DE700662C - Steuervorrichtung fuer die Hilfskraft einer Schalteinrichtung von Wechselgetrieben, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für die Hilfskraft einer Schalteinrichtung von Zahnräderwechselgetrieben, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei denen zum Einschalten bestimmter Gänge mehrere Getriebestufen geschaltet werden müssen, und zwar die einen unter Beschleunigung, die andern . unter Verzögerung einer Kupplungshälfte. Vor allem wird die Erfindung bei Wechselgetrieben mit einer größeren. Anzahl von Gängen, z. B. sechs- oder mehrgängigen Getrieben verwendet,· insbesondere bei solchen Getrieben, bei denen jeweils zwei Ubersetzungsstufen durch Wechselkupplungen, z. B.

Klauenkupplungspaare, abwechselnd, gegebenenfalls ohne Einnahme einer Mittelstellung, geschaltet werden. Derartige Getriebe werden vor allem in den Fällen benutzt, wo ein besonders rascher Ablauf des S ehalt Vorgangs erwünscht ist, also die Schaltzeit auf ein Mindestmaß verkürzt werden muß. Diesem Zweck dienen teilweise" besondere Beschleunigungsund Verzögerungsvorrichtungen bekannter Art für die eine der einzurückenden Kupplungshälften. Die Erfindung kann aber auch bei Getrieben verwendet werden, bei denen solche Vorrichtungen nicht vorhanden sind.

Meist werden derartige Schaltvorrichtungen durch Druckmittel (mit Über-oder Unterdruck) betrieben. Die Erfindung läßt sich jedoch in grundsätzlich gleicher Weise z. B. auch bei elektrisch betriebenen Schaltvorrichtungen in Verbindung mit Getrieben der erwähnten Art verwenden.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß die Steuerglieder für die zu schaltenden Getriebestufen in zwei Gruppen zusammengefaßt sind. Die eine Gruppe dient zur Be-

einflussung der Bewegungsglieder (Schabzylinder oder Schaltzylinderseiten) derjenigen Getriebestufen, die zum Einrücken eine Verzögerung der einen Kupplungshälfte erfordem, wahrend die andere Gruppe die Bewegungsglieder beeinflußt, deren Getriebestufen zum Einrücken eine Beschleunigung der einen Kupplungshälfte erfordern. Die Steuerglieder beider Gruppen sind nach der Erfindung je ίο zu einem gemeinsamen Hauptsteuerglied zusammengefaßt.

Zweckmäßig ist jede Gruppe von Steuergliedern an eine Hilfskraftzuleitung angeschlossen. Mindestens eine der Leitungen enthält ein Sperrglied, durch welches der gleichzeitige Ablauf von Verzögerungs- und Beschleunigungsschaltungen verhindert wird. Das den gleichzeitigen Ablauf verschiedenartiger Schaltungen verhindernde Sperrglied kann nach der Erfindung durch Absperrglieder gesteuert werden, die von den Getriebestufen abhängig sind. Hierzu wird zweckmäßig das die Steuerung des Hauptabsperrgliedes bewirkende Druckmittel durch Absperrglieder hindurchgeleitet, die von den übrigen Getriebestufen abhängig sind. Erfindungsgemäß wird weiterhin durch das Sperrglied der Zutritt zu dem oder den Verteilergliedern für die eine Beschleunigungsschaltung erfordernden Zylinder gesteuert.

