DEB0029541MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 4. Februar 1954 Bekanntgemacht am 19. Januar 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schalteinrichtung für Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen, bei der zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses im Getriebe, der Kupplungs- und der Schaltvorgang elektrisch gesteuert und hydraulisch bewirkt werden, und besteht darin, daß auch die Synchronisierung der miteinander zu kuppelnden Hauptteile, d. h. des Motors und der mit ihm über die Hauptkupplung verbundenen Getriebe-Eingangswelle, elektrisch eingeleitet und hydraulisch ausgeführt wird. Eine weitere Erfindung besteht in der elektrischen Betätigung und hydraulischen Steuerung der Synchronisierung.

Es sind bereits Getriebe für Kraftfahrzeuge bekannt, bei denen zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses die erforderlichen Kupplungs- und Schaltvorgänge elektrisch gesteuert und hydraulisch bewirkt werden. Bei den bekannten Getrieben ist aber die Erzielung des Gleichlaufs zwischen angetriebenen und getriebenen Teilen des Getriebes, also der Synchronisierung, nicht in den elektrischhydraulisch bewirkten Kupplungs- bzw. Schaltvorgang einbezogen, sondern erfolgt gesondert hiervon in anderer Weise. Auch haben die bekannten Getriebeausführungen dieser Art den Nachteil, daß sie sehr aufwendig und daher teuer sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vereinfachung der Bauweise selbsttätig schaltender Wechselgetriebe zu erzielen und hierbei gleichzeitig auch eine einwändfreie Arbeitsweise des Getriebes

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sicherzustellen, und zwar sowohl hinsichtlich der Gangschaltung und der Kupplungsbetätigung als auch zur Erzielung einer guten Synchronisierung. Aus diesem Grunde sollen nicht nur ein Teil, sondem sämtliche zur einwandfreien Änderung des Übersetzungsverhältnisses notwendigen Vorgänge mit den gleichen Elementen bewirkt werden. Durch die Zusammenfassung dieser Vorgänge in einem sich gegenseitig beeinflussenden Mechanismus wird

ίο in sinnvoller und gegenüber den bekannten Einrichtungen verhältnismäßig einfacher Weise eine Schalteinrichtung geschaffen, die eine sichere Funktion gewährleistet.

In der Zeichnung ist in Abb. ι und 2 ein Ausführungsbeispiel der Schaltvorrichtung nach der Erfindung schematisch, größtenteils im Schnitt, dargestellt.

In Abb. ι bedeutet ι die Schaltstange, welche im. Instrumentenbrett gelagert ist und einen Schaltknopf 2 trägt, der durch zwei Federn 3 und 4 gehalten ist, die sich an einen Bund 5 der Schaltstange ι abstützen, so daß der Schaltknopf in der Ruhestellung stets in seiner Mittellage gehalten ist. Die Schaltstange 1 ist in einer das Instrumentenbrett durchsetzenden Hülse gelagert. Innerhalb der Schaltstange 1 befindet sich isoliert ein elektrischer Leitkörper 6, der die Kontaktstelle α mit der Kontaktstelle b und V verbindet. Die Kontaktstelle α steht mit einem Schleifkontakt c in Berührung, wobei letzterer an Masse angeschlossen ist. Im Schaltknopf 2 befinden sich ferner die weiteren Kontaktstellen d und e, die mit dem Solenoid 7 zum Ausschalten der Motorkupplung stromführend verbunden sind. Am Ende der Schaltstange 1 ist ein Bowdenzug 8 angeschlossen, der zu dem Steuerschieber 9 führt. Dem Steuerschieber 9 wird von einer Pumpe Drucköl zugeführt, das durch die Bohrung 10 in das Innere des Steuerschiebergehäuses 12 geleitet wird. Mit dem Gehäuse 12 des Steuerschiebers 9 sind ferner die Steuerzylinder 13, 14, 15 verbunden, in welchen die Arbeitskolben 16, 17, 18 für die Betätigung der Schaltgabeln 19, 20, 21 verschiebbar geführt sind. Durch Federn 22 werden die Kolben 16 bis 18 in ihrer mittleren Ruhestellung gehalten. Die Arbeitszylinder 13 bis 15 sind mit dem Steuerschiebergehäuse 12 durch Bohrungen 23 für den Durchtritt des Drucköls verbunden. .

