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Schalteinrichtung für Wechselgetriebe, insbesondere in Kraftfahrzeugen
Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung für Wechselgetriebe, und zwar insbesondere
für Wechselgetriebe in Kraftfahrzeugen, bei denen zur wahlweisen Einschaltung der
Zahnräder zwecks Änderung .des Übersetzungsverhältnisses hydraulisch betätigte Kupplungen
verwendet werden.
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Die. Erfindung bezweckt die Ausbildung der Schalteinrichtung derart,
daß, unabhängig von dem jeweils bestehenden Übersetzungsverhältnis, durch einen
Vorwähler ein neues Übersetzungsverhältnis eingestellt werden kann. Die Einschaltung
des jeweils vorbereiteten Übersetzungsverhältnisses unter Änderung des bestehenden
soll .durch Betätigung des Kupplungshebels herbeigeführt werden können, wobei die
Einrichtung so ausgebildet ist, daß auch nach anfänglicher Betätigung .des Kupplungshebes
noch der Übergang auf ein neu einzustellendes Übersetzungsverhältnis möglich ist.
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Die Erfindung bezweckt ferner, die Schalteinrichtung so auszubilden,
daß mit einer verhältnismäßig kleinen Zahl von Steuerorganen eine wesentliche größere
Zahl von Kupplungen gesteuert werden kann. Im einzelnen ist erfindungsgemäß die
Schalteinrichtung so ausgebildet, daß das Drucköl zur Betätigung der hydraulisch
bewegten Kupplungen zur wahlweisen Einschaltung der Zahnräder über ein vom Kupplungshebel
betätigtes Absperrorgan einer Verteilerkammer zugeführt wird, an die die zu den
einzelnen Kupplungen führenden Leitungen angeschlossen und in der mehrere durch
Drucköl verstellbare Absperrorgane zur Steuerung der genannten Kupplungsleitungen
angeordnet sind, und
daß die Antriebsräume dieser- Absperrorgane
mit .einer zweiten Verteilerkammer durch-Leitungen, verbunden sind; deren Verbindung
mit dieserVerteilerkamrner .durch mechanisch betätigte und durch eine mit dem Kupplungshebel
gekuppelte Sperrstange verriegelte Absperrorgane gesteuert wird, wobei die die Kupplungsleitungen
steuernden Absperrorgane als Schieber ausgebildet und jedem Schieber zwei Kupplungsleitungen
zugeordnet sind, die so ausgewählt sind., daß eine der beiden zugehörigen Kupplungen
eingeschaltet ist, wenn die andere ausgeschaltet ist und umgekehrt.
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*Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung sind sämtliche Absperrorgane
-einschließlich ihrer Betätigungsmittel in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden an, Hand der Zeichnung beschrieben.
In dieser zeigt AM. i einen Längsschnitt -durch die Schalteinrichtung nach
Linie I-I der Abb. 3, A,bb. 2 einen weiteren Längsschnitt nach Linie II-II der A11;
-3, Abb,. 3 einen waagerechten Schnitt nach Link:III-III der Abb. i; _4b1. 4 eine
Seitenansicht .der Einrichtung, und Abb. 5 einen Schnitt nach Linie V-V der Abb.
i ohne Deckel.
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Bei der im Ausführungsbeispiel dargestellten Schalteinrichtungist
angenommen, däßeill.Wechsel-_ getriebe mit hydraulisch betätigten. Reibungskupplungen
gesteuert werden soll. Es handelt sich hierbei um ein Wechselgeriebe, das außer
dem Rückwärtsgang .acht Gänge aufweist.
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Die zu den einzelnen Kupplungen führenden Ölleitungen sind in, Bohrungen
i bis ä im Boden g des Gehäuses io der Schalteinrichtung eingesetzt. Von diesen
Rohrleitungen 'sind in Abb, i zwei,. nämlich die Rohre i i und 12, dargestellt.
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Je zwei Bohrungen i und 2 Uzw. 3 und 4 usw. münden in, einer durchgehenden
Längsbohrung des Gehäuses iö. Die vier durchgehenden Bohrungen sind mit 13 bzw.
14 bezeichnet. An den Stirnseiten des Gehäuses sind die Bohrungen durch Schrauben
17 verschlossen, die einen Anschlag 18 aufweisen. In jeder Bohrung 13 sitzt ein
Doppelschieber ig mit zylindrischen Steuerkolben 2o, 21 und mit je einem Antriebskolben
22 bzw. 23 an jedem Ende des Schiebers. Die Steuerkolben 2o, 2i steuern die zu den
Rohren i i bzw. 12 führenden Bohrungen 3 bis: 8je nachdem, ob in der Bohrung 13
der Kolben 23 oder :der Kalben 22 am Anschlag 18 der zugehörigen Schraube 17 anliegt;
ist die Rohrleitung i i oder die Rohrleitung 12 mit dem, Raum 26 zwischen den beiden
20, 21 verbunden.
