DE2048909C3

DE2048909C3 - Selbsttätige, drehzahlabhängige Schalteinrichtung für Zahnrädergetriebe

Info

Publication number: DE2048909C3
Application number: DE2048909A
Authority: DE
Inventors: Tadao Asano; Koichiro Hirozawa
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1969-10-07
Filing date: 1970-10-06
Publication date: 1975-06-12
Also published as: GB1330318A; DE2048909A1; DE2048909B2; US3677104A

Description

vorrichtung betätigt. <8& JhrerseitB den ei Kopplungs- und Schaltvor^aagseibstiaUg au

anüc&ea

Aus der DT-PS 572 002 ist eine Vorrichtung nach dem Ausgangspunkt der Erfindung bekannt, die zum selbsttätigen Einstellen der Übersetzung eines Kraftfahrzeuges dient und einen Fliehkraftregler aufweist, der von der Motorwelle mit konstanter Übersetzung angetrieben wird und entsprechend einer vorbestimm-ItetrDrehgeschwindigkeit «in Steuerventil verstellt, das " eine mit dem Wechselgetriebe verbundene hydrauli- ¥Ke_?)jStellVorrichtung mit doppeltwirkenden Kolben & 8ie nicht bloß das Obersetzungsverhältnis ohne nbetätigung einer Kupplung stetig verstellt, Tauch nach Erreichung einer Lage für schnellen

U-.

enthalten kamt. Diese beenthält eise Pumpe, die von der ausgangswefle angetrieben wird und Drucken* ie einen Zylinder mit einem einfacb wirkentolbeti einspeist Die Kolbenstange betätigt eine Nockenvonrichaing mit zwei verschiedenen Nockenflächen, von denen die eine die eigentliche Zahnradschaltung und dieaadere ein Wählerventil steuert. Von der Zyundereingangsleitung geht ein eine DrossefsteJle

» enthaltender Zweig ab. der mit dem hinter dem Kolben Hegenden Raum des Zylinders und außerdem mit dem Pumpeneingang verbunden ist. Außerdem münden in den Zylinder an Stellen, die in der Ausgangsstellung des Kolbens zwischen der Kolbenrückseiie und dem Anschluß für den eben erwähnten Zweig liegen, eine der AnrahJ der Schaltstufen entsprechende Anzahl von Leitungen, die Drosselstellen enthalten und den Zylinderraum mit der Rückleitung zur Pumpeneingangsseite verbinden. Eine solche gedrosselte Ableitung bewirkt, sobald ihre Anschlußstelle bei zunehmender Geschwindigkeit von dem Kolben passiert worden ist daß der Kolben zunächst in der neu gewonnenen Stellung anhält bis die Getriebeausgangswelle die Geschwindigkeit der betreffenden Stufe beträchtlich überschreitet und damit auch der Abgabedruck der Pumpe entsprechend erhöht wird. Auf den Kolben wirkt zusätzlich noch eine mechanische Vorrichtung oder ein Druck ein, die bzw. der von der Stellung der Drosselklappe abhängen.

Bei üblichen Geschwindigkeits-Schaltgetrieben ist es erforderlich, zur Wahl des Zahnradeingriffes eine Servo-Vorrichtung für jedes der Gabel- oder Klauenelemente vorzusehen, siehe z. B. DTPS 685 707. Da es nicht möglich ist diese Servo-Vorrichtungen gleichzeitig zu betätigen, auch nicht wenn Kupplungen oder Bremsvorrichtungen iw mit Planetengetrieben ausgestatteten Vorrichtungen vorgesehen sind, müssen wenigstens zwei Klauenelemente gesondert gesteuert werden. Daraus ergibt sich der komplizierte Aufbau der bekannten Einrichtungen und die damit verbundenen Nachteile.

