DE2540936A1 - Remote controlled gear changer - has spring loaded sliding spur gears to ensure rapid gear teeth engagement - Google Patents

Remote controlled gear changer - has spring loaded sliding spur gears to ensure rapid gear teeth engagement

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DE2540936A1 DE19752540936 DE2540936A DE2540936A1 DE 2540936 A1 DE2540936 A1 DE 2540936A1 DE 19752540936 DE19752540936 DE 19752540936 DE 2540936 A DE2540936 A DE 2540936A DE 2540936 A1 DE2540936 A1 DE 2540936A1
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Abstract

A remote controled gear has pairs of spur gears (23-26) which are brought in mesh by relative axial movement. A screw spindle, operated by an electric drive motor produces the axial movement that is required for a gear change. The operating fork (2) applies its linear motion through two sets of compression springs (5). The spring loaded axially sliding gear wheel will thus become engaged with the opposite spur gear at a very high speed. This rapid gear engagement protects the gear teeth, since in some cases a torque is transmitted as soon as the gear wheels start to be in mesh.

Description

Fernschaltbares Getriebe Remote control gear

Die Erfindung bezieht sich auf fernschaltbare Getriebe für Deckshilfsmaschinen mit Ritzeln, die Uber einen Schaltzug zwischen den Schaltstellungen hin- und herbewegbar sind, dessen Schaltkrafterzeuger an ein elektrisches Steuersystem angeschlossen ist welches fern vom Aufstellungsort des Getriebes die Auslösung des Schaltvorganqes ermöglicht.The invention relates to remotely switchable gearboxes for deck auxiliary machines with pinions that can be moved back and forth between the shift positions via a shift cable whose switching force generator is connected to an electrical control system is what distance from the installation site of the gearbox is the triggering of the switching process enables.

Bei fernschaltbaren Getrieben dieser Art, insbesondere soweit sie für Deckshilfsmaschinen Verwendung gefunden haben, kommen elektromagnetische oder hydraulische Schaltmittel zum Einsatz mit deren Hilfe wahlweise die eine oder die andere Getriebestufe im Stillstand bei abgebremster Last zuqeschaltet wird. Derartige Schaltmittel sind nicht nur raum- sondern auch kostenaufwendig. Darüber hinaus ist ihre FunktionszuverlSssigkeit nicht in allen Fellen sichergestellt. Die Steuerungselektrik ist verqleichsweise aufwendig.With remote switchable transmissions of this type, especially as far as they for deck auxiliary machines come electromagnetic or hydraulic switching means for use with the help of either one or the other Another gear stage is switched on at a standstill with the load braked. Such Switching means are not only space-consuming but also costly. In addition, is their functional reliability is not guaranteed in all skins. The control electronics is comparatively expensive.

Aufgabe der Brfindlmg ist es, bei einfachstem und raumsparenden Aufbau des Getriebes und bei Verwendung einer möglichst einfachen und narrensicheren Fernschaltelektrik eine konstruktive Lösung für ein fernschaltbares Getriebe zu finden. Diese soll möglichst ohne grundsätzliche Änderungen am Aufbau eines herkömmlichen Getriebes und unter möglichster Beibehaltung einer Handschaltmöglichkeit die Ausbildung der für die Schaltung und deren Fernbetätigung erforderlichen Teile so zu lassen, daß sie in einem möglichst weiten Anwendungsbereich einsetzbar sind. Darüber hinaus soll unter allen Umständen die absolute Zuverlässigkeit auch dann gewährleistet sein, wenn auf Grund von Fehlern beispielsweise ein eingeleiteter Schaltvorgana nicht mehr abgeschaltet wird.The task of the Brfindlmg is with the simplest and space-saving construction of the transmission and when using the simplest and foolproof remote control electronics possible to find a constructive solution for a remote-controlled gearbox. This should If possible, without fundamental changes to the structure of a conventional transmission and while maintaining a manual switching option as far as possible, the training of the to leave the parts required for the circuit and its remote control so that they can be used in the widest possible range of applications. Furthermore should guarantee absolute reliability under all circumstances if, due to errors, for example, a switching process has been initiated is no longer switched off.