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Die Räume 2:6 .der einzelnen Doppelschieber ig stehen untereinander
und. mit einer durchgehenden Bohrung 27 des Gehäuses io in: Verbindung. An diese
Bohrung ist,eine @duer zu ihr liegende weitere, das Zuführungsrohr für das Drucköd
aufnehmende Bohrung 28 angeschlossen. Der Doppelschieber 19
in der Bohrung
14 hat eine abweichende Form= gehung: er besteht aus einem Steuerkopien 24 und '
zwei Antriebskolben 25. Der Steuerkolben steuert eine Öffnung 15 zum benachbarten
Raum 26 und weiter eine Bohrung 16; die .durch ein Rohr mit der Bohrung 4 verbunden
ist. An die Bohrung 4 ist nun diese Leitung angeschlossen. Die Funktion dieser Schieber
ist an anderer Stelle beschrieben.
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Der Doppelschieber i9 bestimmt also: je nach seiner Lage, ob
das Rohr i i öder das Rohr 12 mit der Druckölleitung verbunden wird. Die Verstellung
.der Doppelschieber ig erfolgt hydraulisch. Die Arbeitsräume der Kolben 22 und 23
sind mit 29 und 3@o. bezeichnet. Sie stehen über Bohrung 31, 32 mit zylindrischen
Bohrungen, 33, 34 des Gehäuses io in Verbindung. In. diesen sitzen zwei zylindrische
Schieber 35, 36, die durch ein Rohr 37 zu einem Schieber 38 vereinigt sind.
Es sind ebensoviele Schieber 38 wie Doppelschieber ig vorhanden. Die gleichachsigen
Bohrungen 33, 34 liegen oberhalb der Bohrungen 13 bzw. 14. Die Steuerkolben 39 der
Schieber! 35 und 36 verbinden je nach ihrer Stellung die Räume 2g, 30 finit den
Leitungen 40 bzw. 41: Die Leitungen 41 .dienen zur Zuführung des Drucköls. Die Leitungen,
4o führen zum Ölvorratsbehälter. Die Räume 33 und 34 sind durch Schraubkappen 43
verschlossen.
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Inder gezeichneten Stellung ist der Arbeitsraum 29 des Kolbens 22
mit der Leitung 41 verbunden, d. h. der Doppelschieber ig ist nach rechts verschoben,
die Leitung 12 ist mit .dem Raum 26 verbunden. Wird .der Schieber 38 nach rechts
verschöben, so ist umgekehrt der Raum 30 mit der Öldruckleitung 41 verbunden. Der
Doppelschieber ig wird dann nach links bewegt. In diesem Fall ist die Leitung i
i mit dem Raum 26 und damit mit der Öldruckleitung verbunden.
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Die Steuerung der vier Doppelächielier 38 erfolgt durch vier Noekenschiejiben
45, die auf einer Nockenwelle 46 angeordnet sind. Die Scheiben wirken auf doppelarmige
Hebel 47; die auf einer Welle 48 .drehbar gelagert sind. Die oberen Arme 49 dieser
Hebel werden durch Federn 5o über Rollen 51 gegen die Nockenscheiben 45 gepreßt.
Die unteren Arme 51 greifen durch einen' Schlitz 52 in die Rohre 37 ein. In diesen.
Rohren sitzt ein bewegliches Gleitstück 53, das .durch eine Feder 54 belastet ist.
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Sämtliche Schieber 38 weisen zwei Aussparungen 55, 56 auf. In der
gezeichneten Lage des Schiebers 3'8 greift in die Aussparung 56, eine Sperrstange
57, die den Schieber in der gezeichneten Lage festhält. In .der anderen Endstellung
greift die Stange 57 in die Aussparung 55 ein. Die Feder 50 versucht die
Rolle 51 in die Aussparung 4-4 der N ockenscheibe 45 zu drücken. Diese Bewegung
wird durch die Sperrstange 57 verhindert, sie tritt jedoch ein; sobald die Stange
57 in Richtung ihrer Achse verschoben wird (Abb. 5). Die Verschiebung tritt nicht
ein, wenn die Scheibe 45 mit ihrem übrigen glatten Umfang der Rolle 51 entgegensteht:
Die Aussparungen 44 sind an den einzelnen Nockenscheiben so gegeneinander versetzt,
(lad die vorgesehenen acht Gänge eingestellt werden können. Abb. i läßt also erkennen,
daß finit Hilfe der Nockenscheiben 45 die jeweils gewünschte Stellung der Schieber
38
und damit der jeweils neugewünschte Schaltzustand des Wechselgetriebes
voreingestelt werden kann, ohne daß an dem bestehenden etwas geändert wird. Die
-Nockenwelle 4.6 ist über einen Hebel 58 (Abb. 4.) mit einem als Vorwähler dienenden
Schalthebel verbunden, der in der Zeichnung nicht dargestellt ist.
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Die Ausbildung der Sperrstange.. 57 ist aus Abb. 5 erkennbar. Der
Steuerkolben 35 besitzt einen, vorn abgeflachten Teil 7o, der in Abib. 5 im Schnitt
dargestellt ist. Die Stange 57 weist entsprechend breite Ausschnitte 71 auf. Wird
die Stange in Richtung ihrer Achse: so. verschoben, daß die Teile 70 in den
Ausschnitten 71 stehen, so können sich die Schieber 38 frei bewegen.