Mit dem Steuerschieber 9 sind ferner dieRastenkörper 24 und 25 fest verbunden, sowie der Schleifkontakt 26. Der Schleifkontakt 26 ,kann beispielsr weise mittels eines Tragarmes 27 mit dem Steuerschieber 9 starr verbunden sein. Auf den Rastenkörper 24 arbeitet einerseits die mittels Solenoid 28 gesteuerte Sperrklinke 29 für das Aufwärtsschalten der Getriebegänge, andererseits die mittels Solenoid 30 gesteuerte Sperrklinke 31. Die Sperrklinken 29 ^xund 31 sind in üblicher Weise mit Einrückfedern und Abweisnasen versehen. In den Rastenkörper 25 greift ferner einerseits eine Kugelsperre 32 für die Fixierung der einzelnen Gänge bzw. des Leerlaufes und andererseits die mittels Solenoid 33 gesteuerte Sperrklinke 34 ein, durch die ein Abwärtsschalten der Gänge bei zu hoher Motordrehzahl verhindert wird. Die'Schaltstangen 35, 36, 37, die im übrigen mit der üblichen Gangsperrung versehen sind, tragen an ihren über die Steuerkolben 16 bis 18 hinausreichenden Verlängerungen 38, 39,

40 isolierte, an Masse geschlossene Schaltkontakte/, die bei vollendetem Schaltvorgang über die Kontakte g- und den Schleifkontakt 26 das Solenoid

41 zum Einschalten der Motorkupplung an Masse legen. An dem gemeinsamen Anker 42 der SoIenoide 7 und 41 ist ein Kipphebelschalter 43 angeschlossen, der bei geschaltetem Solenoid 41 über den Kontakt h das Solenoid .44 an Masse legt. Durch das Solenoid 44 wird der Steuerschieber 45 betätigt, der in einem Gehäuse 46 verschiebbar geführt ist. In dem Gehäuse 46 ist ferner der Arbeitskolben 47 für die Betätigung der in bekannter Weise unter Federwirkung stehenden Motorkupplungsmuffe 48 eingebaut. An das Gehäuse 46 ist ferner ein Druckmembranschalter 49 angeschlossen, der bei ausgelöster Motorkupplung durch das über die Bohrungen 50, 51 und den Ringkanal 52 geleitete Drucköl beaufschlagt wird. Über die Bohrungen 53 und den Ringkanal 54 wird der Membranschalter 49 bei eingerückter Motorkupplung wieder drucklos gemacht und ist damit ausgeschaltet. Der Membranschalter 49 ist mit dem Umschalter 55 stromleitend verbunden,, der den SoIenoiden 28 und 30 ,abwechselnd Strom zuführt. Der Umschalter 55 wird durch eine Feder 56 in der Schaltstellung für die Beaufschlagung des SoIenoiden 28 für die Aufwärtsschaltung der Gänge gehalten. Der Gasfußhebel 57 kann über die Vollgasstellung hinaus ausgeschwenkt werden, wobei er gegen den Druck der Feder 56 den Schalter 55 auf das ' Solenoid 30 schaltet. Gleichzeitig wird dabei vom Gasfußhebel 57 der Schalter 58 betätigt, der das Solenoid 7 erregt und damit die Motorkupplung ausschaltet.

Die Masseverbindung des Kippschalters 43 erfolgt, über eine Kontaktstelle 59, die bei einer Motordrehzahl von zweckmäßig etwa 500 bis 600 n/min durch den Fliehkraftregler 60 an Masse gelegt wird. Der Fliehkraftregler 60 ist dabei so ausgebildet, daß er, gegen eine lineare Feder 61 wirkend, bei steigender Drehzahl voneinander getrennter Fliehkraftgewichte 62, 63 Gegenanschläge des Reglergehäuses außer Wirkung setzt. Der Fliehkraftregler 60 betätigt die Reglerstange 64, die eine Kontaktstelle i für die Schleifkontakte k aufweist. Die einzelnen Kontaktstellen der Schleifkontakte k werden durch den ebenfalls am Instrumentenbrett befindlichen und von Hand betätigten Schalter 65 kurzgeschlossen. Der Schalter 65 dient zur Veränderung der drehzahlabhängigen Schaltung der Getriebegänge.