Die Vorteile von Steuereinrichtungen nach der Erfindung bestehen vor allem in der Erzielung der kürzesten Schaltzeit unter Verwendung einer einfachen, betriebssicheren und nur geringe Verluste bei der Hilfskraftübertragung aufweisenden Steuerungseinrichtung, durch welche die bisher bekanntgewordenen verwickelten Bauarten derartiger Einrichtungen vermieden werden.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele von Einrichtungen nach der Erfindung schematisch, größtenteils im Schnitt dargestellt. Diese Einrichtungen werden durch Unterdruck betrieben. Abb. ι zeigt die Schaltzylinder mit ihren Zuleitungen sowie Steuergliedern, wobei für alle Bewegungsglieder der eine Beschleunigungsschaltung erfordernden Übersetzungsstufen einerseits sowie für alle Bevvegungss« glieder der eine Verzögerungsschaltung erfordernden Übersetzungsstufen andererseits je ein gemeinsames Gruppensteuerglied vorgesehen ist. Bei der Ausführung nach Abb. 2 und 3 sind die einzelnen Steuerglieder für die Beschleunigungsschaltungen und ebenso die Steuerglieder für die ■Verzögerungsschaltungen je in eine Gruppe mit je einer gemeinsamen Druckmittelzuleitung zusammengefaßt. In Abb. ι bedeuten 22, 24 und 27 Schaltfi» wellen eines Zahnräderwechselgetriebes, von denen jede in bekannter, jedoch in der Abbildung nicht gezeigter Weise mit dem Schalthebel einer Wechselklauenkupplung verbunden ist. Auf diesen Schaltwellen sitzen Hebel 35, 45 und 55, an denen Kolbenstangen 36, 46 und 50 angreifen, deren Kolben 38, 48 und 58 in Zylindern 37, 47 und 57 angeordnet sind. An diese Zylinder schließen jeweils auf der einen Seite die Leitungen 139, 149 und 159, auf der andern Seite die Leitungen 140, 150 und 160 an. Die Endstellungen der Kolben 38, 48, 58 sind mit B oder V bezeichnet, je nachdem ob die Lberführung dieser Kolben in die bezeichnete Stellung mit einer Be- · schleunigungs- oder einer Verzögerungsschaltung verbunden ist. Weiter bedeuten: 190 einen Verteilerschieber, durch welchen die Leitungen 140, 150, 160 gesteuert, 200 einen weiteren Verteilerschieber, durch welchen die Leitungen 139, 149, 159 gesteuert werden. 180 ist ein Absperrventil, welches über den Stift 182 durch den Kolben 181 bewegt wird und durch eine Feder 183 in der geöffneten Stellung an der Fläche 184 anliegend gehalten wird. 185 ist der Sitz des Ventils in dem Gehäuse 186. 187 ist eine Zufuhrleitung für Druckmittel, die im vorliegenden Fall mft dem Ansaugrohr des Motors in Verbindung steht. Diese Leitung gabelt sich in die beiden Zweige 188 und 189, weiche zu den beiden Gehäusen 186 und 196 der Verteilerschieber 190 und 200 führen. 191 ist ein Kanal in dem Gehäuse 186, 192 eine Verbindungsleitung. 197 und 198 sind Steuernuten in den Verteilerschiebern 190 und 200. 201 und 202 sind Bohrungen in den Gehäusen i85 und 19Ö, durch welche die Innenräume dieser Gehäuse mit der Außenluft verbunden werden. 227 und 228 sind Bohrungen in dem Schieber 200. Weitere Steuernuten sowie Bohrungen in diesen Schiebern, die mit den einzelnen Leitungen zusammenwirken, sind in der Zeichnung nicht besonders angegeben.

151 und 161 sind zwei Absperrschieber; diese sind in dem Gehäuse 210 angeordnet und stehen durch die Verbindungsleitungen 207 und 208 mit den Zylindern 2>7 und 47 in Verbindung. Die Absperrschieber 151 und 161 sind so ausgebildet, daß sie sich nach links bewegen, wenn kein Unterdruck rechts von 1^ ihnen vorhanden ist. Dieses kann entweder dadurch erfolgen, daß die Absperrschieber hängend angeordnet sind, so daß sie durch ihr eigenes Gewicht in die Endstellung zurückfallen, oder auch können zu diesem Zweck entsprechende Federn angeordnet sein. Der besseren Übersicht halber wurde dieses in der Zeichnung nicht besonders dargestellt. 209 ist eine Verbindungsleitung zwischen dem Zylinder 57 und dem Gehäuse 210. Die KoI- iao ben 151 und 161 besitzen kurze Kanäle 211 und 212 sowie Ringnuten 205 und 206. 204

ist ein Verbindungskanal zwischen den beiden Führungsbohrungen für die Kolben 151 und 161 in dem Gehäuse 210.

