DE921372C

DE921372C - Change gears, especially for motor vehicles, with hydraulically switched friction clutches

Info

Publication number: DE921372C
Application number: DED13239A
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Dr-Ing Foerster
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1952-10-03
Filing date: 1952-10-03
Publication date: 1954-12-16

Description

Wechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit hydraulisch geschalteten Reibkupplungen Bei Wechselgetrieben mit hydraulisch geschalteten Reibkupplungen besteht häufig die Schwierigkeit, daß beim Rückschalten unter Vollgas die Schaltzylinder sich nicht entsprechend dem Drehzahlanstieg des Motors schnell genug füllen. Die Füllzeiten dürfen zur richtigen Schaltung in der Regel nur Bruchteile einer Sekunde betragen. Außerdem besteht der Nachteil, daß sich die Füllzeiten mit der Gashebelstellung und der Fahrgeschwindigkeit ändern.Change gears, in particular for motor vehicles, with hydraulic Switched friction clutches For change gears with hydraulically switched friction clutches there is often the problem that the shift cylinder when downshifting at full throttle do not fill up quickly enough to match the increase in engine speed. the Filling times are usually only a fraction of a second to ensure correct switching be. In addition, there is the disadvantage that the filling times with the throttle position and change the driving speed.

Diese Schwierigkeiten können in an sich bekannter Weise durch übliche Freiläufe beseitigt werden. Solche Freiläufe haben jedoch den Nachteil, daß der Motor nicht zum Bremsen benutzt werden kann. Ihre Anwendung ist daher nicht überall möglich.These difficulties can be solved in a manner known per se by usual Freewheels are eliminated. However, such freewheels have the disadvantage that the Motor cannot be used for braking. Their application is therefore not everywhere possible.

Es sind Schaltvorrichtungen für Reibkupplunggen bekannt, bei denen das eine Kupplungsglied mit dem ihm zugeordneten Getriebeglied durch ein Steilgewinde derart verbunden ist, daß es beim Beschleunigen in einer relativen Drehrichtung in Kupplungsrichtung verschoben wird und dadurch die Kupplung in Eingriff bringt, während bei einem Antrieb in entgegengesetzter relativer Drehrichtung die Kupplung durch das Steilgewinde ausgerückt wird. Bei ähnlichen Schaltvorrichtungen für Getriebe erfolgt das Einrücken der Kupplung dadurch, daß das eine Kupplungsglied als Zahnrad mit Schrägverzahnung ausgebildet ist, die mit einem entsprechend schräg verzahnten Gegenzahnrad im Eingriff steht.There are switching devices for friction clutches known in which the one coupling member with the gear member assigned to it by means of a coarse thread is connected in such a way that it is in a relative direction of rotation when accelerating is shifted in the coupling direction and thereby engages the coupling, while with a drive in the opposite relative direction of rotation, the clutch is disengaged through the high helix thread. With similar switching devices for transmissions the engagement of the clutch takes place in that the one clutch member as gear is formed with helical teeth, which are toothed with a correspondingly helical Counter gear is engaged.

Diese bekannten Ausführungen haben jedoch den Nachteil, daß bei Umkehr der Antriebsrichtung von der zweitgenannten auf die ersterwähnte relative Drehrichtung eine verhältnismäßig lange Zeitdauer erforderlich ist, damit die Kupplung zum Fassen gebracht wird.However, these known designs have the disadvantage that when reversed the drive direction from the second-mentioned to the first-mentioned relative direction of rotation a relatively long period of time is required for the clutch to grasp is brought.

Die Erfindung bezweckt eine Beseitigung dieser Nachteile und besteht darin, daß die Verschiebung des Kupplungsgliedes durch einen Anschlag, z. B. einen Sprengring, derart begrenzt ist, daß die Kupplung erst durch entgegengesetztes Verstellen eines zum Einrücken der Kupplung dienenden, hydraulisch betätigten Kupplungskolbens einrückbar ist.The invention aims to eliminate these disadvantages and exists in that the displacement of the coupling member by a stop, z. B. a Snap ring, is limited in such a way that the coupling is only activated by opposite adjustment a hydraulically operated clutch piston used to engage the clutch is indentable.

