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Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Gangumschalteinrichtung für ein Fahrzeug, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Eine Gangumschalteinrichtung dieser Art ist bekannt aus
US 4 593 580 A . Wenn das Antriebszahnrad mit einem ersten Abtriebszahnrad in Eingriff gebracht ist, und das Antriebszahnrad es erfordert mit diesem Abtriebszahnrad außer Eingriff gebracht zu werden, und das Antriebszahnrad es erfordert mit einem zweiten Abtriebszahnrad in Eingriff gebracht zu werden, wird das Drehmoment der Antriebswelle zunächst auf Null reduziert, worauf das Antriebszahnrad mit dem ersten Abtriebszahnrad außer Eingriff gebracht wird. Die Antriebswellen-Drehzahl wird dann mittels einer Regelungseinrichtung in Übereinstimmung gebracht mit der Drehzahl eines zweiten Abtriebszahnrades, in einer solchen Art und Weise, dass ihre Umfangsgeschwindigkeiten gleich sind, woraufhin das Antriebszahnrad somit in Eingriff gebracht wird.
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Da die Drehzahl des Antriebszahnrades oder des zweiten Abtriebszahnrades oder beider dieser Zahnräder während des Gangwechsels variiert, kann, um eine solche Übereinstimmung zu erreichen, entweder aufgrund der Tatsachen, dass die Maschinenleistung oder die Fahrzeuggeschwindigkeit und dadurch die Drehzahl der Abtriebszahnräder relativ schnell geändert werden, der Zeitabstand, in dem ein Gangwechsel möglich ist, sehr klein sein. Da der Fahrzeugfahrer eine konstante Kraft auf den Ganghebel ausübt, um den Gangwechsel zu erreichen, d. h. Unternehmungen gemacht werden, um die Zahnräder in Eingriff zu bringen, kann, bevor die Drehzahlen der Zahnräder angepasst werden, ein stetiges Gleiten oder Schaben der Zahnradzähne gegeneinander auf ein solches Ausmaß leicht auftreten, dass ein Gangwechsel erfolgen kann. Ferner kann ein Zahnbruch auftreten, wenn die Zahnräder in Eingriff gebracht werden, bevor ihre Drehzahlen in komplette Übereinstimmungen gebracht wurden.
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In manuell betriebenen Getrieben ist die Versetzungsgeschwindigkeit für das Zahnrad, das durch den Nehmerzylinder während der Ineingriffnahme bewegt wird, eine Funktion der Kraft, die auf den Ganghebel ausgeübt wird. Daher kann der Gangwechselbetrieb nicht während des oben erwähnten Zeitabstandes ausgeführt werden, und die Zahnräder können gegeneinander schlüpfen oder kratzen.
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Wenn beispielsweise die Kraft groß ist, kann der Gangwechsel zu schnell ausgeführt werden. Wenn andererseits die Kraft zu klein ist, kann daraus resultieren, dass der Gangwechselbetrieb nicht innerhalb des oben erwähnten Zeitabstandes begonnen oder ausgeführt wird.
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Eine hydraulische Gangumschalteinrichtung mit doppeltwirkenden hydraulischen Zylindern ist bekannt aus dem norwegischen Patent
NO 171426 B .