In den Kolbenstangen 36, 46 und 56 sind Nuten 223, 224 und 225 angebracht. In den die Kolbenstangen führenden Ansätzen der Zylinder 37, 47 und 57 sind Bohrungen 213, 214 und 215 vorgesehen, die mit der Außenluft in Verbindung stehen.

to Die Wirkungsweise der in Abb. 1 gezeigten Steuereinrichtung ist folgende: In der Abbildung sind die Kolben der Schaltzylinder in den dem zweiten Gang entsprechenden Stellungen gezeigt. Die zweckmäßig miteinander gekuppelten Verteilerschieber 190 und 200 sind eben auf die dem dritten Gang entsprechende Stellung eingestellt worden. Zur Umstellung in den dritten Gang müssen die Kolben 38 und 48 in ihre linke Endstellung ver-

ao schoben werden, wodurch die zu dem Zylinder 37 gehörende Übersetzungsstufe unter Verzögerung der einen Kupplungshälfte, die zu dem Zylinder 47 gehörende Ubersetzungsstufe unter Beschleunigung der einen Kupplungs-

,25 half te eingeschaltet, werden. Ein Getriebe, für welches die dargestellte Schaltvorrichtung sich eignet, ist z. B. in Abb. 1 der Patentschrift 13s 563 gezeigt.
- Durch die Steuernute 197 des Verteiler-Schiebers 190 wird die Leitung 150 mit dem den Unterdruck zuführenden Kanal 191 verbunden. Gleichzeitig wird durch die Steuernute 198 des Verteilerschiebers 200 die Leitung 139 mit der den Unterdruck zuführenden Leitung 189 verbunden. Der durch die Leitung 139 auf den Kolben 38 zur Einwirkung gebrachte Unterdruck verschiebt diesen aus seiner in der Abbildung gezeigten rechten Endstellung zunächst so weit nach links, bis sich die zugehörige Kupplungshälfte des Getriebes in der Abweisestellung an der Gegenhälfte befindet. Der Eingriff erfolgt noch

= nicht, da die treibende Kupplungshälfte schneller läuft als die Gegenhälfte.

4S In diesen Stellungen gelangt der links von dem Kolben 38 vorhandene Unterdruck auch über die Nute 223 und die Leitung 207 zu dem Gehäuse 210 und zieht den kleinen Schieber 151 nach rechts. Hierdurch gelangt die Bohrung 211 vor den Anschluß der Leitung 192, während gleichzeitig gegenüber der Kanal 204 abgesperrt wird. Der durch die Leitung 207 zugeführte Unterdruck gelangt nun in, die Leitung 192 und durch diese in den Raum links vor dem kleinen Kolben 181. Der Kolben 181 wird dadurch nach links bewegt, und das Ventil 180 gelangt entgegen dem Druck der Feder 183 auf den Sitz 185. Dadurch wird die Zufuhr von Unterdruck aus der Leitung 187 über die Zweigleitung 188 zu dem Kanal 191 unterbrochen. Trotzdem durch den Verteilerschieber 190 die Leitung 150 mit der den Unterdruck zuführenden Leitung verbunden ist, kann kein Unterdruck in die Leitung 150 gelangen. Der Kolben 48 bleibt also zunächst in seiner rechten Endstellung.

