DE1198216B - Schaltvorrichtung fuer insbesondere in Kraftfahrzeugen verwendbare Geschwindigkeitswechselgetriebe, die als durch OEldruck mittels Steuerorgane kraftschluessig schaltbare Umlaufraedergetriebe ausgebildet sind - Google Patents

Description

• Schaltvorrichtung für insbesondere in Kraftfahrzeugen verwendbare Geschwindigkeitswechselgetriebe, die als durch öldruck mittels Steuerorgane kraftschlüssig schaltbare Umlaufrädergetriebe ausgebildet sind Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung für insbesondere in Kraftfahrzeugen verwendbare Geschwindigkeitswechselgetriebe, die als durch öldruck mittels Steuerorgane kraftschlüssig schaltbare Umlaufrädergetriebe ausgebildet sind, bei deren als Schaltorgane dienenden Bremsen die Bremsbänder durch Betätigungskolben anziehbar sind und sich gegen federnd bewegliche Widerlager abstützen, wobei diese beweglichen Widerlager Steuerorgane betätigen, durch die in Abhängigkeit von der Drehmomentumkehr an den Bremsen der Arbeitsdruck für die Betätigungskolben der Bremsen derart steuerbar ist, daß die Bremsen von einer freilaufartigen auf die volle Betätigung umschaltbar sind, nach Patent 1140 087.
• Eine solche Schaltvorrichtung ist Gegenstand des nicht zum Stand der Technik gehörenden Hauptpatentes. Bei einer Bremse als Schaltorgan ist in einem Ausführungsbeispiel, an Hand dessen das Hauptpatent erläutert ist, eine derartige Ausführung angegeben, daß auf den Betätigungskolben des Bremsbandes zunächst ein geringer Vordruck von z. B. 0,5 atü eingeregelt wird, der dann bei Drehmomentumkehr am Bremsband selbsttätig auf den vollen Druck erhöht wird.
• Die Erfindung hat eine Verbesserung des Gegenstandes des Hauptpatentes, insbesondere im Hinblick auf die Schaltgeschwindigkeit und auf die betriebssichere Erzeugung der Voranlegekraft zur Aufgabe.
• Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Betätigungskolben in an sich bekannter Weise als doppeltwirkender Kolben ausgebildet ist, der über Steuerorgane beiderseits hydraulisch zu beaufschlagen ist und dem eine nur für das Anlegen während der freilaufartigen Betätigung ausreichende, an sich bekannte, gegebenenfalls einstellbare Druckfeder zugeordnet ist.
• Von anderen, nicht dem Prinzip des Hauptpatentes entsprechenden Schaltvorrichtungen sind doppeltwirkende Kolben an sich bekannt. Es ist ferner zwar bekannt, einen Betätigungskolben für eine Bandbremse durch Federn anzulegen. Doch erfolgt bei der bekannten Ausführung das Lösen durch den Flüssigkeitsdruck, und die Anlegefedem sind für das volle Anlegen des Bremsbandes bemessen. Mt dieser bekannten Anordnung kann ein freilaufartiges Anlegen des Bremsbandes nicht erreicht werden.
• Insbesondere zur Erhöhung der Schaltgeschwindigkeit ist bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß die Zylinderräume auf beiden Seiten des doppeltwirkenden Betätigungskolbens durch eine Leitung verbunden sind und in dieser Leitung ein Kurzschlußventil angeordnet ist. Hierbei ist es besonders zweckmäßig, wenn das Kurzschlußventil in der hohlen Kolbenstange des Betätigungskolbens selbst angeordnet und die Kolbenstange auf der Kolbenvorderseite mit einer zentralen und auf der Kolbenrückseite mit einer oder mehreren an sich bekannten radialen öffnungen versehen ist.
• Die erfindungsgemäße Ausbildung ergibt eine sehr einfache und betriebssichere Einstellung und Beherrschung des geringen Anlegedruckes für das Bremsband durch die Feder, ohne daß es hierfür einer Druckmodulation bedarf. Durch das Kurzschlußventil wird erreicht, daß bei Aufschalten des vollen Bremsdruckes die Öhnenge zu beiden Seiten des Betätigungskolbens nur ausgetauscht wird und nicht erst von einem Behälter od. dgl. herangeführt werden muß, was eine erhöhte Schaltgeschwindigkeit zur Folge hat.
• Durch die Anordnung wird erreicht, daß bei gelöster Bremse auf die Rückseite des Betätigungskolbens der volle Druck wirkt und dadurch der Kolben entgegen der Feder in seiner Endlage gehalten wird. Die Feder für das Anlegen des Bremsbandes wird erst dann wirksam, wenn auch auf der Kolbenvorderseite der volle Druck aufgebaut wird, so daß sich die Drücke auf beiden Kolbenseiten im wesentlichen aufheben. Erst wenn auf der Kolbenrückseite der Druck abgebaut wird, steht der volle Bremsdruck für das Bremsband zur Verfügung.