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Die
DE 696 01 157 T2 offenbart ein spezielles Druckreduzierventil zum Reduzieren des Druckes in den Schaltungen von doppeltwirksamen, geschlossenen Hydrauliksystemen, beispielsweise bei Gangschaltungssystemen für Kraftfahrzeuge. Das System umfasst ein abhängiges Betätigungsorgan und ein Hauptbetätigungsorgan, ein Ventilgehäuse, das einen ersten Sitz aufweist, der zwei Räume bildet, wobei der erste Raum derart angeordnet ist, dass er mit der ersten Schaltung in Verbindung steht, und wobei der zweite Raum derart angeordnet ist, dass er mit einem Reservoir für Hydraulikfluid in Verbindung steht. Im ersten Raum ist ein erster Ventilkörper und eine erste Feder vorgesehen, von der das eine Ende gegen einen Abschnitt des Gehäuses anliegt und das andere Ende gegen den Ventilkörper anliegt, so dass der Ventilkörper dichtend gegen den Sitz anliegt und zwar unter dem Einfluss der Kraft, die von dem Fluiddruck in der ersten Schaltung und der Kraft der ersten Feder ausgeübt wird. Unter dem Einfluss eines Öffnungskörperabschnitts, der seinerseits von dem Druck des Fluides in der zweiten Schaltung beeinflusst wird, wird der Ventilkörper in eine entgegengesetzte Richtung bewegt. Erfindungsgemäß bildet dabei der erste Sitz einen Abschnitt eines Ventilschiebers, der abdichtend in einer Bohrung in dem Gehäuse vorgesehen ist und der so angeordnet ist, dass er in der Bewegungsrichtung des Ventilkörpers gleitet und dass er von der ersten Feder über den Ventilkörper beeinflusst wird, wenn er gegen den Sitz ansteht. Die oben erwähnten Komponenten in dem Gehäuse des Reduzierventils bilden eine erste Ventileinrichtung, wobei im Gehäuse eine zweite ähnliche Ventileinrichtung vorgesehen ist, deren Ventilkörper derart angeordnet ist, dass er in der einen Richtung bewegt wird, um gegen seinen Sitz anzuliegen, und zwar unter dem Einfluss der Kraft, die von dem Druck des Fluides der zweiten Hydraulikschaltung ausgeübt wird, und der Kraft, die von einer zweiten Feder ausgeübt wird, und in einer entgegengesetzten Richtung bewegt wird unter dem Einfluss eines Öffnungskörperabschnitts, der seinerseits von dem Druck des Fluides in der ersten Schaltung beeinflusst wird, wobei die Öffnungskörperabschnitte der Ventileinrichtungen miteinander verbunden sind, und wobei die Ventilschieber von einer Federeinrichtung beeinflusst sind, welche versucht, die Ventilschieber in den Öffnungsrichtungen der jeweiligen Ventilkörper in dem Gehäuse zu bewegen.
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Auch die
DE 695 07 585 T2 beschreibt ein Hydrauliksystem und insbesondere ein Fahrzeug-Druckversorgungssystem mit einer Fluiddruckspeisepumpe, die über eine Magnetstromsteuerventileinrichtung mit einer Vielzahl an getrennten Fluiddrucksteuerkreisen verbunden ist. Die getrennten Fluiddrucksteuerkreise steuern jeweils separate Funktionen des Fahrzeugs. Weiter vorgesehen ist eine Einrichtung zum Abfühlen des Fluiddruckpegels in jedem Kreis, und eine elektrische Steuereinrichtung, die Signale von der Druckfühleinrichtung empfängt und die Steuerventileinrichtungen steuert, um den verfügbaren Pumpenstrom zwischen den Kreisen zu verteilen. Das System ist dadurch gekennzeichnet, dass jeder Fluiddrucksteuerkreis eine Funktionszustandsfühleinrichtung für jede Fahrzeugfunktion aufweist und die Druckfühleinrichtung Signale liefert, die den momentanen Druckpegel in jedem Kreis anzeigen. Die elektrische Steuereinrichtung umfasst einen Mikroprozessor, der die momentanen Funktionszustands- und Druckpegelsignale von den Kreisen empfängt und ein vorbestimmtes Minimaldruckpegelsignal für jeden Kreis speichert, was den minimalen Druck anzeigt, der nötig ist, um die jedem Kreis zugeordnete Fahrzeugfunktion weiter zu betätigen. Der Mikroprozessor speichert auch eine Kreisversorgungsprioritätshierarchie, die in Abhängigkeit von dem momentanen Funktionszustand eines jeden Kreises variabel ist, wobei die Mikroprozessorsteuereinrichtung die momentanen Funktionszustandssignale, die momentanen Druckpegelsignale und die Minimaldruckpegelsignale eines jeden Kreises verarbeitet und den verfügbaren Pumpenstrom auf die Kreise verteilt, um den momentanen Druckbedarf eines jeden Kreises mit dem Erfordernis, den minimalen Druckpegel eines jeden Kreises aufrecht zu erhalten, abzugleichen.
