DE1946496C3

DE1946496C3 - Fahrgeschwindigkeitsabhängige Sperre zum Verhindern unzulässiger Rückschaltungen in Kraftfahrzeug-Wechselgetrieben

Info

Publication number: DE1946496C3
Application number: DE1946496A
Authority: DE
Inventors: Alfred Magg; Friedrich Schreiner
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1969-09-13
Filing date: 1969-09-13
Publication date: 1979-10-11
Also published as: FR2061285A5; GB1322934A; DE1946496B2; DE1946496A1; US3682014A

Description

Die Erfindung betrifft eine fahrguschwincligkeiisab· hängige Sperre zum Verhindern unzulässiger Riickschallungen in Kraftfahrzeug-Wechselgetrieben, die aus einem Haupt-lind einem die Gangfolge verlängernden Gruppengctriebe bestehen, wobei tier Gangwechsel im llaiiptgetriebe mittels einer Schallwelle erfolgt, die /um Wechseln der Schaltgase axial verschiebbar ist und zum Gan^wcchsel innerhalb einer Schaltgasse drehbar ist.

während zum Umschalten des Gruppengeiricbes ein mittels Druckmittel betätigbarer Schaltzylinder vorgesehen ist, dessen Beaufschlagung durch ein am Schalthebel angeordnetes Vorsteuerveniil vorgewählt > wird.

Aus der US-PS 26 37 22! ist ein Kraftfahrzeug-Wechselgetriebe bekannt, das aus einem Haupt- und einem die Gangfolge verlängernden Gruppengetriebe besieht. Bei diesem bekannten Getriebe ist am oder in de-: Nähe

ίο des Schalthebels für das Hauptgetriebe eine Vorrichtung zur Bedienung eines Ventils vorgesehen, das die Zufuhr von Druckmittel zu einem Schaltzylinder für das Umschalten des Gmppengetriebes steuert. Dieses Ventil wird durch eine weitere Ventileinrichtung in der Weise beeinflußt, daß der Schaltzylinder nur beaufschlagt wird, wenn sich das Hauptgetriebe in Leerlaufstellung befindet.

Es ist ferner eine Vorrichtung zum Sperren gegen Gangrückschalten bei zu hohen Fahrgeschwindigkeiten bekannt (US-PS 20 43 783), bei der das Gangschalten durch Längsverschieben nur einer Schaltstange ohne eine weitere Bewegung erfolgt. Diese Gangschaltvorrichtung arbeitel also nach dem Prinzip einer Reihenschaltung und dient zum Scnalten von Getrieben mil

2ϊ Mehrscheibenreibkupplungen, die durch eine Art Ziehkeilkupplungen ein- bzw. ausgerückt werden (siehe zur speziellen Getricbeausbildung US-PS 20 43 784). Diese Vorrichtung ist nicht für synchronisierte Vorlegegetriebe mit Kulissenschaltung (H-Schaltschcma mit

i» Verschiebung und/oder Schwenkung in aufeinander senkrechten Richtungen) geeignet.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Sperreinrichtung gegen unzulässige Rückschaltungen in Kraftfahrzeug-Wechselgetrieben zu schaffen, die aus einem Haupt- und einem Gruppengetriebe — beide in Vorlegcbauart — bestehen, wobei zur Vereinfachung die Vorrichtung nicht bei jeder Abwärtsschaltung um eine Gangstufc, sondern nur bei einem Wechsel der Schaltgasse wirksam wird, wobei die im begrenzten Umfang

zulässige Überdrehfähigkeit der zum Antrieb dienenden Verbrennungsmotoren in Rechnung gestellt wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichen von Anspruch 1 gelöst.

Da je Schaltgasse höchstens je zwei Gänge zu schalten sind, ist es dadurch allenfalls möglich, einen Gang beim Abwärtsschalten unter wirksamer Sperre zu überspringen. Angesichts der verhältnismäßig engen Stufung vielgängiger Wechselgetriebe und der schon erwähnten begrenzton Überdrehfähigkeil kann dies i;i

^r)0 Kauf genommen werden für den durch die Erfindung erzielbaren, wesentlich einfacheren, auch die Sperrung bei Gruppenumschaltung cinbcziehcndcn Aufbau im Vergleich zu einer Sperrung aller Abwärtsschaltungen bei einem H-Schaltschcma.

M Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Untcransprüchcn, die Vorschläge für Ausführungsformen der zweiteiligen Sperrvorrichtung enthalten.

Die fahrgeschwindigkeitsabhängige Sperre nach der Erfindung verhindert Fchlbedicnungcn von Kraftfahr-

ho zeug-Wechselgetrieben, die aus einem Haupt- und einem Gruppengetriebe in Vorgelegebauart bestehen.

Während Fchlschaltungcn nach schnellen Gängen hin, abgesehen von einer Ubcrbeanspruchung der Synchronisierung, verhältnismäßig ungefährlich sind,

^hr> können bei unbeabsichtigten Rückschaltungen über mehrere Gangstufen hinweg gefährliche Fahrzuständc entstehen und außerdem Motor, Kupplung und Getriebe überbeansprucht werden. Diese Nachteile

werden durch die Sperre nach der Erfindung vermieden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der gesehwindigkeilsabhüngigen Sperre nach der Erfindung sehematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 ein Schemabild der gesamten Anlage mit den beiden Sperrvorrichtungen,

F i g. 2 ein Gesehwindigkeiisdiagramm. in dem die Lage der Sperren für ein 8-Gang-Getriebe angedeutet ist.

In Fig. 1 ist die geschwindigkeitsabhängige Sperre iu für ein 4-Gang-Getriebe mit einem nachgeschaiteten Gruppengetriebe dargestellt. Durch das Gruppengetriebe wird die Gangzahl verdoppelt. Das 4-Gang-Getriebe ist mit einer an sich bekannten Drehwellenschaltung ausgerüstet. Das Gruppengetriebe wird rein pneumatisch geschaltet. Die pneumatische Anlage der Gruppe besteht aus einem Hauptabschaltventil 3, einem Umschaltventil 1 am Schalthebel für das Hauptgetriebe, einem vorgesteuerten Relaisventil 2 und aus einem doppeltwirkenden Schallzylinder 5, dessen Zylinderraum Sb bei Umschaltung auf die Gruppenstellung »Langsam« aus einer Zufuhrungsleitung 28 un.¹ dessen Zylinderraum 5a bei Umschaltung auf die Gruppenstellung »Schnell« aus einer Druckmittelleitung 24 gefüllt wird.

Der Schaltablauf ist wie folgt:

Gruppe in Stellung »Langsam«,

Gänge 1 bis 4 schalten.

Zum Weiterschalten in die Gänge 5 bis 8 muß am Umschaltventil 1 die schnelle Gruppe vorgewählt in werden. Durch Drehen der Schallwelle 20 in die Neutralstellung wird das Hauptabschaltventil 3 geöffnet. Durch nochmaliges Durchschalten des 4-Gang-Teiles in dieser neuen Gruppenstcllung entstehen die Gänge 5 bis 8. Ji

Beim Betätigen des Umschaltventil I, das ein Vorwählen der Gruppcngetriebestellung bedeutet, wird das Relaisventil 2 in eine neue Lage gebracht. Der Sehalt/.ylinder 5 arbeitet aber erst, wenn das Abschaltventil 3 geöffnet hat. Dies ist erst der ["all, wenn sich das 4-Gang-llauptgctriebc in NcutralsteUung befindet. Die Sperreinrichtung besteht aus zwei unabhängigen Einzelsperrvorrichtungen, die geschwindigkeitsabhängig arbeiten.

Eine erste Sperrvorrichtung 11. in Form eines Druckzylinders mit Kolben II.j, wirkt axial auf die Schaltwelle 20 de:s 4-Gang-Hauptgctricbcs und kann die Wählbewegung von Gasse 3/4 nach 1/2 bzw. von 7/8 nach 5/6 verhindern. Die Sperre wird durch ein gegen die Kraft einer Feder I2£> verstellbares Ventil 8 gesteuert

Die zweite Sperrvorrichtung besteht aus einem gegen die Kraft einer Feder 1.3a verstellbaren Ventil 13. welches zwischen einer vom Relaisventil 2 kommenden Zuleitung 23 und dn Zuführungsleitung 28 sitzt und die 5^r> Zuleitung 23 vom Schallzylinder 5 absperren kann, und dadurch die Verstellung des Schaltzylinders 5 in Richtung des langsamen Ganges des Gruppengctriebes verhindert.