• Zu diesem Zweck kann nach weiteren Merkmalen der Erfindung der Druck auf die Vorderseite des Betätigungskolbens durch einen besonderen von Hand oder von der Getriebeschaltvorrichtung selbsttätig, z. B. auf hydraulischem Wege, aus bewegbaren Steuerschieber steuerbar sein. Der Druck auf die Rückseite des Betätigungskolbens ist dabei durch den in Abhängigkeit von der Drehmomentumkehr selbsttätig auszulösenden Steuerschieber derart steuerbar, daß bei gelöster Bremse der volle Druck wirksam ist. Beide Steuerschieber können dadurch miteinander in Verbindung stehen, daß die Druckmittelleitung für die Vorderseite des Betätigungskolbens durch eine Leitung mit der Kolbenfläche des Steuerschiebers für die Kolbenrückseite und dem als Abströmventil ausgeblideten, elastischen Widerlager für das andere Bremsbandende verbunden ist.
• Wie eine Schaltvorrichtung mit den Merkmalen der Erfindung im einzelnen ausgeführt werden kann, zeigen mit den für sie wesentlichen Teilen die Ausführungsbeispiele der Zeichnung, und zwar stellt dar F i g. 1 ein Schema der Bremsbetätigung, F i g. 2 bis 4 das Kurzschlußventil in verschiedenen Stellungen im Schnitt und F i g. 5 eine andere Ausführung des Kurzschlußventils im Schnitt.
• Nach F i g. 1 wird das Bremsband 10 - wie mit dem Hauptpatent bereits vorgeschlagen - über einen Stößel 11 vom Betätigungskolben 12 betätigt, der in einem hydraulischen Druckzylinder 13 angeordnet ist. Das andere Ende des Bremsbandes 10 ist über einen weiteren Stößel 14 elastisch gelagert. Diese elastische Lagerung ist durch die Feder 43 belastet und als Abströmventil ausgebildet, wobei der Kolben 15 den Ventilquerschnitt 16 steuert.
• . Als Betätigungskolben 12 ist ein doppeltwirkender Kolben auf einer Kolbenstange 17 befestigt. Auf seiner Vorderseite ist eine Druckfeder 18 angeordnet, die zur Erzeugung des geringen Vordruckes zum Anlegen des Bremsbandes dient. Der Zylinderraum 19 auf der Vorderseite des Betätigungskolbens 12 steht mit dem Zylinderraum 20 auf der Rückseite des Betätigungskolbens durch eine Leitung in Verbindung, in der ein Kurzschlußventil 21 angeordnet ist. Die Verbindung kann zweckmäßig durch die Kolbenstange 17 selbst erfolgen, so daß das Kurzschlußventil 21 innerhalb der Kolbenstange 17 angeordnet ist, so wie es später noch genauer beschrieben wird. Es ist auch denkbar, das Kurzschlußventil 21 im Betätigungskolben 12 selbst oder auch außerhalb desselben in der Zylinderwand bzw. woanders unterzubringen.
• Der Druck im Zylinderraum 19 auf der Vorderseite des Betätigungskolbens 12 wird durch eine Druckmittelleitung 22 über einen Steuerschieber 23 aufgebaut. Ein weiterer Steuerschieber 24 steuert über die Leitung 25 den Druck im Zylinderraum 20 auf der Kolbenrückseite. Beiden Steuerschiebern 23 und 24 wird das Druckmittel durch eine Druckmittelzuleitung 26 zugeführt, wobei vor dem Steuerschieber 24 noch eine gegebenenfalls einstellbare Drossel 27 eingeschaltet sein kann.
• Die Betätigung des Steuerschiebers 23 kann von Hand oder selbsttätig durch die Getriebeschaltvorrichtung z. B. dadurch erfolgen, daß über eine Leitung 28 vor der Kolbenfläche 29 des Steuerschiebers 23 ein Druck aufgebaut wird. Der Steuerschieber 24 wird dagegen in Abhängigkeit von der Drehmomentumkehr am Bremsband 10 betätigt. Zu diesem Zweck kann die Kolbenfläche 30 des Steuerschiebers 24 über eine Leitung 31 mit dem Arbeitsdruck auf der Vorderseite des Betätigungskolbens 12 beaufschlagt werden. Die Leitung 31 steht in Verbindung mit der Druckmittelleitung 22 zum Zylinderraum 19 auf der Kolbenvorderseite, wobei eine gegebenenfalls einstellbare Drossel 32 eingeschaltet ist. Sie steht weiterhin in Verbindung mit dem als Abströmventil 16 ausgebildeten, elastischen Widerlager für das andere Bremsbandende.