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Die
DE 697 02 616 T2 beschreibt ebenfalls eine Hydraulikeinrichtung zum Betätigen einer Vorrichtung durch Erzeugen eines Sekundärdruckes auf ein sekundäres Fluid in einer sekundären Kammer einer Arbeitsvorrichtung eines sekundären Systems als Funktion eines primären Signals, das über einen Betätigungskörper von einer primären Einrichtung eines primären Systems emittiert wird. Das sekundäre System ist ein Leitungssystem, das Folgendes aufweist: Ein Fluidreservoir, eine Fluidpumpe, die mit dem sekundären Fluid aus dem Reservoir gespeist werden kann und dieses Fluid mit einem erhöhten Druck der sekundären Kammer zuführen kann, mindestens ein Ventil mit zwei Betriebsstellungen, das in einer ersten Betriebsstellung die Fluidpumpe mit der sekundären Kammer verbindet, um ihr druckbeaufschlagtes Fluid zuzuführen, und in einer zweiten Betriebsstellung die sekundäre Kammer mit dem Fluidreservoir verbindet, um Fluid daraus zu entfernen, und eine Steuereinrichtung zum Steuern des Magnetventils. Die Steuereinrichtung weist einen Computer auf, der zum Empfangen des primären Signals ausgelegt ist und der mit mindestens einem Drucksensor verbunden ist, der seinerseits zum Ermitteln des sekundären Druckes und zum Senden eines elektrischen Signals, das diesem Druck entspricht, zu dem Computer ausgelegt ist. Der Computer ist so ausgebildet, dass er elektrische Signale bei einer festen Frequenz mit einer Periode T an das Magnetventil sendet, wobei diese Periode T in ein erstes Intervall T1, der währenddessen das Magnetventil in der ersten Betriebsstellung gehalten wird, und ein zweites Intervall T2 unterteilt ist, währenddessen das Magnetventil in der zweiten Betriebsstellung gehalten wird. Diese Intervalle sind mittels des Computers und eines darin vorgesehenen Algorithmus variabel, wobei ein mittlerer Druck, der während dieses abwechselnden Zuführens und Entfernens des sekundären Fluids zu – bzw. aus der sekundären Kammer geliefert wird, dem Sekundärdruck entspricht und über die Arbeitszylindervorrichtung eine Betätigungskraft ausgeübt wird, die dem Sekundärdruck gegen die Vorrichtung entspricht.
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Die
DE 69 108 255 T2 entspricht
NO 171426 B , beschreibt eine Gangschaltvorrichtung für Schaltgetriebe für Fahrzeuge, die wenigstens ein Paar von doppeltwirkenden Hydraulikzylindern aufweist, wobei das Paar aus einem doppeltwirkenden hydraulischen Hauptzylinder, dessen Kolben mittels eines Schalthebels bewegt werden kann, und aus einem doppeltwirkenden hydraulischen Hilfszylinder mit einem Kolben besteht, der über einen Mechanismus mit Gangwahlträgern in dem Schaltgetriebe verbunden ist. Die Zylinderräume sind in jedem Endabschnitt des Hauptzylinders über Leitungen mit den jeweiligen Zylinderräumen des Hilfszylinders verbunden, wobei in jedem Endabschnitt des Kolbens des Hauptzylinders eine Bohrung vorgesehen ist, deren erstes Ende in die Kolbenwand führt und deren zweites Ende in die angrenzende Endfläche des Kolbens führt. In jedem Endabschnitt des Zylinderteils des Hauptzylinders ist eine Bohrung vorgesehen, deren erstes Ende in die Zylinderwand führt und deren zweites Ende mit einem Fluidbehälter in Verbindung steht. Zusätzlich sind in dem Hauptzylinder Rückschlagventile vorgesehen, die es ermöglichen, dass Fluid von dem Behälter zu den entsprechenden Hauptzylindern strömt. Erfindungsgemäß weist jeder Endabschnitt des Kolbens des Hauptzylinders in an sich bekannter Weise einen äußeren und einen inneren Kolbendichtungsring auf, die in Abstandsintervallen vorgesehen sind, die in Längsrichtung des Kolbens berechnet sind. Weiter endet das erste Ende der Bohrungen in dem Kolben des Hauptzylinders in der Kolbenoberfläche zwischen den äußeren und inneren Dichtungsringen der jeweiligen Endabschnitte. Zudem führt das erste Ende der Bohrungen in dem Zylinderteil des Hauptzylinders an einer Stelle zwischen dem äußeren und dem inneren Dichtungsring in die Zylinderwand, wenn sich der Kolben in einer zentralen oder neutralen Position in dem Zylinder befindet. Der Hauptzylinderkolben ist so angeordnet, dass er weiter als die Strecke bewegt werden kann, die der Strecke von seiner neutralen Position zu der Position entspricht, die er einnimmt, wenn sich der Hilfszylinderkolben in einer Position befindet, in der ein Gang eingerückt ist. Schließlich wird der äußere Kolbendichtungsring in einem Hauptzylinderraum, dessen Volumen während einer solchen weiteren Bewegung erhöht wird, an der entsprechenden Bohrung vorbei bewegt, wobei dadurch eine Verbindung zwischen dem Behälter und dem angrenzenden Zylinderraum gebildet wird.
