen y-y-Richtung weist eine in Buchsen 70 in der y-y- Richtung axial bewegbar sowie in Bezug auf das Gehäuse 32 schwenkbar gelagerte Welle 68 auf. Der Schaltfinger 38 ist mit einem Schaltfingerträger 72 einstückig ausgebildet und axial unverschieblich sowie drehfest mit der Welle 68, beispielsweise durch eine Klemmschraube 74, verbunden.
• An sein oberes Ende angrenzend, ist ein Kolben 76 zwischen einer Schulter 78 und einer Mutter sowie einer Unterlegscheibe 80, die an einem mit Gewinde versehenen oberen Fortsatz 82 der Welle 68 befestigt ist, an der Welle 68 gehalten. Der Kolben 76 ist gleitend und abgedichtet in einem Zylinderteil 84 aufgenommen, um abgedichtete Kammern 86 und 88 auszubilden. Ein Kolben 90 ist gleitend und abgedichtet in einem Zylinder 92 aufgenommen. Der Kolben 90 und der Zylinder 92 definieren eine abgedichtete Kammer 94 oberhalb des Kolbens. Eine nach unten gerichtete axiale Bewegung des Kolbens 90 ist durch ein unterlegscheibenförmiges Anschlagelement 96 begrenzt, das eine zentrale Öffnung 98 aufweist, die es gestattet, daß die untere Fläche 100 des Kolbens 90 in Fluidverbindung mit einer Kammer 88 steht und diese definiert, sowie den Fortsatz 82 der Welle 68 berührt. Die Fläche 100 des Kolbens 90 berührt den Fortsatz 82 der Welle 68, wenn der Kolben 90 in seiner tiefsten Position steht und wenn der Schaltfingerträger 72 und der Schaltfinger 38 in der Leerlauf- oder axial unverschobenen Position stehen, wie es in Figur 3 dargestellt ist. Der Kolben 76 weist eine obere und eine untere Fläche 102 und 104 auf, die einem Druck in den Kammern 88 bzw. 86 ausgesetzt sind und die kleiner sind als die obere Fläche 106 und die untere Fläche 100 des Kolbens 90, die dem Fluiddruck in den Kammern 94 bzw. 88 ausgesetzt sind. Während die Fläche 106 in ihrem Flächeninhalt gleich der Fläche 100 ist, wenn die Kolbenfläche 100 an dem Anschlagglied 96 oder dem Fortsatz 82 anliegt, überschreitet der wirksame Flächeninhalt der Fläche 106 den der Fläche 100.
• Die Kolben/Zylinderanordnung 46 ermöglicht der Welle 68, jede aus drei auswählbaren Axialpositionen ausgewählte Position einzunehmen, nämlich eine axial mittige, wie sie in Figur 3 dargestellt ist, eine axial nach oben verschobene, bei der die Fläche 102 das Anschlagglied 96 berührt, und eine axial nach unten verschobene, bei der die Fläche 104 ein Anschlagglied 108 berührt. Die Verschiebungen nach oben und unten sind im Hinblick auf die erforderliche axiale Verschiebung der Schaltstangen und der mit diesen verbundenen Schaltgabeln ausgewählt, um ein Einrücken und Ausrücken der Getriebegangstufen zu bewirken.
• Um die Welle 68 zu veranlassen, ihre axial nicht verschobene Leerlaufposition anzunehmen, werden die Kammern 94 und 86 mit Druck beaufschlagt, während die Kammer 88 druckentlastet ist. Um die Welle 68 zu veranlassen, axial nach unten verschoben zu werden, werden die Kammern 88 und 94 mit Druck beauf schlagt, während die Kammer 86 druckentlastet wird. Es sei angemerkt, daß die Kammer 94 druckentlastet werden kann, um die gleiche, jedoch etwas langsamere, nach unten gerichtete Verschiebung zu erzielen. Um eine nach oben gerichtete axiale Verschiebung der Welle 38 herbeizuführen, wird die Kammer 86 mit Druck beauf schlagt, während die Kammern 88 und 94 druckentlastet sind.
• Eine Verschiebung des Schaltfingers 38 in der x-x-Richtung zum Ausrichten des Schaltfingers mit einer ausgewählten Schaltstange wird durch ein selektives axiales Verschieben einer Welle 110 erreicht, die in dem Gehäuse 32 mittels einer Buchse 112 gleitend gehalten ist, um eine im wesentlichen rechtwinklig zu der Axialbewegung der Welle 68 gerichtete Bewegung zu gestatten. Abgesehen davon, daß sie etwas kleiner ist, ist die Welle 110 und die mit ihr verbundene Kolben/Zylinderanordnung 42 in Funktion und Aufbau im wesentlichen gleich zu Aufbau und Funktion der Welle 68 und der mit dieser verbundenen, oben beschriebenen Kolben/Zylinderanordnung 46.
• Kurz gesagt ist ein Kolben 114 an der Welle 110 befestigt und definiert abgedichtete Kammern 116 und 118 an seiner rechten bzw. linken Seite. Ein größerer Kolben, der zur Berührung mit einem sich nach links erstreckenden Fortsatz der Welle 110 vorgesehen ist, weist eine nach rechts weisende Fläche, die dem in der Kammer 118 herrschenden Druck ausgesetzt ist, sowie eine nach links weisende Fläche auf, die eine abgedichtete Kammer 122 definiert und dem in ihr herrschenden Druck ausgesetzt ist.
