DE102018204956A1

DE102018204956A1 - Automatic switchgear, automated synchromesh and an agricultural or municipal utility vehicle

Info

Publication number: DE102018204956A1
Application number: DE102018204956.4A
Authority: DE
Inventors: Alexander Stöbich
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2018-04-03
Filing date: 2018-04-03
Publication date: 2019-10-10
Also published as: CN110345247A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schaltautomaten (1) zum Schalten von Gangstufen (A, B, C, D, E, F) in einem automatisierten Synchrongetriebe. Der erfindungsgemäße Schaltautomat zeichnet sich dadurch aus, dass der Schaltautomat (1) mindestens zwei unabhängig voneinander betätigbare Schaltfinger (2, 2', 2") umfasst, wobei die mindestens zwei Schaltfinger (2, 2', 2")schwenkbar auf einer gemeinsamen Welle (9) angeordnet sind und wobei eine Betätigung der mindestens zwei Schaltfinger (2, 2', 2") ausschließlich als Schwenkbewegung um die Welle (9) erfolgt.. Die Erfindung betrifft weiterhin ein automatisiertes Synchrongetriebe mit wenigstens drei schaltbaren Gangstufen sowie ein entsprechendes landwirtschaftliches oder kommunales Nutzfahrzeug.

The invention relates to a switching machine (1) for switching gear stages (A, B, C, D, E, F) in an automated synchronous transmission. The automatic switch according to the invention is characterized in that the automatic switch (1) comprises at least two independently operable shift finger (2, 2 ', 2 "), wherein the at least two shift fingers (2, 2', 2") pivotally mounted on a common shaft (9) are arranged and wherein an actuation of the at least two shift fingers (2, 2 ', 2 ") exclusively as a pivoting movement about the shaft (9) .. The invention further relates to an automated synchronous transmission with at least three shiftable gear ratios and a corresponding agricultural or municipal utility vehicle.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schaltautomaten zum Schalten von Gangstufen in einem automatisierten Synchrongetriebe gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, ein automatisiertes Synchrongetriebe mit wenigstens drei schaltbaren Gangstufen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 5 sowie ein entsprechendes landwirtschaftliches oder kommunales Nutzfahrzeug.The present invention relates to a switching machine for shifting gears in an automated synchronous transmission according to the preamble of claim 1, an automated synchronous transmission with at least three shiftable gear ratios according to the preamble of claim 5 and a corresponding agricultural or municipal utility vehicle.

Im Stand der Technik sind lastschaltbare Synchrongetriebe mit einem Schaltautomaten bekannt, insbesondere im Bereich landwirtschaftlicher oder kommunaler Arbeitsmaschinen und Nutzfahrzeuge. Der Schaltautomat schaltet dabei die Gangstufen des Synchrongetriebes automatisiert nach der Vorgabe einer elektrischen Bedieneinrichtung. Dazu verfügt der Schaltautomat u.a. über einen Schaltfinger und zwei druckbeaufschlagbare Kolben, die den Schaltfinger in x-Richtung und in y-Richtung verstellen bzw. verschwenken können. Der Schaltfinger kann dabei je nach Schaltstellung eine von mehreren Schaltgabeln betätigen, welche wiederum an den einzelnen Gangstufen zugeordneten Synchronisierungen anliegen und durch ihre Betätigung die jeweilige Gangstufe einlegen.In the prior art powershift synchronous transmissions are known with a switching machine, especially in the field of agricultural or municipal machines and commercial vehicles. The automatic switch automatically shifts the gear stages of the synchronous transmission according to the specification of an electrical control device. For this purpose, the automatic switch u.a. via a shift finger and two pressurizable pistons, which can adjust or pivot the shift finger in the x-direction and in the y-direction. Depending on the switching position, the shift finger can actuate one of a plurality of shift forks, which in turn rest against the individual gear stages associated with synchronizations and insert the respective gear ratio by their operation.

In diesem Zusammenhang offenbart die DE 198 41 153 A1 eine Stelleinrichtung, durch welche eine aus einem Getriebe herausragende Schaltwelle in Bewegung versetzt werden kann. Auf der Schaltwelle angeordnet ist ein Schaltfinger, der durch die Bewegung der Schaltwelle zur Auswahl von jeweils einer der Schaltgabeln positioniert werden kann und dann durch weitere Bewegung in Zusammenwirkung mit der ausgewählten Schaltgabel gebracht werden kann, um einen Gang einzulegen bzw. auszulegen.In this context, the DE 198 41 153 A1 an adjusting device, by which a protruding from a gear shift shaft can be set in motion. Arranged on the shift shaft is a shift finger which can be positioned by the movement of the shift shaft to select each one of the shift forks and then brought into further cooperation with the selected shift fork by further movement to engage or disengage.

