DE2164728B2

DE2164728B2 - Hydraulische Schaltkolbenvorrichtung

Info

Publication number: DE2164728B2
Application number: DE2164728A
Authority: DE
Inventors: Bradford K. Rockford Ill. Shull; Joseph B. Snoy
Original assignee: Twin Disc Inc
Current assignee: Twin Disc Inc
Priority date: 1970-12-30
Filing date: 1971-12-27
Publication date: 1981-05-14
Also published as: GB1328909A; US3667501A; DE2164728A1; DE2164728C3; JPS5032123B1

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Schaltkolbenvorrichtung zur hydraulischen Steuerung der Gangstufen eines Schaltgetriebes entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei der Schaltkolbenanordnung nach der DE-PS 58 665 besteht das Freigabeelement aus einer in Verschieberichtung der Verriegelungsplatte angreifenden kurzen Druckstange mit Bedienungsknauf. Die Betätigung des Freigabeelementes von Hand verschiebt die Verriegelungsplatte gegen die Wirkung der anliegenden Feder in die Freigabestellung, wobei ein in Sperrstellung befindlicher Schaltkolben sich unter Einwirkung einer ihm zugeoidneten Feder in seine die Anschlüsse sperrende Ruhestellung bewegen kann. Nach Loslassen des Knaufes bewegt sich die Verriegelungsplatte unter der Einwirkung ihrer Feder in ihre normale, nämlich in die Arretierstellung, zurück. Der geschilderte Vorgang ist bei der bekannten Schaltkolbenanordnung die einzige Möglichkeit, sämtliche Schaltkolben in ihre Sperrstellung und damit das von ihnen zu steuernde..Schaltgetriebe in seine neutrale Ausgangslage zu bewegen. Eine selbsttätige Neutralisie-

rung erfolgt nicht Ein einmal eingerückter Schaltkolben bleibt in dieser Stellung, bis statt seiner ein anderer Schaltkolben eingerückt oder durch die Betätigung des Freigabeelementes alle Schaltkolben freigegeben werden. F.ine Rückführung aller Schaltkolben in ihre Sperrstellung kann unabhängig von der jeweiligen Betriebssituation nur durch Betätigung des Freigabeelementes von Hand erreicht werden. Beim Abstellen oder bei störungsbedingtem Stillstand des Motors muß die Bedienungsperson also daran denken, die Verriegelungsplatte zu betätigen, da anderenfalls beim neuerlichen Anlassen des Motors bei eingerücktem Gang das Fahrzeug sprungartig anfährt

Demgegenüber ist es die Aufgabe der Erfindung, eine

'5 Schaltkolbenanordnung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Rückführung aller Schaltkolben in ihre Sperrstellung in bestimmten Betriebssituationen selbsttätig erfolgt

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Infolge dieser Ausbildung der Schaltkolbenanordnung erfolgt bei Motorstillstand über den Freigabekolben selbsttätig die Rückstellung der Schaltkolben in ihre Sperrsteliung.

Zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Teilschnitt durch eine hydraulische Schaltkolbenanordnung,

F i g. 2 einen Schnitt in der Linie 2-2 in F i g. 1,

F i g. 3 einen Schnitt der Linie 3-3 in F i g. 1,

F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 in F i g. 1 mit einem Schaltkolben in Arretierstellung,

F i g. 5 einen Schnitt längs der Linie 5-5 in F i g. 1,

F i g. 6 eine Stirnansicht in Richtung von Pfeilen 6 in Fig. 1,

F i g. 7 einen Querschnitt durch einen Freigabekolben aus Fig. 1,

F i g. 8 eine Draufsicht eines in F i g. 1 gezeigten Details und

F i g. 9 eine Draufsicht eines weiteren Details.

In einem langgestreckten Gehäuse 1 sind mehrere hydraulische Schaltkolben 2 angeordnet, die durch Elektromagnete 3 gesteuert werden. Die Elektromagnete 3 haben Stößel 4, die an Nasen 5 angreifen, die von engen Kanälen 6 durchsetzt sind. Die Schaltkolben 2 sind in Bohrungen 7 bewegbar und mit dem Druck einer Hauptdruckmittelleitung beaufschlagt. Dazu dienen Kanäle 10 zu den Bohrungen 7 und Stich-Kanäle 10a (F i g. 4), die über die Kanäle 6 zu den Stirnflächen der Schaltkolben führen. Jeder Schaltkolben wird unter der Wirkung des in einer Kammer 10c vorhandenen Druckes verschoben, wenn sein Elektromagnet eingeschaltet ist, wobei der Schaltkolben eine Beaufschlagung einer ihm zugeordneten (nicht gezeigten) Schaltkupplung eines Getriebes mit dem Druck aus der Hauptleitung gestattet. Jede Kammer 10c steht zur Entlastung über eine Öffnung in einem Stopfen mit einem Ablaßkanal 62 in Verbindung. In F i g. 1 sind die Schaltkolben 2 in Ausrück- und Normalstellung gezeichnet; Fig.4 zeigt einen Schaltkolben 2 in Arretierstellung.

