DE3431486A1 - Mit elektronisch gesteuerter drehzahlangleichung ausgeruestetes schaltgetriebe, insbesondere fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Mit elektronisch gesteuerter drehzahlangleichung ausgeruestetes schaltgetriebe, insbesondere fuer kraftfahrzeuge

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DE3431486A1 DE19843431486 DE3431486A DE3431486A1 DE 3431486 A1 DE3431486 A1 DE 3431486A1 DE 19843431486 DE19843431486 DE 19843431486 DE 3431486 A DE3431486 A DE 3431486A DE 3431486 A1 DE3431486 A1 DE 3431486A1
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Description

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Mit elektronisch gesteuerter Drehzahlangleichung ausgerüstetes Schaltgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge
Es sind mit Schaltunterbrechung betätigte Stufenschaltgetriebe bekannt, bei denen die Drehzahlangleichung mittels elektronisch gesteuerter Elemente erfolgt, durch welche die mit dem Abtriebsteil der Eingangskupplung in Verbindung stehenden Wellen und. Zahnräder beim Schalten gebremst oder beschleunigt werden. Ferner sind Stufenschaltgetriebe bekannt, welche am Getriebeausgang mit einer Planetenstufe ausgerüstet sind, deren Bremse zum Anfahren und Schalten dient und welches durch eine Kupplung kurzgeschlossen werden kann. Durch dieses Gruppenschaltgetriebe wird die Stufenanzahl des Schaltgetriebes verdoppelt.
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gesetzt, ein mit elektronisch gesteuerter Drehzahlangleichung ausgerüstetes Schaltgetriebe im Aufbau zu vereinfachen und die Schaltvorgänge durch Reduktion der bei der ürehzahlangleichung zu verzögernden oder zu beschleunigenden Massen zu verkürzen. Ausscrdem soll der Raumund Gewichtsaufwand des Getriebes verkleinert werden.
Die Erfindung sieht vor, dass das mit einer oder mehreren Nebenwellen und mit auf der MauptgetriebewelIe verschiebbar gelagerten Schaltmuffen ausgerüstete Schaltgetriebe am Getriebeausgang eine Kupplungseinrichtung aufweist, wobei beim Schaltvorgang die HauptgetriebewelIe zum Drehzahlangleichen gesteuert durch für sich bekannte elektronische Schaltelemente, gebremst und beschleunigt wird.
Durch diese Lösung der Erfindung wird erreicht, dass zur ürehzahlangleichung lediglich die liauptgetri ebewelle mit den Schaltmuffen und keine Zahnräder des Stufengetriebes gebremst oder
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beschleunigt zu werden brauchen. Dadurch wird die Schaltzeit reduziert und der Schaltvorgang vereinfacht.
In weiterer Ausbildung der Erfindung ist die am Getriebeausgang angeordnete Kupplungseinrichtung durch ein zweistufiges Planeten-Gruppengetriebe gebildet, welches durch eine Bremse, die gleichzeitig zum Anfahren dient, eingeschaltet und durch eine Kupplung kurzgeschlossen wird und dessen Antriebsteil Bestandteil der Hauptgetriebewelle ist.
In noch weiterer Ausbildung der Erfindung dient das Glockenrad des Planeten-Gruppengetriebes oder ein Scheiben- oder Trommel·- fortsatz des Glockenrades beim Drehzahlangleich zum Aufwärtsschalten als Bremselement. Zum Drehzahlangleich beim AbwärtsschaJten sind am Steg des Planetengetriebes gelagerte, in die Glockenrad-Innenverzahnung eingreifende Planetenräder angeordnet, welche mit einem Sonnenrad kämmen, das mit einer Bremse verbunden ist.