Wenn durch den Drehzahlabfall des Motors die Einrückdrehzahl der durch den Kolben 38 bewegten Kupplungshälfte erreicht ist, kann diese einrücken und der Kolben 38 vollends in seine linke Endstellung gehen. Dabei schließt zunächst die. rechte Kante der Nute 223 die Zuleitung von Unterdruck aus dem Raum links vor dem Kolben 38 zu dieser Nute ab. Wenn der Kolben 38 vollends in seine linke Endstellung gegangen ist, ist durch die Nute 223 die Leitung 207 mit der Bohrung 213 verbunden, durch welche nun der Raum rechts von dem Kolbenschieber 151 über die Leitung 207 und die Nute 223 mit der Außenluft verbunden ist. Der Kolbenschieber 151 geht in seine linke Endstellung zurück. Dadurch wird die Leitung 192 über die Ringnute 205, den Verbindungskanal 204 und die Ringnute 206 sowie die Leitung 209 und die Nute 225 in der Stange 56 des Kolbens 58 mit dem Raum über dem Kolben 58 und über die Leitung 159, die zugehörige Bohrung 227 in dem Schieber 200, den Raum über diesem Schieber und die Bohrung 202 in dem Schie- 9<> bergehäuse mit der Außenluft verbunden. Durch den auf diesem Weg über die Leitung 192 zu derii Raum links vor dem Kolben 181 zugeführten Druck der Außenluft wird der Kolben 181 wieder in seine rechte Endstellung geführt und das Ventil 180 durch den Druck der Feder 183 von seinem Sitz abgehoben und an die Fläche 184 angelegt.

Aus der Leitung 188 kann nun Unterdruck über den Kanal 191 und die Steuernute 197 »o< > in dem Verteilerschieber 190 zu der Leitung 150 gelangen. Dadurch wird der Kolben 48 nach links herübergezogen, die durch diesen bewegte Kupplungshälfte legt sich an die Gegenkupplungshälfte an, wird, aber dort wegen ihrer höheren Drehzahl zunächst abgewiesen. Sie kommt zum Eingriff, sobald durch Gasgeben die Überholungsdrehzahl erreicht ist, wobei der Kolben 48 in seine linke Endstellung geht. Die Schaltung ist damit beendet.

Durch die Nute 224 an der Kolbenstange 46 wird bei dieser Schaltung kein Einfluß auf den Schieber 161 ausgeübt, da der Raum rechts von dem Kolben 48 und damit auch die Leitung 208 bei dieser Schaltung keinen Un-.terdruck zugeführt erhält, sondern durch die Leitung 149, die zugehörige Bohrung 228 in dem Verteilerschieber 200, den Raum übet diesem Schieber und die Bohrung 202 in dem Schiebergehäuse mit der Außenluft verbunden bleibt. ,.

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Wie man aus der Zeichnung ohne weitere: erkennen kann, wird, wenn durch einen der beiden Zylinder 37 oder 47 die Durchführung einer Verzögerungsschaltung im Gang ist und gleichzeitig auch eine Schaltung des Zylinders 57 durch die Verteilerschieber 190 und 200 eingestellt ist, durch die Schieber 151 bzw. 161 sowohl in gleicher Weise, wie oben beschrieben, eine Beschleunigungsschaltung des Zylinders 57 vermittels des Hauptabsperrventils 180 verhindert; es wird jedoch auch eine Verzögerungsschaltung des Zylinders 57 durch die Schieber 151 oder 161 verhindert, so lange, bis der Zylinder 37 oder 47 seine Schaltung durchgeführt hat. Dies geschieht dadurch, daß der im Fall einer Verzögerungs-. schaltung des Zylinders 57 durch die Leitung 209 zu dem Schieber 161 zugeleitete Unterdruck während der Durchführung einer Verzögerungsschaltung eines der anderen Zylinder an dem Übertritt nach der Leitung 192 durch den in diesem Fall in seiner rechten Stellung stehenden Schieber 151 oder 161 gehindert wird.

Die in den Abb. 2 und 3 gezeigte Aus,führungsform einer Einrichtung nach der Erfindung ist ebenfalls für ein Getriebe mit sechs Übersetzungsstufen vorgesehen. Jede dieser Stufen wird durch ein Steuerventil vermittels des zugehörigen Schaltzylinders gesteuert. Abb. 2 ist ein senkrechter Schnitt durch die Einrichtung, Abb. 3 ein waagerechter Schnitt, und zwar im wesentlichen nach der Schnittebene A-A der Abb. 2, jedoch ist in der linken oberen Ecke von Abb. 3 der Schnitt nach der Ebene B-B geführt. Der in der Abb. 2 gezeigte senkrechte Schnitt ist im wesentlichen nach der durch die Linie C-C der Abb. 3 dargestellten senkrechten Ebene geführt, wobei jedoch in dem linken Teil der Abb. 2 außerdem noch der Schnitt nach der Ebene D-D gezeigt ist.