Die bekannten Schaltautomaten sind jedoch insofern nachteilig, als dass sie für einen Gassenwechsel üblicherweise 200 ms bis 300 ms Schaltzeit benötigen. Ein vollständiger Schaltvorgang, der einen Gassenwechsel umfasst, erfolgt daher entsprechend langsam und benötigt insgesamt etwa 700 ms bis 800 ms Schaltzeit.However, the known automatic circuit breakers are disadvantageous in that they usually require 200 ms to 300 ms switching time for a lane change. A complete shift, which includes a lane change, is therefore correspondingly slow and takes a total of about 700 ms to 800 ms switching time.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Schaltautomaten vorzuschlagen.It is an object of the invention to propose an improved automatic switch.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Schaltautomaten zum Schalten von Gangstufen in einem automatisierten Synchrongetriebe gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.This object is achieved by the switching machine for switching gears in an automated synchromesh according to claim 1. Advantageous embodiments and further developments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Die Erfindung betrifft einen Schaltautomaten zum Schalten von Gangstufen in einem automatisierten Synchrongetriebe. Der erfindungsgemäße Schaltautomat zeichnet sich dadurch aus, dass der Schaltautomat mindestens zwei unabhängig voneinander betätigbare Schaltfinger umfasst, wobei die mindestens zwei Schaltfinger schwenkbar auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind und wobei eine Betätigung der mindestens zwei Schaltfinger ausschließlich als Schwenkbewegung um die Welle erfolgt.The invention relates to a switching machine for switching gears in an automated synchromesh transmission. The automatic switch according to the invention is characterized in that the automatic switch comprises at least two independently operable shift finger, wherein the at least two shift fingers are pivotally mounted on a common shaft and wherein an actuation of the at least two shift fingers takes place exclusively as a pivoting movement about the shaft.

Die Verwendung von mindestens zwei Schaltfingern ermöglicht dabei vorteilhaft eine Reduzierung der Schaltdauer voni Schaltvorgängen, die gemäß dem Stand der Technik einen Gassenwechsel benötigen. Der erfindungsgemäße Schaltautomat ermöglicht nämlich die Verwendung von jeweils einem eigenen Schaltfinger für jede Schaltgasse des zugeordneten Synchrongetriebes, so dass der gemäß dem Stand der Technik aufzubringende Zeitaufwand für den Gassenwechsel vorteilhaft entfällt. Dies ermöglicht eine Reduzierung des Zeitaufwands um etwa 200 ms bis 300 ms, was etwa 30 % des Gesamtzeitaufwands entspricht. Dadurch wird auch die Dauer der unerwünschten Zugkraftunterbrechung entsprechend reduziert und der Komfort für den Fahrer erhöht.The use of at least two shift fingers advantageously makes it possible to reduce the shift duration of shift operations which require a change of lane according to the prior art. Namely, the automatic switch according to the invention makes it possible to use a separate shift finger for each shift gate of the associated synchronous transmission, so that the expenditure of time required for the change of lane according to the prior art is advantageously eliminated. This allows for a reduction in the time overhead of about 200 ms to 300 ms, which is about 30% of the total time overhead. As a result, the duration of the unwanted traction interruption is reduced accordingly and increases the comfort for the driver.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass jedem der mindestens zwei Schaltfinger jeweils ein Aktuator zur Betätigung des jeweiligen Schaltfingers zugeordnet ist. Die Aktuatoren ermöglichen dabei die Betätigung, also das Verschwenken, des jeweils zugeordneten Schaltfingers in eine bestimmte Position. Die Aktuatoren reagieren bevorzugt auf eine Steuereingabe eines Fahrers oder auf eine Steuereingabe einer Steuereinheit, wobei die Steuereingabe beispielsweise ein elektrisches Signal sein kann.According to a preferred embodiment of the invention, it is provided that each of the at least two shift fingers is assigned in each case an actuator for actuating the respective shift finger. The actuators allow the operation, ie the pivoting, of the respective associated shift finger in a certain position. The actuators preferably respond to a control input of a driver or to a control input of a control unit, wherein the control input may be, for example, an electrical signal.

Beim Vorsehen von nur zwei Schaltfingern sind dabei nur geringfügige konstruktive Änderungen des erfindungsgemäßen Schaltautomaten gegenüber den bekannten Schaltautomaten erforderlich. So muss ausschließlich ein zweiter Aktuator, welcher gemäß dem Stand der Technik üblicherweise ohnehin vorhanden ist und für eine Betätigung des einzelnen Schaltfingers bei einem Gassenwechsel vorgesehen ist, um 90° verkippt angeordnet werden, um stattdessen die Schwenkbewegung des zweiten Schaltfingers zu ermöglichen. Weiterhin muss der zweite Schaltfinger hinzugefügt werden.In the provision of only two shift fingers while only minor structural changes of the invention of the automatic circuit breakers over the known switching machines are required. So only a second actuator, which is usually present anyway according to the prior art and is provided for actuation of the individual shift finger in a lane change, tilted by 90 ° to be arranged to allow instead the pivoting movement of the second shift finger. Furthermore, the second shift finger must be added.

Beim Vorsehen von mehr als zwei Schaltfingern erhöht sich der konstruktive Aufwand neben dem Hinzufügen des jeweiligen Schaltfingers um jeweils einen weiteren Aktuator zu dessen Betätigung.When providing more than two shift fingers, the design complexity increases in addition to the addition of the respective shift finger by a respective further actuator for its operation.

Bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Aktuatoren als elektrohydraulisch betätigbare Kolben in Arbeitszylindern ausgebildet sind. Mittels einer elektrisch betriebenen Hydraulikpumpe wird Fluid in eine entsprechende Arbeitskammer der Arbeitszylinder gefördert, um so eine Stellbewegung des entsprechenden Kolbens zu erzeugen und den zugehörigen Schaltfinger zu aktuieren bzw. zu verschwenken.It is preferably provided that the actuators are designed as electrohydraulically operable pistons in working cylinders. By means of an electrically operated hydraulic pump fluid is in promoted a corresponding working chamber of the working cylinder, so as to produce an actuating movement of the corresponding piston and to actuate the associated shift finger or to pivot.