Das Gehäuse 1 ist mit einem Deckel 16 versehen. Zwischen diesem und dem Gehäuse 1 ist eine Platte 17 befestigt. Deckel 16 und Platte 17 sind durch Schrauben 18 am Gehäuse 1 festgelegt. Im Bereich der Platte 17

besitzt der Deckel 16 einen Schlitz 19, in dem eine Verriegelungsplatte 20 verschiebbar ist Diese hat eine Anzahl von Verriegelungsöffnungen 21, die den Schaltkolben 2 zugeordnet sind, sowie eine öffnung 22 und eine rechteckige öffnung 23.

Die Platte 17 wird von öffnungen 26 durchsetzt, die zur Aufnahme von Endteilen in Form verjüngter Nasen 2⁷ je eines Schaltkolbens 2 dienen. Die Platte 17 weist eine weitere öffnung 30 und eine rechteckige öffnung 33 auf.

In den rechteckigen öffnungen 23 und 33 ist eine Schraubenfeder 32 angeordnet, welche die Verriegelungsplatte 20 in F i g. 1 abwärts in eine Stellung belastet, in der die öffnungen 21 der Verriegelungsplatte 20 mit den öffnungen 26 in der Platte 17 fluchten. In dieser Stellung der Verriegelungsplatte 20 fluchtet deren Öffnung 22 mit der öffnung 30 in der Platte 17.

Durch die kleinen Löcher 24 in der Platte 17 und durch die Schlitze 25 in der Verriegelungfplatte 20 erstrecken sich Rollzapfen 36, die zur Führung der Verriegelungsplatte 20 dienen.

In den Bobrungen 7 angeordnete Federn 40 belasten die Schaltkolben 2 auf die Normalstellung zu, in der die verjüngte Nase 27 jedes Schaltkolbens aus der Verriegelungsplatte 20 ausgerückt ist. Wenn ein Elektromagnet eingeschaltet und dadurch der zugeordnete Schaltkolben 2 betätigt wird, verschiebt dessen verjüngte Nase 27 die Platte 20 gegen die Wirkung der Feder 32. Die verjüngte Nase 27 tritt durch die ihr zugeordneten öffnungen 21 und 26 in den Platten 20 bzw. 17, so daß ein abgesetzter Halsteil 41 des Schaltkolbens von der Verriegelungsplatte 20 festgehalten wird, wenn diese in die Arretierstellung bewegt wird, in der die Verriegelungsplatte 20 die unter der Wirkung ihrer Elektromagnete ausgefahrenen Schaltkolben 2 festhält.

Im Deckel 16 ist ferner ein Freigabe-Elektromagnet 50 montiert, der mit einem Verschlußstück 51 versehen ist, das schließend an einer öffnung 52 eines Stopfens 53 anliegt, wenn der Elektromagnet 50 ausgeschaltet ist. In diesem Zustand kann kein Druckmittel durch die öffnung 52 treten. Die Bohrungen 7 des Gehäuses 1 sind durch einen Kanal 55 mit einem der Öffnung 52 benachbarten Raum 56 verbunden. Dazu kann der Kanal 55 um die Platte 17 herumgeführt sein oder über eine nicht gezeichnete Durchgangsbohrung in der Platte führen, damit das Druckmittel vom Gehäuse 1 zum Deckel 16 strömen kann. Bei eingeschaltetem Elektromagneten 50 kann daher unter Druck stehendes Druckmittel über den Kanal 55 und die öffnung 52 in den Raum 57 strömen. Bei ausgeschaltetem Elektromagneten 50 schließt das Verschlußstück 51 die öffnung 52 ab, so daß der Raum 57 nicht mit Druckmittel beaufschlagbar ist

Durch einen weiteren Kanal 60, der eine in F i g. 5 gezeigte Drosselstelle 61 besitzt, steht der Raum 57 mit dem Ende der Bohrung 7 und den Ablaßkanal 62 in Verbindung.