Durch die Erfindung kann ein schnelles Fassen der Gangkupplung auch bei sehr schneller Erhöhung der Motorendrehzahl erzielt werden. Die Erfindung weist ferner den Vorteil auf, daß bei Fahrzeugstillstand und laufendem Motor das Füllvolumen des Schaltzylinders bis zum Fassen der Kupplung auf einen Bruchteil, z. B. ein Fünftel des Normalvolumens, verringert werden kann, so daß beim Umlegen des Schalthebels von Leerlauf auf Vorwärts das Getriebe ohne jede Verzögerung fahrbereit ist. Eine entsprechende Wirkung kann auch beim Einschalten des Rückwärtsganges erzielt werden.With the invention, a quick gripping of the clutch can also can be achieved with a very rapid increase in engine speed. The invention has also has the advantage that when the vehicle is stationary and the engine is running, the filling volume of the shift cylinder to grasp the clutch to a fraction, e.g. B. one fifth the normal volume, can be reduced, so that when you flip the shift lever from idle to forward the transmission is ready to drive without any delay. One A corresponding effect can also be achieved when the reverse gear is switched on.

Ein weiterer Vorteil ist ferner unter Umständen dadurch gegeben, daß die Ölpumpe zur Füllung der Schaltkupplungen erheblich verkleinert und damit der Wirkungsgrad des Getriebes gehoben werden kann.Another advantage is also given under certain circumstances that the oil pump for filling the clutches is considerably reduced in size and thus the Efficiency of the transmission can be increased.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. I das Schema eines zur erfindungsgemäßen Ausbildung geeigneten Getriebes, Fig. 2 eine konstruktive Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung, Fig. 3 einen Schnitt nach Linie 3-3 der Fig. 2, Fig. 4. eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung und Fig. 5 die gleiche Ausführungsform wie in Fig. 4, jedoch in einer anderen Schaltstellung.Some exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing, namely, Fig. I shows the scheme of a suitable for training according to the invention Transmission, Fig. 2 a structural embodiment of the switching device according to the invention, 3 shows a section along line 3-3 in FIG. 2, FIG. 4 shows another embodiment the switching device according to the invention and FIG. 5 shows the same embodiment as in Fig. 4, but in a different switching position.

In Fig. I ist 6 die Motorwelle, welche über eine Strömungskupplung 8 mit einer Hohlwelle 9 gekuppelt und über eine Reibungskupplung 7 mit einer inneren Welle Io kuppelbar ist. Mit II ist ferner die getriebene und mit I2 die Vorgelegewelle eines dreigängigen Wechselgetriebes, z. B. eines Kraftfahrzeuges, bezeichnet. Die Wellen Io und I2 stehen durch die Zahnräder I3, I4 in fester Antriebsverbindung. Auf der Vorgelegewelle I2 sind die Zahnräder I5 und I6 lose drehbar gelagert, auf der mit der inneren Welle Io fest verbundenen oder unmittelbar kuppelbaren getriebenen Hauptwelle II des Getriebes die Zahnräder I7 und I8 fest angeordnet. Durch Kupplungen I9 und 2o sind die Zahnräder I5 und I6 mit der Vorgelegewelle I2 zur Erzielung eines zweiten und ersten Ganges kuppelbar. Die Kupplung I9 ist z. B. mit Freilaufwirkung ausgebildet. Doch können auch weitere Kupplungen, z. B. die Kupplung 2o (oder, insbesondere bei weiteren höheren Gängen auch die Kupplung 7), entsprechend ausgebildet sein. Auch kann die Erfindung bei zwei-, vier- oder mehrgängigen Getrieben angewendet werden.In Fig. I, 6 is the motor shaft, which is via a fluid coupling 8 coupled to a hollow shaft 9 and via a friction clutch 7 with an inner one Shaft Io can be coupled. With II is also the driven and with I2 the countershaft a three-speed gearbox, e.g. B. a motor vehicle referred to. the Shafts Io and I2 have a fixed drive connection through gears I3, I4. The gears I5 and I6 are loosely rotatably mounted on the countershaft I2 the driven one that is permanently connected to the inner shaft Io or can be coupled directly Main shaft II of the transmission, the gears I7 and I8 are fixed. Through clutches I9 and 2o are the gears I5 and I6 with the countershaft I2 to achieve a second and first gear can be coupled. The clutch I9 is z. B. with freewheel effect educated. But other couplings, such. B. the clutch 2o (or, in particular with further higher gears also the clutch 7), be designed accordingly. The invention can also be used in two-, four- or multiple-speed transmissions will.

