DE3216449A1 - Antriebsaggregat fuer ein kraftfahrzeug mit einem stufenwechselgetriebe - Google Patents

Description

• Antriebsaggregat für ein Kraftfahrzeug
• mit einem Stufenwechselgetriebe Die Erfindung betrifft ein Antriebsaggregat gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
• Der Erfindung liegt die allgemeine Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der bezeichneten Art zu schaffen, die Gangschaltvorgänge ohne Betätigen. einer Kupplung zwischen Maschine und Getriebe ermöglicht.
• Wie beispielsweise aus der DE-AS 27 42 031, B60K 41/08, bekannt, verwendet man hierzu sogenannte Lastschaltgetriebe, bei denen während des Umschaltvorgangs von einem Gang in einen anderen Gang die bertragung der von der Brennkraftmdschine abgegebenen Leistung zu den angetriebenen Rädern des Fahrzcugs auch nicht durch Umschaltvorgänge im Getriebe unterbrochen wird.
• Bei der in der genannten Auslegeschrift geschützten Gangwechseleinrichtung wird bei Einleitung eines Hochschalvorgangs die'Brennkraftmaschine abgeregelt und bei Einleitung eines Herabschaltvorgangs hochgeregelt, also die Drehzahl der Getriebeantriebswelle durch einen Regelvorgang an der Brennkraftmaschine verändert. 'In Abhängigkeit von verschiedenen Drehzahlsigna-.
• len erfolgt beim Vorliegen des entsprechenden .Synchronpunkts dann das eigentliche.Einlegen des nächsten Ganges im Getriebe. Hinsichtlich dieser und weiterer Einzelheiten insbesondere hinsichtlich der Umschaltvorgänge im Getriebe wird auf die genannte Auslegeschrift verwiesen, da sie nicht Gegenstand der Erfindung sind.
• Der Erfindung liegt die spezielle Aufgabe zugrunde, ein Antriebsaggregat gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu'schaffen, bei dem die zum Umschalten erforderlichen Drehzahländerungen der Getreibeantriebswelle ohne das Erfordernis eines die Brennkraftmas6hine einschließenden Regelkreises und damit ohne den für den Regelvorgang notwendigen Zeitaufwand erzeugt werden.
• Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.
• Unter Federbandspiralen sind nicht nur nach außen federnd vorgespannte Bänder, sondern aligemein sotche zu verstehen, die bei den Bewegungen ihrer Windungen nicht plastisch verformt werden.
• Ein besonderer Vorteil der Erfindung-ist darin zu sehen, daß die die Drehzahländerungen hervorrufende Einrichtung als Schwungscheibe zugleich eine weitere Aufgabe, nämlich die der Verriqgerung des Ugleichförmigkeitsgrads insbesondere bei niedrigen Drehzahlen, löst.
• Eine vorteilhafte Ausbildung des erfindungsgemäßen Antriebsaggregats schützt Patentanspruch 2.
• Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. In dieser zeigen: Fig. 1 . schematisch das Antriebsaggregat in seiner Gesamtheit, Fig. 2 - einen Axialschnitt lurch die Schwungscheibe, die Fig. 3 u. 4 die in Fig. 2 mit Å-A bezeichnete Querschnittsansicht bei Einstellung auf maximales bzw. minimales Trägheitsmoment und .
• Fig. 5 den zeitlichen Verlauf der Drehzahlen von Getriebsantriebswelle und Kurbelwelle der Brennkraftmaschine.
• Betrachtet man zunächst Fig. 1, so liegt zwischen der Brennkraftmaschine 1, deren Kurbelwelle oder Ausgangswelle mit' 2 bezeichnet ist' und der Getriebeantriebswelle 3 des Stufenwachselgetriebes 4 die Schwungschibe, 5 mit lastveränderlichem Trägheitsmoment. Das Getriebe 4 besitzt einen an sich bekannten und daher m einzelnen nicht zu beschreibenden Aufbau. Die den einzeInen Gängen zugeordneten Getriebeebenen sind mit 6 bis 10, die zum Differential führende Abtriebswelle des, Getriebes ist mit 11 bezeichnet. Vor dem Getriebe 4 sind die Anfahrkupplung 12 sowie der Freilauf 13 angeordnet.
• Von Interesse für das Verständnis der Erfindung ist der Aufbau der Schwungscheibe 5, der insbesondere aus den Fig. 2, 3 und 4 hervorgeht: Zwischen dem in diesem Ausführungsbeispiel topf- bder glockenförmigen ersten Bestandteil 14 und dem in diesem Ausführungsbeispiel wellenartigen Bestandteil 15 der Schwungscheibe 5 befinden'sich in dem Ringraum 16 zwischen beiden in diesem Ausführungsbeispiel zwei jeweils mehrere Windungen bildende Federbandspiralen 17 und 18, die in Richtung nach außen vorgespannt sind und sich, wie Fig. 3 zeigt, bei,getriebeseitiger Entlastung unter der Wirkung der Fliehkraft, gegebenenfalls auch einer entsprechenden Federvorspannung, an die Innenwand des ersten Schwungscheiben-Bestandteils 14 anlegen In diesem Zustand hat die Schwungscheibe 5 also ihr maximales Trägheitsmoment, während bei Belastung der Brennkraftmaschine 1 durch das Getriebe 4 mit den angeschalteten Antriebsrädern des Fahrzeugs die gesamte Antriebs-oder Zugkraft durch die zwischen den beiden Bestandteilen 14 und 15'drehmomentübertragend aufgespannten Federbandspiralen 17 und 18 übertragen wird.
• Das bedeutet; daß diese Spiralen sich," wie in Fig. 4 dargestellt, fest um den wellenförmigen Schwungscheiben-Bestandteil 15 wickeln, so daß jetzt die Schwungscheibe 5 ihr minimales Trägheitsmomentbesitzt. Ein störender Ruck beine Übergang von dem in Fig. 3 dargestellten entspannten Zustand in den in Fig. 4 dargestellten Zustand bei Drehmomentübertragung wird selbsttätig dadurch vermieden, daß in der letzten Phase des Aufwickelvorgangs die Federbandspiralen aufeinander reiben, so daß ein allmählicher Übergang erfolgt.
• Die Reibung an dieser Stelle dämpft in erwünschter Weise auch den von den Gaskräften erzeugten Ungleichförmigkeitsgrad.
• Bei einem Schaltvorgang, der eingeleitet wird durch Herausnehmen der jeweiligen Gangstufe und damit durch Unterbrechen des Kraftflusses im Getriebe 4, spielt sich nun folgendes ab: Solange der Kraftfluß besteht, wird die Antriebskraft innerhalb- der Schwungscheibe 5 durch Zugkräfte in den Federbandspiralen 17 und 18 übertragen, so daß die Konfiguration gemäß Fig. 4 vorliegt. Sobald der Kraftfluß im Getriebe 4 unterbrochen wird, tritt unter der Wirkung der Fliehkraft der Übergang in die Konfiguration gemäß Fig. 3 ein. In dem Drehzahl-Zeit-Diagramm nach Fig. 5, in dem die Kurve a den Verlauf der Drehzahl der Getriebeantriebawelle 3 über der Zeit t und die Kurve b den Verlauf der Drehzahl der Kurbelwelle 2 über der Zeit t angeben, ergibt sich vom Zeitpunkt tl der Unterbrechung des Kraftflusses im Getriebe 4 an, bis zu dem die beiden Drehzahlwerte identisch sind, infolge der Vergrößerung des Trägheitsmoments der Schwungscheibe 5, die sich zunächst als Vergrößerung des Trägheitsmoments des ersten Bestandteils 14 äußert, eine Verringerung der Drehzahl der Brennkraftmaschine, d.h. der Kurbelwelle 2, ohne daß notwendigerweise ein Maschinenparameter geändert wird, und durch den beim Übergang von der Konfiguration nach Fig. 4 auf diejenige nach Fig. 3 in den Federbandspiralen 17 und 18 auftretenden Zug ergibt sich eine kurzzeitige Drehzahlerhöhung an der Getriebeantriebswelle 3, in Fig. 5 angedeutet durch den Buckel in der Kurve a.
• Anschließend sinkt die Drehzahl der Getriebeantriebswelle 3 ebenfalls unter ihren vor dem Zeitpunkt tl vorhandenen Wert. Damit ergeben sich sowohl eine Erhöhung als auch eine Verringerung der Drehzahl der Getriebeantriebswelle 3, d.h. Drehzahlwerte, wie sie zum Herab- und Hochschalten erforderlich sind.
• Mit S1 ist ein Synchronpunkt für das Herabschalten, mit S2 ein Synchronpunkt für das Hochschalten bezeichnet. Die Erfassung und Umsetzung dieser Drehzahlwerte in die eigentlichen Schaltvorgänge im Getriebe 4 erfolgen in an sich bekannter und daher nicht zu beschreibender Weise.
• Mit der Erfindung ist eine Möglichkeit geschaffen, ohne Notwendigkeit des regelnden Eingriffs in Betriebsparameter der Brennkraftmaschine schnell die zum Umschalten eines Stufenwechselgetriebes erforderlichen Drehzahlverhältnisse zu schaffen (Synchronisierung).
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Claims (2)