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Die
DE 698 07 697 T2 beschreibt ebenfalls eine Steueranordnung mit einer Gangsteuerung, welche einen Ganghebel aufweist und mit mindestens einem drehbaren Gelenk versehen ist, durch welches der Hebel relativ zu einer Betätigungskonsole zum Schalten zwischen einer Anzahl von Gangstellungen gelenkig gelagert ist, wobei die Gangstellungen des Ganghebels um das Drehgelenk für die Umwandlung in Gangstellungen eines Automatik-Getriebes in einem Kraftfahrzeug vorgesehen sind. Die Steueranordnung weist eine Bewegungsübertragungsanordnung auf, welche zwischen der Gangsteuerung und dem Getriebe angeordnet ist, wobei die Bewegungsübertragungsanordnung aus einem hydraulischen System mit mindestens einer primären hydraulischen Komponente, welche mechanisch mit dem Schalthebel gekoppelt ist, und mindestens einer sekundären hydraulischen Komponente, welche mechanisch an das Getriebe gekoppelt ist, besteht, und zum Kommunizieren mit der primären hydraulischen Komponente über einen hydraulischen Kreis vorgesehen ist.
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In dem hydraulischen Kreis ist ein steuerbarer Durchflussbegrenzer für den hydraulischen Fluss angeordnet, durch welchen die Gangstellungen und die vorhandenen Raststellungen gebildet sind. Sämtliche zuvor beschriebene aus dem Stand der Technik bekannte Gangumschalteinrichtungen weisen jedoch das Problem auf, dass während der Gangwechsel beschädigende Belastungen auf die Einzelkomponenten der Gangumschalteinrichtung wirken, die sich negativ auf die Dauerbelastbarkeit auswirken.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine hydraulische Gangumschalteinrichtung der in der Einleitung erwähnten Art bereitzustellen, die in einem weitaus geringeren Ausmaß durch die oben erwähnten Nachteile behindert wird, und insbesondere Gangwechsel erlaubt, die durch geringere auf die Gangumschalteinrichtung und insbesondere Getriebezahnräder wirkenden Belastungen gekennzeichnet ist und wobei dem Fahrer eines mit einer solchen Gangumschalteinrichtung ausgerüsteten Fahrzeugs das Gefühl einer stetigen Gangumschaltung vermittelt wird.
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Die Eigenschaften der Erfindung werden offenbart durch die charakteristischen Ausgestaltungen, die in den Ansprüchen angegeben sind.
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Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die Zeichnung genauer beschrieben, dessen einzige 1 ein schematisches Schaltbild einer Gangumschalteinrichtung gemäß der Erfindung ist, wobei die Figur den Zusammenschluss von Bauteilen der Einrichtung darstellt.
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Wie in der 1 dargestellt, enthält die Einrichtung gemäß der Erfindung eine hydraulische Gangumschalteinrichtung 10 mit einem doppeltwirkenden hydraulischen Geberzylinder 11, einen doppeltwirkenden hydraulischen Nehmerzylinder 12 und zwei Hydraulikleitungen 13, 14, die diese Zylinder miteinander verbinden.