In den Abb. 2 und 3 bedeuten: 241, 242, 243, 244, 245 und 246 Steuerventile, welche durch die Federn 251, 252, 253, 254, 255 und 256 belastet sind, wobei je ein mit einer ungeraden Ziffer bezeichnetes sowie das mit der folgenden geraden Ziffer bezeichnete Ventil durch einen der Hebel 247,248,249 bewegt' werden; diese Hebel sind in dem Raum 250 des Gehäuses 260 angeordnet und werden durch auf der Achse 257 angeordnete Nockenscheiben vermittels eines Hebels 259 bewegt. In Abb. 2 ist die zur Bewegung des Hebels 247 dienende Nockenscheibe 258 gezeigt. 261 ist die Unterdruckleitung, 262 und 263 sind Abzweigungen von dieser Leitung. 264 ist ein Absperrventil, dessen Schaft 265 mit einem Kolben 266 verbunden ist, der unter der Ein wirkung einer Feder 267 steht. 268 ist eine gesteuerte Zuleitung zu dem Raum 269 oberhalb des Kolbens 266. 271 ist der den Sitz 272 des Ventils 246 enthaltende Raum. 273 ist der Raum oberhalb dieses Ventils, an den sich ein Winkelkanal 274 anschließt, der in den Raum 275 mündet. Die Leitung 263 mündqi in den Raum 276. 281, 282, 283, 284, 285 und 286 sind Steuerleitungen, welche an die hinter den Ventilen 241, 242, 243, 244, 245 und 246 befindlichen Räume 291, 292, ²9ό> ²94) ²95 ^und 296 anschließen und zu den zugehörigen Schaltzylindern führen. Die Hebel 247, 248 und 249 sind auf einer gemeinsamen Achse 301 lose drehbar gelagert. Der Hebel 247 besitzt in seinem oberen Teil eine Nase 2jy, während am Ende seines unteren Teils eine Kugel 287 angebracht ist, die von einem Schuh 297 umgeben ist. Gegen den unteren Teil des Hebels 247 drückt eine Feder 317. In ähnlicher Weise sind auch die Hebel 248 und 249 ausgebildet.

Die Wirkungsweise der in den Abb. 2 un^ 3 gezeigten Einrichtung ist grundsätzlich die gleiche wie bei Abb. 1 beschrieben. Wenn durch den· Hebel 259 die Welle 257 und mit dieser die Nockenscheiben gedreht werden, wird beispielsweise der Hebel 247 aus der in Abb. 2 gezeigten Stellung, in welcher seine Nase 277 in der entsprechenden Nute der Nockenscheibe 258 liegt, angehoben, so daß die Nase 2jy auf die Höhe des folgenden Nockens der Scheibe 258 gelangt. Dadurch wird vermittels des kugelförmigen "unteren Endes 287 des Hebels der Schuh 297 nach rechts mitgenommen und das Ventil 241, das bisher die in Abb. 2 gezeigte geöffnete Stellung eingenommen hat, geschlossen. Gleichzeitig gelangt der Schuh 297 vor das linke Ende des Ventils 242, wodurch dieses geöffnet wird. Auf diese Weise wird die Unterdruckzufuhr >oo zu dem mit der Steuerleitung 281 verbundenen Zylinder geschlossen, während die Verbindung der Unterdruckzuleitung 263 über den Raum 276 mit der Leitung 282 und dem mit dieser verbundenen Zylinder geöffnet wird. Die Leitungen 281, 283, 285 ^Gruppe der Beschleunigungsschaltungen) der Abb. 2 und 3 entsprechen den Leitungen 140, 150, 160 der Abb. ι; die Leitungen 282, 284 und 286 (Gruppe der Verzögerungsschaltungen) ent- no sprechen den Leitungen 139, 149 und 159 der Abb. i.