Die Ventile 8 und 13 werden außerdem mit Drucköl wi beaufschlagt, welches von einem Fahrgcschwindigkeilsgeber kommt. Der Fahrgeschwindigkeitsgcber besteht aus einer fahrgcschwindigkcilsabhängig angetriebenen ÖldriK'kpuinpc 6, /-wischen deren Druckleitung 14 und einer Rücklaufleiüing 15 eine Drossel 7 angeordnet ist. bi Die Ventile 8 und U sind so ausgelegt, daß sie ab und oberhalb einer vorbestimmten Fahrgeschwindigkeit umschalten und damit gegen eine Rückschallung sperren (siehe Diagramm F i g. 2).

Damit das Ventil 8 ;uch im Bereich der schneller Gruppe, aiso auch bei höherer Geschwindigkeit wirksam werden kann, wird mit dem Umschalten des Gruppengetriebes die Federbelastung des Ventiles 8 auf ein entsprechend höheres Niveau gebracht. Das geschieht pneumatisch mit Hilfe einer Umsielleinrich Hing 12 in Form eines Verstellmoiors mit einem Kolben 12a, der über eine Feder 126 auf das Ventil 8 entgegengesetzt dem fahrgeschwindigkeitsabhängijien Druck wirkt.

Die Druckmittelzuführungsleitung 22 steht über das Hauptabschaltventil 3 mit dem Relaisventil 2 und mit dem Ventil 8 in Verbindung. Das Ventil 8 kann die Verbindung zwischen der Druckmiitelzuführungsleilung 22 und der Leitung 27 zu dem Druckzylinder 11 der ersten Sperrvorrichtung freigeben oder absperren. Das Ventil 8 ist außerdem mit dem Versteilmotor 12 verbunden, der aus der Druckrnittelleitung 24. die vom Relaisventil 2 kommt, gemeinsam mi' dem Zylinderraum 5ü des Schallzylinders 5 gespeist wird. Die Feder 126 kann mittels des Versiellmotors 12 aur zwei Werte vorgespannt werden. Der Verstellmotor 12 wird im ausgeführten Beispiel zusammen mit der Steuerung des Schaltzylinders 5 in die Stellung »Schnelle Gruppe« des Getriebe.! betätigt. Die Kraft der Feder 126 wird dadurch in der Stellung »Schnelle Gruppe« auf einen höheren Wert gebracht, in welcher . -»teilung die Zuführungsleitung /um Schalt/ylindcrraum 5u und die Druckmitielleitung 24 über das Relaisventil 2 mit der Druckmittelversorgungsleitung 22 verbunden wird, so daß dem Zylinderraum 5n des Sehaltzylinders 5 Druckmittel zugeführt wird.

Gleichzeitig ist das Ventil 13 durch cen fahrgeschwindigkeitsabhängigen Öldruck, entgegen der Kraft der Feder 1 3a. verstellbar. Ist dieser Öldruck hoch genug, so wird die Zuführungsleitung 28 für den Zylinderraum 5b des Schaltzylinders 5 ( Langsame Gruppe«) entlüftet. In dem Diagramm F i g. 2 ist über der Fahrgeschwindigkeit der Druck der Regelstrecke aufgetragen.

Erreicht der fahrgeschwindigkeitsabhängige Öldruck den tiereich A (dieser ist bei voll aufgefahrenem /weiten Gang erreicht), so schaltet das Ventil 8 und gibt den Weg des Druckmitteis zum Druckzylinder Il frei. Nunmehr nimmt der Kolben 11a in dem Druckzylinder Il cine Stellung ein, die nur noch das Schalten der Gänge 3 und 4 erlaubt.

Wird im weiteren Verlauf die »Schnelle Gruppe« geschaltet, dann wird zusammen mit der Umschaltung des Schaltzylinders 5 der Verstellmotor 12 betätigt und die Kraft an der FccIt 126 auf das hohe Niveau gebracht. Dadurch verschieL: sich der Umschaltbereich des Ventiles 8 nach Ii in F i g. 2. Bei voll ausgefahrenem sc( hsti_n Gang ist dieser Druckbereich wiederum erreicht. Das Ventil 8 gibt den Weg des Druckmittels /um Zylinder Il frei. Fs entsteht die Rückschjltsperre für die Gänge kleiner als 7. Gang.