• Ein erstes unterlegscheibenförmiges Anschlagmittel 124 begrenzt die nach rechts gerichtete Bewegung des Kolbens 120 und die nach links gerichtete axiale Bewegung des Kolbens 114. Ein Anschlagglied 126 begrenzt die nach rechts gerichtete axiale Bewegung des Kolbens 114.
• Eine Kurbeleinrichtung zum Verschwenken des Schaltfingers in der x-x-Richtung ist durch die Welle 110 gesteuert. An der Welle 110 ist mittels einer Klemmschraube oder ähnlichem ein Verbinder 132 an der Kurbel befestigt. Der Verbinder 136 zu der Kurbel weist einen Abschnitt 136 auf, der axial versetzt, jedoch im wesentlichen parallel zu der Welle 110 ausgerichtet ist. An dem Abschnitt 136 ist ein Schlitz zur Aufnahme eines im ganzen wulstförmigen Abschnittes ausgebildet, der an dem Schaltfingerträger vorgesehen ist, um ein schlitzartiges Kugelgelenk auszubilden. Der Träger 72 und der Schaltfinger 38 bilden somit einen Kurbelhebel, der um die Achse der Welle 68 schwenkbar ist.
• In der axial mittigen, in Figur 3 dargestellten Position der Welle 110 fluchtet der Schaltfinger 38 mit der Schaltkulisse 26 der Schaltstange 14. Eine Bewegung der Welle 110 nach rechts veranlaßt den Schaltfinger 38, sich in die mittels einer strichpunktierten Linie 144 dargestellte Position zu verschwenken, um in Fluchtung mit der Schaltkulisse 28 der Schaltstange 16 zu kommen. Eine Bewegung der Welle 110 nach links veranlaßt den Schaltfinger 38, sich in die durch die strichpunktierte Linie 146 dargestellte Position zu verschwenken, um mit der Schaltkulisse 24 der Schaltstange 12 zu fluchten.
• Werden die Kammern 122 und 116 mit Druck beaufschlagt und die Kammer 118 von Druck entlastet, nimmt die Welle 110 die in Figur 3 dargestellte axial mittige Position ein. Werden die Kammer 118 und vorzugsweise die Kammer 122 mit Druck beaufschlagt, und die Kammer 116 von Druck entlastet, wird die Welle 110 axial nach rechts verschoben. Die Beaufschlagung der Kammer 116 mit Druck und die Entlastung der Kammern 118 und 122 veranlaßt die Welle 110, axial nach links verschoben zu werden.
• Druckbeaufschlagung und Druckentlastung jeder der einzelnen Kammern 94, 88, 86, 116, 118 bzw. 122 wird durch jeweils eines der magnetspulenbetätigten 3/2-Wegeventile 150, 152, 154, 156, 158 bzw. 160 gesteuert. Die Ventile sind von einer standardmäßigen Bauart mit einem ersten Anschluß, der mit einem gemeinsamen Durchgang für unter Druck stehendes Fluid verbunden ist, das von einem Einzeleinlaß-Anschluß 52 geliefert ist, mit einem zweiten Anschluß, der mit einem gemeinsamen Auslaßdurchgang verbunden ist, und mit einem dritten Anschluß, der mit der jeweiligen, durch das Ventil gesteuerten Kammer verbunden ist. Die Ventile sind normalerweise in der Position für Druckentlastung der Kammer und durch die Wirkung der Magnetspulen in eine Position bewegbar, in der die Kammern mit Druck beaufschlagt werden. Die Steuerung der mehreren steuernden Magnetspulen der Ventile 150, 152, 154, 156, 158 und 160 erfolgt über den einzelnen elektrischen Verbinder 50, der Befehle von der Steuereinheit oder ECU empfängt.
• Ein federvorgespannter Sperrstift 170 wirkt mit einer Sperrnut 172 zusammen, um den Finger 38 nachgiebig in der Leerlaufstellung zu halten, und wirkt mit dem Sensor 62 zusammen, um ein Leerlaufsignal an die Steuereinheit des Getriebes zu liefern.
• Es sei angemerkt, daß die Welle 68 und damit der Schaltfinger 38, wenn sie einmal in einer bestimmten axialen Position positioniert sind, in dieser Position verbleiben, auch wenn der gesamte Druck von den unterschiedlichen Kammern weggenommen wird. Um jedoch sicherzustellen, daß ausgewählte Gänge eingelegt bleiben, ist es üblich, den Druck in dem entsprechenden Zylinder zu erhalten. Dies gilt insbesondere für solche Typen von Aktuatoren mit drei Positionen, die lediglich zwei Magnetspulenventile mit einer dauernd mit Druck beauf schlagten Zylinderkammer und einem Differentialkolben nutzen.
• In Figur 5 ist ein typisches halbautomatisches Getriebesystem 200 mit einer typischen x-y-Schaltanordnung dargestellt. Das System enthält ein mechanisches Getriebe 202, das durch die x-y-Schalteinrichtung 30 geschaltet ist. Eine ECU 204 empfängt unterschiedliche Eingangssignale und verarbeitet diese gemäß vorbestimmter logischer Regeln, um Befehlsausgangssignale an eine Magnetspuleneinheit 206 auszugeben, die sowohl die in Figur 3 dargestellten Magnetespulenventile als auch ein oder mehrere Ventile zur Steuerung der Höhe des Drucks des unter Druck stehenden Fluids aufweist.