In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die mit dem Bezugszeichen 1 versehene Motorkurbelwelle mit dem Schwungrad 2 ist über einen Flansch 5 mit dem Schaltgetriebe, dessen Gehäuse 4 an das Motorgehäuse 3 angeflanscht ist, verbunden. Das ständig mit dem Motor umlaufende Hingangszahnrad 6 kämmt mit dem Rad 7 der Nebenwelle 8, über die die Schalträder der IlauptgetriebewelIe 9 angetrieben werden. Die Hauptgetriebewelle 9 ist im Eingangszahnrad 6 in üblicher Weise über ein Wälzlager 10 gelagert und bildet mit dem Glockenrad 11 eine Einheit. Beim vorliegenden Beispiel handelt es sich um ein 6-gängiges,druckluftgeschaltetes Schaltgetriebe, bei dem drei Vorwärts- und eine Rückwärtsstufe durch das Zweiwellen-Schaltgetriebe durch Schaltmuffen geschaltet werden und die Verdoppelung der Anzahl der Vorwärtsgangstufen durch das
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am Cetriebeausgang angeordnete Planetenschaltgetriebe erfolgt. Zum Schalten werden die auf der Hauptgetriebewelle angeordneten Schaltmuffen 12 und 13 ^rch Schaltgabeln 12, bzw. 13 durch die in den Zylindern 12, und 13~ gelagerten Kolben 12-
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bzw. 132 verschoben. Durch die Zahnräder 14 und 15 wird die 2. bzw. 4. Gangstufe und durch die Zahnräder 16 und 17 die 1. bzw. 3. Gangstufe geschaltet. Durch das Zahnrad 19, welches mit dem Rad 17 der Nebenwelle 8 kämmt, kann durch die.Schaltmuffe 13 der Rückwärtsgang über das Zahnrad 18 geschaltet werden. Der direkte 3. bzw. 6. Gang wird durch Verbindung der Schaltmuffe 12 mit dem Eingangszahnrad 6 hergestellt.
Das am Getriebeausgang angeordnete Planeten-Gruppengetriebe wird über das mit der Hauptgetriebewelle aus einem Stück hergestellte Glockenrad 11 angetrieben. Sein Abtrieb erfolgt über die auf dem Steg 26 gelagerten Planetenräder 12. Der Steg 26 steht über die Abtriebswelle 27 mit der Kupplungsglocke 28 der Ausgangskupplung 29 in Verbindung und treibt von dort über das Kardangelenk 33 die Antriebswelle an. Die Planetenräder 21 kämmen mit dem Sonnenrad 22, welches über eine Hohlwelle mit der Aussenglocke der Kupplung 29 verbunden ist und die hohle Bremsscheibe 24 trägt. Die Anfahr- und Schaltbremse des Planeten-Gruppengetriebes weist zwei mit Reibbelag ausgerüstete Scheiben 24, auf, die über einen Ringzylinder 242 ^urc^ Druckluft angelegt werden. Das Kurzschliessen des Planeten-Gruppengetriebes erfolgt durch die Kupplung 29, deren Lamellen zur Hälfte auf der Aussenglocke 23 und zur anderen Hälfte auf der Innenglocke 28 sitzen. Die Kupplung ist normalerweise dadurch geschlossen, dass eine Tellerfeder 31 das Lamellenpaket zusammendrückt. Das Anfahren erfolgt durch Betätigung der Bremse 24. Dabei wird durch Druckluftzufuhr in den Druckraum 31 über dem Kolben 30 die Tellerfeder 31 gespannt und die Kupplung ge-
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öffnet. Die Zuführung der Betätigungsluft zur Kupplung erfolgt durch eine Bohrung in der Ilauptgetriebewel Ie 9 von einer Drehzuführung 36 am Iiingang des Getriebes aus, sowie durch Drehverbinder zwischen den Wellenabschnitten.
Zur Drehzahlangleichung beim Schalten wird beim Aufwärtsschalten die über einen Mikroprozessor 40 über das Ventil 37, und die Leitung 2O2 Druckluft in den Zylinder 20.. des Bremskolbens 20 zugeführt. Der Kolben 20 weist an seiner dem Planetengetriebe zugewendeten Seite einen Reibbelag auf, der mit der Trommel 11, der Glocke 11 in Reibschluss gebracht wird und dadurch die Hauptgetriebewelle 9 abbremst, bis der Prozessor durch Vergleich der von den Sensoren 34 über die Leitung 34,, sowie 35 über die Leitung 35 gelieferten Drehzahlinformationen Gleichlauf zwischen der mit der Hauptgetriebewelle umlaufenden Schaltmuffe und dem betreffenden zu schaltenden Zahnrad feststellt und die Schaltung über das betreffende Druckluftventil 37, bis 37Q auslöst.
