DE10240259A1

DE10240259A1 - Gangschaltstellglieder

Info

Publication number: DE10240259A1
Application number: DE2002140259
Authority: DE
Inventors: Bernhard Boll; Youngkeun Park
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2001-09-04
Filing date: 2002-08-31
Publication date: 2003-06-05
Also published as: GB0121350D0; DE10294281D2; GB2379251A; ITMI20021880A1; WO2003025435A1; FR2829215B1; FR2829215A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gangeinrückstellglied für einen hydraulischen Gangschaltmechanismus eines automatisierten Schaltgetriebes.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Gangeinrückstellglieder und insbesondere Schalttrommelstellglieder zur Steuerung eines Gangschaltmechanismus eines automatischen Getriebesystems eines Motorfahrzeuges.

Bislang haben Schalttrommelstellglieder für ein automatisiertes Getriebesystem für Motorfahrzeuge, zum Beispiel wie in GB 2308874 und GB 2311829 offenbart, wobei auf diese Offenbarungen ausdrücklich Bezug genommen wird und deren Inhalt in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung aufgenommen wird, Elektromotoren mit hohen Untersetzungsgetriebemechanismen eingesetzt, um die Schalttrommel anzutreiben. In einer besonderen Form treibt der Elektromotor die Schalttrommel durch einen Schneckengetriebemechanismus an. Dies stellt besondere Probleme in Bezug auf Einbaubeschränkungen im System dar.

Darüber hinaus setzen automatisierte Getriebesysteme, wie zum Beispiel in GB 2354295; GB 2308413; und GB 2358443 offenbart, wobei auf diese Offenbarungen ausdrücklich Bezug genommen und deren Inhalt in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung aufgenommen wird, üblicherweise hydraulische Steuersysteme ein, um die Kupplungsbetätigung und die Gangeinrückbetätigung zu steuern. Bei solchen Systemen ist es wünschenswert, dass sowohl die Kupplungs- als auch die Gangeinrückbetätigung durch hydraulische Mittel ausgeführt wird, wobei eine integrierte hydraulische Steuerschaltung verwendet wird, und folglich kommen eher lineare hydraulische Stellglieder als elektrische Schalttrommeln in solchen Systemen zum Einsatz.

Die vorliegende Erfindung stellt ein kompaktes Schalttrommelstellglied bereit, welches hydraulisch angetrieben wird.

Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Gangeinrückstellglied eine Schalttrommel, wobei die Schalttrommel an ihrem äußeren Umfang zumindest eine ringförmige Spur definiert, und einen hydraulischen Rotationsantrieb, wobei der hydraulische Rotationsantrieb konzentrisch innerhalb der Schalttrommel ausgebildet ist und der hydraulische Rotationsantrieb umfasst: einen Zylinder, eine Welle, die koaxial zum Zylinder angebracht ist, wobei der äußere Durchmesser der Welle kleiner als der innere Durchmesser des Zylinders ist und die Enden des Zylinders geschlossen sind, um eine ringförmige, fluiddichte Kammer zu definieren, wobei sich eine axiale Schaufelausformung auf der Welle radial in den abdichtenden Eingriff mit dem inneren Durchmesser des Zylinders erstreckt und sich eine axiale Schaufelausformung auf dem inneren Durchmesser des Zylinders radial in den abdichtenden Eingriff mit dem äußeren Durchmesser der Welle erstreckt, um die ringförmige Kammer in zwei fluiddichte Unterkammern zu teilen, wobei Fluidöffnungen zum Einlassen des Hydraulikfluids in und zum Ausstoßen des Hydraulikfluids aus jeder der Unterkammern vorgesehen sind, wobei entweder der Zylinder oder die Welle einen Stator darstellen und der jeweils andere Teil des Paares Zylinder und Welle einen Rotor darstellen, wobei der Rotor in Bezug auf den Stator drehbar ist, der Stator an einem Halteelement angebracht und der Rotor antreibend mit der Schalttrommel verbunden ist.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun nur als Beispiel mit Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, von welchen:
Fig. 1 einen geschnittenen Seitenaufriss eines Gangeinrückstellglieds gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 ein Schnitt entlang der Linie II-II aus Fig. 1 ist;
Fig. 3 schematisch ein mehrgängiges Getriebe zeigt, das ein Gangeinrückstellglied gemäß der vorliegenden Erfindung einsetzt;
Fig. 4 eine Projektion der Spuren der Schalttrommel, die in Fig. 3 dargestellt ist, zeigt;
Fig. 5 schematisch einen hydraulischen Steuerschaltkreis für ein automatisches Getriebesystem zeigt, das ein Gangeinrückstellglied gemäß der vorliegenden Erfindung einsetzt; und
Fig. 6 ein Doppelschalttrommelstellglied gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, umfasst ein Gangeinrückstellglied 10 eine Schalttrommel 12, die eine ringförmige Spur 14 an ihrem äußeren Umfang definiert.
Ein Zylinder 20, der ein geschlossenes Ende 22 aufweist, ist an seinem geschlossenen Ende an einer Verbindungsplatte 24 befestigt. Das gegenüberliegende Ende des Zylinders 20 ist mittels einer Abschlussplatte 26 abgeschlossen, die am Zylinder 20 auf geeignete Weise befestigt und gedichtet ist. Eine Welle 30 ist drehbar koaxial zum Zylinder 20 mit den Wälzlagern 32, 34 im geschlossenen Ende 22 beziehungsweise der Abschlussplatte 26 befestigt. Die Welle 30 erstreckt sich durch die Abschlussplatte 26 hinaus und ist in Bezug auf diese abgedichtet, um eine ringförmige fluiddichte Kammer 36 zwischen der Welle 30 und dem Zylinder 20 zu schaffen.
Das Ende der Welle 30, das sich durch die Abschlussplatte 26 hindurch erstreckt, weist eine Flanschausbildung 38 auf. Die Schalttrommel 12 ist an der Flanschausbildung 38 durch winkelig beabstandet angeordnete Schrauben 40 oder andere geeignete Befestigungsmittel befestigt, um so mit der Welle 30 drehbar zu sein. Die Schalttrommel 12 ist an der Flanschausbildung 38 benachbart dem einen Ende des Zylinders 20 befestigt und erstreckt sich koaxial zu diesem in Richtung zur Verbindungsplatte 24 hin. Ein Axiallager 42 ist zwischen der Verbindungsplatte 24 und dem benachbarten Ende der Schalttrommel 12 vorgesehen.
Eine Endhalterung 44, die eine Zapfenform 46 definiert, durch welche die Schalttrommel 12 unterstützt werden kann, wie zum Beispiel ein Getriebe oder Kupplungsgehäuse, ist am gegenüberliegenden Ende der Schalttrommel 12 mittels eines Wälzlagers 48 befestigt.
Eine erste, sich axial erstreckende Schaufelausbildung 50 ist am inneren Umfang des Zylinders 20 durch die Schrauben 52 befestigt. Die Schaufel 50 erstreckt sich radial in Richtung der Welle 30. Eine zweite, sich axial erstreckende Schaufelausbildung 54 ist am äußeren Umfang der Welle 30 durch die Schrauben 56 befestigt. Die Schaufel 54 erstreckt sich radial in Richtung des inneren Durchmessers des Zylinders 20. Die abdichtenden Spitzen 60 befinden sich auf der Schaufel 50 zum abdichtenden Eingriff mit der Welle 30, dem abgeschlossenen Ende 22 des Zylinders 20 und der Abschlussplatte 26 und auf der Schaufel 54 zum abdichtenden Eingriff mit dem inneren Durchmesser, dem abgeschlossenen Ende 22 des Zylinders 20 und der Abschlussplatte 26 des Zylinders 20, wodurch die ringförmige Kammer 36 in zwei fluiddichte Unterkammern 62, 64 geteilt wird.
Die Bohrungen 66, 68 gehen durch die Verbindungsplatte 26 und das geschlossene Ende 22 des Zylinders 20, wobei die Bohrungen 66, 68 die Unterkammern 62, 64 öffnen, jeweils eine auf jeder der beiden Seiten der Schaufel 50 und benachbart zu dieser. Ein Anschlagmittel (nicht gezeigt) wird zur Begrenzung der Drehung der Welle 30 bereitgestellt, so dass die Schaufel 54 über die Bohrungen 66, 68 streicht oder diese verlegt.