Die Erfindung bezweckt eine äußerst zuverlässige und einfache Geschwindigkeit-Wechselvorrichtung zu schaffen. Nach der erfindungsgemäßen Lösung können unter verringerter Drehkraft der Kurvenscheibe mehrere Schaltglieder geführt werden, wobei ein einziger Rückkoppluiigskreis für die automatischen Geschwindigkeits-Wechsel vorgänge ausreicht
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Aus der DT-AS 1 189 866 ist eine Vorrichtung zum Schalten von Kraftfahrzeug-Wechselgetrieben bekannt, bei der die einzelnen Getriebeschaltglieder über Stifte in Kurvenschlitzen einer in beiden Richtungen schrittweise drehbaren Kurvenscheibe betätigbar sind, die zugleich ein Schrittschaltrad bildet und dafür am Umfang für beide Drehrichtungen mit je einer'Rastengruppe versehen ist. Für die unmittelbare Betätigung

feil auf Steif Weite ein in beide st&wenkbferer S&Wiebei angeordnet der aJwj2»p'i^ali{we^KifengHff in beT^e Ra-

ΐπ einer seine* beiden SöiwenkVichtungen betaSgbar ist Die Kurvenscheibe jsf weiterhin als Füfirongsorgan mit AusnehmungwKaid einem Anschlag versehen, die mit Sperrvorrichtungen zusammenwirken, welche durch besondere, den einzelnen Be- ίο¹ twebszustSjiden zugeordnete Schalter betätigbar sind und so im Sinne einer Rückkopplung auf die Signalgebüng wirken, allerdings in mehreren Kreisen. "

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden beispielsweise erläutert und dargestellt Es zeigt

F i g. t einen Längsschnitt durch em Wechselgetriebe Jn einem Teil einer erfindungsgemäßen Schalteinrichtung,

Fig.2 einen Schnitt entlang der Linie A-A¹ der Fi g. 1 zur Veranschaulichung einer Kurvenanordnung,

^!Fig.3 eine vereinfachte Darstellung einer erfindungsgemäßen Schalteinrichtung und

F i g. 4 und 5 der F i g. 2 ähnliche Darstellungen zur Veranschaulichung von abgewandelten Ausführungsformen der Steuerkurven.

F i g. 1 veranschaulicht ein Wechselgetriebe mit Synchroneingriff, das über eine Schalteinrichtung nach der Erfindung betätigbar ist das Getriebe hat eine Eingangswelle 10, eine Ausgangswelle 1! und eine Reibungs-Kupplungseinheit 12.

Auf der Eingangswelle 10 sitzt ein Eingangszahnrad 18, das ein Gegen- oder Vorgelege· Eingangszahnrad 19 und damit eine Vorgelegewelle 20 treibt auf der ferner die Zahnräder 21, 25 und 30 angeordnet sind, von denen das Zahnrad 21 mit dem Zahnrad 17,25 mit 24 und 30 mit 29 kämmt

Eine auf der Abtriebsseite liegende Buchse 13 sieht mit ihrer Bohrung in Keilnutverzahnung mit der Ausgangswelle U und drückt bei Bewegung nach rechts einen ersten inneren Synchronisationsring 15 entlang dem Stift 14 gegen einen äußeren Ring 16, so daß das Zahnrad 17 mit der Abtriebswelle U synchronisiert wird und dabei in Keilnutverbindung mit der Buchse 13 tritt.

Bei Bewegung der Buchse 13 nach links wird ein zweiter Synchronisations-lnnenring 22 entlang dem Stift 14 gegen einen Außenring 23 gedrückt. Dabei werden das zweite Zahnrad 24 und die Ausgangswelle 11 synchronisiert.

Weiter ist für einen höheren Geschwindigkeitsbereich eine Buchse 26 vorgesehen, deren Bohrung in Keilnutverbindung mit der Ausgangswelle U steht und die einen dritten Synchronisationsring 28 entlang einem Keil 27 nach rechts in Druckberührung mit einem dritten Zahnrad 29 bringt bzw. einen Synchronisationsring 31 für die Höchstgeschwindigkeit nach links in Druckberührung mit dem Eingangszahnrad 18 bewegt.

Insbesondere an Hand von F i g. 3 wird nachstehend die Schalteinrichtung für ein Getriebe nach F i _b. 1 erläutert. Die Schalteinrichtung weist einen ölbehälter 32 auf, und die darin enthaltene Flüssigkeit wird mittels der Pumpe 33 durch eine Leitung 34 einer öffnung 36 in einem Steuerventil 35 zugeführt. Das Steuerventil 35 weist einen Ventilkolben 37 und einen verschiebbaren Stopfen 38 auf der Seite auf. Eine Feder 39 ist zwischen diesen Teilen angeordnet. Eine Feder 40 liegt zwischen dem linken Ende des Kolbens 37 und der linken End-

Dito; rechte gnäe des ver ist' io ^rßhrui}g "πΑ 'tfoe ttveBsch^¥^L /

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Das Steuervenfil35ist ferner mif yffkangjen 42/43, •|£, 45!, 46 und 4f ausgeböSet per Venfflkolnen 37 weis] einen Absatz48 zur SteuerongäerÖffnung43, eben Absatz 49 zur Steuerung der öffnung 36"und einen. Absatz 50 zur Steuerung der'Öffnung 46, Ein Druckregler 51 sorgt für die Erzeugung eines Hydraulikdruckes, der den Umdrehungen dar 'Radachse entspricht Der von der Pumpe 33 erzeugte Hydraulikdruck wird über eine Leitung 52 dem Druckregler 51 zugeführt, von dem aus der Druck über eine Leitung 53 zur Öffnung 42 geht

Überschüssiges Strömungsmittel, das nicht für die Leitungen 34 und 52 benötigt wird, geht über eine Leitung 54 zu einem Rückschlagkugelventil 56, das durch eine Feder 55 gesichert ist und von dem aus eine Leitung 57 zurück zum Tank geht per Strömungsmitteldruck in den Leitungen 34 und 52 ist demnach konstant Der an der Öffnung 44 auftretende Druck geht über eme Leitung 58 zur Hochschalt-Kammer 60 eines Stellmotors 59. Der Druck an der öffnung 45 geht über eine Leitung 61 zur Herunterschalt-Kammer 62. Die Kurvenscheibe 41 hat eine Bohrung 63, die rechteckige Erweiterungen aufweist in die ein Stift 65 eingreift der auf einer Welle 64 angeordnet ist Die Kurvenscheibe ist damit fest auf der Welle 64 und zusammen mit dieser drehbar. Die Welle 64 ist dadurch drehbar, daö sie zwischen dem Gehäuse des Stellmotors 59 und einem Gehäuseteil 59' gelagert ist das die Kurvenscheibe 41 überdeckt Ein Drehkolben 66 ist an der Welle 64 befestigt und dreht sich in dem Stellmotor 59. Am äußeren Ende des Drehkolbens 66 ist ein Dichtungselement 67 angeordnet das mit der Innenfläche des Stellmotors 59 abdichtet. In der Kurvenscheibe 41 sind Kurvenschlitze 68 und 69 unabhängig voneinander und einander gegenüber ausgebildet. Stifte 70 und 71 greifen in die Schlitze 68 bzw. 69 eia An den unteren Enden der Stifte 70 und 7t sind die Klauenelemente 72 bzw. 73 befestigt die dazu dienen, die Buchse 26 für den oberen Geschwindigkeitsbereich bzw. die Buchse 13 für den unteren Geschwindigkeitsbereich nach links und rechts zu bewegen. Im Stellmotor 59 ist ein Trennglied 74 angeordnet das mit einem Dichtungselement 75 gegen die Welle 64 abgedichtet ist

Die Arbeitsweise der Schalteinrichtung wird nachstehend erläutert.