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Es wird verständlich sein, dass die Zylinder jedoch auch einfachwirkend sein können und Rückholfedern enthalten, wobei sich in diesem Fall nur eine Leitung zwischen den Zylindern erstreckt.
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Der Geberzylinder kann mittels einer Auswahleinrichtung, beispielsweise einem Ganghebel 15, betrieben werden und der Nehmerzylinder 12 kann einen Betriebshebel 16 haben, der mit seinem Kolben verbunden ist, wobei der Hebel beispielsweise rückwärts und vorwärts bewegt werden kann, wie durch einen Doppelpfeil angedeutet.
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Das Fahrzeug, das mit der hydraulischen Gangumschalteinrichtung ausgestattet ist, enthält eine Maschine 20 mit einer Antriebswelle 21. Ein Endabschnitt der Antriebswelle erstreckt sich in ein Getriebe 30 und ein Antriebszahnrad 31 ist nicht drehbar mit diesem Endabschnitt verbunden. Das Antriebszahnrad kann jedoch mittels des Betriebshebels 6, beispielsweise entlang der Antriebswelle, bewegt werden.
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In dem Getriebe sind eine Anzahl von Abtriebszahnrädern mit unterschiedlichen Durchmessern eingebaut, es sind jeweils nur ein erstes und ein zweites Abtriebszahnrad 32 und 33 in der Figur dargestellt. Die Abtriebszahnräder 32, 33 sind so derart ausgebildet, dass sie sich zusammen mit jeweiligen ersten und zweiten Abtriebszahnradwellen 34, 35 drehen, die drehbar in dem Getriebe 30 eingebaut sind und verbunden sind mit einer Ausgangswelle 36, die sich aus dem Getriebe erstreckt. Diese Ausgangswelle 36 ist wiederum mit Antriebsrädern des Fahrzeugs (nicht dargestellt) verbunden.
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Wenn das Antriebszahnrad 31 mittels des Nehmerzylinder-Betriebsarms 16 entlang der Antriebswelle 21 bewegt wird, können das Antriebszahnrad 31 und dadurch die Maschinenantriebswelle 21 mit einem der Abtriebszahnräder 32, 33 verbunden werden. Durch Ineingriffnahme der unterschiedlichen Abtriebszahnräder kann die Aufgabe auf diese Art und Weise gelöst werden, indem unterschiedliche Drehmomente auf die ausgehende Welle 36, während konstanter Maschinenleistung und Drehzahl der Antriebswelle 21, ausgeübt werden und unterschiedliche Drehzahlen für sie erreicht werden.
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Die Gangumschalteinrichtung gemäß der Erfindung enthält einen Computer 40.
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Der Computer ist verbunden mit:
- – einer Gangumschalt-Betriebssensoreinrichtung S0, die eine Einrichtung S1 zum Anzeigen der Einleitung eines Gangumschaltbetriebes enthält, beispielsweise ein Drucksensor der den Druck der Hydraulikflüssigkeit in den Zylinderkammern (nicht dargestellt) des doppeltwirkenden Geberzylinders 11 detektiert, und der dazu ausgebildet ist, den Eintritt des Gangumschaltbetriebes aufrechtzuerhalten, der mittels der Auswahleinrichtung eingeleitet wird, d. h. mittels des Ganghebels 15. Die Gangumschalt-Betriebssensoreinrichtung S0 kann ferner eine Auswahleinrichtung oder einen Sensor S2 zum Übermitteln eines Impulses enthalten, der anzeigt auf welchen Gang die Umschaltung erfolgte.
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Der Computer 40 ist ferner verbunden mit:
- – einer Leistungssteuereinrichtung P zum Steuern der Leistung der Maschine,
- – einer Drehmoment-Feststelleinrichtung T zum Aufrechterhalten des Wertes eines Drehmomentes, das auf die Eingangswelle ausgeübt wird, und
- – Drehzahl-Sensoren R1, R2, R3 zum Aufrechterhalten des jeweiligen Wertes der Drehzahl der Antriebswelle 21 und der Wellen 34, 35 für die Abtriebszahnräder 32, 33.