Wie schematisch in Fig. 3 dargestellt, umfasst das Übertragungssystem eines Motorfahrzeugs ein Getriebe 70. Eine Antriebswelle 72 des Getriebes 70 ist mit der Abtriebswelle 74 eines Motors 76 durch eine Reibungskupplung 78 verbunden. Die Kupplung 78 ist von herkömmlicher Bauart, wobei sie eine angetriebene Scheibe 80 umfasst, die zur Drehung mit der Antriebswelle 72 des Getriebes 70 angebracht ist, wobei die angetriebene Scheibe 80 so ausgelegt ist, um ausgewählt durch Reibung mit einem Schwungrad 82, das zur Drehung mit der Abtriebswelle 74 des Motors 76 befestigt ist, in Eingriff zu gelangen.
Ein folgegesteuerter Kupplungszylinder 222 ist für das Einrücken und Ausrücken der Kupplung 78 vorgesehen.
Eine Abtriebswelle 84, die aus dem Getriebe 70 herausführt, ist parallel zur Antriebswelle 72 angebracht. Eine Reihe von Zahnrädern 85 bis 90 ist auf der Antriebswelle 72 angebracht, um sich mit ihr zu drehen. Eine entsprechende Reihe von Zahnrädern 95 bis 100 ist auf der Abtriebswelle 84 aufgeschoben, um sich relativ dazu zu drehen. Die Zahnräder 85 bis 89 und die Zahnräder 95 bis 99 sind als ineinandergreifende Paare angeordnet und von ihrer Größe her so abgestimmt, um die verschiedenen Schaltstufen zu ergeben; die Zahnräder 85 und 95 ergeben einen fünften Gang; die Zahnräder 86 und 96 ergeben einen vierten Gang; die Zahnräder 87 und 97 ergeben einen dritten Gang; die Zahnräder 88 und 98 ergeben einen zweiten Gang; und die Zahnräder 89 und 99 ergeben einen ersten Gang. Ein weiteres Zahnrad 102 greift zwischen den Zahnrädern 90 und 100 ein, um die Drehrichtung umzukehren und einen Rückwärtsgang zu ergeben.
Die Synchronisiereinheiten 104, 105, 106 stehen zwischen den Getrieben 99 und 100; 97 und 98; beziehungsweise 95 und 96 bereit. Die axiale Bewegung der Synchronisiereinheit 104 nach links, wie in Fig. 3 dargestellt, rückt dadurch das Zahnrad 99 in eine Drehverbindung mit der Abtriebswelle 84 ein, während die axiale Bewegung der Synchronisiereinheit 104 nach rechts das Zahnrad 100 in eine Drehverbindung mit der Abtriebswelle 84 einrückt. In ähnlicher Weise rückt die axiale Bewegung der Synchronisiereinheit 105 das Zahnrad 97 oder das Zahnrad 98 je nach Auswahl in eine Drehverbindung mit der Abtriebswelle 84 ein und die axiale Bewegung der Synchronisiereinheit 106 rückt das Zahnrad 95 oder das Zahnrad 96 je nach Auswahl in eine Drehverbindung mit der Abtriebswelle 84 ein.
Die Geschwindigkeitsfühler 107 und 108 stehen zur Verfügung, um die Drehgeschwindigkeit der Getriebeantriebswelle 72 und der Getriebeabtriebswelle 84 zu überwachen und Signale bereitzustellen, die dazu proportional sind und an eine elektronische Steuereinheit geschickt werden.
Das Schalttrommelstellglied 10 ist innerhalb des Getriebegehäuses angebracht, und zwar parallel zu den Antriebs- und Abtriebswellen 72, 84. Die Schalttrommel 12 weist drei Umfangsnuten in ihrem äußeren Umfang auf, die die Spuren 110, 111 und 112 definieren. Wie in Fig. 4 dargestellt, besitzt jede Spur 110, 111, 112 einen ringförmigen Abschnitt 113, einen ersten abweichenden Abschnitt 114, der auf eine Seite des ringförmigen Abschnitts 113 abweicht, und einen zweiten abweichenden Abschnitt 115, der auf die andere Seite des ringförmigen Abschnitts 113 abweicht. Die abweichenden Abschnitte 114 und 115 jeder Spur 110, 111, 112 sind winkelig von jenen der anderen Spuren 110, 111, 112 versetzt.
Drei Schaltgabeln 116, 117, 118 sind verschiebbar auf der Schiene 119 zur Bewegung parallel zur Drehachse der Schalttrommel 12 und der Antriebs- beziehungsweise Abtriebswelle 72, 84 angebracht. Die Schaltgabel 116 greift auf einer Seite in die Synchronisiereinheit 104 und auf der anderen Seite in die Spur 110 der Schalttrommel 12 ein; die Schaltgabel 117 greift auf einer Seite in die Synchronisiereinheit 105 und auf der anderen Seite in die Spur 111 der Schalttrommel 12 ein; und die Schaltgabel 118 greift auf einer Seite in die Synchronisiereinheit 106 und auf der anderen Seite in die Spur 112 der Schalttrommel 12 ein.
Wird die Schalttrommel 12 gedreht, während die Schaltgabeln 116, 117, 118 in die ringförmigen Abschnitte 113 der Spuren 110, 111 beziehungsweise 112 eingreifen, ergibt sich keine Bewegung der Schalttrommeln 116, 117 oder 118 oder der beigefügten Synchronisiereinheiten 104, 105, 106 und die Zahnräder 95 bis 100 sind nicht im Eingriff mit der Abtriebswelle 84. Wenn jedoch eine Schaltgabel 116, 117, 118 in einen abweichenden Abschnitt 114 oder 115 der Spur 110, 111, 112 eingreift, wird die Schaltgabel 116, 117, 118 axial zur Abtriebswelle 84 auf die eine oder die andere Seite bewegt, wodurch die beigefügte Synchronisiereinheit 104, 105, 106 verschoben wird und eines der Zahnräder 95 bis 100, das eben dazu zugeordnet ist, in Eingriff gelangt. Da die abweichenden Abschnitte 114, 115 der Spuren 110, 111, 112 winkelig versetzt sind, kann nur eines der Zahnräder 95 bis 100 zu jedem beliebigen Zeitpunkt in Eingriff gelangen. Eine Veränderung von einem Zahnrad zu einem anderen kann folglich durch Ausrücken der Kupplung 78 und Drehen der Schalttrommel 12 bewirkt werden, so dass das zu dem Zeitpunkt eingerückte Zahnrad ausgerückt und das beabsichtigte Zahnrad eingerückt wird.