Die Erfindung löst die gestellte Aufqabe dadurch, daß innerhalb des Schaltzuges zwischen einem Festpunkt und dem zu bewegenden Schaltritzel ein oder mehrere in Schaltzugrichtung spannbare Federelemente eingeschaltet sind.The invention solves the posed Aufqabe in that within the Shift cable between a fixed point and the switching pinion to be moved on or several spring elements that can be tensioned in the shift cable direction are switched on.

Durch diese Maßnahme nach der Erfindung wird erreicht, daß annähernd unabhängig von der Ausgestaltung des Schaltzuges und der Geschwindigkeit sowie dem Verlauf der Schaltzugbewegung insbesondere dann, wenn vor dem Eingriff ein Widerstand auftritt, sofort bei Nachlassen des Widerstandes der Ritzeleingriff auf schnellstem Wege vollzogen wird. Es muß nämlich damit gerechnet werden, daß in bestimmten Fällen einer der beiden in Eingriff zu bringenden Zahnräder mit rotierenden Massen in Verbindung steht, so daß die Zähne bereits Kräfte zu übertragen haben bevor sie voll im Eingriff stehen. Bei Verwendung einfacher Schaltkrafterzeuger reicht die Geschwindigkeit des Schaltvorganges nicht aus, um die oben erwähnten Gefahren auszuschließen. Es ist im übrigen verständlich, daß die Schaltzugbewegung dann zum Stillstand kommt, wenn Zahnflanke auf Zahnflanke zunächst aufliegt, bei ansteigender Schaltkraft aber erneut in Bewegung kommt. Dann sind die zu beschleunigenden Massen ein zeitverzögerndes Hindernis.By this measure according to the invention it is achieved that approximately regardless of the design of the shift cable and the speed as well as the Course of the shift cable movement especially if there is resistance before the engagement occurs, the pinion meshes as quickly as possible when the resistance drops Ways is accomplished. It must be expected that in certain cases one of the two gears to be brought into engagement with rotating masses in connection stands so that the teeth already have to transmit forces before they are fully engaged stand. When using simple switching force generators, the speed is sufficient of the switching process in order to exclude the above-mentioned dangers. It it is also understandable that the shift cable movement then comes to a standstill, when the tooth flank initially rests on the tooth flank, but when the switching force increases starts moving again. Then the masses to be accelerated are time-delayed Obstacle.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind daher die Federelemente so angeordnet, das zwischen ihnen und dem zu schaltenden Ritzel keine oder ntlr geringe bewegbare Massen verbleiben.According to a further feature of the invention are therefore the spring elements so arranged that there is no or ntlr between them and the pinion to be shifted small movable masses remain.

Dabei ist es nicht erforderlich, daß sich alle Federelemente in unmittelbarer Nähe des Ritzels befinden, so daß diese nicht für den vollen Federweg eingesetzt sind.It is not necessary that all spring elements are in the immediate Close to the pinion so that it is not used for the full travel are.

Es kommt nun darauf an, daß als Schaltkrafterzeuger ein Element gefunden wird, das sowohl innerhalb als auch außerhalb des Getriebes angebracht werden kann und das einerseits billig und andererseits von außergewöhnlicher Zuverlässigkeit auch bei extremen äußeren Einflüssen ist.It is now important that an element has been found as a shifting force generator that can be attached both inside and outside the gearbox and on the one hand it is cheap and on the other hand it is extremely reliable even with extreme external influences.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung dient daher als Schaltkrafterzeuger ein vorzugsweise elektrischer Stillstandsmotor.According to a further feature of the invention therefore serves as a shifting force generator a preferably electric standstill motor.