Es ist weiterhin bevorzugt, dass nicht für jeden Arbeitszylinder bzw. für jeden Kolben eine eigene Hydraulikpumpe vorgesehen ist. Stattdessen können mehrere oder alle Arbeitszylinder über eine hierfür geeignete Ventilsteuerung von nur einer einzigen Hydraulikpumpe betrieben werden. Dies reduziert die Kosten und den Bauraumbedarf.It is further preferred that a separate hydraulic pump is not provided for each cylinder or for each piston. Instead, several or all working cylinders can be operated via a suitable valve control of only a single hydraulic pump. This reduces costs and space requirements.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass jeder der mindestens zwei Schaltfinger mittels des ihm zugeordneten Aktuators in jeweils drei Positionen schwenkbar ist. Bei diesen drei Positionen handelt es sich bevorzugt um die beiden Endpositionen, in welche die Schaltfinger durch die Schwenkbewegung um die gemeinsame Welle verstellt werden können, sowie eine dazwischenliegende Neutralposition. Die beiden Endpositionen entsprechen dabei dem Schalten einer zugehörigen Gangstufe, wobei je zwei Gangstufen vorteilhafterweise derart in einer gemeinsamen Schaltgasse angeordnet sind, dass eine Schwenkbewegung eines Schaltfingers in eine erste Richtung die erste in der Schaltgasse angeordnete Gangstufe schaltet und eine Schwenkbewegung in eine zweite Richtung die zweite in der Schaltgasse angeordnete Gangstufe schaltet. In der Neutralposition ist keine der in der gemeinsamen Schaltgasse angeordneten Gangstufen geschaltet.According to a further preferred embodiment of the invention, it is provided that each of the at least two shift fingers is pivotable in three positions by means of the actuator associated therewith. These three positions are preferably the two end positions, in which the shift fingers can be adjusted by the pivoting movement about the common shaft, and an intermediate neutral position. The two end positions correspond to the switching of an associated gear, wherein each two gear stages are advantageously arranged in a common shift gate, that a pivotal movement of a shift finger in a first direction, the first arranged in the shift gate gear and a pivoting movement in a second direction, the second in the shift gate arranged gearshift switches. In the neutral position, none of the gear stages arranged in the common shift gate are engaged.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die mindestens zwei Schaltfinger gleichzeitig betätigbar sind. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass insbesondere bei Schaltvorgängen, die gemäß dem Stand der Technik einen Gassenwechsel benötigen, die Synchronisierung der einzulegenden Gangstufe bereits während des Auslegens der auszulegenden Gangstufe beginnen kann. Dies führt zu einer zusätzlichen Reduzierung des benötigten Zeitaufwands für den Schaltvorgang von etwa 50 ms bis 100 ms.According to another preferred embodiment of the invention, it is provided that the at least two shift fingers can be actuated simultaneously. This results in the advantage that the synchronization of the gear stage to be engaged can already begin during the disengagement of the gear stage to be designed, in particular in shifting operations which require a lane change according to the prior art. This leads to an additional reduction of the time required for the switching operation of about 50 ms to 100 ms.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein automatisiertes Synchrongetriebe mit wenigstens drei schaltbaren Gangstufen, umfassend einen Schaltautomaten zum Schalten der Gangstufen, wobei jeweils maximal zwei Gangstufen einer Schaltgasse zugeordnet sind. Das erfindungsgemäße Synchrongetriebe zeichnet sich dadurch aus, dass der Schaltautomat ein erfindungsgemäße Schaltautomat ist. Daraus ergeben sich die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Schaltautomaten beschriebenen Vorteile auch für das erfindungsgemäße Synchrongetriebe.The invention further relates to an automated synchronous transmission with at least three shiftable gear stages, comprising a switching machine for switching the gear ratios, each having a maximum of two gear ratios associated with a shift gate. The synchronous transmission according to the invention is characterized in that the automatic switch is an automatic switch according to the invention. This results in the advantages already described in connection with the automatic switch according to the invention also for the synchronous transmission according to the invention.

Die Schwenkbewegung der mindestens zwei Schaltfinger um die gemeinsame Welle entspricht dabei einer Betätigung parallel zu den Schaltgassen des Synchrongetriebes, dem der Schaltautomat zugeordnet ist. Durch die Betätigung der Schaltfinger können somit z.B. in den Schaltgassen angeordnete Schaltgabeln betätigt werden.The pivoting movement of the at least two shift fingers about the common shaft corresponds to an operation parallel to the shift gates of the synchronous transmission, which is associated with the automatic switch. By the operation of the shift fingers can thus e.g. arranged in the shift gates shift forks are operated.

Der Schaltautomat schaltet dabei alle Gangstufen des Synchrongetriebes automatisiert, d.h., auf eine bestimmte Steuereingabe hin. Die Steuereingabe kann etwa ein elektrisches Signal sein.The automatic switch thereby automatically shifts all gear stages of the synchronous transmission, that is, to a specific control input. The control input may be about an electrical signal.