Die Fig. 2 und 3 zeigen die Kupplung I9 in konstruktiver Ausführung. Die Zahnräder I4 und I5 sind hierbei unmittelbar nebeneinander auf der Vorgelegewelle I2 angeordnet, wobei das Zahnrad I5 mittels Gleitlagers 22 auf der verlängerten Nabe des Zahnrades I4 gelagert ist. Auf der Vorgelegewelle I2 ist der trommelförmige Kupplungsträger 23 fest aufgesetzt, z. B. aufgeschrumpft. Er dient als Außenträger des Lamellenpaketes 24 der Lamellenkupplung, deren Innenträger 25 mittels Keilzähne 26 nach Art eines Steilgewindes in entsprechende Keilzähne 27 eines nebenförmigen Ansatzes 28 des Zahnrades I5 eingreift. Die Gewindezähne 26 sind kürzer als die Gewindezähne 27, so daß sie in der dargestellten Lage ein Spiel x gegenüber einem die Zähne 27 begrenzenden, als rechten Anschlag wirkenden Sprengring 29 aufweisen. Nach links ist die Bewegung des Kupplungsträgers 25 durch eine in die Nut 3o eingelegte sprengringartige Scheibe 3I begrenzt. Die linke Druckscheibe 32 der Lamellen ist durch einen Sprengring 34 am inneren Lamellenträger abgestützt. Zum Einkuppeln der Lamellen dient ein Kolben 35, der im Lamellenträger 23 geführt ist und dessen Druckraum 36 durch diesen gebildet wird. Die Rückführung des Kolbens in die unbetätigte Stellung erfolgt durch die Feder 37. Die Zuführung des Drucköls geschieht in beliebiger geeigneter Weise, z. B. durch die hohle Vorgelegewelle I2, mittels einzelner in ihr angeordneter Bohrungen.2 and 3 show the clutch I9 in a structural design. The gears I4 and I5 are right next to each other on the countershaft I2 arranged, the gear I5 by means of slide bearing 22 on the extended Hub of the gear I4 is mounted. On the countershaft I2 is the drum-shaped one Coupling carrier 23 firmly attached, for. B. shrunk. He serves as an external carrier of the disk pack 24 of the disk clutch, the inner carrier 25 of which by means of spline teeth 26 in the manner of a coarse thread in corresponding spline teeth 27 of an adjacent one Approach 28 of the gear I5 engages. The thread teeth 26 are shorter than that Thread teeth 27, so that they have a game x compared to a in the position shown the teeth 27 delimiting, have a snap ring 29 acting as a right stop. To the left is the movement of the coupling carrier 25 through an inserted into the groove 3o Snap ring-like disk 3I limited. The left thrust washer 32 of the slats is supported by a snap ring 34 on the inner plate carrier. For coupling the Lamellae are used by a piston 35 which is guided in the lamella carrier 23 and its pressure chamber 36 is formed by this. The return of the piston to the inoperative position takes place by the spring 37. The supply of the pressure oil takes place in any suitable Way, e.g. B. through the hollow countershaft I2, by means of individual arranged in it Drilling.

Die Schräge der Zähne 26, 27 ist so gerichtet, daß bei gegenüber dem inneren Lamellenträger 25 langsamer laufendem Zahnrad I5 mit den Zähnen 27 der Lamellenträger 25 mit den Zähnen 26 infolge des Widerstandes an den Zähnen 27 nach rechts gedrückt, bei schneller angetriebenem Zahnrad 15 durch die Zähne 27 dagegen nach links gedrückt wird. Das Spiel x ist so gewählt, daß nach dem Anlegen der Zähne 26 am Sprengring 2,9 die Lamellen noch nicht voll gefaßt haben, sondern noch z. B. ein Hub y bis zum vollen Fassen verbleibt.The slope of the teeth 26, 27 is directed so that when compared to the inner disk carrier 25 slower running gear I5 with the teeth 27 of the disk carrier 25 with the teeth 26 pressed to the right as a result of the resistance at the teeth 27, in contrast, when the gear 15 is driven faster by the teeth 27, it is pressed to the left will. The game x is chosen so that after the teeth 26 have been placed on the snap ring 2.9 have not yet fully grasped the slats, but still z. B. a hub y to remains to be fully grasped.

