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Vorrichtung zum selbsttätigen hydraulischen Schalten von Wechselgetrieben,
insbesondere für Kraftfahrzeuge Das Patent 931 268 bezieht sich auf eine selbsttätige
Schaltung von Wechselgetrieben, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei welcher die
Schaltung in Abhängigkeit von der Drehzahl und vom Antriebsdrehmoment in verschiedenen
einstellbaren Bereichen erfolgt. Hierfür sind insbesondere neben den Pumpendruckerzeugern
einzelne Schalt- und Kommandoschieber für die einzelnen Gänge, ein Druckregler,
ein Bereichsschieber sowie ein Druckstufenregler vorgesehen.
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Die Erfindung betrifft eine weitere wirkungsmäßige und vor allem bauliche
Ausgestaltung einer solchen Schaltvorrichtung, insbesondere zu dem Zweck, eine räumlich
gedrängte Bauweise bei möglichst kurzen Leitungen zwischen den einzelnen Elementen
der Schaltvorrichtung zu erzielen.
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Die Erfindung besteht demgemäß darin, daß die hydraulische Schaltvorrichtung,
bestehend aus Schalt- und Kommandoschiebern, Ölpumpe, Druckregler, Bereichsschieber
und Druckstufenregler, mit Ausnahme der Schaltkupplungen für die Gänge selbst, oder
die Mehrzahl dieser oder entsprechender Aggregate, zwischen dem den Motor mit dem
Wechselgetriebe verbindenden Kupplungsaggregat, vorzugsweise einer von dem hydraulischen
System bedienten Strömungskupplung, und dem Wechsel-
Betriebe eingesetzt
ist, wobei die Baueinheiten vorzugsweise an die Stirnwand des Wechselgetriebegehäuses
angeflanscht sind.
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Die eine dieser Baueinheiten umfaßt Kommandoschieber, Druckregler
und Bereichsschieber sowie zweckmäßig auch die Primärölpümpe und ist als ein die
Haupt- und Vorgelegewelle umschließendes Gehäuseaggregat ausgebildet, derart, daß
die einzelnen Schaltschieber auf möglichst kurzem Wege über das Innere der Haupt-
bzw. Vorgelegewelle mit den Schaltkupplungen für die einzelnen Gänge verbunden sind.
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Eine weitere Einheit ist auf einer Nebenwelle des Getriebes, insbesondere
der Rückwärtsgangwelle, angeordnet.- Diese weitere Einheit umfaßt den antreibbaren
Teil der Schaltvorrichtung, d: h. den als Drehzahlregler ausgebildeten Druckstufenregler,
in Verbindung mit dem ihm zugehörigen Teil des Bereichsschiebers und dem zugehörigen
Überdruckventil sowie vorzugsweise auch die nicht unmittelbar von der Motorwelle
bzw. dem antreibenden Teil der Strömungskupplung angetriebenen Ölpumpen, d. h. also
die Sekundärpumpe sowie- die Reglerpumpe zur Erzeugung des Druckes imDruckstufenregler
und in den Kommandoschiebern.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht ferner darin, daß das vom
Motormoment abhängige; auf den Druckregler einwirkende druckansprechende Glied,
z. B. eine Membran, auf den Enden des nach außen verlängerten, quer zur Getriebeachse
liegenden Druckreglers angeordnet ist, an welcher Stelle zweckmäßig äuch der Anschluß
des Gaspedals an den Druckregler zur Ermöglichung einer sogenannten »Kick-down«-Betätigung
vorgesehen ist.
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Hierdurch ist der Anschluß besonders gut von außen zugänglich und
die Verbindung zwischen Motor und Fahrersitz in zweckmäßiger Weise gegeben.
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In der nachfolgenden Beschreibung ist ein Ausführuligsbeispiel der
Erfindung dargestellt. Hierbei zeigt Fig. i ein Schema der Schaltautomatik ähnlich
wie im Falle des Patents 931 268, jedoch mit gewissen Änderungen, wobei Fig. 2 einen
Teillängsschnitt durch das Getriebe nach Linie 2-2 der Fig. q., Fig.3 einen Schnitt
durch das Getriebe nach Linie 3-3 der Fig. q., Fig. q. eine Ansieht auf die Schaltvorrichtung
innerhalb des Getriebes, Fig.5 einen Schnitt durch das Hauptschaltaggregat nach
Linie 5-5 der Fig. 2, Fig. 6 einen Schnitt nach Linie 6-6 der Fig. 5, Fig. 7 einen
senkrechten Querschnitt durch das Nebenschaltaggregat nach Linie 7-7 der Fig. 9,
Fig. 8 einen Schnitt nach Linie 8-8 der Fig. 7 und Fig. 9 einen Schnitt nach Linie
9-9 der Fig. 7 darstellt.