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Beim Abwärtsschalten erfolgt eine Beschleunigung der Hauptgetriebewelle 9 dadurch, dass vom Prozessor nach Erhalt des Schaltauftrages zur Drehzahlangleichung über die elektrische Leitung 40^ das elektromagnetisch betätigte Druckluftventil 377 geöffnet und der Bremse 46 über die Leitung 46^ Druckluft zugeführt wird. Dadurch wird das Glockenrad 11 des Planeten-Gruppenge u ι iebes, und damit die IlauptgetriebewelIe 9, über die am Steg 26 gelagerten, mit der Innenverzahnung des Glockenrades 11 kämmenden Planetenräder 43, welche sich auf dem von der Bremse 46 in Umfangsrichtung festgehaltenen Trommel 45, die mit dem Sonnenrad 44 verbunden ist, abstützen, beschleunigt. Wie beim Abwärtsschalten wird dann durch Vergleich der von den Sensoren 34 und 35 gelieferten Drehzahlinformationen
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vom Prozessor beim Gleichlauf der Schaltmuffe mit dem betreffenden Rad der Schaltvorgang ausgelöst.
Zum Schalten der Getriebestufen kann entweder eine manuell bediente Druckknopfbetätigung verwendet werden oder eine Vollautomatik. Beides kann dadurch kombiniert werden, dass die Betätigung vollautomatisch erfolgt und durch eine Druckknopfschaltung beeinflusst werden kann, beispielsweise ein Aufwärtsbzw. Abwärtsschalten von einer bestimmten Stufe ab verhindert wird. Der Schaltvorgang soll nachfolgend beschrieben werden.
Der Fahrer drückt den Schaltknopf 6 des Betätigungstablars 42 und gibt damit dem Mikroprozessor über die· Leitung 42g die Weisung, automatisch bis zur höchsten Gangstufe durchzuschalten. Nach im Stillstand wird bei geöffneter Bremse 24 und Kupplung 29 die Schaltmuffe 13 dadurch in die Schaltklauen des Zahnrades 16 geschoben, dass vom Prozessor 40 über die Leitung 4Or das elektromagnetisch betätigte Druckluftventil 37r geöffnet und der Doppelkolben 139 im Zylinder 13, durch die über die Luftleitung 13. zugeführte Druckluft die Schaltgabel 13. in dieser Richtung bewegt wird.
Am Gaspedal 41, welches zum Anfahren bewegt wird, ist ein Wegsensor 41-, angebracht, dessen Information ebenfalls dem Mikroprozessor 40 über die Leitung 41 ? vermittelt wird. Zusammen mit der ürehzahlinformation vom Gaspedal wird über das als Steuerventil ausgebildete Druckluftventil 37g, das über die Leitung 408 mit dem Mikroprozessor verbunden ist, mit steigender Motordrehzahl zunehmender Luftdruck in den Betätigungsraum des Ringkolbens 249 geführt und damit die Bremse 24 angezogen. Das Fahrzeug fährt an. Bei Erreichen einer bestimmten Motordreh-
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zahl, welche über die Leitung 34.. gemeldet wird, veranlasst der Prozessor, dass sowohl die Druckluft aus dem Ringzylinder des Ringkolbens 242 der Bremse, als auch aus dem Raum 30, über die Druckzuführung 36 und das Ventil 37, abgelassen wird, so dass das Planeten-Gruppengetriebe durch Anpressen der Lamellen durch die Feder 31 kurzgeschlossen ist. Dadurch ist die 2. Gangstufe eingeschaltet.
Bei einem erneuten Kommando durch den Drehzahlsensor 34 wird über das Druckluftventil 37„ die Bremse, und durch Druckbeaufschlagung des Raumes 30. über das Ventil 37, die Kupplung 29 gelöst. Dann wird durch Oeffnen des Ventils 37r der Doppelkolben 132 *n ^e ^ullage geführt, so dass die Schaltmuffe 13 das Rad 16 freigibt. Gleichzeitig wird vom Mikroprozessor durch Betätigen des Ventils 20~ die Bremse 20 an die Trommel
11, angelegt und die Ilauptgetriebewelle 9 verzögert, bis dass die beiden Sensoren 34 und 35 Gleichlauf melden. Dann wird über das Ventil 372, die Leitung 12^ Druckluft in den Zylinder
12, gegeben. Der Doppelkolben 12-, schiebt über die Gabel 12.. die Schaltmuffe 12 in die Klauen des Zahnrades 14. Die Bremse wird über das Ventil 37„ geschlossen und der 3. Gang ist eingeschaltet.
Zum Schalten der 4. Gangstufe wird die Bremse 24 gelöst und die Kupplung 29 geschlossen und zum Schalten des 5. Ganges werden wiederum Bremse 24 sowie Kupplung 29 kurz gelöst und nach Ablauf des Synchronisiervorganges wie bei der Schaltung von der 1. in die 2. Gangstufe durch Betätigen des Ventils 37^ Druckluft in den Zylinder 12., zum Verschieben von Doppelkolben IZ2, Gabel 12, mit Schaltmuffe 12 in Richtung auf das Rad 6 geführt. Bei erneutem Signal durch den Drehzahlsensor 34 wird
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dann wiederum die Bremse 24 gelöst und gleichzeitig die Kupplung 29 durch Entlüften des Druckraumes 30, geschlossen. Dann ist der 6. Gang geschaltet.