Zum Beispiel ein Gangwechsel vom ersten in den zweiten Gang:
Anfänglich wird die Schalttrommel 12 in eine Position gedreht, in der die Schaltgabel 116 in den abweichenden Abschnitt 114 der Spur 110 eingreift, so dass die Schaltgabel 116 und die Synchronisiereinheit 104 nach links versetzt werden, wie in Fig. 3 dargestellt, wodurch das Zahnrad 99 mit der Abtriebswelle 84 in Eingriff gelangt;
bei Ausrücken der Kupplung 78 wird die Schalttrommel 12 gedreht, so dass die Schaltgabel 116 in den ringförmigen Abschnitt 113 der Spur 110 eingreift, wobei die Schaltgabel 116 und die Synchronisiereinheit 104 dadurch in die zentrale Position bewegt werden und das Zahnrad 99 aus dem Eingriff mit der Abtriebswelle 84 gebracht wird, um den ersten Gang auszurücken; und
die Schalttrommel 12 wird weiter gedreht, so dass die Schaltgabel 117 in Eingriff mit dem abweichenden Abschnitt 115 der Spur 111 gelangt, wodurch die Schaltgabel 117 und die Synchronisiereinheit 105 nach rechts bewegt werden, um das Zahnrad 98 in Eingriff mit der Abtriebswelle 84 zu bringen und den zweiten Gang einzurücken.
Bei dem oben offenbarten Getriebesystem befinden sich, wenn das Fahrzeug mit dem Getriebe in der neutralen Stellung steht, die Synchronisiereinheiten 104, 105, 106 in ihrer Mittelstellung, so dass alle Zahnräder 95 bis 100 relativ zur Abtriebswelle 84 drehbar sind. Der folgegesteuerte Kupplungszylinder 222 ist nicht beaufschlagt, so dass die Kupplung 18 eingerückt ist. Folglich wird kein Antriebsmoment auf die Abtriebswelle 84 übertragen, obwohl die Kupplung 78 eingerückt ist.
Wie in Fig. 5 dargestellt, umfasst eine hydraulische Steuerschaltung für ein automatisiertes Getriebesystem, das ein Schalttrommelstellglied, wie in Fig. 1 bis 3 gezeigt, einsetzt, einen hydraulischen Druckspeicher 275 und ein Ausgleichsgefäß 278 für das hydraulische Fluid. Eine elektrisch angetriebene Pumpe 223 ist vorgesehen, um den Druckspeicher 275 über ein Rückschlagventil 276 zu laden. Ein Druckmesswandler 282 ist vorgesehen, um den Speicherdruck zu erfassen und Signale, die diesem entsprechen, an die elektronische Steuereinheit zu schicken. Ein Druckregelventil 280 steht zwischen dem Auslass der Pumpe 223 und einem Ausgleichsgefäß 278 bereit, um sicherzustellen, dass der Druck, der durch die Pumpe 223 aufgebaut wird, einen maximalen, vorgegebenen Wert nicht übersteigt. Die von einem Elektromotor angetriebene Pumpe 223 wird durch die elektronische Steuereinheit auf Grund der Signale des Druckmesswandlers 282 gesteuert, um den Druckspeicher 275 auf einem geeigneten Druck zu halten.
Ein mittels Solenoid betriebenes Hauptregelventil 120 umfasst ein Gehäuse 122, das einen Ventilzylinder 124 definiert. Ein Kolbenschieber 126 ist verschiebbar in dem Ventilzylinder 124 angeordnet, wobei der Kolbenschieber 126 drei axial beabstandete umlaufende Stege 128, 130, 132 aufweist, die mit dem Ventilzylinder 124 in abdichtendem Eingriff stehen. Ein Solenoid 134 wirkt an einem Ende des Kolbenschiebers 126, so dass sich bei Erregung des Solenoids 134 der Kolbenschieber 126 axial im Ventilzylinder 124 gegen eine Last bewegt, die durch eine Druckfeder 136, die ihrerseits auf das gegenüberliegende Ende des Kolbenschiebers 126 wirkt, ausgeübt wird.
Ein Einlass 138 in den Ventilzylinder 124 des Ventils 120 ist mit dem Druckspeicher 275 verbunden. Ein Auslass 140 aus dem Ventilzylinder 124 des Hauptregelventils 120 ist mit dem Ausgleichsgefäß 278 verbunden. Eine erste Öffnung 142 des Ventilzylinders 124 ist mit den Arbeitsunterkammern 62 und 64 des Schalttrommelstellglieds 10 über ein Ventil 144 verbunden und eine zweite Öffnung 148 ist mit dem folgegesteuerten Kupplungszylinder 222 verbunden.
Das Ventil 144 ist ein mit einem Solenoid betätigtes Ventil, das ein Gehäuse 150 besitzt, durch das ein Ventilzylinder 151 mit einem Kolbenschieber 152, der verschiebbar im Ventilzylinder 151 eingesetzt ist, definiert wird. Der Kolbenschieber 152 weist drei axial beabstandete Stege 154, 156, 158 auf, wobei die Stege abdichtend mit dem Ventilzylinder 151 in Eingriff stehen. Eine axiale Bohrung 160 öffnet sich zum Ende 162 des Kolbenschiebers 152 und schafft die Verbindung zu einer Querbohrung 164, wobei sich die Querbohrung 164 zwischen den Stegen 154 und 156 des Kolbenschiebers 152 öffnet. Ein Solenoid 166 wirkt an einem Ende 168 des Kolbenschiebers 152, das vom Ende 162 entfernt liegt, so dass sich bei Erregung des Solenoids 166 der Kolbenschieber 152 axial im Ventilzylinder 151 gegen eine Last bewegt, die durch eine Druckfeder 170 ausgeübt wird, die ihrerseits auf das Ende 162 des Kolbenschiebers 152 wirkt.
Ein Einlass 172 des Ventilzylinders 151 ist mit der Öffnung 142 des Hauptregelventils 120 verbunden. Ein Auslass 174 aus dem Ventilzylinder 151 ist mit dem Ausgleichsgefäß 278 verbunden. Eine erste Öffnung 176, die sich zum Ventilzylinder 151 öffnet, ist mit einer Unterkammer 62 des Stellglieds 10 verbunden und eine zweite Öffnung 178, die sich zum Ventilzylinder 151 öffnet, ist mit der zweiten Unterkammer 64 des Stellglieds 10 verbunden.
