WO2017080720A1 - Anordnung zum betätigen zumindest eines schaltelementes - Google Patents

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    • F16H2200/0026—Transmissions for multiple ratios comprising at least one creep low gear, e.g. additional gear for extra low speed or creeping

Definitions

  • the present invention relates to an arrangement for actuating at least one switching element of a transmission according to the closer defined in the preamble of claim 1.
  • Arrangements for actuating a shifting element of a transmission are generally known from vehicle engineering.
  • synchronizers and shift sleeves are connected in step gears via shift forks, which are mounted on axially adjustable shift rails.
  • shift forks For axially moving the shift rails driver are required, wherein a shift finger engages in the driver and via the rotational movement of the shift finger an axial movement of the driver and the shift rail is effected.
  • the shift fingers in turn are mounted on a shift shaft and are in turn actuated by this.
  • the present invention is based on the object to propose an arrangement of the type described above, which allows the simplest and most cost-effective operation of switching elements as constructively simple.
  • an arrangement for actuating at least one switching element of a transmission is proposed.
  • at least one hydraulically actuated rer actuating piston or the like for axially moving a shift fork of the switching element is provided.
  • the proposed arrangement thus enables a hydraulic switching, without the known from the prior art other components, such as shift finger, driver and other components are required.
  • a preferred application of the proposed arrangement provides that with the actuating piston an electro-hydraulic Knechgangumscnies is realized in a multi-speed transmission.
  • other switching for example, gear ratios or the like can be readily realized with the proposed arrangement by the actuation piston via the shift fork synchronizations, switching or sliding sleeves actuated.
  • the actuating piston is in operative connection with a spring-loaded, the shift fork-bearing shift rail. In this way, without any additional hydraulic loading a return movement or a downshift over z.
  • a particularly space-saving embodiment of the present invention can provide that the piston chamber is integrated in the housing of the transmission.
  • the housing of the transmission for this purpose, for example, at least one housing bore or the like may be provided.
  • the shift rail in contact with the actuating piston is also guided in a corresponding bore or in a plurality of bores of the housing.
  • an electro-hydraulically functioning supply device For hydraulic actuation of the actuating piston, for example, an electro-hydraulically functioning supply device is provided.
  • the supply device may, for example, a valve, for. B. electrohydraulic drive include either integrated in the housing of the transmission or attached to this via a valve block.
  • the control valve is fluidically connected to the piston chamber.
  • a space-saving solution can provide that the hydraulic supply is realized via interconnected housing bores.
  • an external connection line is guided along the outer housing wall and connected to the piston chamber.
  • the actuating piston has a diameter step or the like, which is associated with a stop in the piston chamber.
  • a predetermined displacement is specified.
  • other structural designs are conceivable in order to realize the stop or the diameter step on the actuating element.
  • the actuating piston in particular the diameter stage a shim or the like may be assigned, so that a predetermined travel of the actuating piston is adjustable by the selected thickness of the shim.
  • Figure 1 is a schematic three-dimensional view of an embodiment of an inventive arrangement without housing representation
  • Figure 2 is a schematic sectional view of the housing with the inventive arrangement.
  • FIG. 3 shows a three-dimensional schematic view of the housing with a supply line integrated in the housing.
  • inventive arrangement for actuating at least one switching element of a transmission are exemplified.
  • the inventive arrangement comprises a hydraulically actuable actuating piston 1 for axially moving a shift fork 2 of a switching element not shown in the form of a synchronization or sliding sleeve.
  • the proposed arrangement for actuating the switching element for electro-hydraulic creeper change in a stepped transmission of an agricultural utility vehicle can be used.
  • other purposes are conceivable.
  • the proposed arrangement is shown without housing 3 of the transmission.
  • the actuating piston 1 is fluidly connected to a hydraulic supply device.
  • the electrohydraulic supply device comprises a control valve 4 which, in the embodiment shown in FIG. 1, is connected in terms of flow to a piston chamber 6 via a connecting line 5 extending outside the housing 3 by the actuating piston 1 being movably arranged.
  • FIG. 2 it can be seen from the sectional view that the shift fork 2 is fastened in a rotationally fixed manner on an axially movable shift rail 7 for creeping gear change or for switching over a gear step.
  • the piston chamber 6 and also a receiving bore 8 for the shift rail 7 are provided or integrated in the housing 3 of the transmission.
  • the connecting line 5 of the electrohydraulic supply device opens into a connecting bore 9 for acting on the actuating piston 1 arranged in the piston chamber 6.
  • a first end of the actuating piston 1 is thus acted upon by hydraulic fluid and a second end of the actuating piston 1 is in contact with one end of the shift rail 7, wherein the actuating piston 1 remote from the end of the shift rail 7 with a guided in the receiving bore 8 of the housing 3 return spring 10th in contact.
  • the shift rail 7 is moved axially directly via the actuating piston, whereby also the shift fork 2 attached to the shift rail 7 is also moved axially, so that a changeover to the crawl speed or to another gear ratio is realized.
  • the actuating piston 1 has a diameter step 11, which is assigned a stop 12 in the piston chamber 6 for setting a predetermined displacement path or switching path of the actuating piston 1.
  • the diameter stage 11 is assigned a shim 13, with which a predetermined displacement of, for example, 20 mm can be set exactly.
  • the fact that the housing 3 is divided in the region of the stop 12, the setting of the predetermined adjustment path is structurally simple. For example, the division can be realized by different housing parts.
  • FIG. 3 shows a three-dimensional schematic view of the housing 3 of the transmission is shown, from which it is apparent that as a hydraulic connection between the control valve 4 and the piston chamber 6, a solution integrated into the housing 3 is possible.
  • different housing bores 14 are connected to each other to connect the control valve 4 with the piston chamber 6 fluidly.