• Es hat sich herausgestellt, daß die Schaltqualität durch Vermindern der Grobigkeit beim Schalten erhöht und daß der Verschleiß der Schaltelemente und das Überspringen von ausgewählten Positionen, insbesondere des Leerlaufs, reduziert werden kann, wenn die unterschiedlichen Schaltaktuatorkammern zu ausgewählten Zeitpunkten mit einem Druck reduzierter Höhe beaufschlagt werden. Beispielsweise kann ein hoher Druck, der nach dem Auslösen eines Schaltens in einen Gang mit einem relativ hohen Druck, um schnelles und gutes anfängliches Ineinandergreifen der Klauenkupplung zu erhalten, fortgesetzt anliegt, an dem Aktuator vorzeitigen Verschleiß der Schaltgabeln des Aktuators und ähnlichem ergeben, wenn lediglich ein reduzierter Druck erforderlich ist, um die Kupplung eingerückt zu halten und/oder um die Klauenkupplungen von einer lediglich teilweise in eine voll eingekuppelte Stellung vorzuspannen. Außerdem ist ein relativ geringer Druck ausreichend, um eine im Eingriff befindliche Klauenkupplung auf den Leerlauf vorzuspannen, bis eine Drehmomentunterbrechung oder -umkehr an dem Getriebe erreicht wird, während wenn der Aktuator bei durch Drehmoment verriegelter Klauenkupplung relativ hohem Druck ausgesetzt wird, vorzeitiger Verschleiß, vorzeitiges Auskuppeln und/oder Überspringen der Leerlaufposition die Folge sein kann.
• Kurz gesagt hat sich herausgestellt, daß eine Beaufschlagung der mit Druck zu beauf schlagenden Aktuatorkammern von druckmittelbetätigten Schalteinrichtungen mit anfänglichem hohen Druck, das heißt von ungefähr 4,22 bis 5,62 Bar (60-80 PSI), um eine ausgewählte Gangstufe einzulegen, vorzugsweise gefolgt durch eine Beauf schlagung mit vermindertem Druck, das heißt von ungefähr 1,41 Bar (20 PSI), nach einer vorgewählten Zeitspanne, das heißt von ungefähr 0,5 bis 1,0 Sekunden, um das Einrücken der Klauenkupplung zu beenden und/oder um den Gang zu halten, sowie Beaufschlagen der druckbeaufschlagten Aktuatorkammern mit unter reduziertem Druck stehendem Fluid zum Herausnehmen einer Gangstufe sowohl Schalten mit verbesserter Qualität als auch mit verbesserter Ausführung sowie einen reduzierten Verschleiß erbringt.
• In den Figuren 6 und 7 sind zwei alternative Systeme zum Liefern von unter Druck stehendem Fluid mit einem ausgewählten relativ hohen oder relativ niedrigen Druckniveau an die Magnetspulenventile dargestellt.
• Bei dem System 220 wird das unter Druck stehende Fluid von der Quelle 222 in zwei parallele Wege 224 bzw. 226 aufgespaltet, die durch einen 80 PSI- bzw. einen 20 PSI-Regler 228 und 230 gesteuert sind. Ein durch eine Magnetspule 234 gesteuertes 2/3-Wegeventil 232 verbindet entweder das unter 5,62 Bar (80 PSI) oder 1,41 Bar (20 PSI) stehende Fluid mit einem Auslaßkanal 236, der zu den Magnetspulensteuerventilen führt. Die Magnetspule 234 ist durch die ECU, wie beispielsweise durch die oben beschriebene ECU 204, steuerbar.
• Bei dem System 240 wird das von der Quelle 222 kommende, unter Druck stehende Fluid in zwei Wege 242 und 244 aufgeteilt. Der Weg 244 ist direkt mit dem 2/3-Wegeventil 232 verbunden, das durch die Magnetspule 234 gesteuert ist, während der Weg 244 einen 1,41 Bar- (20 PSI-) Regler enthält. Das Ventil 232 verbindet entweder das unter vollem Druck stehende oder das unter 1,41 Bar 20 PSI stehende Fluid mit dem Auslaßkanal 246, der einen 5,62 Bar- (80 PSI-) Regler 228 enthält.
• Unterschiedliche oder andere Steuerschaltungen sind selbstverständlich ebenfalls möglich. Beispielsweise können zwei oder mehrere Drücke durch Pulsbreitenmodulation eines magnetspulenbetätigten Druckreglers erhalten werden. Die Regler und 3-Lagen-Wegeventile können jeden bekannten Aufbau aufweisen.
• Entsprechend ist ersichtlich, daß ein relativ einfaches, mit zwei Drücken arbeitendes System für druckmittelbetätigte Schaltaktuatoren für mechanische Gangwechselgetriebe vorgesehen worden ist.
• Obwohl die vorliegende Erfindung bis zu einem gewissen Grad spezifisch beschrieben worden ist, versteht es w sich, daß die Beschreibung lediglich dem Beispiel dient und nicht zur Beschränkung gedacht ist. Ersetzen und Umordnen der Komponenten sind möglich.