Wenn das Getriebe sich in einem Gang befindet und die Kupplung eingerückt ist, sind die Solenoide 134 und 166 nicht erregt und die Ventile 120 und 144 befinden sich in den Ruhepositionen, die in Fig. 4 dargestellt sind. In dieser Position ist der folgegesteuerte Kupplungszylinder 222 über die Öffnung 148 und den Auslass 140 des Hauptregelventils 120 mit dem Ausgleichsgefäß 278 verbunden; die Unterkammer 62 des Stellglieds 10 ist mit dem Ausgleichsgefäß 278 über die Öffnung 176, die Durchgänge 164, 160 und den Auslass 174 des Ventils 144 verbunden; und die Unterkammer 64 des Stellglieds 10 ist mit dem Ausgleichsgefäß 278 über die Öffnung 178 und den Auslass 174 des Ventils 144 verbunden. Folglich gibt es weder eine Bewegung des folgegesteuerten Kupplungszylinders 222 noch des Stellglieds 10.
Wenn ein Gangwechsel zum Beispiel durch den Fahrer des Fahrzeugs, indem er einen Gangauswahlhebel bewegt, oder durch automatische Einleitung eingeleitet wird, wird der Solenoid 166 erregt, um den Kolbenschieber 152 des Ventils 144 in eine zweite Position zu bewegen, in welcher der Steg 156 die Öffnung 176 und der Steg 158 die Öffnung 178 verschließt, wodurch die Unterkammern 62 und 64 sowohl vom Druckspeicher 275 als auch vom Ausgleichsgefäß 278 getrennt werden und das Stellglied 10 hydraulisch verriegelt wird.
Der Solenoid 134 des Hauptregelventils 120 wird dann erregt, um den Kolbenschieber 126 des Hauptregelventils 120 in eine zweite Position zu bewegen. In dieser zweiten Position verbindet das Hauptregelventil den folgegesteuerten Kupplungszylinder 222 mit dem Druckspeicher 275 über die Öffnung 148 und den Einlass 138 und den Einlass 172 des Ventils 144 mit dem Druckspeicher 275 über die Öffnung 142 und den Einlass 138. Das unter Druck stehende Hydraulikfluid wird daher in den folgegesteuerten Kupplungszylinder 222 eingeleitet, was die Kupplung 78 ausrücken lässt.
Bei Ausrücken der Kupplung 78 kann der Solenoid 134 erregt werden, um das Hauptregelventil zurück in eine Nullposition zu bewegen. In dieser Nullposition wird die Öffnung 148 durch den Steg 132 geschlossen, was die Öffnung 148 vom Einlass 138 und vom Auslass 140 trennt, so dass die Kupplung in der ausgerückten Position festgehalten wird, wobei jedoch die Öffnung 142 des Hauptregelventils 120 mit dem Druckspeicher 275 verbunden bleibt.
Der Erregerstrom an den Solenoid 166 des Ventils 144 kann dann verringert werden, was das Ventil 144 in eine dritte Position bewegt, in der die Unterkammer 62 mit dem Druckspeicher 275 über die Öffnung 176 und den Einlass 172 des Ventils 144 und die Öffnung 142 und den Einlass 138 des Hauptregelventils 120 und die Unterkammer 64 mit dem Ausgleichsgefäß 278 über die Öffnung 178 und den Einlass 174 des Ventils 144 verbunden ist, so dass der Druck des Fluids, der auf die Schaufel 54 wirkt, die Welle 30 und die daran angebrachte Schalttrommel 12 dazu bringt, sich in eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn zu drehen; oder es kann der Strom verstärkt werden, um den Kolbenschieber 152 in eine vierte Position zu bewegen, in der die Unterkammer 62 mit dem Ausgleichsgefäß 278 über die Öffnung 176, die Bohrungen 164 und 160 und den Einlass 174 und die Unterkammer 64 mit dem Druckspeicher 275 über die Öffnung 178 und den Einlass 172 des Ventils 144 und die Öffnung 142 und den Einlass 138 des Hauptregelventils 120 verbunden ist, so dass der Druck des Fluids, der auf die Schaufel 54 wirkt, die Welle 30 und die daran angebrachte Schalttrommel 12 dazu bringt, sich in eine Richtung im Uhrzeigersinn zu drehen. Durch geeignete Steuerung des Ventils 144 kann die Schalttrommel 12 gedreht werden, um den zum Zeitpunkt eingelegten Gang auszurücken und einen Zielgang einzurücken.
Ein Positionsfühler 226 stellt ein Signal zur Verfügung, das die Winkelposition der Schalttrommel 12 bezeichnet. Der Positionsfühler 226 kann ein lineares Potentiometer 228 sein, das quer zur Drehachse der Schalttrommel 12 angebracht ist. Das lineare Potentiometer 228 weist einen Kolben mit Stange 230 auf, der in eine Spiralnockenfläche 232 auf der Schalttrommel 12 eingreift, so dass, wenn sich die Schalttrommel 12 dreht, der Kolben 230 sich in das Potentiometer 228 hinein und aus diesem heraus bewegt, um die Spannung des Signals zu verändern. Alternativ dazu kann der Positionsfühler 226 ein drehbares Potentiometer sein, das durch die Drehung der Schalttrommel 12 gedreht wird, um eine Spannung bereitzustellen, die sich mit der Winkelposition der Schalttrommel 12 verändert.
Signale vom Positionsfühler 226 werden der elektronischen Steuereinheit zugeführt, um eine Anzeige der Position der Schalttrommel 12 bereitzustellen, die den vorkalibrierten Positionen entspricht, die ihrerseits dem Einrücken jeder der Gangschaltstufen entsprechen.
Messungen des Positionsfühlers 226 können dann durch ein geschlossenes Regelkreissystem verwendet werden, das Ventil 144 zu steuern, um die Schalttrommel 12 zu den vorbestimmten Positionen zu bewegen, um die gewünschten Gänge einzulegen.