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Die Drehmoment-Feststelleinrichtung T kann beispielsweise Sensoren enthalten, wie z. B. Dehnungsmesser, die dazu ausgebildet sind Impulse entsprechend dem Drehmoment der Antriebswelle an den Computer zu übermitteln. Alternativ kann diese Einrichtung Sensoren (nicht dargestellt) enthalten, die Werte detektieren, beispielsweise bzgl. der Maschinentemperatur und des Kraftstoffverbrauchs pro Zeiteinheit zusammen mit der Fahrzeuggeschwindigkeit, und entsprechende Impulse an den Computer übertragen. Mittels dieser Impulse berechnet der Computer einen Wert bzgl. des Drehmoments, das auf die Antriebswelle 21 ausgeübt wird.
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Anstelle der Drehzahl-Sensoren R2 und R3 kann ein Drehzahl-Sensor R4 zum Aufrechterhalten der Drehzahl der Abtriebswelle 36 bereitgestellt werden, wobei die Wellen 34, 35 für die Abtriebszahnräder 32, 33 ständig verbunden sind mit der Ausgangswelle 36 und mit einem festgelegten Gangverhältnis relativ dazu drehen. Der Drehzahl-Sensor R4 detektiert daher eine Drehzahl, die proportional ist zu der Drehzahl der Abtriebszahnräder. Ein solches Gangverhältnis kann in den Computer eingegeben werden.
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Der Computer ist ausgebildet zum:
- – Empfangen von Impulsen aus der Gangumschalt-Betriebssensor-Einrichtung S0, der Drehmoment-Feststelleinrichtung T und der Drehzahl-Sensoren R1, R2, R3 und möglicherweise R4,
- – und zum Übertragen von Steuerimpulsen an die Leistungssteuereinrichtung P in einer Art und Weise, die im folgenden detaillierter beschrieben wird.
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In einer der Hydraulikleitungen, beispielsweise der Leitung 13, ist ein Zweipunkt-Absperrventil 42 eingesetzt, das optional in eine erste offene Position gebracht werden kann, wodurch Hydraulikflüssigkeit in der Hydraulikleitung 13 fliesen kann oder in eine zweite Position, wodurch diese Flüssigkeit vom Fliesen in dieser Leitung abgehalten wird. Dieses Absperrventil kann elektrisch betrieben werden und wird genauso durch den Computer gesteuert.
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Darüber hinaus sind die Hydraulikleitungen 13, 14 verbunden mit einem doppeltwirkenden Hydraulikspeicher 44. Die Seite des Hydraulikspeichers 44, die mit der Leitung 13 verbunden ist, ist verbunden mit dem Abschnitt, der sich zwischen dem Absperrventil 42 und dem Geberzylinder 11 befindet. Der Hydraulikspeicher kann einen Zylinderabschnitt 46, worin ein frei bewegbarer Kolben 48 eingebaut ist der zwei Zylinderräume bestimmt, wobei in jedem eine Druckfeder 52, 54 eingebaut ist, enthalten. Diese Federn 52, 54 versuchen den Kolben 48 in dem Zylinderabschnitt zu zentrieren. Ein Positionssensor A ist dazu ausgebildet, die Position des Kolbens in dem Zylinderabschnitt 46 aufrecht zu erhalten und um einen Impuls betreffend dieser Position, der ein Ladungsverhältnis des Speichers anzeigt, an den Computer 40 zu übermitteln.
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Die Wirkungsweise der Gangumschalteinrichtung gemäß der Erfindung ist wie folgt:
In dem Eingangszustand sollte angenommen werden, dass ein Abtriebszahnrad, beispielsweise das Zahnrad 32 das mit dem Drehzahl-Sensor R2 verbunden ist, mit dem Antriebszahnrad 31 in Eingriff gebracht ist, und dass das Absperrventil 42 offen ist.
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Wenn eine Gangumschaltung erfolgen soll, beispielsweise wenn das Abtriebszahnrad, das mit dem Drehzahl-Sensor R3 verbunden ist, mit dem Antriebszahnrad 31 in Eingriff gebracht werden soll, wird zunächst ein Versuch unternommen, den Ganghebel in die neutrale Position zu bewegen.