Der Stillstandsmotor hat den Vorteil unbeschränkte Zeit, ohne sich allzu sehr aufzuheizen, eingeschaltet verbleiben zu können.The standstill motor has the advantage of unlimited time without being too hot to be able to stay switched on.

Dies gilt sowohl für hydraulische, pneumatische als auch für geeignete elektrische Stillstandsmotoren. So ist es z.B. nach einem weiteren Merkmal der Erfindung möglich, daß der Stillstandsmotor über ein Untersetzungsgetriebe oder gegebenenfalls auch unmittelbar, mit einer Schwenkhebelwelle des Schaltzuges verbunden ist und diese verdreht. Eine solche Lösung ist nur bei bestimmten Getrieben und unter Zwischenschaltung von Federelementen möglich.This applies to both hydraulic, pneumatic and suitable ones electric standstill motors. So it is, for example, according to a further feature of the invention possible that the standstill motor via a reduction gear or possibly is also directly connected to a pivoting lever shaft of the shift cable and this twisted. Such a solution is only available with certain gearboxes and with interposition of spring elements possible.

Nach einem weiteren Merkmal ist der Stillstandsmotor ein Antriebsmotor eines Stellgerätes mit über eine Schraubspindel liniar angetriebenen Stößel, wobei vorzugsweise wie bei Stellgeräten an sich bekannt innerhalb des liniaren Stößelzuges und/oder an den Anschlußstellen spannbare Federelemente vorzugsweise Dämpfungsfederelemente vorgesehen sind.According to a further feature, the standstill motor is a drive motor of an actuator with a linearly driven plunger via a screw spindle, wherein preferably as is known per se for actuating devices within the linear ram train and / or spring elements which can be tensioned at the connection points, preferably damping spring elements are provided.

Hier ergibt sich die Möglichkeit, die im Stellgerät vorhandenen Federeleinente im Sinne eine srorheschrickenen Schalthilfe aus zu nutzen, wenn man dafür Sorge trägt, daB der Schaltzug selbst möglichst wenig bewegte Massen aufweist. Es ist aber auch möglich, gewisse Nachteile im Bezug auf die Massenbeschleunigung hinzunehmen, um den Vorteil auszunutzen, innerhalb des Getriebes möglichst wenig zu ändern und alle erforderlichen Elemente in dem auch außen anbaubaren Stellgerät unterzubringen. Hier wird es auf die jeweiligen Aufgabenstellungen ankommen.Here there is the possibility of using the spring elements in the actuator in the sense of a terrifying switching aid to use if you care contributes to the fact that the shift cable itself has as few moving masses as possible. It is but also possible to accept certain disadvantages in terms of mass acceleration, to take advantage of changing as little as possible within the transmission and to accommodate all the necessary elements in the actuator, which can also be attached externally. Here it will depend on the respective tasks.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung soll der Schaltkrafterzeuger vorzugsweise das elektromagnetische Stellgerät außerhalb des Getriebes an einer Konsole elastisch abgestützt und über ein Dämpfungsfederelement an einem Teil des Schaltzuges, heispielsweise einem Schwenkhebel, angeschlagen sein.According to a further feature of the invention, the shift force generator preferably the electromagnetic actuator outside of the gearbox on a The console is elastically supported and attached to a part of the via a damping spring element Shift cable, for example a pivot lever, be posted.