Beim Bewegen der Nockenscheiben werden je nach den für den einzuschaltenden Gang gerade notwendigen Steuerungseinstellungen und damit je nach den auf diesen Scheiben angeordneten Nocken sowohl die Ventile 241, 243, 245 der links angeordneten Gruppe der ' Beschleunigungsschaltungen als auch die Ventile 242, 244, 246 der rechts angeordneten iao

ruppe der Verzögerungsschaltungen in gleicher Weise, wie oben beschrieben, vermittels

der drei Hebel 247, 248, 249 bewegt. Wenn eine Übersetzungsstufe nicht aus- oder nicht eingerückt zu werden braucht, bleibt das zugehörige Ventil in der geöffneten bzw. in der geschlossenen Stellung dadurch, daß die i\ ase des zugehörigen Hebels in diesen Fällen entweder auf einer über die nächste Teilung sich erstreckenden Nute der zugehörigen Nockenscheibe bzw. auf dem über die nächste Nockenteilung sich erstreckenden Umfang des zugehörigen Nockens stehenbleibt.

Die Leitung 268 der Abb. 2 entspricht der Leitung 192 der Abb. 1. Diese Leitung wird in gleicher Weise, wie bei der Ausführung nach Abb. 1 gezeigt, durch den in den Zylindern wirksamen Schaltdruck gesteuert derart, daß das dem Ventil 180 der Abb. 1 entsprechende Ventil 264 der Abb. 2 und 3 im Fall einer Verzögerungsschaltung des einen oder anderen Zylinders gegen seinen Sitz 272 gelegt wird. Dadurch wird die Unterdruckzufuhr aus der Leitung 262 durch das Ventil 264, den Raum 273 und den Winkelkanal 274 nach dem vor den Ventilen 241, 243 und 245 liegenden gemeinsamen Raum 275 so lange abgesperrt, bis die betreffende Verzögerungsschaltung abgelaufen ist und die Beschleunigungsschaltung des einen oder anderen der anderen Zylinder vor sich gehen kann.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Steuervorrichtung für die Hilfskraft einer Schalteinrichtung von· Wechselgetrieben, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei denen zum Einschalten bestimmter Gänge mehrere Getriebestufen geschaltet werden müssen, und zwar die einen unter Beschleunigung, die andern unter Verzögerung einer Kupplungshälfte, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerglieder für die zu schaltenden Getriebestufen in zwei Gruppen zusammengefaßt sind, wobei die eine Gruppe zur Beeinflussung der Bewegungsglieder für diejenigen Getriebestufen dient, die zum Ein- 4S rücken eine Verzögerung der einen Kupplungshälfte erfordern, während durch die andere Gruppe die Bewegungsglieder beeinflußt werden, deren Getriebestufen zum Einrücken eine: Beschleunigung erfordern.
2. 2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Gruppe von Steuergliedern an eine Hilfskraftzuleitung (202 und 263) angeschlossen ist, von denen mindestens eine (262) ein Sperrglied (264) enthält, durch welches der gleichzeitige Ablauf von Verzögerungs- und iseschleunigungsschaltungen verhindert wird.
3. 3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerglieder beider Gruppen je zu einem gemeinsamen Häuptsteuerglied (190 und 200) zusammengefaßt sind.
4. 4. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das den gleichzeitigen Ablauf verschiedenartiger Schaltungen verhindernde Sperrglied (264) durch von den Getriebestufen abhängige Absperrglieder (151, 161) gesteuert wird.
5. 5. Steuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das die Steuerung des Hauptabsperrgliedes bewirkende Druckmittel durch von den übrigen Getriebestufen abhängige Ab-Sperrglieder hindurchgeleitet wird.
6. 6. Steuervorrichtung nach Anspruch 2,4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Sperrglied (264) der Zutritt zu dem oder den Verteilergliedern (190) für die eine Beschleunigungsschaltung erfordernden Zylinder gesteuert wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen