DE1946496B2

DE1946496B2 - Fahrgeschwindigkeitsabhängige Sperre zum Verhindern unzulässiger Rückschaltungen in Kraftfahrzeug-Wechselgetrieben

Info

Publication number: DE1946496B2
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: 1979-02-22
Also published as: DE1946496C3; US3682014A; FR2061285A5; DE1946496A1; GB1322934A

Description

Die Erfindung betrifft eine fahrgeschwindigkeitsabhängige Sperre zum Verhindern unzulässiger Rückschaltungen in Kraftfahrzeug-Wechselgetrieben, die aus einem Haupt-und einem die Gangfolge verlängernden Gruppengetriebe bestehen, wobei der Gangwechsel im Hauptgetriebe mittels einer Schaltwelle erfolgt, die zum Wechseln der Schaltgase axial verschiebbar isi und zum Ganewechsel innerhalb einer Schaltgasse drehbar ist, während zum Umschalten des Gruppengetriebes ein mittels Druckmittel betätigbarer Schaltzylinder vorgesehen ist, dessen Beaufschlagung durch ein am Schallhebel angeordnetes Vorsteuerventil vorgewählt wird.

Aus der US-PS 26 37 221 ist ein Kraftfahrzeug-Wechselgetriebe bekannt, das aus einem Haupt- und einem die Gangfülge verlängernden Gruppengetriebe besteht. Bei diesem bekannten Getriebe ist am oder in du- 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 Gruppengetriebes 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 arbeitet also nach dem Prinzip einer Reihenschaltung und dient zum Schalten von Getrieben mit Mehrscheibenreibkupplungen, die durch eine Art Ziehkeilkupplungen ein- bzw. ausgerückt werden (siehe zur speziellen Getrebeausbildung US-PS 20 43 784). Diese Vorrichtung ist nicht für synchronisierte Vorlegegetriebe mit Kulissenschaltung (H-Schaltschema mit 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 Vorlegebauart — bestehen, wobei zur Vereinfachung die Vorrichtung nicht bei jeder Abwärtsschaltung um eine Gangstufe, 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 I 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 vielßängiger Wechselgetriebe und der schon erwähnten begrenzten Überdrehfähigkeit kann dies in

Ό Kauf genommen werden für den durch die Erfindung erzielbaren, wesentlich einfacheren, auch die Sperrung bei Gruppenumschaltung einbeziehenden Aufbau im Vergleich zu einer Sperrung aller Abwärtsschaltungen bei einem H-Schaltschema.

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

Die fahrgeschwindigkeitsabhängige Sperre nach der Erfindung verhindert Fehlbedienungen von Kraftfahr-

W) zeug-Wechselgetrieben, die aus einem Haupt- und einem Gruppengetriebe in Vorgelegcbauart bestehen.

Während Fehlschaltungen nach schnellen Gängen hin, abgesehen von einer Überbeanspruchung der Synchronisierung, verhältnismäßig ungefährlich sind,

können bei unbeabsichtigten Rückschaltungen über mehrere Gangstufen hinweg gefährliche Fahr/uständc 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 geschwindigkeitsabhängigen Sperre nach der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt

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

Fig.2 ein Geschwindigkeitsdiagramm, in dem die Lage der Sperren für ein -S-Gang-Getriebe angedeutet ist.

In Fig. 1 ist die geschwindigkeitsabhängige Sperre für ein 4-Gang-Getriebe mit einem nachgeschalteten 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 Schaltzylinder 5, dessen Zylinderraum 5Ä bei Umschaltung auf die Gruppenstellung »Langsam« aus einer Zuführungsleitung 28 und dessen Zylinderraum 5a bei Umschaltung auf die Gruppenstellung »Schnell« aus einer Druckmittelleitung 24 gefüllt wird.

Der Schaltablauf ist wie folgt:

Gmppe in Stellung »Langsam«,

Gänge 1 bis 4 schalten.

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

Beim Betätigen des Umschaltventiles 1, das ein Vorwählen der Gruppengetriebesteilung bedeutet, wird das Relaisventil 2 in eine neue Lage gebracht. Der Schaltzylinder 5 arbeitet aber erst, wenn das Abschaltventil 3 geöFnet hat. Dies ist erst der Fall, wenn sich das 4-Gang-Hauptgetriebe in Neutralstellung befindet. Die Sperreinrichtung besteht aus zwei unabhängigen Einzelsperrvorrichtungen, die geschwindigkeitsabhängig arbeiten.

Eine erste Sperrvorrichtung 11, in Form eines Druckzylinders mit Kolben 11a, -virkt axial auf die Schaltwelle 20 des 4-Gang-Hauptgetnebes 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 t2b verstellbares Ventil 8 gesteuert.

Die zwpite Sperrvorrichtung besteht aus einem gegen die Kraft einer Feder 13a verstellbaren Ventil 13, welches zwischen einer vom Relaisventil 2 kommenden Zuleitung 23 und der Zuführungsleitung 28 sitzt und die Zuleitung 23 vom Schaltzylinder 5 absperren kann, und dadurch die Verstellung des Schaltzylinders 5 in Richtung des langsamen Ganges des Gruppengetriebes verhindert.