Im Deckel 16 ist im Bereich des Freigabe-Elektromagneten 50 ferner ein Freigabekolben 70 angeordnet, der in F i g. 7 deutlicher gezeigt ist und eine kegelförmige Nase 71 aufweist, welche sich durch die öffnungen 30 und 22 in den Platten 17 und 20 erstrecken kann. Wenn sich die verjüngte Nase 71 in der in F i g. 1 gezeigten Stellung befindet, drückt sie die Verriegelungsplatte 20 aufwärts in die Freigabestellung, in der jeder Schaltkolben 2 unter der Wirkung seiner Feder 40 in die Normalstellung zuriickführbar ist. Ist der Freigabekolben 70 dagegen in F i g. 1 nach links zurückgezogen, so ist seine Nase 71 aus der Verriegelungsplatte 20 ausgerückt, so daß die Feder 32 die Verriegelungsplatte wieder abwärts in eine Arretierstellung schieben kann, in der sie ausgefahrene Schaltkolben 2 festhält

Der Raum 57 steht mit einer Bohrung 74 in Verbindung, in welcher der Freigabekolben 70 verschiebbar ist Bei einer Beaufschlagung des hinter dem Freigabekolben 70 befindlichen Raums in der Bohrung

74 mit Druckmittel bewegt dieser daher den Freigabekolben 70 nach rechts, so daß die Verriegelungsplatte 20 in die Freigabestellung gelangt Die Feder 75 belastet den Freigabekolben 70 ebenfalls im Sinne einer Bewegung der Verriegelungsplatte 20 in die Freigabestellung. Die vor der Nase 71 des Freigabekolbens im Gehäuse 1 ausgesparte Kammer wird über eine als Kreis dargestellte Auslaßöffnung in den Ablaßkanal 62 hinein entlastet

Der Kanal 55 steht durch einen weiteren Kanal 77 mit einem Raum 78 am vorderen Ende des Freigabekolbens 70 in Verbindung. Wenn der Raum 78 mit Druckmittel beaufschlagt ist, wirkt dieeer auf eine Schulter 79 des Freigabekolbens und bewegt den Kolben nach links in eine Stellung, in der seine Nase 71 aus der Verriegelungsplatte 20 ausgerückt ist

Die Verriegelungsplatte 20 wird daher, wenn kein Druck im Raum 78 wirkt, von der Nase 71 des Freigabekolbens 70 in einer oberen Stellung (Fig. 1) gehalten, in der alle Schaltkolben 2 freigegeben sind.

Nachstehend wird die Wirkungsweise der Anordnung beschrieben. Wenn das mit der Anordnung versehene (nicht gezeigte) Fahrzeug außer Betrieb ist, befinden sich die Teile der Anordnung in der in F i g. 1 gezeichneten Stellung. Nach dem Anlassen des (nicht gezeigten) Fahrzeugmotors werden die Bohrungen 7 für die Schaltkolben über den Kanal 10 mit dem Hauptleitungsdruck von z. B. etwa 14 kp/cm² beaufschlagt. Vom Kanal 10 wird über den Kanal 55 im Gehäuse 1 auch der Raum 56 des Freigabe-Elektromagneten mit diesem Hauptleitungsdruck beaufschlagt. Ferner wird mit diesem Hauptleitungsdruck über den Kanal 77 und den Raum 78 auch der Freigabekolben 70 beaufschlagt der dadurch gegen die Wirkung der Feder

75 nach links gedrückt wird.

Beim Anlassen des Fahrzeugmotors soll sich der Gangschalthebel in der Ausrückstellung befinden. In dieser Stellung ist der Freigabe-Elektromagnet 50 eingeschaltet, so daß die öffnung 52 offen ist, das Druckmittel aus der Hauptleitung durch die öffnung 52 in den hinter dem Freigabekolben befindlichen Raum in der Bohrung 74 gelangt und der Freigabekolben 70 nach rechts gedrückt wird. Infolgedessen wird die Verriegelungsplatte 20 aufwärts in die in F i g. 1 gezeigte Stellung gedrückt

Nach dem Einrücken des Ganges im Fahrzeuggetriebe ist der Elektromagnet 50 ausgeschaltet, so daß das an der Stirnseite seines Ankers angeordnete Verschlußstück 51 die öffnung 52 schließt und kein Druckmittel durch die öffnung 52 treten kann. Der Freigabekolben 70 wird jetzt über den Kanal 77 mit dem Hauptleitungsdruck beaufschlagt und dadurch nach links bewegt, wodurch seine Feder 75 zusammengedrückt wird und unter Druck stehendes Druckmittel aus dem Kanal 60 durch ^ie Öffnung 61 in den Ablaßkanal 62 gelangt.