Die Gangstufen sind bevorzugt paarweise in jeweils einer Schaltgasse angeordnet. Bei einem Synchrongetriebe mit einer ungeraden Anzahl von schaltbaren Gangstufen weist eine der Schaltgassen entsprechend nur eine Gangstufe auf.The gear ratios are preferably arranged in pairs in each case a shift gate. In a synchronous transmission with an odd number of shiftable gear ratios, one of the shift lanes has only one gear stage correspondingly.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Schaltautomat für jede Schaltgasse einen eigenen Schaltfinger aufweist. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass zeitaufwändige Gassenwechsel bei Schaltvorgängen entfallen und der Zeitaufwand für den Schaltvorgang entsprechend reduziert werden kann.According to a preferred embodiment of the invention, it is provided that the automatic switch for each shift gate has its own shift finger. This results in the advantage that time-consuming lane changes omitted during switching operations and the time required for the switching operation can be reduced accordingly.

Da jeder Schaltgasse maximal zwei Gangstufen zugeordnet sind und für jede Schaltgasse ein Schaltfinger vorgesehen ist, entspricht die Anzahl der schaltbaren Gangstufen maximal der doppelten Anzahl von Schaltfingern.Since each shift gate are assigned a maximum of two gear ratios and a shift finger is provided for each shift gate, the number of shiftable gear ratios corresponds to a maximum of twice the number of shift fingers.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Synchrongetriebe vier schaltbare Gangstufen aufweist. Speziell bei vier schaltbaren Gangstufen ergibt sich der Vorteil, dass der erfindungsgemäße Schaltautomat konstruktiv nur geringfügig aufwändiger ist als ein bekannter Schaltautomat. Der erfindungsgemäße Schaltautomat verfügt in diesem Fall über zwei Aktuatoren sowie die notwendigen Ansteuerventile, wobei einer der zwei Kolben im Gegensatz zum bekannten Schaltautomaten um 90° verkippt angeordnet ist. Lediglich ein zweiter Schaltfinger muss zusätzlich vorgesehen werden.According to a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the synchronous transmission has four shiftable gear stages. Especially with four shiftable gear ratios, there is the advantage that the automatic switch according to the invention is structurally only slightly more expensive than a known automatic switch. The automatic switch according to the invention has in this case two actuators and the necessary control valves, wherein one of the two pistons, in contrast to the known automatic switch is tilted by 90 °. Only a second shift finger must be additionally provided.

Alternativ bevorzugt ist es vorgesehen, dass das Synchrongetriebe fünf oder sechs schaltbare Gangstufen aufweist. Dies ermöglicht eine weitere Spreizung der Gangstufen. Gleichzeitig erhöht sich dabei aber auch der konstruktive Aufwand für den erfindungsgemäßen Schaltautomaten, dafür jeweils zwei zusätzliche Gangstufen ein zusätzlicher Kolben mit Ansteuerventilen sowie ein zusätzlicher Schaltfinger vorgesehen werden muss.Alternatively, it is preferably provided that the synchronous transmission has five or six shiftable gear ratios. This allows a further spread of the gears. At the same time, but also increases the design effort for the automatic switching machine according to the invention, for each two additional grades an additional piston with control valves and an additional shift finger must be provided.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass jeder Schaltgasse eine Schaltgabel zugeordnet ist, wobei jede der Schaltgabeln durch jeweils einen Schaltfinger betätigbar ist. Die Schaltgabel wiederum ist vorteilhafterweise mit einer Schaltmuffe gekoppelt, welche ihrerseits durch die Betätigung einen Synchronring an ein Gangrad anlegt und so eine Drehzahlsynchronisation bewirkt. Sobald die Drehzahlsynchronisation hergestellt ist, wird durch die Betätigung des Schaltfingers die Schaltmuffe von der Schaltgabel über den Synchronring auf das Gangrad gestülpt. Somit ist die gewählte Gangsstufe eingelegt.According to a further preferred embodiment of the invention, it is provided that each shift gate is assigned a shift fork, wherein each of the shift forks is operable by a respective shift finger. The shift fork in turn is advantageously coupled to a shift sleeve, which in turn applies by the operation of a synchronizer ring to a gear wheel and thus causes a speed synchronization. Once the speed synchronization is established, the shift sleeve is slipped from the shift fork via the synchronizer ring on the gear wheel by the operation of the shift finger. Thus, the selected gear is engaged.

Die Erfindung betrifft schließlich ein landwirtschaftliches oder kommunales Nutzfahrzeug, umfassend ein erfindungsgemäßes Synchrongetriebe. Daraus ergeben sich die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Synchrongetriebe beschriebenen Vorteile auch für das erfindungsgemäße landwirtschaftliche oder kommunale Nutzfahrzeug.Finally, the invention relates to an agricultural or municipal commercial vehicle comprising a synchronous transmission according to the invention. This results in the advantages already described in connection with the synchronous transmission according to the invention also for the agricultural or municipal commercial vehicle according to the invention.

Bei dem landwirtschaftlichen Nutzfahrzeug kann es sich z.B. um einen Traktor handeln. Bei sem kommunalen Nutzfahrzeug kann es sich etwa um ein städtisches Reinigungsfahrzeug handeln.The agricultural utility vehicle may be e.g. to trade a tractor. In sem municipal utility vehicle may be about a municipal cleaning vehicle.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beispielhaft erläutert.The invention will be explained by way of example with reference to embodiments shown in the figures.

Es zeigen:

1 einen aus dem Stand der Technik bekannten Schaltautomaten,
2 schematisch ein aus dem Stand der Technik bekanntes Schaltschema für eine Viergangschaltung,
3 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Schaltautomaten,
4 schematisch ein Schaltschema für eine Viergangschaltung, welches durch Verwendung eines erfindungsgemäßen Schaltautomaten ermöglicht wird und
5 schematisch ein Schaltschema für eine Sechsgangschaltung, welches durch Verwendung eines erfindungsgemäßen Schaltautomaten ermöglicht wird.