Die Ventile 8 und 13 werden außerdem mit Drucköl beaufschlagt, welches von einem Fahrgeschwindigkeitsgeber kommt. Der Fahrgeschwindigkeitsgeber besteht aus einer fahrgeschwindigkeitsabhängig angetriebenen Oldruckpumpe 6, zwischen deren Druckleitung 14 und einer Rücklaufleitung 15 eine Drossel 7 angeordnet ist. Die Ventile 8 und 13 sind so ausgelegt, daß sie ab und oberhalb einer vorbestimmten Fahrgeschwindigkeit umschalten und damit gegen ^,,,j Rückschaltung sperren (siehe Diagramm F i g. 2),

Damit das Ventil 8 auch im Bereich der schnellen Gruppe, dso auch bei höherer Geschwindigkeir 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 Umstelleinrichtung 12 in Form eines Verstellmotors mit einem Kolben 12a, der über eine Feder 12b auf das Ventil 8 entgegengesetzt dem fahrgeschwindigkeitsabhängigen 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 Druckmittelzuführungsleitung 22 und der Leitung 27 zu dem Druckzylinder 11 der ersten Sperrvorrichtung freigeben oder absperren. Das Ventil 8 ist außerdem mit dem Verstellmotor 12 verbunden, der aus der Druckmittelleitung 24, die vom Relaisventil 2 kommt, gemeinsam mit dem Zylinderraum 5a des Schaltzylinders 5 gespr- ;t wird. Die Feder 12£> kann mittels des VersteÜmotors M ^ruf zwei Werte vorgespannt werden. Der Versteümotor 12 wird im ausgeführten Beispiel zusammen mit der Steuerung des Schaltzylinders 5 in die Stellung »Schnelle Gruppe« des Getrie! es betätigt. Die Kraft der Feder YIb wird dadurch in der Stellung »Schnelle Gruppe« auf einen höheren Wert gebracht, in welcher Stellung die Zuführungsleitung zum Schaltzylinderraum 5a und die Druckmittelleitung 24 über das Relaisventil 2 mit der Druckmittelversorgungsleitung 22 verbunden wird, so daß dem Zylinderraum 5a des Schaltzylinders 5 Druckmittel zugeführt wird.

Gleichzeitig ist das Ventil 13 durch den fahrgeschwin-

digkeitsabhängigen Öldruck, entgegen der Kraft der Feder 13a, verstellbar. Ist dieser Öldruck hoch genug, so wird die Zuführungsleitung 28 für den Zyünderraum 5b des Schaltzylinders 5 ( Langsame Gruppe«) entlüftet. In dem Diagramm F i g. 2 ist über der FahrgeschwirrJigkeit der Druck der Regelstrecke aufgetragen.

Erreicht der fahrgeschwindigkeitsabhängige Öldruck de.ι Bereich A (dieser ist bei voll aufgefahrenem /weiten Gang erreicht), so schaltet das Ventil 8 und gibt den Weg des Druckmittels zum Druckzylinder 11 frei.

Nunmehr nimmt der Kolben lla in dem Druckzylinder 11 eine 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 Feder 12i> auf das hohe Niveau gebracht. Dadurch verschiebt sich der Umschaltbereich des Ventiles 8 nach B in F i g. 2. Bei voll ausgefahrenem fech ion Gang ist dieser Druckbereich wiederum erreicht. Das Ventil 8 gibt den Weg des Druckmittels zum Zylinder U f.ei. Es entsteht die Rüciochaltspcrre für die Gänge kleiner als 7. Gang.

Bei voll ausgefahrenem vierten Gang wird ein Druckbereich erreicht, der zwischen den Bereichen A

bo und B liegt und in der Lage ist, das Ventil 13 zu steuern. Bei Fahrgeschwindigkeiten, die oberhalb des Bereiches Cliegen, ist die Zuführungsleitung 28 zum Zvlir.derraum 5b des .Schaltzylinders 5 entlüftet. Eine versehentliche Betätigung der »Langsamen Gruppe« aus Fahrgeschwindigkciten oberhalb des Bereiches C wird damit verhindert. Fällt die Fahrgeschwindigkeit unter den Bereich C ist die Leitung 28 zum Schaltzylindcr 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 Hauptgetriebe mittels einer Schaltwelle erfolgt, die zum Wechseln 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 Druckmittelbeaufschiagung des Schaitzylinders (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 Hauptabschaltventil (3) angeordnet ist, das die Druckmittelzufuhr zum Kraftkreis für den Schaltzylinder (5) aui'jhließlich in der Neutralstellung der Getriebeschaltvorrichtung für das Hauptgetriebe öffnet, und daß zum Steuern der ersten Sperrvorrichtung (11) ein gegen Federkraft in die Öffnungsstellung bringbares Ventil (8) vorgesehen ist, dem eine Umstelleinrichtung (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 (II) angepaßt wird.

2. Fahrgeschwindigkeitsabhängige Sperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als erste Sperrvorrichtung axial zur Schaltwelle (20) ein Druckzylinder (11) angeordnet ist, dessen Kolben (Ha) den axialen Verstellweg der Schaltwelle entsprechend dem eingeschalteten Gangbereich begrenzt.

3. Fahrgeschwindigkeitsabhängige Sperre nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß als Umstelleinrichtung für das die erste Sperrvorrichtung (11) steuernde Ventil (8) ein auf dessen Feder (\2b) wirkender Verstellmotor (12) vorgesehen ist und der Arbeitsraum des Verstellmotors mit der Druckmittelleitung (24) verbunden ist, die zum Umschalten des Gruppengetriebes in die höhere Gangstufe Druckmittel dem Zylinderraum (5a) des Schaltzylinders (5) zuführt.