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Vorrichtung zum Schalten eines Kraftfahrzeuggetriebes Die vorliegende
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schalten eines Kraftfahrzeuggetriebes, bestehend
aus einem Vorgelegegetriebe mit Synchronisiereinrichtungen als Hauptgetriebe und
aus einem nachgeschalteten Gruppengetriebe in Vorgelege- oder Umlaufräderbauweise.
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In Nutzfahrzeuge werden mit Vorzug Schaltgetriebe eingebaut, die
sich aus einem synchronisierten Vorgelegegetriebe und einem nachgeschalteten Gruppengetriebe
zusammensetzen.
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Hierbei kann das Gruppengetriebe als Vorgelege- oder als Umlaufrädergetriebe
ausgebildet sein. Diese Kombination aus einem als Hauptgetriebe ausgebildeten Vorgelegegetriebe
mit Synchronisierung und einem Gruppengetriebe hat den Nachteil, daß besonders die
unteren Gänge sehr schwer schaltbar sind und nur mit groß dimensionierten Synchronisierungen
und entsprechendem Schalthebelverhältnis Uberhaupt betätigt werden
können.
Oftmals reichen diese Maßnahmen nicht aus, so daß die untersten Gänge in Klauenschaltung
ausgebildet werden müssen.
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Um diese aus Haupt- und Gruppengetriebe bestehende Kombination leicht
schaltbar zu machen, soll durch eine entsprechende Anordnung die Differenzdrehzahl
beim Schalten, die durch die Synchronisierung überbrückt werden muß, verringert
werden. Zu diesem Zwecke ist es notwendig, die zum Gangschalten des Gruppengetriebes
angeordnete Reibkupplung oder Reibbremse ebenfalls zu öffnen während des Schaltens
im Hauptgetriebe.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung zum Schalten eines
Kraftfahrzeuggetriebes vorgesehen, die aus einem Vorgelegegetriebe mit Synchronisiereinrichtungen
als Hauptgetriebe und aus einem nachgeschalteten Gruppengetriebe in Vorgelege- oder
Umlaufräderbauweise besteht und gekennzeichnet ist durch eine Vorrichtung, die während
eines Gangwechsels im Hauptgetriebe die Jeweils im Gruppengetriebe als Schaltelement
wirksame Reibkupplung bzw. Reibbremse öffnet.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist es, daß zum Steuern der als
Schaltelemente im Gruppengetriebe angeordnete Reibkupplungen bzw. Reibbremsen ein
elektro-hydraulisches 3/3 - Wegeventil angeordnet ist, dessen Stromzufuhr in den
unteren
Gängen während der Gangwechsel unterbbochen wird.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch
dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 ein Viergang-Synchrongetriebe mit einem nachgeschalteten
Gruppengetriebe in Vorgelegebauart und mit einer mittels des Schalthebels steuerbaren
elektrohydraulischen Vorrichtung zum Steuern der Schaltkupplungen des Gruppengetriebes;
Fig. 2 ein Viergang-Synchrongetriebe mit einem nachgeschalteten Gruppengetriebe
in Umlaufräderbauart und mit einer mittels des Kupplungshebels steuerbaren elektrohydraulischen
Vorrichtung zum Steuern der Schaltkupplung bzw.
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-bremse des Gruppengetriebes.
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In Fig. 1 bezeichnet 1 ein Viergang-Synchrongetriebe, dessen Schaltgabel
5 mit Schaltstange 4 zum Schalten des 1.
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und 2. Ganges dient. Dem Synchrongetriebe 1 ist ein Gruppengetriebe
2 in Vorgelegebauart nachgeschaltet, das eine Schaltkupplung 14 für die Herstellung
der Gänge 1 bis 4 und eine Schaltkupplung 15 für die Herstellung der Gänge 5 bis
8 aufweist.
