DE2329364A1

DE2329364A1 - Automatisches getriebe fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2329364A1
Application number: DE2329364A
Authority: DE
Inventors: Helmut Espenschied; Georg Dipl Ing Rothfuss; Hans-Dietrich Smentek
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1973-06-08
Filing date: 1973-06-08
Publication date: 1975-01-02
Also published as: JPS5032359A; US3918312A; FR2232933A5; SE397306B; NL7407685A; IT7423709A1; SE7407540L; GB1469126A

Description

R. ^⁷ ⁷ .

Anlage zur
Patentanmeldung mit
GM-Hi Ifsanmeldun.rr

ROBERT POSCH GMEJi., 7 Stuttgart 1

Automatisches Getriebe für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung betrifft ein automatisches Getriebe für Kraftfahrzeuge, mit einer auf einer antreibenden Querwelle befestigten Anfahrkupplung und einem stufenlos verstellbaren Keilriemenantrieb, dessen mindestens eine Hälfte der Riemenscheibe als Losscheibe ausgebildet ist und der Abstand beider Scheibenhälften durch die den Fahrzustand bestimmenden Einflussgrössen veränderbar ist.

Bei derartigen Getrieben bestimmen als Einflussgrössen u.a. die Stellung der Drosselklappe, das ist die Fahrpedalstellung, und die Drehzahl des Motors den Anfahrvorgang sowie die jeweilige Untersetzung des- Keilrier.iengetriebes. Es ist bereits ein Getriebe dieser Gattung

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bekannt, bei welchem die Gewichte einer Fliehkraftverstellung auf eine Scheibenhälfte derart einwirken, dass durch Betätigung des Fahrpedales zuerst der Anfahrvorgang erfolgt und bei weiterem Gasgeben die eine Scheibenhälfte relativ zur zweiten derart verschoben wird, dass sich der auf der Nabe des Keilriemenpntriebes anliegende Keilriemen nach aussen schiebt." Entsprechend der Vergrösserung des v/irksamen Durchmessers der antreibenden Querwelle, d.j. die Primärseite des Getriebes, verkleinert sich der v/irksame Durchmesser der getriebenen Riemenscheibe, welche als Sekundärseite das Plinterrad antreibt.

Um den Verstellvorgang zu steuern und teilweise zu unterstützen, sowie eine vorteilhafte Bremswirkung des Motors bei Bergfahrten herbeizuführen, ist einmal eine mit dem ■ Gaspedal gekoppelte Einrichtung erforderlich, das andere Mal eine Ventileinrichtung. Diese Einrichtung besteht im wesentlichen aus einem Unterdrucksystem mit einem Umschalt- bzw. Handventil, deren Drücke auf die als Membrane ausgebildete Riemenscheibe einwirken, wodurch der gewünschte Fahrzustand beeinflusst wird. Ein solches Unterdrucksystem erzeugt nur kleine Kräfte und folglich sind grössere Drehmomente nur begrenzt übertragbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Gattung eines automatischer. Getriebes derart weiterzubilden, dass der Aufbau vereinfacht wird und die den Fahrzustand bestimmenden Einflussgrössen einfach und sicher auf das Getriebe einwirken.

Diese Aufgabe wird erfindungsgenäss dadurch gelöst, dass beide Hälften der Riemenscheibe auf der Querwelle dreh-

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und verschiebbar angeordnet sind, und dass ein Kolben entgegen den Druck einer Feder die beiden Scheibenhälften gemeinsam gegen die Kupplung drückt und/oder den Abstand der beiden Scheibenhälften zueinander verkleinert.