• Nach F i g. 2 ist das innerhalb der Kolbenstange 17 angeordnete Kurzschlußventil 21 zweiteilig ausgebildet und besteht aus einem Abschaltkolben 33 und einem Rückschlagkolben 34, die gleichachsig zueinander derart angeordnet sind, daß der erstere im wesentlichen auf der Kolbenrückseite, der letztere im wesentlichen auf der Kolbenvorderseite angeordnet ist. Der Abschaltkolben 33 ist topfartig ausgebildet, und in seinem Inneren ist eine Feder 35 angeordnet. Eine Bohrung 36 in der Kolbenstange 17 entlastet seine Rückseite nach außen. Der Rückschlagkolben34 hat eine zentrale öffnung37. Der Hub beider Kolben 33 und 34 wird durch den Sprengring 38 oder eine andere Sicherung begrenzt. In der Kolbenstange 17 befindet sich auf der Vorderseite des Betätigungskolbens 12 eine mit dem Zylinderraum 19 in Verbindung stehende zentrale Öffnung 39 und auf der Kolbenrückseite zwei gegenüberliegende, zum Zylinderraum 20 führende radiale Öffnungen 40.
• Bei der Stellung nach F i g. 1 und 2 ist die Bremse gelöst. Im Zylinderraum 20 auf der Rückseite des Betätigungskolbens 12 hat sich durch die Leitungen 26,25 Druck aufgebaut. Dadurch wird der Betätigungskolben12 in die rechte Endlage gedrückt, wobei er sich gegen die Schulter 41 im Druckzylinder 13 anlegt. Im Zylinderraum 19 auf der Kolbenvorderseite herrscht kein Druck, da der Steuerschieber 23 die Druckmittelzuleitung 26 absperrt.
• Wird jetzt über die Leitung28 die Kolbenfläche 29 mit Druck beaufschlagt und dadurch der Steuerschieber 23 entgegen der Feder 42 nach links bewegt und der Abfluß 49 verschlossen, dann baut sich über die Druckmittelleitung 22 der Druck im Zylinderraum 19 auf der Kolbenvorderseite auf. Gleichzeitig wird in der Leitung 31 dieser Druck durch die Drossel 32 entsprechend reduziert und strömt ins Freie ab, solange das Abströmventil 16 am Widerlager des anderen Bremsbandendes offen ist.
• Am Betätigungskolben 12 heben sich die Drücke auf beiden Kolbenseiten auf, so daß die Feder18 den Betätigungskolben 12 nach links bewegen und so das Bremsband 10 mit geringem Vordruck anlegen kann. Dabei hat, wie Fig.3 zeigt, der Druck im Zylinderraum 19 gleichzeitig den Abschaltkolben 33 entgegen seiner Feder35 in die linke Endlage gedrückt, so daß über die hohle Kolbenstange17 und die Querbohrungen 40 die Verbindung der Zylinderräume 19 und 20 auf beiden Kolbenseiten hergestellt wird. Das Öl strömt nach Maßgabe des zurückgelegten Kolbenweges aus dem Zylinderraum 20 auf der Kolbenrückseite in den Zylinderraum 19 auf der Kolbenvorderseite bei gleichem Druck auf beiden Kolbenseiten. Sobald jetzt an der Bremstronimel die Drehrichtung wechselt, steigt die Reaktionskraft am elastischen Widerlager sprunghaft an und überwindet die Feder43. Dadurch wird das Abströmventil16 geschlossen, und in der Leitung31 kann sich nunmehr der volle Druck aufbauen. Dieser wirkt auf die Kolbenfläche30 des Steuerschiebers24 und drückt diesen entgegen der Feder44 nach rechts. Damit wird die Leitung25 mit dem Abfluß45 verbunden und die Rückseite des Betätigungskolbens12 vom Druck entlastet, so daß nunmehr allein auf der Vorderseite der volle Mediumdruck wirkt. Der Betätigungskolben 1-2 bewegt sich dadurch vollends nach links, wobei das Öl von seiner Rückseite auf die Vorderseite in beschriebener Weise überströmt. Der volle Mediumdruck auf der Kolbenvorderseite drückt den Rückschlagkolben 34 in seine linke Endstellung (s. F i g. 4) und schließt damit die Querbohrungen 40 ab. Die Verbindung beider Kolbenseiten durch das Kurzschlußventil 21 ist damit wieder unterbrochen.
• Das Lösen des Bremsbandes 10 erfolgt, wenn der Druck in der Leitung 28 verschwindet. Die Feder 42 bewegt dann den Steuerschieber 23 in seine rechte Endstellung zurück, und der Zylinderraum 19 auf der Kolbenvorderseite wird in den Abfluß 49 entlastet. Dadurch wird gleichzeitig auch die Leitung 31 drucklos, so daß der Steuerschieber 24 infolge der Feder 44 in seine linke Endstellung zurückkehren kann. Damit wird im Zylinderraum20 auf der Kolbenrückseite wieder der Druck aufgebaut und die Bremse vollkommen gelöst. Dabei hat die Drossel 27 den Zweck, den Druck während des Lösevorganges so weit herabzudrosseln, daß der Abschaltkolben 33 des Kurzschlußventils 21 mit Sicherheit in die Schließstellung geschoben wird.