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Die Betätigung der Sperrstangen 57 erfolgt durch eine schräge Ebene
6o (Abb. 2), die an einem Hebel 61 befestigt ist. Dieser sitzt drehbar auf einer
Achse 62, die ihrerseits über einen Hebelarm 63 (Abb. 4.) mit dem Kupplungshebel
verbunden ist.
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Der Hebel 61 steuert einen Schieber 64., der in der Bohrung 27 sitzt
und je nach seiner Stellung die Räume 26 mit der Ölleitung 218 oder mit dem Raum
65 verbindet oder von beiden abschließt. Der Raum 65 ist durch die Bohrung 66 mit
dem Ölsumpf verbunden.
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Die Einstellung .des Hebels erfolgt außer von Hand durch den Hebel
63 durch einen doppelarmigen Hebel 67, der durch eine auf der Welle 4.6 sitzende
Kurvenscheibe 68 so weit verstellt wird, daß der Schieber 64 .die. Räume 26 abschließt.
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Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende: Es wird angenommen,
daßeiner der Vorwärtsgänge eingeschaltet ist und nunmehr auf einen anderen Vorwärtsgang
umgeschaltet werden soll. Der neugewünschte Gang wird durch Verstellen des Hebels
58 und Drehen der Welle..6 eingestellt. Zur Einstellung der Vorwärtsgänge sind insgesamt
sechs Kupplungen erforderlich, von denen jeweils drei eingeschaltet und drei ausgeschaltet
sind. Die Kupplungen sind paarweise so z.usammengefaßt, daß, wenn die eine ein-,
die andere ausgeschaltet ist. Damit ist die Möglichkeit gegeben, sechs Kupplungen
:durch drei Kolbenschieber i9 in den Bohrungen 13 zu steuern.
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-Nach der Einstellung des Vorwählerhebels wird mit dem Kupplungsfußhebel
der Hebel 63 nach unten, bewegt. Bei dieser Bewegung schließt zunächst der
Kolben 63 die Räume 26 ab und verbindet dann, diese, Räume mit dem Raum 64. und
so über die Bohrung 65 mit dem Ölsumpf. Die bisher eingeschalteten drei Kupplungen
werden hierbei druckentlastet. Gleichzeitig ist die schräge Ebene 6o am Kopf der
Sperrstange 57 vorbeigeführt worden und hat diese Stange in Abb. 5 nach links verschoben.
Ist der Kupplungsfuß gänzlich durchgetreten, so gibt die Stange 57 die Schieber
38 frei; diese werden je nach der Stellung der zugehörigen Kurvenscheiben durch
die zugehörigen Federn 5o verschoben bzw. verbleiben teilweise in ihrer alten Lage,
je nachdem, welche Kupplungskombination für den neuen Gang erforderlich ist. Wird
nunmehr der Kupplungsfußhebel losgelassen, so kehrt der Kolben 63 in die in. Abb.
3 gezeichnete Lage zurück. Hierbei werden die Räume 26 mit der Ölleitung verbunden
und die. neu ausgewählten Kupplungen eingeschaltet. Die Sperrstange. 57 kehrt
ebenfalls in ihre alte Lage zurück und sichert die neue Stellung der Schieber 38
Die neue Stellung der Schieber 38 kommt erst nach vollständigem Durchtreten des
Kupplungsfußhebels zustande. Auch nach anfänglicher Bewegung des Fußhebels ist also
noch ein Übergang zu einer am Vorwähler neu eingestellten Stellung möglich.
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Beim Einstellen für den Rückwärtsgang sind an Stelle von drei Reibungskupplungen
nur zwei Reibungskupplungen und eine Klauenkupplung erforderlich. Bei der Einstellung
des Rückwärtsganges muß also eine der Reibungskupplungen ausgeschaltet sein. Dies
geschieht durch den Schieber i9 in der Bohrung i4.. In der gezeigten Stellung des
Schiebers ist die Bohrung 4 in der anschließenden Bohrung 13 mit der Bohrung 2 verbunden.
Die Bohrung i ist durch Verschließen der Bohrung 15 durch den. Kolbenteil2a von
der Druckölleitung abgeschlossen, d. h. die an .die Bohrung 2 angeschlossene Reibungskupplung
ausgeschaltet, dafür wird die Bohrung i mit den Räumen 26 verbunden. Diese Bohrung
führt zu der Klauenkupplung.
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Um den Antriebsmotor leer laufen lassen zu können, sollen. sämtliche
Kupplungen ausgeschaltet sein. Diesem Zweck dient die Kurvenscheibe 68 und der doppelarmige
Hebel 67. Bei Einstellen. des Leerlaiufs durch entsprechendes- Verdrehen
der Welle 56 wird über :den Hebel 6,1 der Kolben 64 in eine solche Stellung gebracht,
daß die Räume 26 mit dem Ölsumpf verbunden werden. In dieser Stellung sind sämtliche
Kupplungen gelöst.