Beim Abwärtsschalten wird bei einer bestimmten Absenkung der Motordrehzahl - wobei dieser Schaltpunkt in Abhängigkeit von der Gashebelstellung im Prozessor als veränderlich programmiert ist - beim Schalten von der 6. auf die 5. Gangstufe die Kupplung 29 gelöst und die Bremse 24 geschlossen. Beim Herunterschalten vom 5. in den 4. Gang erfolgt die Gleichschaltung im Stufengetriebeteil dadurch, dass bei gelöster Bremse 24 und Kupplung 29 über das Ventil 37„ die Bremse 46 betätigt und, angetrieben von der Kardanwelle 33 über die Innenglocke 28, Welle 27, Steg 26, Planetenräder 43 und Glockenrad 11 die Getriebehauptwelle 9 so weit beschleunigt wird, bis die beiden Drehzahlsensoren 34 und 35 an den Prozessor Gleichlauf melden und die Schiebemuffe mit dem Rad 14 verbunden wird. Das weitere Schalten vom 4. in den 3. Gang erfolgt in gleicher Weise wie vom 6. in den 5. Gang, beim Schalten vom 3. in den 2. wie beim Schalten vom 5. in den 4. und schliesslich beim Schalten vom 2. in den 1. Gang wieder wie beim Schalten vom in den 5. Gang.
Will der Fahrer den Motor beschleunigen, ohne dass der Wagen bewegt wird, so muss er am Schalttablar den Knopf Null drücken. Beim Rückwärtsgang, der nur im Stillstand geschaltet werden kann, wird die Schaltmuffe 13 durch Betätigen des Ventils 37., durch welches Druckluft über die Leitung 13,- in den Zylinder 13., geführt wird, mit dem Rad 19 verbunden.
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Claims (3)

Dr.Ing. Hermann Klaue R 798 Blumenstrasse ö Cremlingen Mit elektronisch gesteuerter Drehzahlangleichung ausgerüstetes Schaltgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge Patentansprüche
1) Mit elektronisch gesteuerter Drehzahlangleichung ausgerüstetes Schaltgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer oder mehreren Nebenwellen und auf der Hauptgetriebewelle verschiebbar gelagerten Schaltmuffen, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Trennen des Schaltgetriebes vom Fahrzeugantrieb (33) dienende Kupplungseinrichtung (24, 29) am Getriebeausgang angeordnet ist und beim Schaltvorgang die Hauptgetriebewelle (9) zum Drehzahlangleichen durch für sich bekannte, elektronisch gesteuerte Elemente gebremst und beschleunigt wird.
2) Mit elektronisch gesteuerter Drehzahlangleichung ausgerüstetes Schaltgetriebe, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die am Getriebeausgang angeordnete Kupplungseinrichtung durch ein zweistufiges Planeten-Gruppengetriebe (11, 21, 26, 22) gebildet wird, welches durch eine Bremse (24), die gleichzeitig zum Anfahren dient, eingeschaltet und durch eine Kupplung (29) kurzgeschlossen wird, und dessen Antriebsteil (11) Bestandteil der Iiauptgetriebewelle (9) ist.
3) Mit elektronisch gesteuerter Drehzahlangleichung ausgerüstetes Schaltgetriebe, nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Glockenrad (11) des Planeten-Gruppenge-
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triebes oder ein Scheiben- oder Trommelfortsatz (11,) des Glockenrades (Jl) beim Drehzahlangleichen zum Aufwärtsschalten als Bremselement dient und zum Drehzahlangleichen beim Abwärtsschalten am Steg (26) des Planeten-Gruppengetriebes gelagerte, in die gleiche Glockenrad (ll)-Innenverzahnung der llauptpl anetenräder (21) eingreifende Planetenräder (43) angeordnet sind, welche mit einem Sonnenrad (44) kämmen, das mit einer Bremse (45, 46) verbunden ist.
DE19843431486 1984-08-28 1984-08-28 Mit elektronisch gesteuerter drehzahlangleichung ausgeruestetes schaltgetriebe, insbesondere fuer kraftfahrzeuge Withdrawn DE3431486A1 (de)

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