• Nach F i g. 5 besteht das Kurzschlußventil 21 wieder aus einem Abschaltkolben 33', dem diesmal ein Plattenventil 46 als Rückschlagventil zugeordnet ist. Dem Plattenventil 46 ist dabei eine schwache Feder 47 beigegeben, die übrigens auch bei dem Rückschlagkolben 34 der Ausführung nach F i g. 1 bis 4 vorgesehen sein kann. Wichtig ist hierbei, daß der Abschaltkolben 33 die Steuerkante 48 der Öffnung 40 bereits freigibt, ehe das Rückschlagventil 46 schließt. Die Wirkungsweise ist im Prinzip vollkommen die gleiche, wie vorstehend beschrieben.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Schaltvorrichtung für insbesondere in Kraftfahrzeugen verwendbare Geschwindigkeitswechselgetriebe, die als durch öldruck mittels Steuerorgane kraftschlüssig schaltbare Umlaufrädergetriebe ausgebildet sind, bei deren als Schaltorgane dienenden Bremsen die Bremsbänder durch Betätigungskolben anziehbar sind und sich gegen federnd bewegliche Widerlager abstützen, wobei diese beweglichen Widerlager Steuerorgane betätigen, durch die abhängig von der Drehmomentumkehr an den Bremsen der Arbeitsdruck für die Betätigungskolben der Bremsen derart steuerbar ist, daß die Bremsen von einer freilaufartigen auf die volle Betätigung umschaltbar sind, nach Patent 1140 087, d a - durch gekennzeichnet, daß der Betätigungskolben (12) in an sich bekannter Weise als doppeltwirkender Kolben ausgebildet ist, der über Steuerorgane (23,24) beiderseits hydraulisch zu beaufschlagen ist und dem eine nur für das Anlegen während der freilaufartigen Betätigung ausreichende, an sich bekannte, gegebenenfalls einstellbare Druckfeder (18) zugeordnet ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderräume (19,20) auf beiden Seiten des doppeltwirkenden Betätigungskolbens (12) durch eine Leitung verbunden sind und in dieser Leitung ein Kurzschlußventil (21) angeordnet ist. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurzschlußventil (21) in der hohlen Kolbenstange (17) des Betätigungskolbens (12) selbst angeordnet und die Kolbenstange (17) auf der Kolbenvorderseite mit einer zentralen (39) und auf der Kolbenrückseite mit einer oder mehreren an sich bekannten, radialen Öffnungen (40) versehen ist. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurzschlußventil (21) aus einem topfartig ausgebildeten Abschaltkolben (33) und einem Rückschlagkolben (34) mit zentraler Öffnung (37) besteht, welche gleichachsig zueinander angeordnet sind. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurzschlußventil aus einem topfartigen Abschaltkolben (33') und einem gleichachsig zu diesem angeordneten, als Plattenventil ausgebildeten Rückschlagventil (46) besteht. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückschlagkolben (34) bzw. das Plättchen des Rückschlagventils (46) durch eine schwache Feder (47) belastet ist. 7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des topfartigen Abschaltkolbens (33) eine Feder (35) angeordnet und der zur Aufnahme dieser Feder bestimmte Raum durch eine Bohrung (36) in der Kolbenstange (17) nach außen entlüftet ist. 8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck auf die Vorderseite des Betätigungskolbens (12) durch einen besonderen von Hand oder selbsttätig von der Schaltvorrichtung aus bewegbaren Steuerschieber (23) steuerbar ist. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck auf die Rückseite des Betätigungskolbens (12) durch den in Ab- hängigkeit von der Drehmomentumkehr selbsttätig auszulösenden Steuerschieber (24) derart steuerbar ist, daß bei gelöster Bremse der volle Druck wirksam ist. 10. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittelleitung (22) für die Vorderseite des Betätigungskolbens (12) durch eine Leitung (31) mit der Kolbenfläche (30) des Steuerschiebers (24) für die Kolbenrückseite und dem als Abströraventil (16) ausgebildeten, elastischen Widerlager für das andere Bremsbandende verbunden ist. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in dieser Verbindungsleitung (31) eine Drossel (32), die einstellbar ausgebildet sein kann, angeordnet ist. 12. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Druckmittelzuleitung (26) zu dem Steuerschleber (24) für die Kolbenrückseite eine Drossel (27), die einstellbar ausgebildet sein kann, angeordnet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 934 685.