Claims (10)

1. Steuersystem zum Steuern druckmittelbetätigter Schaltaktuatoren (30) für mechanische Getriebe, wobei die Aktuatoren eine erste (88) und eine zweite (86) mit Druck beauf schlagbare Kammer, wobei die Druckbeaufschlagung der ersten Kammer bewirkt, daß der Aktuator in eine erste, das Einlegen einer ausgewählten Gangstufe des Getriebes bewirkende Position verstellt wird und die Druckbeaufschlagung der zweiten Kammer bewirkt, daß der Aktuator in eine zweite, das Ausrücken der ausgewählten Gangstufe veranlassende Position verstellt wird, sowie Schaltsteuermittel aufweisen, um die jeweilige ausgewählte Kammer, entweder die erste oder die zweite Kammer, wahlweise mit Druck zu beaufschlagen oder zu entlüften, indem dieselbe mit einer gesteuerten Quelle (236) unter Druck stehenden Fluids oder mit einem Auslaß (54) verbunden wird, wobei das System gekennzeichnet ist durch:

Mittel (220), die veranlassen, daß die gesteuerte Quelle mit einem aus einem ersten Druckniveau und einem zweiten, relativ niedrigeren Druckniveau ausgewählten Druck beaufschlagt wird, wobei die erste Kammer mit dem ersten Druckniveau beaufschlagt wird, um das Einlegen der ausgewählten Gangstufe zu veranlassen, und die zweite Kammer mit dem zweiten Druckniveau beaufschlagt wird, um das Herausnehmen der ausgewählten Gangstufe zu veranlassen.