In Abb. 2 ist 66 das Schwungrad des nicht besonders dargestellten Motors. Mit 67 ist die Kupplungsscheibe bezeichnet, während 68 den Kupplungsanpreßhebel darstellt, der von der Kupplungsmuffe 48 betätigt wird. Zwischen dem Ende der Kurbelwelle 69 und der Kupplungsscheibe 67 ist ein Element eingebaut, das aus einer Reibscheibe 70

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und einer mit einem Kontaktarm 71 versehenen Hülse 72 besteht, die durch eine Anpreß feder 73 gegen die Reibscheibe 70 gedrückt wird. An dsr Stirnfläche 74 des Kurbelwellenendes ist ein Anschlagstift 75 sowie eine isolierte Kontaktstelle / vorgesehen; zwischen denen bei gelöster Kupplung der Kontaktarm 71 frei beweglich ist. Auf einem Bund 76 des Schwungrades 66 sitzt ein isolierter Schleifring ¹J¹J, der mit einer isolierten Schleifkerze 78 in kontaktgebender Verbindung steht. Der. Schleifring yy und die Kontaktstelle / sind stromleitend verbunden. Von der Schleifkerze 78 führt eine Leitung zu dem Solenoid 79, durch das ein Steuerkolben 80 betätigt wird. Der Steuerkolben 80 ist gemeinsam mit dem Arbeitskolben 81 in dem Gehäuse 82 geführt. Der Arbeitskolben 81 ist dabei über das Gestänge 83, 84 mit dem Vergaserhebel 85 verbunden. Das Gehäuse 82 enthält eine Bohrung 86, die durch eine nicht dargestellte Rohrleitung an die Bohrung 87 des Gehäuses 46 angeschlossen ist.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende: Nach Anlassen des Motors, d. h. bei seiner Leerlaufdrehzahl, wird der Schaltknopf 2 mit der Hand auf den ersten Gang geschaltet. Mit der Verstellung der Schaltstange 1 wird über den Bowdenzug 8 der Steuerschieber 9 in seinem Gehäuse 12 bewegt. Der Steuerschieber 9 gelangt dabei mit seiner Querbohrung 11 zu der Bohrung 23' in eine Stellung, die das im Gehäuse 12 befindliche und in den Kanal 10 eintretende Drucköl zum Durchtritt in den Arbeitszylinder 13 freigibt. Der Steuerkolben 9 wird in dieser Stellung am Rastenkörper 25 durch die Kugelsperre 32 fixiert. Beim Eintritt des Drucköls in den Arbeitszylinder 13 wird der Arbeitskolben 16 gegen die Kraft einer Feder 22 nach rechts verschoben und mittels der mit dem Kolben verbundenen Schaltstange 35 die Schaltgabel für die Räder des ersten Getriebeganges betätigt. Letztere greift dabei in üblicher Weise in die Schaltmuffe einer Synchronisierung für den ersten Gang ein. Beim Verschieben des Kolbens 16 wird gleichzeitig die Verlängerung der Schaltstange 35 nach rechts bewegt, wodurch die Kontaktstelle f des ersten Ganges mit der Kontaktstelle g des Schleifkontaktes 26 in Berührung kommt. Hierdurch wird eine leitende Verbindung mit dem Solenoiden 41 hergestellt und der Kippschalter 43 ebenfalls nach rechts bewegt, d. h. der Kippschalter 43 befindet sich damit in der Einrückstellung für die Betätigung der Motorkupplung. Dadurch ist die Gewähr gegeben, daß die Kupplung erst eingeschaltet werden kann, wenn der Getriebegang ganz eingerückt ist. Die Motorkupplung ist jedoch bis dahin noch nicht eingeschaltet. Beim Gasgeben wird nun bei etwa 500 bis 600 Umdrehungen der Kurbelwelle der Kontakt i durch den Fliehkraftregler 60 geschlossen, wodurch das Solenoid 44 erregt wird und den Steuerschieber 45 derart verstellt, daß Drucköl durch eine Bohrung des Gehäuses 46 den Arbeitskolben 47 beaufschlagt, so daß dieser nach links verschoben und die federbelastete Kupplungsmuffe 48 eingerückt wird.