Show it:

1 a switching device known from the prior art,
2 schematically a known from the prior art circuit diagram for a four-speed circuit,
3 a cross section through a switching device according to the invention,
4 schematically a circuit diagram for a four-speed circuit, which is made possible by using a switching device according to the invention and
5 schematically a circuit diagram for a six-speed circuit, which is made possible by using a switching device according to the invention.

Gleiche Gegenstände, Funktionseinheiten und vergleichbare Komponenten sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Diese Gegenstände, Funktionseinheiten und vergleichbaren Komponenten sind hinsichtlich ihrer technischen Merkmale identisch ausgeführt, sofern sich aus der Beschreibung nicht explizit oder implizit etwas anderes ergibt.Identical objects, functional units and comparable components are denoted by the same reference numerals across the figures. These objects, functional units and comparable components are identical in terms of their technical features, unless the description explicitly or otherwise implies otherwise.

1 zeigt einen aus dem Stand der Technik bekannten Schaltautomaten 1 mit einem Schaltfinger 2 sowie mit drei Schaltgabeln 3, 3', 3". Die Schaltgabeln 3, 3', 3" sind jeweils auf einer Schaltwelle 4, 4', 4" angeordnet, welche jeweils eine Schaltgasse 4, 4', 4" darstellt. Der Schaltfinger 2 kann auf zwei Arten elektrohydraulisch betätigt werden, so dass er entweder eine Schwenkbewegung entlang der Schaltgassen 4, 4', 4" ausführt oder eine Stellbewegung senkrecht zu den Schaltgassen 4, 4', 4" ausführt. Eine Stellbewegung senkrecht zu den Schaltgassen 4, 4', 4" stellt einen Gassenwechsel dar. Eine Schwenkbewegung entlang der Schaltgassen 4, 4', 4" führt hingegen zu einer Betätigung der entsprechenden Schaltgabel 3, 3', 3" dar, indem der Schaltfinger 2 mechanisch die entsprechende Schaltgabel 3, 3', 3" in der Schaltgasse 4, 4', 4" verschiebt. Die Betätigung der Schaltgabel 3, 3', 3" wiederum führt zum Einlegen bzw. Auslegen der jeweils zugeordneten Gangstufe. Wie in 1 weiterhin zu sehen ist, weist der Schaltautomat 1 vier hydraulische Anschlüsse 5, 5', 5", 5"' auf, welche eine Druckbeaufschlagung von zwei im Schaltautomaten 1 angeordneten, als elektrohydraulisch betätigbare Kolben in Arbeitszylindern ausgebildeten Aktuatoren ermöglichen. Einer der Aktuatoren ermöglicht dabei die Betätigung im Sinne einer Schwenkbewegung des Schaltfingers entlang der Schaltgassen 4, 4', 4", der andere der Aktuatoren ermöglicht die Betätigung des Schaltfingers senkrecht zu den Schaltgassen 4, 4', 4". Beispielsgemäß ist für beide Aktuatoren eine gemeinsame Hydraulikpumpe zur Druckbeaufschlagung mit Fluid vorgesehen. Die Ansteuerung der einzelnen Aktuatoren bzw. der einzelnen Arbeitskammern der Aktuatoren erfolgt über eine hierfür geeignete Ventilsteuerung. Als Hydraulikfluid wird beispielsgemäß ein Hydrauliköl verwendet. 1 shows a known from the prior art switching machines 1 with a shift finger 2 as well as with three shift forks 3 . 3 ' . 3 ' , The shift forks 3 . 3 ' . 3 ' are each on a shift shaft 4 . 4 ' . 4 ' arranged, which each have a shift gate 4 . 4 ' . 4 ' represents. The shift finger 2 can be operated electro-hydraulically in two ways, so that it either a pivotal movement along the shift gates 4 . 4 ' . 4 ' executes or an adjusting movement perpendicular to the shift gates 4 . 4 ' . 4 ' performs. An actuating movement perpendicular to the shift gates 4 . 4 ' . 4 ' represents a lane change. A pivoting movement along the shift lanes 4 . 4 ' . 4 ' In contrast, leads to an actuation of the corresponding shift fork 3 . 3 ' . 3 ' by the shift finger 2 mechanically the corresponding shift fork 3 . 3 ' . 3 ' in the shift gate 4 . 4 ' . 4 ' shifts. The operation of the shift fork 3 . 3 ' . 3 ' in turn leads to the insertion or interpretation of the respective associated gear. As in 1 can still be seen, the automatic switch shows 1 four hydraulic connections 5 . 5 ' . 5 ' , 5 "', which is a pressurization of two in the switching machine 1 arranged to allow trained as electro-hydraulically actuated piston in working cylinders actuators. One of the actuators allows the operation in the sense of a pivoting movement of the shift finger along the shift lanes 4 . 4 ' . 4 ' , the other of the actuators allows the operation of the shift finger perpendicular to the shift gates 4 . 4 ' . 4 ' , According to the example, a common hydraulic pump for pressurizing with fluid is provided for both actuators. The actuation of the individual actuators or the individual working chambers of the actuators via a suitable valve control. As hydraulic fluid, a hydraulic oil is used according to the example.