Um einen einfachen Aufbau des Getriebes zu erzielen, werden nach einer Ausbildung der Erfindung die Einflussgrössen in einen auf den Kolben wirkenden hydraulischen Druck umgewandelt. Hat gemäss einer anderen Ausbildung der Erfindung der Endabschnitt jeder Querwelle eine Bohrung und ist die Wandung teilweise.als Zylinder für cien Kolben ausgebildet, so ergibt sich damit eine raumsparende Anordnung des Getriebes. Wird ausserdem die Anfahrkupplung als Scheibenkupplung ausgebildet, dann werden bewegliche Kupplungselemente, wie beispielsweise Fliehgewichte, nicht benötigt, was eine gedrungene Bauform des Getriebes ermöglicht. Wird gemäss einer noch anderen Weiterbildung der Erfindung der hydraulische Druck in einem Hydrauliksystem gebildet, welches einen auf beide Querwellen wirkenden, elektromagnetischen Druckregler hat und wirkt auf seine Spule jede den Fahrzustand bestimmende Einflussgrösse, so lässt sich eine weitere Automatisierung des Getriebes erreichen.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass die Höhe der Kraftübertragung durch das Hydrauliksystem nicht begrenzt wird und eine kompakte Bauweise möglich ist. Ausserdem wirken alle Einflussgrössen selbsttätig auf nur ein Steuerelement, dem Druckregler. Die Einflussnahme erfolgt ohne grosse Verzögerung.

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Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Axialabschnitt durch den Endabschnitt einer Querwelle mit dem schematisch dargestellten Umschaltgetriebe und einem Abschnitt des Hydrauliksystems ,

Fig. 2 ein Schaubild und einen Schaltungsablauf bei verschiedenen Stellungen des Fahrpedales und

Fig. 5 ein Schaubild mit dem Momentverlauf an der Kupplung.

Ein automatisches Getriebe hat ein Umschaltgetriebe 10, eine Primärseite 11 eines Keilriemenantriebes 9 und ein Hydrauliksystem 12. Eine mit dem nicht gezeichneten Motor verbundene Antriebsv/elle IJ ist mit seinem Tellerrad 14 in ständigem Eingriff mit zwei Kegelrädern 15 und l6, die lose auf einer Querwelle 17 umlaufen. Eine Verschiebemuffe 19 mit je einer seitlich angeordneten Zahnkupplung 18 ist kraftschlüssig auf der Querwelle 17 verschiebbar, so dass mit dem Kegelrad 15 die eine und mit ' dem anderen Kegelrad l6 die entgegengesetzte Drehrichtung auf die Querwelle 17 übertragen wird, was den Vorwärts- bzw. Rückwärtslauf des F hrzeuges ermöglicht, wenn die Muffe 19 gemäss Doppelpfeil 20 entweder in die linke oder rechte Endlage geschoben ist. Der im Axialschnitt dargestellte eine Endabschnitt der Querwelle 17 hat eine axiale Bohrung Cl, in welche eine Stichleitung 22 des Hydrauliksystems 12 mündet, wobei die Bohrung 21 teilweise als Zylinder 2^ für die Aufnahme eines Kolbens 24 ausgebildet ist. In der Wandung 25 sind zwei diametrale Längsschlitze 26 ausgespart, in denen sich jeweils

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ein Nocken 27 mit einem Steg 28 einer Druckplatte 29 axial bewegen lassen. Der Kolben 24 hat zwei im Durchmesser kleinere Endstücke j51 und 32, wobei das Stück 32 die radiale Lagebegrenzung der Druckplatte 29 bildet.

Der Endabschnitt der Querwelle 17 nimmt ein Kugellager 33 auf an welchem die eine Scheibenhälfte J>h und - über einen Keilriemen 35 - die zweite Scheibenhälfte 36 anliegen. Beide Hälften Jk und 36 sind als Losscheiben auf der Querwelle 17 axial verschiebbar und gehören zur Primärseite 11 des nur teilweise dargestellten Keilriemenantriebes 9· Eine Scheibenkupplung 39 ist durch einen Kerbstift 38 mit dem Endabschnitt der Qucrwelle 17 drehfest verbunden und hat mehrere Kupplungselemente 4 0, die im eingekuppelten Zustand an der Scheibenhälfte 36 zum Anliegen kommen. Desweiteren nimmt die Bohrung 21 einen Sprengring 42 auf, an den sich eine Schraubenfeder 4l abstützt, welche die Druckplatte 29 an den Kolben 24 gedrückt hält. Der zweite Endabschnitt der Querwelle 17 ist nur angedeutet und hat ebenfalls den nicht gezeichneten Kolben 24 in dem Zylinder 43 angeordnet.