Durch den mit der Hand betätigten Schalter 65 ist dabei gleichzeitig die Möglichkeit gegeben, den Fliehkraftregler 60 bei verschieden gewünschten Drehzahlen des Motors, beispielsweise 2000, 3000, 4000 n/min, ansprechen zu lassen. Hierdurch kann die Drehzahl der drehzahlabhängigen Getriebeschaltung vom Fahrer bestimmt werden. Wird z. B. der Schalter 65 auf eine Drehzahl von 4000 eingestellt, so wird das Solenoid 7 erregt und damit. der Kippschalter 43 in seine Ausrückstellung für die Betätigung der Motorkupplung bewegt. Die Kontaktstelle h wird dadurch unterbrochen und das Solenoid 44 stromlos. Der Steuerschieber 45 wird nun in seine Ausrückstellung für die Motorkupplung zurückgezogen und der Arbeitskolben 47 drucklos. Er gelangt dabei unter dem Druck der zentralen Kupplungsfeder in seine andere Endlage. In dieser Stellung des Arbeitskolbens 47 gelangt Drucköl über die Bohrung 51 und den Ringkanal 52 in die Bohrung 50. Dadurch wird .einerseits der Membranschalter 49 geschlossen, andererseits gelangt Drucköl in die Bohrung 87 und wird über eine Rohrleitung und die Bohrung 86 in den Steuerschieberraum des Gehäuses 82 (Abb. 2) geleitet.

Durch den Membranschalter 49 wird über den Umschalter 55 dem Solenoid 28 Strom zugeführt. Dadurch wird die Steuerklinke 29 betätigt und go greift in die entsprechende Kerbe des zweiten Ganges am Rastenkörper 24 ein. Der Steuerschieber 9 wird nunmehr so weit vorgestellt, bis die Querbohrung des Steuerschiebers über die Bohrung 23" des Arbeitszylinders 14 steht, so daß diesem nunmehr Drucköl zugeführt und der Arbeitskolben 17, die Stange 36 und damit die Schaltgabel 20 und die Verlängerung 39 in ihre Stellung für die Schaltung der Räder des zweiten Ganges gelangen. Das aus dem Arbeitszylinder 13 zurückströmende Öl kann über im Steuergehäuse vorgesehene Bohrungen abfließen. Entsprechend der beschriebenen Schaltung des ersten Ganges wird über die Kontaktstelle g des Schleifkontaktes 26 nunmehr wieder das Solenoid 41 erregt, wodurch sich der Vorgang des Eindickens der Motorkupplung wiederholt.

Während sich die Motorkupplung im gelösten Zustand befand, ist wie bereits ausgeführt, Drucköl zum Steuerschieber 80 des Gehäuses 82 gelangt. Beim Synchronisieren der Kupplungsscheibe 67 auf no die neue Getriebedrehzahl wird sich im allgemeinen eine Drehzahldifferenz zwischen Schwungrad 66 und der Kupplungsscheibe 67 einstellen. Je nachdem, ob nun die Kupplungsscheibe 67 oder das Schwungrad 66 voreilt, wird durch die Reibscheibe n₅ 70 die Hülse 72 mittels des Kontaktarmes 71 stromleitend mit der Kontaktstelle I verbunden, oder der Arm 71 wird gegen den Anschlag 75 gelegt. Im ersten Fall wird über den Schleifring jy und die Schleifkerze 78 das Solenoid 79 erregt und von diesem der Steuerschieber 80 betätigt. Der Steuerschieber 80 gibt dabei durch Bohrungen in der Trennwand des Steuergehäuses Drucköl in den Arbeitszylinder frei, wodurch der Arbeitskolben 81 in seine Vollgasstellung bewegt wird. Im entgegengesetzten Fall wird der Vergaserhebel 85 über das