Zur Steuerung der Kupplungen 14 und 15 ist ein 3/3 -Wegeventil
8 angeordnet, das mittels der Kanäle 12 und 13 mit den Kupplungen 14 und 15 verbunden
ist. Zur Druckölerzeugung ist eine Pumpe 10 angeordnet, die das Öl aus dem Sumpf
9 ansaugt und das Drucköl durch einen Kanal 11 dem Ventil 8 zuführt. Die Pumpe 10
wird vorzugsweise vom Fahrzeugmotor angetrieben. Zur Steuerung besitzt das Ventil
8 zwei Elektromagnete d und e, deren Wicklungen über einen Schalter 16 mit einer
Stromquelle 6 verbindbar sind. In dem zwischen dem Elektromagneten d und dem Schalter
16 angeordneten Kabel 19 ist ein weiterer Schalter 7 vorgesehen, der die Stromzufuhr
unterbricht, sobald der Fahrer den Schalthebel erfaßt. Innerhalb des Schalthebels
3 ist ein Kabel 18 vorgesehen, das die beiden Schalter 16 und 7 miteinander verbindet.
Die Schwenkachse 16a des Schalters 16 ist mit der Stromquelle 6 durch ein Kabel
17 verbunden.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: In Fig. 1 befindet
sich das Getriebe in Neutralstellung. Das Ventil 8 steht in Nullstellung "a", in
der die beiden Kanäle 12 und 13 entlüftet sind. Beispielsweise mit dem an sich bekannten
Einschalten der Zündung für den Fahrzeugmotor wird der Schalter S in der Leitung
17 geschlossen, um die Stromquelle 6 mit dem Schalter 16 am Schalthebel 3 zu verbinden.
Der Schalter 16 steht in der Stellung "x", in der seine Zunge 16b die Anschlußpunkte
16a und 16c miteinander verbindet.
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Mit dem Schließen von Schalter S erhält der Elektromagnet
d
Strom: das Ventil 8 wird in Stellung b verstellt.
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Nunmehr erhält die Kupplung 14 durch den Kanal 13 Drucköl, während
der Kanal 12 zur Kupplung 15 entlüftet ist. Der Schalthebel 3 ist mit ausgezogenen
Linien in Leerlaufstellung gezeichnet. Der nach links geschwenkte Schalthebel in
strichpunktierten Linien entspricht der Schaltstellung für den 1., 3., 5.
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bzw. 7. Gang, der nach rechts geschwenkte Schalthebel entspricht den
Schaltstellungen für den 2., 4., 6. bzw. 8. Gang. Bei Bedienung des Schalthebels
3 in den unteren Gängen 1 bis 4 wird die Stromzufuhr zum Elektromagnet d des Ventiles
8 durch den Schalter 7 unterbrochen. Infolgedessen wird das Ventil 8 in seine Stellung
a verstellt, in der beide Kupplungen 14 und 15 entlüftet werden. Da beim Gangwechsel
in herkömmlicher Weise auch die Kupplung zwischen Motor und Getriebe geöffnet wird,
ergeben sich infolge kleiner Massen geringe Synchronisiermomente.
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Beim Übergang auf den 5. Gang wird auch der Schalter 16 in die strichpunktiert
gezeichnete Lage "y" geschaltet, in der die Stromquelle 6 mittels Kabel 20 mit dem
Elektromagneten e des Ventiles 8 verbunden wird und das Ventil 8 in die Schaltstellung
c verstellt wird, in der die Kupplung 14 entlüftet und die Kupplung 15 geschlossen
wird. Das Gruppengetriebe 2 ist nunmehr auf direkten Durchgang (1:1) geschaltet.
Beim Wechsel zwischen den Gängen 5 bis 8 wird die Kupplung 15 nicht geöffnet, da
die Synchronisiermomente in diesem Gangbereich verhältnismäßig klein sind.