2. Steuersystem nach Anspruch 1, bei dem das erste Druckniveau wenigstens zweimal so groß ist, wie das zweite Druckniveau.

3. Steuersystem nach Anspruch 1, bei dem das erste Druckniveau wenigstens viermal so groß ist, wie das zweite Druckniveau.

4. Steuersystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem die Druckbeaufschlagung der ersten Kammer aufrechterhalten wird, um die erste Gangstufe eingelegt zu halten, wobei die erste Kammer beim Einleiten des Einrückens der ausgewählten Gangstufe mit dem ersten Druckniveau beaufschlagt wird und nach einer vorbestimmten Zeit Druck mit dem zweiten Druckniveau aufrechterhalten wird und wobei die zweite Kammer mit dem zweiten Druckniveau druckbeaufschlagt wird.

5. Steuersystem nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, bei dem das Druckmittel ein Gas ist.

6. Steuerverfahren zum Steuern druckmittelbetätigter Schaltaktuatoren (30) für mechanische Getriebe, wobei die Aktuatoren eine erste (88) und eine zweite (86) mit Druck beaufschlagbare Kammer, wobei die Druckbeaufschlagung der ersten Kammer bewirkt, daß der Aktuator in eine erste, das Einrücken einer ausgewählten Gangstufe des Getriebes bewirkende Position verstellt wird und die Druckbeauf schlagung der zweiten Kammer bewirkt, daß der Aktuator in eine zweite, das Ausrücken der ausgewählten Gangstufe veranlassende Position verstellt wird, sowie Schaltsteuermittel aufweisen, um die jeweilige ausgewählte Kammer, entweder die erste oder die zweite Kammer, wahlweise mit Druck zu beaufschlagen oder zu entlüften, indem dieselbe mit einer gesteuerten Quelle (236) unter Druck stehenden Fluids oder mit einem Auslaß (54) verbunden wird, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch:

Veranlassen, daß die gesteuerte Quelle mit einem aus einem ersten Druckniveau und einem zweiten, vergleichsweise geringerem, Druckniveau ausgewählten Druck beaufschlagt wird, wobei die erste Kammer mit Druck beaufschlagt bleibt, um die erste Gangstufe eingelegt zu halten, wobei die gesteuerte Quelle bei Einleiten des Einrückens der ausgewählten Gangstufe mit dem ersten Druckniveau beaufschlagt wird und wobei die gesteuerte Quelle auf das zweite Druckniveau gebracht wird, wenn die ausgewählte Gangstufe herauszunehmen ist.

7. Steuerverfahren nach Anspruch 6, bei dem das erste Druckniveau wenigstens zweimal so groß ist, wie das zweite Druckniveau.

8. Steuerverfahren nach Anspruch 6, bei dem das erste Druckniveau wenigstens viermal so groß ist, wie das zweite Druckniveau.

9. Steuersystem nach Anspruch 6, 7 oder 8, bei dem nach einer vorbestimmten Zeit nach dem Einleiten des Einrückens der ausgewählten Gangstufe die gesteuerte Quelle bei einem zweiten Druckniveau gehalten wird.

10. Steuerverfahren nach Anspruch 6, 7, 8 oder 9, bei dem das unter Druck stehende Fluid ein Gas ist.