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Mittels dieser Bewegung des Ganghebels ist der Druck der Hydraulikflüssigkeit in einer Zylinderkammer des Geberzylinders 11 angestiegen. Der Drucksensor S1 erhält sofort diesen Druckanstieg aufrecht und übermittelt einen entsprechenden Impuls an den Computer 40.
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Wenn im Laufe dieses Gangumschaltbetriebes der Fahrer die Leistung nicht reduziert hat, wodurch verursacht wird, dass das Drehmoment der Antriebswelle auf beinahe Null reduziert wird, kann der Computer 40 einen Verschluss des Absperrventils 42 bewirken und einen Impuls an die Leistungseinrichtung P übermitteln, mit dem Ergebnis, dass es eine solche Reduktion der Maschinenleistung in Gang setzt. Die Kraft, die der Fahrer des Fahrzeugs stetig auf den Ganghebel ausübt, verursacht jedoch auch, dass der Hydraulikspeicher 44 geladen wird, wodurch in vorteilhafter Weise der Ganghebel 15 bewegt werden kann, was dem Fahrer ein befriedigendes Gefühl, dass nämlich der Gang eingesetzt wurde, gibt.
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Wenn das Absperrventil geschlossen ist und das Drehmoment der Antriebswelle 21 beinahe auf Null reduziert wurde, veranlasst der Computer 40 ein Öffnen des Absperrventils 42, woraufhin der Speicher 44 schnell Flüssigkeit an den Nehmerzylinder 12 zuführt. Da die zugeführte Menge groß sein kann, werden der Nehmerzylinderkolben und dadurch das Antriebszahnrad schnell bewegt, mit dem Ergebnis, dass das Antriebszahnrad schnell auf eine neutrale Position bewegt wird, wobei das Antriebszahnrad mit keinem Abtriebszahnrad in Eingriff gebracht wird. Beispielsweise kann ein Positionssensor (nicht dargestellt) eine solche neutrale Position detektieren und einen entsprechenden Impuls an den Computer übermitteln.
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Der Gangauswahlsensor S2 detektiert dann, sobald der Ganghebel an der neutralen Position vorüber bewegt wurde, den gewünschten Gang, wobei dieser Sensor beispielsweise in dem Getriebe eingebaut werden kann.
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Das Absperrventil 42 wird dann noch einmal geschlossen, woraufhin der Computer 40 die Drehzahl des Antriebszahnrades 31 mit der des Zahnrades 33 vergleicht, mit dem das Antriebszahnrad 31 verbunden werden soll.
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Wenn diese Drehzahlen in einer solchen Art und Weise übereinstimmen, dass die Umfangsgeschwindigkeiten dieser Zahnräder übereinstimmen oder innerhalb eines akzeptierbaren unterschiedlichen Geschwindigkeitsbereiches sind, wird das Absperrventil geöffnet, woraufhin der Ganghebel in seine Endposition, zur Ineingriffnahme dieser Zahnräder, bewegt werden kann.
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Wenn die Drehzahl dieses Antriebszahnrades 21 zu gering ist, verbleibt das Absperrventil 42 geschlossen und der Computer 40 übermittelt einen Impuls an die Leistungseinrichtung P, wodurch erreicht wird, dass die Maschinen- und dadurch die Antriebszahnrad-Drehzahl erhöht wird.
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Wenn die Drehzahl des Antriebszahnrades 21 zu hoch ist, wird die Leistungseinrichtung P in einer solchen Art und Weise gesteuert, dass die Maschinen-Drehzahl reduziert wird.
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Wenn die Umfangsgeschwindigkeiten des Antriebszahnrades 21 und des gewünschten Abtriebszahnrades 33 sich wesentlich angenähert haben, um dadurch zu ermöglichen, dass das Antriebszahnrad 21 in Eingriff gebracht werden kann mit dem gewünschten Abtriebszahnrad 33, mit der Vereinbarung, dass die Drehzahl beider Zahnräder hierbei verändert werden kann, wird das Absperrventil 42 geöffnet, was dem Hydraulikspeicher 44 ermöglicht, eine große Menge an Hydraulikflüssigkeit schnell auf die Leitung 14 zu fördern, um sicher zu stellen, dass die Zahnräder 31, 33 im Verlaufe der kürzest möglichen Zeit in Eingriff gebracht werden, d. h. während die Drehzahlen der Zahnräder derart sind, dass deren Umfangsgeschwindigkeiten innerhalb eines festgelegten Differenzbereiches liegen, wodurch eine Ineingriffnahme der Zahnräder 31, 33 ohne ein unakzeptierbares Schlüpfen oder Kratzen ihrer Zähne gegeneinander ermöglicht wird.