Das im Tank 32 befindliche öl wird durch die Pumpe 33 und über die Leitung 34 der öffnung 36 des Steuerventils 35 zugeführt. Zum Anfahren eines Kaftfahrzeuges wird der Schalthebel für das Wechselgetriebe in die Stellung des ersten Ganges bewegt. Diese Bewegung des Schalthebels ist durch die strichpunktierte Pfeillinie B angedeutet. Dabei wird das Steuerventil 35 so betätigt, daß das Wechselgetriebe auf den ersten Gang gestellt wird. Bei Ii höhung der Anzahl der Umdrehungen und bei entsprechend erhöhtem Druck des Druckreglers 51 wird der Druck der öffnung 42 durch die Leitung 53 /.ugeführt. Dadurch wird der Ventilkolben 37 mit Bezug auf F i g. 3 nach rechts verschoben, so daß die durch den Absatz 49 verschlossene öffnung 36 geöffnet wird. Die öffnung 36 tritt dadurch in Verbindung mit der Öffnung 44.

Das Druckmittel, das von der Pumpe 33 zugeführt wird, wird damit in die Hochschaltkammer 60 des Stellmotors 59 eingeleitet, um den Kolben 66 zu bewegen. Die Welle 64 wird dabei, siehe F i g. 3, im Uhrzeigersinn zusammen mit dem Drehkolben 66 gedreht.

Gleichzeitig wird die auf der Welle 64 befestigte Kurvenscheibe 41 ebenfalls in Uhrzeigerrichtung gedreht Dabei werden ,die Stifte 70 und 71, die in die Kurvenschlitze 68 und ά), eingreifen, entlang ,dieser Schlitze nach redrts und links bewegt,, um entsprechend die Klauen zif,belegen,'die fest mit den Stiften 70 und 71 verbunden sind., Entsprechend werden die Buchsen 26 für den höheren und 13 für den unteren Geschwindigkejtsbereich für d^n Schaltvorgang bewegt, ,

tKirch Drehufigder Kurvenscheibe 41 in Uhrzeigerrichtung wird die Nockenfläche 4la in derselben Richtung bewegt und bewirkt dabei, daß der Stopfen 38 nach links gedrückt wird, da der Durchmesser des Nokkenrandes 41a allmählich zunimmt Das Ventil 37 wird in die ZeichnungssteUung durch die Feder 39 zurückgedruckt, wobei die öffnung 36 durch den Absatz 49 verschlossen wird. Dadurch wird die Druckzufuhr zu der Hochschalt-Kammer 60 beendet und der Druckkolben 66 sowie die Klauenglieder 72 und 73 in den bestimmten Stellungen gehalten. Die Bedingungen für den Geschwindigkeits-Wechselvorgang werden damit entsprechend der Anzahl der Umdrehungen aufrechterhalten.

Wenn die Anzahl der Umdrehungen abnimmt und der Reglerdruck des Druckreglers 51 sinkt, wird der Ventilkolben 37 nach links bewegt, wodurch der Absatz 49 zur Freigabe der öffnung 36 veranlaßt wird, die in Verbindung mit der Öffnung 43 gebracht wird. Damit wird der Druck der Herunterschalt-Kammer 62. über die Leitung 61 zugeführt Der Kolben 66 wird in Verbindung mit der Welle 64 entgegen dem Uhrzeigersinn bewegt Die Kurvenscheibe 41 wird im gleichen Sinne gedreht und dabei die Stifte 70 und 71 und die von diesen abhängigen Klauen 72 und 73 in der Weise bewegt, daß die Bedingungen für den vorstehend beschriebenen Geschwindigkeit^- Wechselvorgang aufgehoben werden. Damit wird ein neuer, der Anzahl der Umdrehungen entsprechender Schaltvorgang ermöglicht

Der Steuerventilkolben 37 wird gleichzeitig in die in

der Zeichnung dargestellte Stellung durch die Bewegung der Nockenfläche 41a zurückgestellt. Da die öffnung 36 durch den Absatz 49 verschlossen ist, behalten die Klauen 72 und 73 die Stellung, in .die sie bewegt worden sind, und halten damit die Bedingung für den Schaltvorgang aufrecht Jn diesem Fall kann der Schaltvorgang in Abhängigkeit von-der Maschinenleistung ausgeführt werden, indem der Reglerdruck durch die Maschinenleistung gesteuert wird.