Die Erfindung ist nicht auf Getriebe für Deckshilfsmaschinen beschränkt, weil die erfindungsgemäße Lösung sich auch für viele andere Anwendungsgebiete größerer Getriebe zur Fernbetätigung eignet. Es sei noch darauf hingewiesen, daß eine Lösung, die sich besonders gut für Deckshilfsmaschinen eignet, ganz besonders narrensicher sein muß und vor allem nur mit Elementen arbeiten sollte, die sich als besonders zuverlässig sowohl im Bezug auf die Funktion als auch auf die Dauerstandfestigkeit und die Witterungsbeständigkeit in der Praxis erwiesen haben. Wenn zusätzlich eine derartige Lösung auch den Vorteil bringt, die Getriebe raumsparender zu konstruieren und die Kosten zu senken (bei Verwendung des vorgeschlagenen Stellgerätes senken sich die Kosten für die Fernschaltung etwa auf 1/5 - 1/10 bei der Verwendung von Elektromagnetlamellenkupplungen erforderlichen Kosten), stellt die Erfindung einen bedeutsamen Entwicklungssprung dar.The invention is not limited to gearboxes for deck auxiliary machines, because the solution according to the invention is also larger for many other areas of application Gearbox suitable for remote control. It should also be pointed out that a solution which is particularly suitable for deck auxiliary machines, particularly foolproof must be and, above all, should only work with elements that prove to be special reliable both in terms of function and durability and have proven their weather resistance in practice. If an Such a solution also has the advantage of designing the transmission to save space and reduce costs (lower when using the proposed actuator the cost of remote switching is around 1/5 - 1/10 when using Electromagnetic disk clutches required costs), the invention represents a significant leap in development.

Die Zeichnung zeigt mit Figur 1 die schaltbaren Get.riebetoile; Figur 2 eine Ansicht des Gesamtgetreibes; Figur 3 die Ausbildung der Federlementes an dem Stößel eines Stellgerätes Teine Bremse 20 verhindert die drehung der Abtriebswelle 21 auf der das Schaitritzel 1 zwischen den Schaltpositionen A und 13.The drawing shows with Figure 1 the switchable transmission components; figure 2 shows a view of the entire drive; Figure 3 shows the design of the spring elements The tappet of an actuator Teine brake 20 prevents rotation of the output shaft 21 on which the shift pinion 1 between the shift positions A and 13.

hin- und herschiebbar ist, wobei wahlweise einer Zahnkranz 23 mit dem Zahnkranz 25 in d Schaltstellung A oder der Zahnkranz 24 mit dem Zahnkranz 26 in der Schaltstellung in Einqriff gebracht werden kann.Can be pushed back and forth, optionally with a ring gear 23 the ring gear 25 in d switching position A or the ring gear 24 with the ring gear 26 can be brought into engagement in the switch position.

Nur selten wird dem Verschieben des Ritzels kein Widerstand entgegengesetzt. Dies tritt nur dann auf, wenn der Zahn mit der Zahnlücke genau fluchtet. In allen anderen Fällen muß der Schaltzug 2 die Kräfte aufbringen um beim Verschieben des Ritzels auch eine Drehung des Motors hervorzurufen durch die die zu schaltenden Zahnkränze in die richtige Position zueinander gebracht werden.Only rarely is there any resistance to the movement of the pinion. This only occurs when the tooth is precisely aligned with the tooth gap. In all In other cases, the shift cable 2 must apply the forces to move the The pinion also causes the motor to rotate, causing the gear to be shifted Sprockets are brought into the correct position to each other.

Durch diese Widerstände wird die Bewegung des Schaltzuges abgebremst und wenn dann die richtige Position der Zahnräder zueinander erreicht ist, ist die Geschwindigkeit der Bewegung, mit der der Schaltvorgang verzogen werden kann, einerseits durch die begrenzte Geschwindigkeit des Schaltzuges und andererseits durch die zu beschleunigenden Massen so verzögert, daß gegebenenfalls die Zahnräder im Flankenbereich ungebürlich hoch belastet werden.The movement of the shift cable is slowed down by these resistances and when the correct position of the gears to each other is reached, that is Speed of the movement with which the switching process can be delayed, on the one hand by the limited speed of the shift cable and on the other hand by the too accelerating masses so delayed that, if necessary, the gears in the flank area are unconventionally highly charged.