2 zeigt schematisch ein aus dem Stand der Technik bekanntes Schaltschema für eine Viergangschaltung. Die Gangstufen 1 bis 4 sind in 2 durch die Großbuchstaben A, B, C und D dargestellt, wobei A der ersten Gangstufe entspricht, B der zweiten, D der dritten und C der vierten. In 2a befindet sich der Schaltfinger 2 in einer Neutralstellung. Die Neutralstellung entspricht einem Leerlauf, bei dem keine Gangstufe eingelegt ist. Der Schaltfinger 2 kann durch eine entsprechende Betätigung senkrecht zu den Schaltgassen 4, 4' entlang des Pfeils 6 bzw. des Pfeils 6' verfahren werden und somit in eine der beiden dargestellten Schaltgassen 4, 4' gestellt werden. Dort kann der Schaltfinger in Richtung eines der Pfeile 7 oder 7' betätigt werden, um eine Gangstufe einzulegen. 2b zeigt einen Schaltvorgang, bei dem von der zweiten Gangstufe B in die dritte Gangstufe C geschaltet wird. Während des Schaltvorgangs ist die Drehmomentübertragungsverbindung eines Antriebsaggregats (nicht dargestellt) zu den Fahrzeugrädern (ebenfalls nicht dargestellt) unterbrochen. Zunächst befindet sich der Schaltfinger 2 im Bereich der zweiten Gangstufe B in der Schaltgasse 4. Dann wird er entlang der Richtung des Pfeils 8 in der Schaltgasse 4 betätigt, so dass die zweite Gangstufe B ausgelegt wird. Nun folgt ein Gassenwechsel entlang der Pfeile 8' und 8". Dieser Gassenwechsel dauert beispielsgemäß 250 ms. Sobald der Schaltfinger 2 in die Schaltgasse 4' gestellt wurde, wird er weiter entlang des Pfeils 8'" in Richtung der dritten Gangstufe C betätigt, um die dritte Gangstufe C einzulegen. 2 schematically shows a known from the prior art circuit diagram for a four-speed circuit. The gears 1 to 4 are in 2 by the capital letters A . B . C and D represented, wherein A corresponds to the first gear, B The second, D the third and C the fourth. In 2a is the shift finger 2 in a neutral position. The neutral position corresponds to an idling, in which no gear ratio is engaged. The shift finger 2 can by a corresponding operation perpendicular to the shift gates 4 . 4 ' along the arrow 6 or the arrow 6 ' be moved and thus in one of the two illustrated shift gates 4 . 4 ' be put. There the shift finger can move in the direction of one of the arrows 7 or 7 ' be pressed to engage a gear. 2 B shows a shift operation in which of the second gear B in the third gear C is switched. During the shifting operation, the torque transmission connection of a power plant (not shown) to the vehicle wheels (also not shown) is interrupted. First, there is the shift finger 2 in the range of the second gear B in the shift gate 4 , Then he will go along the direction of the arrow 8th in the shift gate 4 pressed, leaving the second gear B is interpreted. Now follows Lane change along the arrows 8th' and 8th" , This lane change takes 250 ms, for example. Once the shift finger 2 in the shift gate 4 ' is made, he will continue along the arrow 8th'" in the direction of the third gear C pressed to the third gear C appeal.

3 zeigt einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Schaltautomaten 1. Der Querschnitt ist so gewählt, dass nur ein einzelner Schaltfinger 2 zu sehen ist. Ein weiterer, identischer, jedoch in 3 nicht dargestellter Schaltfinger 2' befindet sich in einer Querschnittsebene unterhalb der dargestellten Ebene. Wie zu sehen ist, ist der Schaltfinger 2 drehbar auf einer Welle 9 gelagert, so dass ein unteres Ende des Schaltfingers 2 entlang des Pfeils 10 verstellt werden kann. Eine Verstellung des Schaltfingers 2 entlang des Pfeils 10 entspricht einer Schwenkbewegung entlang der Schaltgassen 4, 4', 4". Beide Schaltfinger 2, 2' können ausschließlich entlang des Pfeils 10 bzw. entlang der Schaltgassen 4, 4', 4" betätigt werden. Weiterhin zu sehen ist in 3 ein Kolben 11, der von beiden axialen Enden her mit einem Fluiddruck beaufschlagt werde kann, um so eine Stellbewegung des Schaltfingers 2 zu bewirken. Ein identischer, jedoch in 3 nicht dargestellter Kolben 10' befindet sich in einer Querschnittsebene unterhalb der dargestellten Ebene der 3. 3 shows a cross section through a switching device according to the invention 1 , The cross section is chosen so that only a single shift finger 2 you can see. Another, identical, however, in 3 not shown shift finger 2 ' is located in a cross-sectional plane below the plane shown. As you can see, the shift finger is 2 rotatable on a shaft 9 stored, leaving a lower end of the shift finger 2 along the arrow 10 can be adjusted. An adjustment of the shift finger 2 along the arrow 10 corresponds to a pivoting movement along the shift gates 4 . 4 ' . 4 ' , Both shift fingers 2 . 2 ' can only be along the arrow 10 or along the shift gates 4 . 4 ' . 4 ' be operated. It can also be seen in 3 a piston 11 , Which can be applied from both axial ends ago with a fluid pressure, so as to an adjusting movement of the shift finger 2 to effect. An identical, but in 3 not shown piston 10 ' is located in a cross-sectional plane below the plane shown 3 ,