1. PATENTANSPRUCHE 6 1. Antriebsaggregat für ein Kraftfahrzeug mit einher Brennkraftmaschine und einem Stufenwechselgetriebe, dessen -Getrìebezantriebswelle mit der Brennkraftmaschine verbindbar ist, und mit einer Einrichtung zur Verringerung bzw. Erhöhung der Drehzahl der Getriebeantriebswelle bei Einleitung von Hoch- bzw. Herabschaltvorgängen, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebeantriebswelle (3) bei Schaltvorgängen mit der Brennkraftmaschine (1) über eine Schwungscheibe (5) mit lastabhängigem Trägheitsmoment verbunden ist, die einen fest mit der Brennkra-ftmaschine (1) verbundenen ersten Bestandteil (14), einen fest mit der Getriebeantriebswelle (3) verbundenen zweiten Bestandteil (15) sowie die beiden Bestandteile (14,15) drehmomentübertragend verbindende, mehrere Windungen bildende-Federbandspiralen (17,18) enthält, deren äußere Enden am ersten Bestandteil (14) und deren innere Enden am zweiten Bestandteil (15) der Schwungscheibe (5) gehalten sind.
2. 2. Antriebsaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bestandteil ein den wellenartigen zweiten Bestnadteil (15) unter Bildung eines die Federbandspiralen (17,18) aufnehmenden Ringraums (16) umschließender Hohlzylinder oder Topf (14) ist.