Die Wirkungsweise der Schaltvorrichtung ist folgende: Ist der i. Gang geschaltet, also in Fig. i die Kupplung 2o eingerückt, so läuft das Zahnrad 15, 17 langsamer als der Lamellen.träger 23 um. Infolge der in den Lamellen stets vorhandenen Restreibung wird auch der innere Lamellenträger 25 mit den Gewindezähnen 26 vom äußeren Lamellenträger in Pfeilrichtung p (Fig. 3) mitgenommen und dadurch an den langsamer laufenden Zähnen 27 nach rechts bis zum Anschlag 29 verschraubt. Da der Zylinder 36 jedoch drucklos ist, der Kolben 35 also noch zu weit rechts steht, können die Lamellen 24 nicht voll fassen. Die Leerlaufverluste sind zwar etwas erhöht, beeinträchtigen den Betrieb im i. Gang jedoch kaum. Zur Schaltung des 2. Ganges wird der Zylinder 36 unter Druck gesetzt, so daß der Kolben 35 die Lamellen 24 zusammenpreßt und den 2. Gang einrückt.The mode of operation of the switching device is as follows: Is the i. corridor switched, so in Fig. i the clutch 2o is engaged, then the gear 15 runs, 17 slower than the Lamellen.träger 23 um. As a result of the always present in the slats Residual friction is also the inner disk carrier 25 with the thread teeth 26 from outer plate carrier in the direction of arrow p (Fig. 3) taken and thereby to the Slower running teeth 27 screwed to the right as far as the stop 29. Since the However, cylinder 36 is depressurized, so piston 35 is still too far to the right do not fully grasp the slats 24. The no-load losses are somewhat increased, affect the operation of the i. However, hardly any gear. To the circuit of the 2nd gear, the cylinder 36 is pressurized so that the piston 35 the Compresses lamellae 24 and engages 2nd gear.

Im 3. Gang läuft, nach Druckloswerden des Zylinders 36 und z. B. nach dem Einrücken der Kupplung 7 in Fig. I, das Zahnrad I5 schneller als der Kupplungsträger 23, also 27 in Pfeilrichtung p schneller als 26 (Fig.3) um. Dadurch wird der Lamellenträger 25 mit den Gewindezähnen 26 nach links verschraubt. Die Kupplung I9 mit den Lamellen 24 wird vollständig geöffnet, so daß die Leerlaufverluste sehr gering sind. Entsprechendes würde auch für weitere höhere Gänge gelten.Runs in 3rd gear after the cylinder 36 has been depressurized and z. B. after the engagement of the clutch 7 in Fig. I, the gear I5 faster than the clutch carrier 23, that is to say 27 in the direction of the arrow p faster than 26 (FIG. 3). This becomes the lamellar carrier 25 screwed to the left with the threaded teeth 26. The clutch I9 with the lamellas 24 is fully opened so that the no-load losses are very low. Corresponding would also apply to other higher gears.

Ist der 3. Gang geschaltet und soll der 2. Gang eingerückt werden, so wird der Zylinder 36 wieder unter Druck gesetzt. Der Lamellenträger 25 befindet sich jedoch anfangs in seiner linken Endstellung, da das Zahnrad I5 durch Antrieb von der Abtriebswelle II her zunächst noch schneller als die Vorgelegewelle mit dem Lamellenträger 23 umläuft. Sobald jedoch der Motor und damit I3, I4, I2 und auch der Lamellenträger 23 so viel an Drehzahl aufgeholt hat, daß sich die relative Drehrichtung zwischen Innen- und Außenlamellen jäh umkehrt, schraubt sich der Innenlamellenträger 25, 26 nach rechts. Wenn der Kolben in der Zwischenzeit sich nur um den kleinen Betrag y des Leerhubes aus der rechten Endstellung vorwärts bewegt hat, kann in diesem Augenblick die Kupplung fassen und den 2. Gang einrücken. Die Kupplung arbeitet also als echter Freilauf, indem sie bei Drehzahlgleichheit der beiden Lamellenträger kuppelt.If 3rd gear is engaged and 2nd gear is to be engaged, thus the cylinder 36 is re-pressurized. The plate carrier 25 is located however, initially in its left end position, since the gear wheel I5 is driven from the output shaft II initially even faster than the countershaft the disk carrier 23 rotates. However, as soon as the motor and thus I3, I4, I2 and the disk carrier 23 has caught up so much in speed that the relative If the direction of rotation between the inner and outer disks is suddenly reversed, the inner disk carrier unscrews 25, 26 to the right. If in the meantime the piston is only about the small one Amount y of the idle stroke has moved forward from the right end position, can in At this moment, grasp the clutch and engage 2nd gear. The clutch works so as a real freewheel by having the same speed of the two disk carriers clutch.