Wenn der gewünschte Gang eingelegt worden ist, wird der Solenoid 166 des Ventils 144 erregt, um das Ventil 144 in seine Nullposition zurückzubewegen, wobei die Öffnungen 176 und 178 geschlossen werden und eine hydraulische Verriegelung entsteht, die eine weitere Bewegung des Stellglieds 10 verhindert. Der Solenoid 134 des Hauptregelventils 120 kann dann entregt werden, um das Hauptregelventil 120 zurück in seine Ruheposition zu bewegen, wie in Fig. 5 dargestellt, wodurch es möglich wird, dass das Fluid vom folgegesteuerten Kupplungszylinder 222 in das Ausgleichsgefäß 278 zurückgeleitet wird, was wiederum das erneute Einrücken der Kupplung 78 erlaubt. Das Hauptregelventil 120 kann zwischen seiner Ruheposition und der zweiten Position geschaltet werden, so dass die Kupplung 78 auf geregelte Weise wieder eingerückt wird, wie zum Beispiel in EP 0038113; EP 0043660; EP 0059035; EP 0101220 oder WO 92/13208 offenbart.
Wenn die Kupplung 14 erneut eingerückt ist, kann der Solenoid 134 des Hauptregelventils 120 entregt werden, so dass es in die Ruheposition zurückkehrt, die in Fig. 5 dargestellt ist. Der Solenoid 166 des Ventils 144 kann dann entregt werden, um den Druck von den Unterkammern 62 und 64 des Schalttrommelstellglieds freizusetzen.
Während der Einsatz einer einzelnen Schalttrommel, wie oben beschrieben, Kostenvorteile besitzt, wird es für einige Gangwechsel notwendig sein, über einen oder mehrere Gänge hinwegzuschalten, um zum Zielgang zu gelangen. Das verlangsamt den Gangwechsel und hat auch eine nachteilige Wirkung auf die Standzeit der Synchronisiereinheiten und Zahnräder. Es kann daher folglich wünschenswert sein, mehr als ein Schalttrommelstellglied nach der vorliegenden Erfindung einzusetzen. Mehr als eine Schalttrommel kann auch bei Schaltgetrieben erforderlich sein, die eine größere Anzahl von Gangstufen aufweisen. Des weiteren ist auch bei Doppelkupplungsgetriebesystemen der Art, wie sie in den gleichzeitig anhängigen UK Patentanmeldungen GB 0028310 und GB 0103312 offenbart sind, wobei auf diese Offenbarungen ausdrücklich Bezug genommen wird und deren Inhalt in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung aufgenommen wird, ein doppelter Schalttrommelantrieb wünschenswert, wobei eine Schalttrommel zur Steuerung der Gänge in Verbindung mit einer Kupplung und eine zweite Schalttrommel zur Steuerung der Schaltmöglichkeiten in Verbindung mit der anderen Kupplung angeordnet ist.
Fig. 6 stellt ein Doppelschalttrommelstellglied dar, in dem zwei Stellglieder 10, 10', wie oben beschrieben, Rücken an Rücken auf einer gemeinsamen Verbindungsplatte 24' angebracht sind. Das Doppelschalttrommelstellglied ist vorzugsweise innerhalb des Getriebegehäuses 300 parallel zur Antriebs- und zur Abtriebswelle des Getriebes angebracht. Die Drehzapfenausformung 302 auf der Endhalterung 44 des einen Schalttrommelstellglieds 10 greift in eine Sockelausformung 302 auf einer inneren Oberfläche des Getriebegehäuses 300 ein, während die Drehzapfenausformung 46' des anderen Schalttrommelstellglieds 10' durch eine Bohrung 304 in ein Kupplungsgehäuse 306 eingreift. Ein Gewindestift 308 befestigt den Doppelschalttrommelaufbau axial und drehbar in Bezug auf das Kupplungsgehäuse 306.
Der Doppelschalttrommelaufbau, der mit Bezug auf Fig. 6 beschrieben ist, kann durch eine hydraulische Schaltung ähnlich jener, die mit Bezug auf Fig. 5 beschrieben ist, gesteuert werden, wobei getrennte Ventile 144 für die Einzelsteuerung jedes Schalttrommelstellglieds 10, 10' bereitgestellt sind. Wo jedoch die Doppelschalttrommel in einem Doppelkupplungsgetriebesystem eingesetzt wird, weist die hydraulische Steuerschaltung zwei Hauptregelventile 120 auf, eines für Steuerung jeder der Kupplungen, während das Ventil 144 für jedes Stellglied 10, 10' durch ein anderes Hauptregelventil 120 gesteuert wird.
Verschiedene Modifikationen können durchgeführt werden, ohne von der Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel kann in der oben beschriebenen Ausführungsform die Schalttrommel 12 drehbar auf dem Zylinder 20 mittels Wälzlager angebracht sein. Des Weiteren kann die Schalttrommel in Bezug auf die Welle 30 zum Beispiel durch eine elastische Hülse nachgiebig angebracht sein, die auf Druck beansprucht zwischen den Flanschausformungen 38 und einem inneren Durchmesser der Schalttrommel 12 eingesetzt ist, um axiale und/oder radiale Nachgiebigkeit bereitzustellen.
Nach einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann die Welle 30 den Stator bilden, der nicht drehbar in Bezug auf die Verbindungsplatte 24 angebracht ist, wobei der Zylinder 20 auf der Welle 30 zur Drehung in Bezug zu dieser angebracht ist und die Schalttrommel 12 zur Drehung mit dem Zylinder 20 befestigt ist. Nach einer weiteren Ausführungsform kann der Zylinder 20 durch einen inneren Durchmesser der Schalttrommel 12 definiert sein.
Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvorschläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmalskombination zu beanspruchen.
In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Teilungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindungen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.
Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims