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Gestänge 84, 83 und den Arbeitskolben 81 in die Leerlaufstellung gerückt. Durch diesen Vorgang wird die Wirkung erzielt, wie sie bei normal ausgebildeten Getrieben durch das sogenannte Schalten mit Zwischengas erreichbar ist.

Sinngemäß erfolgt in gleicher Weise die Schaltung der übrigen Gänge des Getriebes, und zwar immer dann, wenn der Motor die durch den Schalter 65 eingestellte Drehzahl erreicht hat. Nach dem Schalten des letzten Ganges wird von der Schaltstange 37 ein Endschalter 88 betätigt, durch den das Solenoid 28 von der Masse getrennt wird und ein weiteres Schalten der Getriebegänge unmöglich gemacht ist.

Durch die erfindungsgemäße Arbeitsweise des Kipphebeischalters 43 wird das Abwärtsschalten der Getriebegänge verhindert. Das Abwärtsschalten erfolgt in Abhängigkeit vom Gasfußhebel 57, der kurz vor Erreichen seiner Vollgasstellung den Um-

ao schalter 55 gegen den Druck der Feder 56 so verstellt, daß das Solenoid 30 erregt wird. Wenn der Gasfußhebel 57 sich in der Vollgasstellung befindet, wird der Schalter 58 betätigt, der seinerseits wieder das Solenoid 7 erregt. Dadurch wird in bereits beschriebener Weise die Motorkupplung gelöst und ferner mittels der Steuerklinke 31 der nächst- :■ niedere Gang geschaltet. Um zu verhindern, daß sich beim Abwärtsschalten eine zu höhe Motordrehzahl ergibt, wird das Solenoid 33 bei einer bestimmten eingestellten Sperrdrehzahl, beispielsweise 5000, durch den Fliehkraftregler 60 erregt und dadurch die Sperrklinke 34 in den Rastenkörper 25 eingerückt.

Unabhängig von der automatisch-elektrisch-hydraulischen Schaltung der Getriebegänge' kann jederzeit über den Schaltknopf 2 willkürlich durch den Fahrer die Schaltung eines beliebigen Ganges erfolgen, Beim Betätigen des Schaltknopfes 2 in der einen oder anderen Richtung wird in jedem Fall' über die Kontaktstellen b-d oder b'-e die Motorkupplung über das Solenoid 7 ausgerückt.

Über den Inhalt der Patentansprüche hinausgehende Teile der Beschreibung dienen nur der Erläuterung und sind nicht Gegenstand der Erfindung.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   ι. Schalteinrichtung für Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen, bei der zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses im Getriebe der Kupplungs- und der Schaltvorgang elektrisch gesteuert und hydraulisch bewirkt werden, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Synchronisierung der miteinander zu kuppelnden Hauptantriebsteile, d. h. des Motors und der mit ihm über die Hauptkupplung verbundenen Getriebeeingangswelle, elektrisch eingeleitet und hydraulisch ausgeführt wird. ^
2. 2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kurbelwelle des Motors und der Kupplungsscheibe ein elektrisches Kontaktelement vorgesehen ist, das beim Voreilen bzw. Nacheilen des Motors ein Solenoid betätigt, dessen Steuerkolben die Druckölzufuhr aus dem Gehäuse des Arbeitskolbens für die Betätigung der Motorkupplung in deren ausgelöster Stellung derart regelt, daß ein Arbeitskolben das Vergasergestänge betätigt, so daß ein Gleichlauf zwischen Motorschwungrad und Kupplung bewirkt wird.

   Angezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 805 597, 711 645; französische Patentschrift Nr. 925 002;
   britische Patentschrift Nr. 683 996.

   - Hierzu 1 Blatt Zeichnungen