4 zeigt schematisch ein Schaltschema für eine Viergangschaltung, welches erst durch Verwendung eines erfindungsgemäßen Schaltautomaten 1 ermöglicht wird. Die Gangstufen 1 bis 4 sind in 4 durch die Großbuchstaben A, B, C und D dargestellt, wobei A der ersten Gangstufe entspricht, B der zweiten, D der dritten und C der vierten. Wie zu sehen ist, sind in 4 zwei Schaltfinger 2, 2' dargestellt, von denen jeder einer Schaltgasse 4, 4' zugeordnet ist. Ein Gassenwechsel ist somit in keiner Situation erforderlich. Beide Schaltfinger 2, 2' können durch entsprechende Betätigungen entlang der Schaltgassen 4, 4' in Richtung der Pfeile 7, 7' verschwenkt werden und somit eine der Gangstufen A, B, C oder D einlegen bzw. auslegen. 4b zeigt in Analogie zu 2b einen Schaltvorgang, bei dem von der zweiten Gangstufe B in die dritte Gangstufe C geschaltet wird. Auch in diesem Fall ist während des Schaltvorgangs ist die Drehmomentübertragungsverbindung eines Antriebsaggregats (nicht dargestellt) zu den Fahrzeugrädern (ebenfalls nicht dargestellt) unterbrochen. Zunächst befindet sich der Schaltfinger 2 im Bereich der zweiten Gangstufe B in der Schaltgasse 4. Dann wird er entlang der Richtung des Pfeils 8 in der Schaltgasse 4 betätigt, so dass die zweite Gangstufe B ausgelegt wird. Gleichzeitig wird bereits der Schaltfinger 2' in Richtung des Pfeils 8' betätigt. Somit beginnt die Synchronisierung der einzulegenden Gangstufe bereits während des Auslegens der auszulegenden Gangstufe. Die führt zu einer Reduzierung des benötigten Zeitaufwands für den Schaltvorgang von etwa 75 ms gegenüber dem Zeitaufwand, den ein herkömmlicher Schaltautomat benötigt. Da weiterhin auch kein Gassenwechsel erfolgen muss, ergibt sich eine weitere Zeitersparnis für den Schaltvorgang von etwa 250 ms. Gegenüber einem entsprechenden Schaltvorgang mittels eines herkömmlichen Schaltautomaten ergibt sich somit ein um ca. 325 ms reduzierter Zeitaufwand. Somit erfordert ein Schaltvorgang, der gemäß dem Stand der Technik einen Gassenwechsel umfassen würde, durch Verwendung des erfindungsgemäßen Schaltautomaten sogar weniger Zeitaufwand als ein Schaltvorgang, der selbst gemäß dem Stand der Technik keinen Gassenwechsel umfassen würde. 4 schematically shows a circuit diagram for a four-speed circuit, which only by using a switching device according to the invention 1 is possible. The gears 1 to 4 are in 4 by the capital letters A . B . C and D represented, wherein A corresponds to the first gear, B of the second, D of the third and C of the fourth. As can be seen, are in 4 two shift fingers 2 . 2 ' represented, each of which a shift gate 4 . 4 ' assigned. A lane change is therefore not required in any situation. Both shift fingers 2 . 2 ' can by appropriate operations along the shift gates 4 . 4 ' in the direction of the arrows 7 . 7 ' be pivoted and thus one of the gears A . B . C or D insert or interpret. 4b shows in analogy to 2 B a shift operation in which of the second gear B in the third gear C is switched. Also in this case, during the shifting operation, the torque transmission connection of a power plant (not shown) to the vehicle wheels (also not shown) is interrupted. First, there is the shift finger 2 in the range of the second gear B in the shift gate 4 , Then he will go along the direction of the arrow 8th in the shift gate 4 pressed, leaving the second gear B is interpreted. At the same time is already the shift finger 2 ' in the direction of the arrow 8th' actuated. Thus, the synchronization of the gear stage to be engaged already begins during the interpretation of the gear stage to be interpreted. This leads to a reduction of the time required for the switching process of about 75 ms compared to the time required for a conventional automatic switch. Since there is no need to change the lane, there is a further time saving for the switching process of about 250 ms. Compared to a corresponding switching operation by means of a conventional automatic switch thus results in a reduced by about 325 ms time. Thus, a shift operation that would involve a lane change according to the prior art, by using the automatic circuit breaker according to the invention even less time than a switching operation, which would include even in the prior art no lane change.