Die Tellerfedern Federelemente 5, 5' sind auf dem Ritzel so angeordnet, daß sie spannbare Federelemente 5' zwischen dem Schaltzug 2 und dem Ritzel 1 bilden. Dabei wirkt der Schaltzug über einen Hebel 22 z.B. auf die Bolzen 27 eines Schiebers 28 zu dessen beiden Seiten die Federelemente 5' angeordnet sind.The disc springs spring elements 5, 5 'are arranged on the pinion in such a way that that they form tensionable spring elements 5 'between the shift cable 2 and the pinion 1. The shift cable acts via a lever 22, e.g. on the bolts 27 of a slide 28 on both sides of which the spring elements 5 'are arranged.

Der Schieber 28 kann mit einer Wegsteuerung 39 zusammenarbeiten um nach beendetem Schaltweg den Antrieb des Schaltzuges 2 abzuschalten.The slide 28 can work together with a path control 39 switch off the drive of the shift cable 2 after the end of the shift path.

Eine derartige Anordnung befindet sich innerhalb des Getriebes 10 (siehe Fig. 2) an dem der E-Motor 30 und die Abtriebswelle 31 sichtbar sind. Ein Stellgerät 7 mit einem elektrischen Stillstandmotor 6 als Antrieb ist beispielsweise iiber eine Anschlußstelle 9 gelenkig an der Konsole 11 angeschlagen. Die Kraftübertragung kann hier über Dämpfungsfederelemente 5#, z.B. Silertblöcke, erfolgen.Such an arrangement is located within the transmission 10 (see Fig. 2) on which the electric motor 30 and the output shaft 31 are visible. A Actuator 7 with an electric standstill motor 6 as a drive is for example hinged to the console 11 in an articulated manner via a connection point 9. The power transmission can be done here using damping spring elements 5 #, e.g. Silert blocks.

Der Stößel 8 des Stellgerätes ist wiederum vorzugsweise über ein Dämpfungsfederlement 5' mit dem Schwenkhebel 12 verbunden, der auf die Schwnkhebelwelle 13 wirkt. Zur Begrenzung des Bewegungswinkels des Schwenkhebels können Stellglieder 31, 31' vorgesehen sein.The plunger 8 of the actuating device is in turn preferably via a damping spring element 5 'is connected to the pivot lever 12, which acts on the pivot lever shaft 13. To the Actuators 31, 31 'can be provided to limit the angle of movement of the pivot lever be.

nie Fiaur 3 zeigt die Anschlußstelle 9 des Stößels 8, bei dem ein @ilentblock als Federlement 5' im Kopf 32 eines kolbenählichen Teiles 33 sitzt, das in beizen Bewegungsrichtungen durch werlerelemente 34 gegenüber dem Stößel 8 abgestützt ist.never Fiaur 3 shows the connection point 9 of the plunger 8, in which a @ilentblock sits as a spring element 5 'in the head 32 of a piston-like part 33, that in pickling directions of movement through werler elements 34 opposite the ram 8 is supported.

Während die Dämpfungsfedern 5' unter allen Umständen zu große Kräfte von den Stellgerät fernhalten und so die Dauerstandfestigkeit eines derartigen Gerätes wesentlich vergrößern, dient die ungedämpfen Federelemente 5 gegebenenfalls auch gemeinsam mit den gedämpften Federlementen 5' einer beschleunigten Ausführung des Schaltweges des Ritzels unabhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit des Schaltzuges selbst, dessen Bewegungsgeschwindigkeit niemals die gewünschte Schaltgeschwindigkeit erreichen kann. Dabei spielt auch die Überwindung der Massenträgheit der zum Schalt zug gehörenden Teile eine erhebliche Rolle.While the damping springs 5 'under all circumstances too great forces Keep away from the actuator and thus the fatigue strength of such a device increase substantially, the undamped spring elements 5 may also be used together with the damped spring elements 5 'of an accelerated execution of the Shift travel of the pinion independent of the speed of movement of the shift cable itself, whose speed of movement is never the desired switching speed can reach. Overcoming the inertia also plays a role in switching train belonging parts play a significant role.