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In der Ausführung nach Fig. 2 ist einem Viergang-Synchrongetriebe
21 ein Gruppengetriebe 22 nachgeschaltet, das als Umlaufrädergetriebe ausgebildet
ist. Dieses Gruppengetriebe weist eine Bremse 35 zur Herstellung eines Ubersetzungsganges
ins Langsame auf und eine Kupplung 36 zur Herstellung eines direkten Ganges. Die
Bremse 35 und die Kupplung 36 des Gruppengetriebes 22 werden von einem 3/3 - Wegeventil
31 gesteuert. Das Ventil 31 wiederum wird in Abhängigkeit vom Kupplungspedal 23
betätigt. Hinter dem Kupplungspedal 23 sind zwei Kontaktzungen 32a und 32b angeordnet.
Die Kontaktzunge 32a ist mittels Kabel 39 mit einem Schaltgerät 33 verbunden.
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Dieses Schaltgerät dient dazu, in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit
die Umschaltung des Gruppengetriebes 22 vorzunehmen. Zu diesem Zweck ist auf der
Getriebeabtriebswelle 42 ein Geschwindigkeitsgeber 37 angeordnet. Dieser kann elektrisch
oder hydraulisch arbeiten, d.h. bei gewünschter einstellbarer Fahrgeschwindigkeit
bzw. Drehzahl der Getriebeabtriebswelle 42 wird der Schalter 33 elektromagnetisch
oder mittels hydraulischem Druckes betätigt. Dabei wird die elektrische Verbindung
zwischen der Stromquelle 34 und der Kontaktzunge 32a unterbrochen und gleichzeitig
die Stromquelle 34 mittels Kabel 41 mit dem Elektromagneten E des Ventiles 31 verbunden.
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Solange das Schaltgerät 33 die Stromquelle 34 mit der Kontaktzunge
32a verbindet, wird mittels des Elektromagneten D das Ventil 31 in Stellung B verstellt,
in der der Pumpendruckkanal
28 mit dem Kanal 43 verbunden ist,
durch den die Bremse 35 Drucköl erhält und angelegt wird. Wird zwecks Gangwechsel
das Kupplungspedal 23 betätigt, so wird die Hauptkupplung 27 mittels einer Stoßstange
24, eines Hebels 25 und einer Schiebemuffe 26 geöffnet. Außerdem wird durch das
Kupplungspedal 23 die Kontaktzunge 32b von der Kontaktzunge 32a abgehoben, so daß
der Magnet D stromlos wird und das Ventil 31 in seine Stellung A durch Federkraft
verstellt wird. Infolge dieser Ventilverstellung wird die Bremse 35 entlüftet.
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Da das Hauptgetriebe 21 vom Antriebsmotor und die Fahrzeugmasse von
der Abtriebswelle 42 getrennt sind, sind die zu beherrschenden Synchronisiermomente
klein und somit das Getriebe leicht schaltbar. Wird nach durchgefuhrtem Gangwechsel
das Kupplungspedal 23 wieder entlastet, kommt auch die Kontaktzunge 32b wieder zum
Anliegen an die Kontaktzunge 32a und der Stromkreis für den Elektromagneten D ist
wieder geschlossen.
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Das Ventil 31 nimmt wieder die gezeichnete Stellung B ein und die
Bremse 35 erhält wieder Drucköl.
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Sobald die Fahrgeschwindigkeit soweit angestiegen ist, daß ein Einschalten
des 5. Ganges erforderlich wird, unterbricht das Schaltgerät 33 die Verbindung zwischen
der Stromquelle 34 und der Leitung 39 und verbindet stattdessen die Stromquelle
34 mit der Leitung 41 bzw. mit dem Elektromagneten E. Dadurch wird das Ventil 31
in Stellung C verstellt, so daß die Bremse 35 über Kanal 43 entlüftet und nunmehr
die
Kupplung 36 durch Kanal 44 beaufschlagt wird. Damit befindet
sich die Getriebeanlage 21, 22 im oberen Gangbereich, in dem auf ein Ausrücken der
Kupplung 36 im Gruppengetriebe 22 während der Gangwechsel verzichtet werden kann,
da in den höheren Gängen die Synchronmomente kleiner sind als in den unteren Gängen.
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Diese Anordnung hat den Vorteil, daß für den Wechsel der Kupplungen
35 und 36 im Gruppengetriebe 22 kein besonderer Schalter bedient werden muß.