Gleichzeitig wird der Freigabekolben 70 ausgerückt und wird einer oder werden mehrere der Elektromagneten 3 eingeschaltet, so daß der an der Stirnseite seines Ankers angeordnete Stößel 4 (F i g. 4) bewegt wird und

der zugeordnete Schaltkolben 2 über die öffnung 6 in der Nase 5 mit Druckmittel beaufschlagt und somit gegen die Wirkung der Druckfeder 40 verschoben wird. Die Nase 27 des Schaltkolbens 2 verschiebt die Verriegelungsplatte 20 gegen die Wirkung ihrer dadurch zusammengedrückten Feder 32. Danach bewegt sich der Schaltkolben 2, bis sein Ende am Grunde einer Ausnehmung 80 anschlägt. Durch die Feder 32 wird die Verriegelungsplatte 20 verschoben, bis sie am Hals 41 des Schaltkolbens 2 anschlägt und diesen festlegt. Jetzt befindet sich die Verriegelungsplatte 20 in ihrer Arretierstellung, so daß sie auch bei Stromausfall den Schaltkolben 2 in dieser hält. Zum Bewegen des Schaltkolbens 2 aus der Arretier- in die Normalstellung muß man entweder einen anderen Schaitkoiben 2 in die Einrücksieliung bewegen oder den Freigabe-Elektromagneten 50 einschalten oder das Fahrzeug ganz abstellen.

Die vorstehend beschriebene Verriegelungsplatte 20 stellt somit eine mechanische Sicherheitseinrichtung in bestimmten Betriebszuständen des Fahrzeugs dar. Bei einem Stromausfall werden die Schaltkolben 2 mechanisch in der Einrückstellung gehalten, so daß das Getriebe nicht unbeabsichtigt ausgerückt werden kann. Wenn bei eingerücktem Getriebe der Fahrzeugmotor abgestellt wird, bewegt der federbelastete Freigabekolben 70 die Verriegelungsplatte 20 in die Freigabestellung, so daß etwa in der Arretierstellung befindliche Schaltkolben 2 freigegeben werden und das Getriebe ausgerückt wird. Infolgedessen kann man das Fahrzeug bei eingerücktem Getriebe nicht anlassen.

i<> Im Deckel 16 ist der Freigabe-Elektromagnet 50 angeordnet. Er wird eingeschaltet, wenn das Getriebe ausgerückt werden soll. Bei eingeschaltetem Elektromagneten 50 unterstützt Druck die Wirkung der Feder 75 auf den Freigabekolben 70 gegen die Wirkung einer ■> schwächeren hydraulischen Kraft im Raum 78. Dadurch wird das Ausrücken des Getriebes gewährleistet, weil sich der Freigabekolben 70 in F i g. I nach rechts bewegt und seine Nase 71 die Verriegelungsplatte 20 in ihre obere Freigabestellung bewegt, in der die in der

-'> Arretierstellung befindlichen Schaltkolben 2 nicht mehr mechanisch festgehalten, sondern freigegeben sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hydraulische Schaltvorrichtung für ein mehrgängiges Schaltgetriebe mit mehreren Schaltkolben, wobei jeder aus einer Sperrstellung in eine Durchgangsstellung verschiebbar ist, so daß im Gehäuse enthaltene Arbeitsanschlüsse mit einer Druckmittelleitung verbunden werden, mit einer im Gehäuse quer zum Schaltkolben zwischen einer Arretierstellung und einer Neutralstellung verschiebbaren Verriegelungsplatte mit auf die Schaltkolben ausgerichteten Verriegelungsöffnungen, durch die bei Durchgangsstellung formschlüssige Endteile der Schaltkolben treten, die in Arretierstellung der Verriegelungsplatte eine Rückkehr der Schaltkolben in die Sperrstellung verhindert, und mit einem an der Verriegelungsplatte angreifenden und unabhängig von den Schaltkolben betätigbaren Freigabeelement, das die Verriegelungsplatte in ihre Neutralstellung bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß das Freigabeelement ein an die Druckmittelleitung angeschlossener und senkrecht auf die Verriegelungsplatte (20) ausgerichteter Freigabekolben (70) mit kegelförmiger Nase (71) ist, die bei Verschiebung aus ihrer Normalstellung mit einer Freigabeöffnung (22) in der Verriegelungsplatte zusammenarbeitet

2. Hydraulische Schaltvorrichtung nach Anspruch

1, dadurch gekennzeichnet, daß der Freigabekolben in der Normalstellung entgegen der Kraft einer Feder (75) vom Druck aus der Druckmittelleitung (10) gehalten wird, der an einer der Feder gegenüberliegenden Kolbenseite (78) ansteht.

3. Hydraulische Schaltvorrichtung nach Anspruch

2, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Kolbenseite des Freigabekolbens (70) über eine freigebbare Absperreinrichtung (5S, 52) mit Druck aus der Druckmittelleitung (10) beaufschlagbar ist.

4. Hydraulische Schaltvorrichtung nach Anspruch

3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abspeireinrichtung (51, 52) mit einem Elektromagneten (50) betätigbar ist