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In Fig. i sind die einzelnen Teile 'und Leitungen mit den gleichen
Bezugszeichen wie die entsprechenden Teile und Leitungen im Hauptpatent versehen.
ES bedeutet demgemäß P1 die vom Motor angetriebene Primärpumpe, P2 die Sekundärpumpe,
Il das Wechselventil, T den Druckregler; Al die an die Saugleitung des Motors angeschlossene
Membran, wobei- die den Druckregler spannende Feder 98' durch den Gashebel ioo-
beim Überdrücken über Vollaststellung zusätzlich gespannt werden kann, Q den Bereichsschieber
mit den Bereichsschieberteilen Q1 und Q2, welche durch einen Hebel 18ö miteinander
verbunden sind, wobei der Schieber durch den Hebel 16 verstellt werden kann, K2
und K3 die Kömmandoschieber-für den 2. und 3. Gang, S2, S3 und S4 die Schaltschieber
für den 2., 3. und 4.. Gang, I, II, III und IV die Anschlüsse an die Schaltkupplungen
für .den i. bis q.. Gang, H, den Anschluß für die hydraulische Strömungskupplung,
Sch den Anschluß -für die Schmierung der Hauptwelle und Sch' den Anschluß
für die Schmierung der Vorgelegewelle, P die Reglerpumpe, R den Druckstufenregler
und U das Überdruck- oder Druckstufenventil.
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Zusätzlich hierzu ist ferner in der Leitung 132, 136 für den Anschluß
an die Schmierung Sch bzw. Sch' ein Überdruckventil U' vorgesehen,
welches sich bei zu hohem Druck in der Schmierölleitung nach außen öffnet. Ferner
ist die Strömungskupplung H, über einen Abschaltschieber El' an die Leitung 136
durch eine Zweigleitung 137, 137' angeschlossen.
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Unterschiedlich zum Hauptpatent ist ferner das Wechselventil V als
Plattenventil mit den Platten ioq', io5' ausgebildet, welche die Leitung 107 wechselweise
mit der Primärpumpe P, und der Sekundärpumpe P2 verbinden. Die Primärpumpe P1 ist
ferner durch eine Leitung 185 mit einer Schaltnut 186 am Druckregler T verbunden,
derart, daß bei starkem Unterdruck im Raum 96 des Momentendruckregters
1I die Leitung 185 bei 187 unmittelbar an den Außendruck angeschlossen wird,
wodurch die Primärpumpe unmittelbar ins Freie fördert.
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Im unteren Teil des Schaltschemas ist ferner die Schaltführung schematisch
angedeutet. Es bedeutet hierbei p die Parkverriegelung, r die Rückwärts,-gangstellung,
N Stellung für den Fahrbereich »Normal« (mit i. bis q.. Gang), B1 Stellung Fahrbereich
»Bremse I« (mit i. bis 3. Gang), BI, Stellung Fahrbereich »Bremse II« (mit i. bis
2. Gang), L Leerlauf, S eine Übergangsstellung zum Übergang des Handhebels aus der
Vorwärtsganggasse io über die Quergasse 12 in die Rückwärtsgang-bzw. Parkstellungsgasse
ii. In der gezeichneten Lage der Schaltelemente des Schaltschemas ist angenommen,
daß der 2: Gang eingerückt ist.
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Im ,übrigen ist die Wirkungsweise der Schaltanordnung einschließlich
des Druckstufenreglers grundsätzlich dem Hauptpatent 931 268_ zu entnehmen.
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Die Fig. 2 bis q. zeigen ein Ausführungsbeispiel des Getriebes mit
der eingebauten Schaltvorrichtung. Das zu einer Baueinheit vereinigte, in üblicher
Weise an das hintere Ende des Motors angeflanschte Gehäuseaggregat besteht aus dem
Kupplungsgehäuse Zoo und dem Getriebegehäuse toi. An den Motor ist die Primärhälfte
2o2 der Strömungskupplung 203 angeschlossen. Mit ihr ist
der Kupplungsdeckel
204 verbunden, dessen die Primärpumpe P1 antreibende Nabe 205 in der Gehäusewand
2o6 gelagert ist. In ihr ist mittels der Hohlwelle 207 die Sekundärhälfte 2o8 der
Strömungskupplung gelagert.