Das Hydrauliksystem 12 hat im wesentlichen eine Pumpe 44, ein Überdruck- und Sicherheitsventil 45* einen Druckregler 46 und eine Steuerleitung 47* die sich in zwei Stichleitungen 48, 49 verzweigt, wobei die eine in den Zylinder 48 und die andere in den Zylinder I13 inündet. Der Druckregler 45 besteht aus einer Spule 50 mit einem Magnetkern 51, der mit einem Steuerkolben 52 verbunden ist, wobei seine beiden Steuerkanten 53 und 5^ in bekannter Weise den Druck in den Stichleitungen-48, 49 aufrechterhalten. Die jeweilige Grosse des Stromes auf die Spule 50 wird bestimmt von den Einflussgrössen 55 bis 59* wie sie als Pfeile symbolisch angedeutet und beispielsweise

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sind: Motordrehzahl, Fahrpedalstellung, Kickdown-Schalter, Berggang und Bremspedalstellung.

Das Schaubild in Fig. 2 zeigt den Schaltungsablauf bei verschiedenen Winkelstellungen des Fahrpedales, wobei auf der Waagerechten die Drehzahlen des Motors und auf der Senkrechten die Geschwindigkeit des Fahrzeuges aufgetragen sind. Die Linie 60 stellt den Fahrzustand bei der grössten Untersetzung mit ca. 14,5:1 dar und die Linie 6l denjenigen, der die kleinste Untersetzung mit ca. 3,5:1 bildet. Der zwischen 1.000 bis 2.000 Umdrehungen je Minute liegende schraffierte Bereich 70 ist der Kupplungsbereich und die S-förmigen Linien 62 bis 68 sind die Schaltungsabläufe bei beispielsweise 7 verschiedenen Parameter* das sind die Winkelstellungen des Fahrpedals.

Das in Fig. 3 gezeigte Schaubild hat auf der Waagerechten ebenfalls die Drehzahlen des Motors aufgetragen, während die Senkrechte das von der Kupplung übertragene Drehmoment aufzeigt. Die Kurvenscharen 71 - 75 sind die jeweiligen Momente bei fünf verschiedenen Parametern, also bei fünf verschiedenen Stellungen des Fahrpedales. Das beim Anfahrvorgang von der Kupplung 39 übertragene Drehmoment steigt dabei gemäss der Kurve 76 an.

Das automatische Getriebe funktioniert wie folgt: Fig. zeigt das Umschaltgetriebe 10 in Leerlaufstellung und das Hydrauliksystem 12 entlastet durch den strom- bz;v. spannungslosen Zustand der Spule 50, so dass die Feder 41 den ebenfalls entlasteten Kolben 2h in Richtung Umschalt-. getriebe 10 schiebt, wodurch die Kupplung 39 ihre entkuppelte Stellung einnimmt. Wird beispielsweise der Vor-