5 zeigt schematisch ein Schaltschema für eine Sechsgangschaltung, welches durch Verwendung eines erfindungsgemäßen Schaltautomaten 1 ermöglicht wird. Die Gangstufen 1 bis 6 sind in 5 durch die Großbuchstaben A, B, C, D, E und F dargestellt, wobei A der ersten Gangstufe entspricht, B der zweiten, C der dritten, D der vierten, E der fünften und F der sechsten. Wie zu sehen ist, sind in 5 drei Schaltfinger 2, 2', 2" dargestellt, von denen jeder einer Schaltgasse 4, 4', 4" zugeordnet ist. Ein Gassenwechsel wird somit auch hier niemals erforderlich, da sich in jeder Schaltgasse 4, 4', 4" stets ein Schaltfinger 2, 2', 2" befindet. Alle drei Schaltfinger 2, 2', 2" können durch entsprechende Betätigungen entlang der Schaltgassen 4, 4', 4" in Richtung der Pfeile 7, 7' verfahren werden und somit eine der Gangstufen A, B, C, D, E oder F einlegen bzw. auslegen. Bei einem Schaltvorgang, der gemäß dem Stand der Technik einen Gassenwechsel erfordert, kann das Auslegen der auszulegenden Gangstufe gleichzeitige mit dem Einlegen der einzulegenden Gangstufe erfolgen, so dass die Synchronisierung der einzulegenden Gangstufe bereits während des Auslegens der auszulegenden Gangstufe erfolgt. Dadurch ergibt sich nicht nur eine Reduzierung des benötigten Zeitaufwands für den Schaltvorgang um etwa 75 ms. Da weiterhin auch kein Gassenwechsel erfolgen muss, ergibt sich eine weitere Zeitersparnis für den Schaltvorgang von etwa 250 ms. Somit kann auch in diesem Fall ein Schaltvorgang, der gemäß dem Stand der Technik einen Gassenwechsel umfassen würde, durch Verwendung des erfindungsgemäßen Schaltautomaten sogar schneller erfolgen als ein Schaltvorgang, der gemäß dem Stand der Technik keinen Gassenwechsel umfassen würde. 5 schematically shows a circuit diagram for a six-speed circuit, which by using a switching device according to the invention 1 is possible. The gears 1 to 6 are in 5 by the capital letters A . B . C . D . e and F shown, where A corresponds to the first gear, B The second, C the third, D the fourth, e the fifth and F the sixth. As can be seen, are in 5 three shift fingers 2 . 2 ' . 2 ' represented, each of which a shift gate 4 . 4 ' . 4 ' assigned. A lane change is therefore never required here, as in each shift gate 4 . 4 ' . 4 ' always a shift finger 2 . 2 ' . 2 ' located. All three shift fingers 2 . 2 ' . 2 ' can by appropriate operations along the shift gates 4 . 4 ' . 4 ' in the direction of the arrows 7 . 7 ' be moved and thus one of the gear stages A . B . C . D . e or F insert or interpret. In a switching operation that requires a lane change according to the prior art, the interpretation of the gear ratio to be interpreted can be carried out simultaneously with the insertion of the gear ratio to be engaged, so that the synchronization of the gear stage to be engaged already takes place during the interpretation of the gear ratio to be interpreted. This results not only in a reduction of the time required for the switching operation by about 75 ms. Since there is no need to change the lane, there is a further time saving for the switching process of about 250 ms. Thus, even in this case, a switching operation, which would include a lane change according to the prior art, even faster by using the automatic switch according to the invention than a switching operation, which would include no lane change according to the prior art.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Schaltautomatautomatic switch
2, 2', 2"2, 2 ', 2 ": Schaltfingershift finger
3, 3', 3"3, 3 ', 3 ": Schaltgabelshift fork
4, 4', 4"4, 4 ', 4 ": Schaltgasseshift gate
5, 5', 5", 5'"5, 5 ', 5 ", 5'": hydraulischer Anschlusshydraulic connection
6, 6' 6, 6 ': Pfeilarrow
7, 7'7, 7 ': Pfeilarrow
8, 8', 8"8, 8 ', 8 ": Pfeilarrow
99: gemeinsame Wellecommon wave
1010: Pfeilarrow
1111: Kolbenpiston
AA: Gangstufe 1Grade 1
BB: Gangstufe 2 grade 2
CC: Gangstufe 3 grade 3
DD: Gangstufe 4 grade 4
Ee: Gangstufe 5 grade 5
FF: Gangstufe 6 grade 6

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19841153 A1 [0003]

Claims

Automatic switch (1) for switching gear stages (A, B, C, D, E, F) in an automated synchromesh, characterized in that the automatic switch (1) at least two independently operable shift finger (2, 2 ', 2 ") wherein the at least two shift fingers (2, 2 ', 2 ") are arranged pivotably on a common shaft (9) and wherein an actuation of the at least two shift fingers (2, 2', 2") exclusively as pivotal movement about the shaft ( 9).

Automatic switch (1) to Claim 1 , characterized in that each of the at least two shift fingers (2, 2 ', 2 ") is associated with an actuator 11) for actuating the respective shift finger (2, 2', 2").

Automatic switch (1) after at least one of Claims 1 and 2 , characterized in that each of the at least two shift fingers (2, 2 ', 2') by means of the associated actuator (11) in each case three positions is pivotable.

Automatic switch (1) after at least one of Claims 1 to 3 , characterized in that the at least two shift fingers (2, 2 ', 2 ") are simultaneously actuated.

Automated synchronous transmission with at least three shiftable gear stages (A, B, C, D, E, F), comprising a switching machine (1) for switching the gear stages (A, B, C, D, E, F), each with a maximum of two gear ratios (A, B, C, D, E, F) are associated with a shift gate (4, 4 ', 4 "), characterized in that the automatic switch (1) is a switching machine (1) after at least one of Claims 1 to 4 is.

Synchronous transmission to Claim 5 , characterized in that the automatic switch (1) for each shift gate (4, 4 ', 4 ") has its own shift finger (2, 2', 2").

Synchronous transmission after at least one of Claims 5 and 6 , characterized in that the synchronous transmission has four switchable gear stages (A, B, C, D, E, F).

Synchronous transmission after at least one of Claims 5 to 7 , characterized in that each shift gate (4, 4 ', 4 ") is associated with a shift fork (3, 3', 3"), wherein each of the shift forks (3, 3 ', 3 ") is in each case controlled by a shift finger (2, 2 ', 2 ") can be actuated.

Agricultural or municipal utility vehicle, comprising a synchromesh transmission according to at least one of Claims 5 to 8th ,