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Die Hohlwelle 207 wird von der Innenwelle 2o9 durchsetzt, die
mittels einer Überbrückungskupplung 2Io mit der Primärhälfte 2o2 der Strömungskupplung
kuppelbar ist. Zwischen der Wand 2o6 des Kupplungsgehäuses und der zugleich die
Trennfuge 211 bildenden Stirnwand 2I2 des Wechselgetriebegehäuses wird eine Kammer
2I3 gebildet, welche in der später beschriebenen Weise die Schaltvorrichtung aufnimmt.
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Auf der Hohlwelle 2o7 ist ein Zahnrad 2s4 fest angeordnet, welches
mit einem fest auf der Vorgelegewelle 216 angeordneten Zahnrad 215 im Eingriff steht.
Mit der Innenwelle 209 ist ferner die eigentliche Hauptwelle 2I7 des Wechselgetriebes
in Drehrichtung fest gekuppelt. Mit der Hauptwelle 2I7 sind die Zahnräder 2I8 und
2I9 fest verbunden. Sie stehen mit den lose auf der Vorgelegewelle angeordneten
Zahnrädern 22o und 221 im Eingriff, die durch hydraulisch betätigte Lamellenkupplungen
222 und 223 mit der Vorgelegewelle 216 verbunden werden können. Die Vorgelegewelle
ist ferner über die hintere Stirnwand 224 des Hauptteils des Wechselgetriebes hinaus
verlängert. Auf ihr ist innerhalb des deckelartigen Gehäuseteiles 225 ein weiteres
Zahnrad 226 angeordnet, das mit einem lose auf der verlängerten Hauptwelle 227 des
Getriebes angeordneten und mit ihr durch eine im einzelnen nicht dargestellte Klauenkupplung,
z. B. unter Zwischenschaltung eines Freilaufes, kuppelbaren Zahnrad 228 im Eingriff
steht.
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Der I. Vorwärtsgang läuft über die Strömungskupplung, die Hohlwelle
2o7, die Zahnradpaare 214,:215, die Vorgelegewelle 216 und das Zahnradpaar 226,
228, indem das Zahnrad 228 mit der Welle 227 z. B. über einen Freilauf gekuppelt
ist. Die Kupplungen 222 und 223 sind außer Eingriff. Zum Einschalten des 2. Ganges
wird das Zahnrad 228 von der Hauptwelle entkuppelt und die Kupplung 222 eingerückt,
so daß der Antrieb nunmehr über die Strömungskupplung, die Zahnräder 214, 215 und
die Zahnräder 22o, 218 zur Hauptwelle des Getriebes läuft. Eventuell wird hierbei
auch das Zahnrad 228 im Freilauf durch Überholen selbsttätig entkuppelt.
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Zum Einschalten des 3. Ganges wird die Kupplung 222 gelöst und die
Kupplung 223 eingerückt. Der Antrieb erfolgt nunmehr über die Zahnräder 214, 215
und 221, 2I9 auf die Abtriebswelle 227 des Getriebes.
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Im 4. Gang sind die Kupplungen 222, 223 und die Kupplung 210 eingerückt.
Das Strömungsgetriebe 203 ist damit überbrückt, und der Antrieb erfolgt
unmittelbar vom Motor über die Primärhälfte 202 der Strömungskupplung, die Überbrückungskupplung
21o, die Innenwelle 2o9 und die eigentliche Hauptwelle 217 auf die Antriebswelle
227.
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Für den im einzelnen in Fig. 2 nicht dargestellten Rückwärtsgang,
welcher teilweise die Zahnräder 221, 219, 226, 228 benutzt, ist eine besondere Nebenwelle
229 vorgesehen, welche seitlich der Trommel 230 für die Kupplungen 222 und
223 das Innere des Getriebegehäuses goI durchsetzt und die Zahnräder 231 und 232
für den Rückwärtsgang aufnimmt. Von dieser Nebenwelle 229 wird der Druckstufenregler
R angetrieben, wie im einzelnen noch näher beschrieben wird.