Die Füllgeschwindigkeit des Kupplungskolbens ist vorzugsweise so abzustimmen, daß er auch bei den kleinsten Fahrgeschwindigkeiten, in denen die Schaltung stattfinden soll, schon den kleinen Leerhub y zurückgelegt hat. Bei den höheren Fahrgeschwindigkeiten ist dann in jedem Fall eine echte Freilaufwirkung vorhanden, auch wenn der Kolben noch nicht den Gesamthub y + x ausgeführt hat.The filling speed of the clutch piston should preferably be coordinated in such a way that that it can take place even at the lowest driving speeds at which the gearshift takes place should, has already covered the small idle stroke y. At the higher driving speeds there is then in any case a real freewheeling effect, even if the piston has not yet carried out the entire stroke y + x.

Wird bei schiebendem Fahrzeug vom 3. auf den 2. Gang geschaltet, so bleibt der Innenlamellenträger an seinem linken Anschlag 3I, und die Schaltung kann wie bisher durch den Anpreßkolben auch in dieser Stellung erzielt werden.If you shift from 3rd to 2nd gear while the vehicle is pushing, so the inner disk carrier remains at its left stop 3I, and the circuit can as before can also be achieved in this position by the pressure piston.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig.4 und 5 unterscheidet sich von dem vorhergehenden dadurch, daß das Zahnrad I5 mit der gleichzeitig als innerer Lamellenträger dienenden Nabe 28 als Ganzes axial verschiebbar angeordnet ist. An Stelle des hierbei fortfallenden Steilgewindes zwischen Zahnrad und Lamellenträger ist das Zahnrad I5 bzw. das mit ihm im Eingriff stehende Zahnrad I7 mit entsprechender Schrägverzahnung versehen, so daß sich die gleiche Wirkung wie im vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ergibt. Fig. 4 zeigt die Stellung des Zahnrades I5 im I. Gang, wobei der Ring 38 als rechter Endanschlag dient, Fig.5 die Stellung im 3. Gang, in welchem das Zahnrad I5 so weit nach links verschoben ist, daß es am Anschlag 39 des Zahnrades I4 anliegt.The embodiment of Figure 4 and 5 differs from that preceding in that the gear I5 with the same time as the inner disk carrier serving hub 28 is arranged axially displaceably as a whole. Instead of this missing high helix thread between gear and disk carrier is the gear I5 or the gear wheel I7 which is in mesh with it and has corresponding helical teeth provided, so that the same effect as in the embodiment described above results. Fig. 4 shows the position of the gear 15 in 1st gear, the ring 38 serves as the right end stop, Fig.5 the position in 3rd gear, in which the gear I5 is shifted so far to the left that it rests against the stop 39 of the gear I4.

Claims

PATENT CLAIM: Change gears, especially for motor vehicles, with hydraulically switched friction clutches, in particular multi-disk clutches, wherein the one coupling member, in particular the one disk carrier, with the one assigned to it Gear member through a coarse thread, a corresponding helical toothing od. Like. is connected in such a way that when accelerating in a relative direction of rotation, especially when changing from a higher to a lower gear, in Coupling direction is shifted, characterized in that the shift the coupling member by a stop, e.g. B. a snap ring, so limited is that the clutch is only actuated by adjusting the hydraulically opposite Clutch piston is engageable. Referred publications: German patent specification No. 668: 22o; Glasers Annalen, 1935, pp. 105 to 1o7.