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Nach Beendigung des Gangwechsels wird der Leistungseinrichtung P eine Information aus dem Computer, betreffend einer Erhöhung der Leistung auf einen Wert entsprechend einer ausgewählten Gaspedalposition oder eines Leistungswertes, gegeben.
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Das Absperrventil 42 stellt dadurch eine Gangumschaltung unter Gewährleistung sicher, dass die Zahnräder des Getriebes, die in Eingriff gebracht werden müssen, Drehzahlen erreicht haben, die einander entsprechen, wodurch ein Schlüpfen der Zahnradzähne oder ein Bruch derer verhindert wird.
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Der Hydraulikspeicher stellt sicher, dass der Ganghebel in einer im wesentlichen reibungslosen Weise während eines Gangsetzens bewegt werden kann, wodurch dem Fahrer des Fahrzeugs ein Gefühl gegeben wird, dass die Gangsetzung immer stetig ausgeführt wird, auch wenn der Fluidfluss in den Leitungen 13, 14 zeitweise gestoppt wird, und dass eine große Menge von Fluid an den Nehmerzylinder, zum schnellen Betrieb dessen, geführt wird, wenn die Zahnräder des Getriebes, die in Eingriff gebracht werden müssen, während eines Gangsetzens Drehzahlen haben, die innerhalb der Grenzen liegen, wodurch sichergestellt wird, dass eine Gangsetzung geräuscharm stattfindet und ohne Schaden zu verursachen.
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Im obigen wurde eine vereinfachte Ausführungsform eines Getriebes beschrieben. Es versteht sich, dass das Getriebe auch auf andere Weise konstruiert werden kann. Beispielsweise kann es mehrere Abtriebszahnräder für jeden Gang enthalten. Darüber hinaus kann die Antriebswelle in der Gestalt einer gezahnten Welle, und somit dass Antriebszahnrad bildend, mit dem Abtriebszahnräder in Eingriff gebracht werden können, sein.
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Zusätzlich zu den oben erwähnten Vorteilen der Anordnung des Absperrventils, kann es auch eine unachtsame Umschaltung in einen Rückwärtsgang verhindern, während sich das Fahrzeug vorwärts bewegt. Darüber hinaus kann es eine unachtsame Umschaltung in einen Gang vermeiden, der nicht ein nächstliegender Gang zu dem Gang ist, der in Eingriff gebracht wird, beispielsweise ein Gang, der zu klein ist, wodurch die Maschine beschädigt werden kann.
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Obwohl die Gangumschalteinrichtung gemäß der Erfindung oben in Verbindung mit einem Getriebe ohne eine Synchronisiereinrichtung beschrieben wurde, wird es verständlich sein, dass die Gangumschalteinrichtung auch angewendet werden kann für Getriebe mit einer Synchronisiereinrichtung, wenn dies beispielsweise aus bestimmten technischen Gründen während einer Produktion wünschenswert sein sollte oder um ein synchronisiertes Getriebe zu erhalten, bei dem der Fahrzeugfahrer keine großen Kräfte beim Gangwechseln auszuüben braucht.
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Obwohl oben angegeben wurde, dass die Gangumschalteinrichtung hydraulisch ist, wird es verständlich sein, dass sie anstelle beispielsweise elektrisch sein kann. In diesem Fall werden der hydraulische Geberzylinder und Nehmerzylinder ersetzt durch eine elektrische Übermittlungseinrichtung oder eine Nebeneinrichtung. Das hydraulische Absperrventil 42 wird durch eine elektrische Einrichtung ersetzt, die eine Bedienung der Nebeneinrichtung in der gleichen Art und Weise verhindert, wie bei der hydraulischen Gangumschalteinrichtung.