Bei voll ausgefahrenem vierten Gang wird ein Druckbereich erreicht, der /wischen den Bereichen A und I) liegt und in der Lage ist. das Ventil 13 zu steuern. Ik¹I Fahrgeschwindigkeiten, die oberhalb des Bereiches ("liegen, ist die Zuführungsleitung 28 zum Zvlir.derraum 56 des Schalt/ylindcrs 5 entlüftet. F.inc versehentliche Betätigung der »Langsamen Gruppe« aus Fahrgeschwindigkeiten oberhalb des Bereiches C wird damit verhindert. Fällt die Fahrgeschwindigkeit unter den Bereich (', ist die Leitung 28 /um Schalt/ylmder nicht mehr blockiert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Fahrgeschwindigkeitsabhängige Sperre zum Verhindern unzulässiger Rückschaltungen in Kraftfahrzeug-Wechselgetrieben, die aus einem Haupt- und einem die Gangfolge verlängernden Gruppengetriebe bestehen, wobei der Gangwechsel im Hauplgetriebe mittels einer Schaltwelle erfolgt, die zum Wechsein der Schaltgasse axial verschiebbar ist und zum Gangwechsel innerhalb einer Schaltgasse drehbar ist, während zum Umschalten des Gruppengetriebes ein mittels Druckmittel betätigbarer Schaltzylinder vorgesehen ist, dessen Beaufschlagung durch ein am Schalthebel angeordnetes Vorsteuerventil vorgewählt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine an sich bekannte erste Sperrvorrichtung (11) gegen axiales Verschieben der Schaltwelle von einer Schaltgasse für höhere Gänge in eine Schaltgasse für niedrigere Gänge und eine zweite Sperrvorrichtung (13), die die Druckmittelbeaufschlagung des Schaltzylinders (5) in Richtung des langsamen Ganges des Gruppengetriebes verhindert, angeordnet sind, daß beide Sperrvorrichtungen in an sich bekannter Weise beim Überschreiten vorbestimmter Fahrgeschwindigkeiten wirksam sind, daß in an sich bekannter Weise zwischen der Druckmittelversorgungsleitung (22) und dem Schaltzylinder ein von der Schaltwelle gesteuertes Hauptabschal'veuiii (3) angeordnet ist, das die Druckmittelzufuhr zum Kraftkreis für den Schaltzylinder (5) ausschließlich in der Neutralstellung der GetriebcschaKVorrichtung für das Hauptgetriebe öffnet, und daß zum S;cuc^rn '„τ ersten Sperrvorrichtung (11) ein gegen Federkraft in die Öffnungsstellung bringbares Ventil (8) ν !gesehen ist, dem eine Umstellcinrichtung (12) zugeordnet ist, durch die mit dem Umschalten des Gruppengetriebes in den oberen Gangbereich die Verstellkraft für dieses Ventil (8) an die in diesem Gangbereich bei höherer Fahrgeschwindigkeit liegenden Ansprechpunkte der ersten Sperrvorrichtung (11) angepaßt wird.

2. Fahrgeschwindigkeitsabhängige Sperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als erste Sperrvorrichtung axial zur Schaltwelle (20) ein Druckzylinder (II) angeordnet ist, dessen Kolben (Hn) den axialen Vcrstellweg der .Schallwelle entsprechend dem eingeschalteten Gangbereich begrenzt.

3. Fahrgeschwindigkeitsabhängige Sperre nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß als Umstclleinrichlung für das die erste Sperrvorrichtung (11) steuernde Ventil (8) ein auf dessen Feder (12b) wirkender Verstellmotor (12) vorgesehen ist und der Arbeitsraum des Verstellmotors mit der Druckmittcllcitung (24) verbunden isi, die zum Umschalten des Gruppengeiricbes in die höhere Gangstufc Druckmittel dem Zylinderraum (¹Jn) des .Schallzylinders (5) zuführt.