1. Gangeinrückstellglied, umfassend eine Schalttrommel, wobei die Schalttrommel auf ihrem äußeren Umfang zumindest eine ringförmige Spur definiert, und einen hydraulischen Drehantrieb, wobei der hydraulische Drehantrieb konzentrisch innerhalb der Schalttrommel ausgeformt ist, und wobei der hydraulische Drehantrieb umfasst einen Zylinder, eine Welle, die koaxial zum Zylinder angebracht ist, wobei der äußere Durchmesser der Welle kleiner als der innere Durchmesser des Zylinders ist und die Enden des Zylinders geschlossen sind, um eine ringförmige, fluiddichte Kammer zu definieren, wobei sich eine axiale Schaufelausformung auf der Welle radial in den abdichtenden Eingriff mit dem inneren Durchmesser des Zylinders erstreckt und sich eine axiale Schaufelausformung auf dem inneren Durchmesser des Zylinders radial in den abdichtenden Eingriff mit dem äußeren Durchmesser der Welle erstreckt, um die ringförmige Kammer in zwei fluiddichte Unterkammern zu teilen, wobei Fluidöffnungen zum Einlassen des Hydraulikfluids in und zum Ausstoßen des Hydraulikfluids aus jeder der Unterkammern vorgesehen sind, wobei entweder der Zylinder oder die Welle einen Stator darstellen und der jeweils andere Teil, Zylinder und Welle, einen Rotor darstellen, wobei der Rotor in Bezug auf den Stator drehbar ist, der Stator an einem Halteelement angebracht ist und der Rotor antreibend mit der Schalttrommel verbunden ist.