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wärtsgang durch Verschieben der Muffe 19 eingelegt, und das Fahrpedal getreten, so kommt es zu einer Erregung, die sich durch die Einflussgrössen von Pedalstellung 56 und Motordrehzahl 55 ergeben, welche wiederum den Magnetkern 51 mit dem Steuerkolben 52 derart bewegen, dass sich ein entsprechender Druck hinter dem Druckregler 46 aufbaut, der seinerseits jeden Kolben 24 gegen die Druckplatte 29 drückt. Die Platte 29 schiebt nun das Kugellager 33 und die mit den an den Naben der beiden Scheibenhälften Jh und ~j6 anliegenden Keilriemen 35 solange gegen die Kupplung 39> bis der Anfahrvorgang durch völligen Gleichlauf der Scheiben 34, 36 erreicht ist und mithin das Motormoment an die nicht dargestellte Sekundärseite des Keilriemenantriebes 9 übertragen wird. Bei einer Erhöhung der Motordrehzahl bzw. weiterem Gasgeben kommt es je nach Fahrpedalstellur.g 56 zu einer entsprechenden Druckerhöhung auf die Kolben 24, die durch den Druckregler 46 gebildet wird, und -die zu einer Verschiebung der inneren Scheibenhälfte J>h führt, wodurch der Abstand beider Scheiben JA und 36 verringert wird und der Riemen 35 nach aussen gedruckt wird. In gleicher Weise wie sich der wirksame Riemendurchmesser vergrössert, wird auf der Sekundärseite sein wirksamer Durchmesser verkleinert, so dass sich das Untersetzungsverhältnis solange verkleinert, bis ein Gleichgewichtszustand eintritt.

Kommt es zu Veränderungen der Einflussgrössen, z.B. Bremsen, Berggang oder Kickdown-Schaltung, was jeweils zu Änderungen des Stromes 59, 58, 57 führt, dann bildet der Regler 46 einen diesen Änderungen proportionalen Druck und in beschriebener Weise ein Verschieben des Keilriemens 35.

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Claims

Robert Bosch GmbH R.

Stuttgart I.6.1975 Rs/Ma

Ansprüche

ί 1.)Automatisches Getriebe für Kfz, mit einer auf einer antreibenden Querwelle befestigten Anfahrkupplung und einem stufenlos verstellbaren Keilriemenantrieb, dessen mindestens eine Hälfte der Riemenscheibe als Losscheibe ausgebildet ist und der Abstand beider Hälften durch die den Fahrzustand bestimmende Einflussgrössen veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass beide Hälften der Riemenscheibe (34, 36) auf der Querwelle (17) dreh- und verschiebbar angeordnet sind, und dass ein Kolben (24) entgegen den Druck einer Feder (4l) die beiden Scheibenhälften (3>4, J>6) gemeinsam gegen die Kupplung (39) drückt und/oder den Abstand der beiden Scheibenhälften (^4, 36) zueinander verkleinert.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einflussgrössen (55 bis 59) in einen auf den Kolben (24) wirkenden hydraulischen Druck umgewandelt

werden. 409881/0620

5. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremskontakt (59) als Vorkontakt ausgebildet ist, der bereits anspricht, wenn das Bremspedal berührt wird.

4. Getriebe nach Anspruch 2 oder J>, dadurch gekennzeichnet, dass der Endabschnitt jeder Querwelle (I7) eine Bohrung (21) hat, und dass die Wandung (25) teilweise als Zylinder (2J>) für den Kolben (24) ausbildet ist.

5. Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (21) zwei diametrale Längsschlitze (26) aufweist und in jedem Schlitz (2β) ein Nocken (27) einer Druckplatte (29) geführt ist, an die auf der einen Seite der Kolben (24) wirkt, während gegen die andere Seite die als Schraubenfeder (4l) ausgebildete Feder drückt.

6. Getriebe nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, dass ein vorzugsweiseKugellager (23) zwischen der Druckplatte (29) und der ersten Scheibenhä. if te (34) angeordnet ist.

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7. Getriebe nach einem der vorhergenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfahrkupplung als Scheibenkupplung (39) ausgebildet ist.

8. Getriebe nach einem der Ansprüche 2 bis 7> dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Druck in einem Hydrauliksystem (12) gebildet wird, welches einen auf jeden Kolben (24) der Zylinder (2^) bzw. {kj>) wirkenden elektromagnetischen.Druckregler (46) aufweist.

9. Getriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Spule (50) des Druckreglers (46) jede den Fahrzustand bestimmende Einflussgrösse (55-59) wirkt. |

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