Claims (7)

P a t e n t a n s p r ü c h e Fernschaltbares Getriebe insbesondere Lastschaltgetriebe für Deckshilfsmaschinen mit Ritzeln, die über einen Schaltzug zwischen den Schaltstellungen hin- und herbewegbar sind, dessen Scnaltkrafterzeuger an ein elektrisches Steuersystem angeschlossen ist, welches fern vom Aufstellungsort des Getriebes die Auslösung des Schaltvorganges ermöglicht dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Schaltzuges zwischen einem Festpunkt (4) und dem zu bewegenden Schaltritzel (1) ein oder mehrere in Schaltzugrichtung spannbare Federelemente (5) eingeschaltet sind. P a t e n t a n s p r ü c h e Remote control gear in particular Powershift transmission for deck auxiliaries with pinions via a shift cable Can be moved back and forth between the switching positions, its Scnaltkrafterzeuger is connected to an electrical control system which is remote from the installation site of the transmission enables the switching process to be triggered characterized by that within the shift cable between a fixed point (4) and the one to be moved Switching pinion (1) one or more spring elements (5) that can be tensioned in the direction of the switching cable are switched on. 2. Fernschaltbares Getriebe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (5, 5') so angeordnet sind, daß zwischen ihnen und dem zu schaltenden Ritzel (1) keine oder nur geringe bewegbare Massen verbleiben. 2. Remote switchable transmission according to claim 1, characterized in that that the spring elements (5, 5 ') are arranged so that between them and the to switching pinion (1) no or only small movable masses remain. 3. Fernschaltbares Getriebe nach den Ansnrüchen 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß als Schaltkrafterzeuger (3) ein vorzugsweise elektrischer Stillstandsmotor (6) dient. 3. Remote control gear according to claims 1 or 2 thereby characterized in that a preferably electric standstill motor is used as the switching force generator (3) (6) is used. 4. B.ernschaltbares Getriebe nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß der Stillstandsmotor (6) über ein Untersetzungsgetriebe mit einer Schwenkhebelwelle (13) des Schaltzuges (2) verbinden ist. 4. B. switchable transmission according to claim 3, characterized in that that the standstill motor (6) via a reduction gear with a pivot lever shaft (13) of the shift cable (2) is connected. 5. Fernschaltbares Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 4 dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Stillstandsmotor (6) als Antriebsmotors eines Stellgerätes (7) mit über eine Schraubspindel liniar angetriebenen Stößel (8) dient. 5. Remote switchable transmission according to one or more of the claims 1 - 4 characterized in that the electric standstill motor (6) as the drive motor an actuator (7) with a linearly driven plunger via a screw spindle (8) is used. 6. Fernschaltbares Getriebe naeh einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 4, insbesondere nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß in bei Stellgeräten an sich bekannter Weise innerhalb des liniaren StBelzuges und/oder an den Anschlußstellen (9) spannbare Federlemente (5, 5', 34) eingeschaltet sind.6. Remote switchable transmission according to one or more of the claims 1-4, in particular according to claim 5, characterized in that in actuating devices in a manner known per se within the linear StBelzuges and / or at the connection points (9) tensionable spring elements (5, 5 ', 34) are switched on. 7. Fernschaltbares Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 6 dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkrafterzeuger (3) vorzugsweise das elektromechanische Sellgerät (7) außerhalb des Getriebes (10) an einer Konsole (11) vorzugsweise elastisch abgestützt und über ein vorzugsweise als Dämpfungsfederelement ausgebildetes Federelement (5') an einem Teil des Schaltzuges (2) (Schwenkhebel 12) angeschlagen ist.7. Remote switchable transmission according to one or more of the claims 1 - 6 characterized in that the switching force generator (3) is preferably the electromechanical Sell device (7) outside the gear (10) on a console (11), preferably elastic supported and via a spring element preferably designed as a damping spring element (5 ') is attached to part of the shift cable (2) (pivot lever 12).
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