2. Gangeinrückstellglied nach Anspruch 1, wobei der Zylinder nicht drehbar angebracht ist, die Welle relativ zum Zylinder drehbar ist und die Schalttrommel auf der Welle zur Drehung mit dieser angebracht ist.

3. Gangeinrückstellglied nach Anspruch 2, wobei der Zylinder auf einer Anschlussplatte angebracht ist, die die Fluidöffnungen definiert.

4. Gangeinrückstellglied nach Anspruch 3, wobei ein Axiallager zwischen einem Ende der Schalttrommel und der Anschlussplatte bereitgestellt ist.

5. Gangeinrückstellglied nach jedem beliebigen der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Schalttrommel auf einer Flanschausbildung auf der Welle angebracht ist.

6. Gangeinrückstellglied nach jedem beliebigen der Ansprüche 2 bis 5, wobei eine Halteplatte mit einem Ende der Schalttrommel in Eingriff steht, wobei die Halteplatte drehbar in Bezug auf die Schalttrommel angebracht ist.

7. Gangeinrückstellglied nach Anspruch 6, wobei die Halteplatte eine Zapfenausbildung zum Eingriff einer Muffenausbildung auf einem Halteaufbau definiert.

8. Gangeinrückstellglied nach Anspruch 1, in welchem die Welle nicht drehbar angebracht ist, wobei der Zylinder zur Drehung um die Welle angebracht und die Schalttrommel auf dem Zylinder zur Drehung mit diesem angebracht ist.

9. Gangeinrückstellglied nach Anspruch 8, in welchem der Zylinder durch den inneren Durchmesser der Schalttrommel definiert ist.

10. Gangeinrückstellglied nach jedem beliebigen der Ansprüche 1 bis 9, in welchem die Schalttrommel in Bezug auf den Rotor elastisch nachgiebig angebracht ist.

11. Gangeinrückstellglied, im Wesentlichen wie es hierin mit Bezugnahme auf Fig. 1 bis 6 der begleitenden Zeichnungen beschrieben und in diesen dargestellt ist.