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In der Kammer 213 zwischen der Strömungskupplung und dem Wechselgetriebegehäuse
2oI sind erfindungsgemäß das Hauptschaltaggregat 233 und das Nebenschaltaggregat
234 an die Stirnwand 2I2 des Wechselgetriebes angeflanscht, wobei das Aggregat 234
durch eine Öffnung 235 in der Stirnwand 212 mit einem den Druckstufenregler R tragenden
Teil 236 in das Innere des Gehäuses 2oI hineinragt, Das Hauptschaltaggregat 233
ist in den Fig. 5 und 6 im einzelnen dargestellt. Es umschließt die Hauptwelle 209
mit der Hohlwelle 2o7 durch ein Steuerrohr 2o7' einerseits sowie die Vorgelegewelle
216 andererseits und enthält in sich den Bereichsschieber Q2, den Druckregler T,
die Kommandoschieber K2 und K3, die Schaltschieber S2, S3 und S4 sowie den Abschaltschieber
Av für die hydraulische Kupplung. Die Schaltschieber S2 und S3 für den 2. Gang sind
hierbei in der Nähe der Vorgelegewelle 2I6 angeordnet, so daß sie auf kürzestem
Wege durch Längsleitungen 237, 238 (Fig. 2) die Kupplungen 222 und 223 steuern können.
Der Schaltschieber S4 und der Abschaltschieber Av für die Strömungskupplung sind
dagegen in der Nähe der Hauptwelle angeordnet, da sie die Kupplung 2Io bzw. die
Strömungskupplung über das Innere der Hauptwelle durch Leitungen 239 und 24o steuern
(Fig. 2).
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Die dem Hauptschaltaggregat ebenfalls zugehörige Primärpumpe P1 ist
in einem besonderen an das Aggregat 233 ansetzbaren Gehäuse untergebracht und in
Fig. 5 und 6 nicht dargestellt.
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Sämtliche im Hauptschaltaggregat 233 angeordneten Schieber einschließlich
des Druckreglers sind quer zur Längsrichtung des Getriebes angeordnet. Der Druckregler
T stützt sich, wie insbesondere aus Fig. 4 hervorgeht, mittels eines Stößels 94'
gegen den Schaft 94'' der Membran M ab, welche durch die Feder 93' konstant belastet
wird. Der Raum 96 ist mittels der Leitung 97 an die Anschlußleitung des Motors hinter
der Drosselklappe angeschlossen. Die weitere Feder 98' kann durch eine Muffe 99
über ein Gestänge von dem Gaspedal Ioo zur Erzielung eines »Kick-down« vorgespannt
werden, wie bereits an Hand der Fig. i erläutert wurde.
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In Fig. 7 bis 9 ist das Nebenschaltaggregat im einzelnen dargestellt.
Es umfaßt den Druckstufenregler R, den zugehörigen Bereichsschieber Q1, das zugehörige
Druckstufenventil Ü mit den Federn i8 und 18' sowie die Reglerpumpe P und die von
der Abtriebsseite des Getriebes anzutreibende Sekundärpumpe P2.
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Der Druckstufenregler ist mittels seiner Nabe 241 in einer Lagerbüchse
242 gelagert, die in den Gehäuseteil 2q-3 des Nebenschaltaggregats 234 eingesetzt
ist.
Letzterer enthält auch den Bereichsschieber Q1 und das Druckstufenventil Ü und ist
nach unten durch einen die Steuerkanäle abschließenden Deckel 244 abgedeckt. Axial
zum Druckstufenregler R sind unter Zwischenschaltung einer Platte 245 die Gehäuse
246 und 247 für die Reglerpumpe P und die Sekundärpumpe P2 angeflanscht.
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Der Antrieb des Druckstufenreglers sowie der Pumpen P, P2 erfolgt,
wie bereits erwähnt, durch die Nebenwelle 229 des Rückwärtsganges. Zu diesem Zweck
wird das in den Regler R unverrückbar eingesetzte, z. B. eingeschrumpfte Steckglied
248 mittels der Klauen 249 auf eine entsprechende Endklaue 25o der Nebenwelle 229
aufgesteckt. An seinem entgegengesetzten Ende sind weitere Klauen 251 vorgesehen,
welche mit Gegenklauen 252 des mit dem Antriebszahnrad 253 der Pumpe P2 fest verbundenen
Wellenstummels 254 im Eingriff stehen bzw. das Antriebszahnrad 255 der Reglerpumpe
P in Drehrichtung mitnehmen.
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Die Verbindungsleitungen sind, soweit möglich, in den Gehäuseaggregaten
233,234 angeordnet. Andernfalls können sie auch teilweise in der Stirnwand 2I2 des
Getriebegehäuses verlaufen oder durch besondere Leitungsrohre gebildet werden.
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Gegenstand der Erfindung sind allein die in den Patentansprüchen niedergelegten
-Merkmale. Darüber hinausgehende Teile der Beschreibung dienen nur der Erläuterung.
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Die Patentansprüche haben nur in Verbindung mit dem Hauptpatent patentrechtliche
Bedeutung.