ίο Bei der vorliegenden Ausführungsform arbeitet der Stellmotor 59 mit einem Drehkolben. Es kann jedoch auch ein Zylinder mit linear beweglichem Kolben sein. Außerdem kann im Fall einer halbautomatischen Vorrichtung die Anordnung derart gewählt werden, daß

is der Schalthebel »ft< mit dem Steuerventilkolben 37 in der durch die strichpunktierte Linie in F i g. 3 angedeuteten Weise verbunden ist Der Steuerventilkolben wird dann bewegt ohne Reglerdruck vom Druckregler einzuführen.

ίο In den F i g. 4 und S sind Kurvenschlitze 169 bzw. 269 dargestellt die eine von den Kurvenschlitzen 68 und 69 in F i g. 2 abweichende Form haben, in F i g. 2 sind die Kurvenschlitze 68 und 69 so ausgeführt daß die beiden Schlitze unabhängig voneinander sich gegenüberliegen.

In F i g. 4 ist ein einziger Kurvenschlitz 169 vorgesehen, dessen Enden nicht aufeinandertreffen.

In Fig.5 hat der einzige Kurvenschlitz 269 keine freien Endabschnitte, sondern bildet eine geschlossene Form. Mit Bezug auf die Arbeitsweise und die techni sehen Wirkungen bestehen jedoch keine grundsätzli chen Unterschiede zwischen den Schlitzen nach F i g. 2 und denen nach F i g. 4 und 5, mit der Ausnahme, daß durch Verwendung eines einzigen Kurvenschlitzes, wie in F i g. 4 und 5, der Neigungswinkel der Nockenfläche verringert wenden kann. Damit wird eine zuverlässige Steuerung bei geringerer Drehkraft gewährleistet Auch ist es nicht erforderlich, daß der Nocken einen großen Durchmesser hat

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Schakeinrid^ iem tydrauJtit dasd« it mm bzw. einen Signal· windigkeit emßr Einrichtung ebben des Stellmotors das in, Wirfcvererset/ung äridernferner cine die AnitHT"vorgebende Vorv-isC^a durch gckenn-" .mit äciii Kolben (66} des "*"'*^Jp9) verbundene unmittelbar eine Kurvenscheibe (41) stellt die die Schaltklauen (70 bis 73) mittelbar führt und die in Abhängigkeit von ihrer Drehstellung auf den Kolben (37) des Steuerventils entgegengesetzt zu dem Signalgeber (51) einwirkt
2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Stellmotor (59) einen Drehkolben (66) aufwebt dessen Welle (64) fest mit der Achse (63) der Kurvenscheibe (41) verbunden ist.
3. Schalteinrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet daß in einen Kurvenschlitz (169; 269) der Kurvenscheibe (41) mehrere Stifte (70,71) eingreifea
4. Schalteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß der Kurvenschlitz (269) eine geschlossene Form bildet.
5. Schalteinrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet aaß die Kurvenscheibe (41) zwei einander gegenüberliegende Äurvenschlitze (68,69) aufweist in die jeweils ein Stift (70, 71) eingreift.
6. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine an der Kurvenscheibe (41) ausgebildete Nockenfläche (4Ie), die in Berührung mit einem verschieblich angeordneten Stopfen (38) steht an dem über eine Feder der Kolben (37) des Steuerventils (35) abgestützt ist.
7. Schalteinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das von dem Stopfen (38) abgekehrte Ende (48) des Steuerventilkolbens (37) in einer Kammer liegt die an den Ausgang eines von einer Betriebsgeschwindigkeit abhängigen Druckreglers (51) angeschlossen ist.

... Ventil aus drehbar and ver

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