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Abstract

Es wird eine Anordnung zum Betätigen zumindest eines Schaltelementes eines Getriebes vorgeschlagen, wobei zumindest ein hydraulisch beaufschlagbarer Betätigungskolben (1) zum axialen Bewegen einer Schaltgabel (2) des Schaltelementes vorgesehen ist.

Description

Anordnung zum Betätigen zumindest eines Schaltelementes
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zum Betätigen zumindest eines Schaltelementes eines Getriebes gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
Aus der Fahrzeugtechnik sind Anordnungen zum Betätigen eines Schaltelementes eines Getriebes allgemein bekannt. Beispielsweise Synchronisierungen und Schaltmuffen werden in Stufengetrieben über Schaltgabeln geschaltet, die auf axial verstellbaren Schaltschienen befestigt sind. Zum axialen Bewegen der Schaltschienen sind Mitnehmer erforderlich, wobei ein Schaltfinger in den Mitnehmer eingreift und über die Drehbewegung des Schaltfingers eine axiale Bewegung des Mitnehmers und der Schaltschiene bewirkt wird. Die Schaltfinger wiederum sind auf einer Schaltwelle befestigt und werden wiederum von dieser betätigt.
Mit den bekannten Anordnungen werden nicht nur Gangstufen geschaltet, sondern es kann auch z. B. eine Kriechgangumschaltung realisiert werden, um beispielsweise bei landwirtschaftlichen Nutzfahrzeugen eine starke Untersetzung des Getriebes zu ermöglichen. Die vorbeschriebene Anordnung zum Betätigen der Schaltelemente z. B. zur Kriechgangumschaltung benötigt eine Vielzahl von Bauteilen und ist konstruktiv kompliziert gestaltet.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Anordnung der eingangs beschriebenen Gattung vorzuschlagen, welche eine möglichst konstruktiv einfache und kostengünstige Betätigung von Schaltelementen ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst, wobei sich vorteilhafte Ausgestaltungen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung sowie den Zeichnungen ergeben.
Somit wird eine Anordnung zum Betätigen zumindest eines Schaltelementes eines Getriebes vorgeschlagen. Um eine konstruktiv einfache und kostengünstige Anordnung zu realisieren, ist vorgesehen, dass zumindest ein hydraulisch beaufschlagba- rer Betätigungskolben oder dergleichen zum axialen Bewegen einer Schaltgabel des Schaltelementes vorgesehen ist.
Die vorgeschlagene Anordnung ermöglicht somit eine hydraulische Umschaltung, ohne dass die aus dem Stand der Technik bekannten weiteren Bauteile, wie zum Beispiel Schaltfinger, Mitnehmer und weitere Bauteile erforderlich sind. Dies wird dadurch erreicht, dass der Betätigungskolben quasi direkt zum Beispiel eine mit der Schaltgabel befestigte Schaltschiene oder dergleichen betätigt.
Eine bevorzugte Anwendung der vorgeschlagenen Anordnung sieht vor, dass mit dem Betätigungskolben eine elektrohydraulische Knechgangumschaltung bei einem Mehrstufengetriebe realisiert wird. Jedoch können ohne weiteres mit der vorgeschlagenen Anordnung auch andere Umschaltung, zum Beispiel von Gangstufen oder dergleichen realisiert werden, indem der Betätigungskolben über die Schaltgabel Synchronisierungen, Schalt- oder Schiebemuffen betätigt.
Um auf einfachste Weise eine Rückstellbewegung bzw. Rückschaltung zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass der Betätigungskolben mit einer federbelasteten, die Schaltgabel tragenden Schaltschiene in Wirkverbindung steht. Auf diese Weise kann ohne zusätzliche hydraulische Beaufschlagung eine Rückstellbewegung bzw. eine Rückschaltung über z. B. eine Rückstellfeder bei beendeter Druckbeaufschlagung erfolgen.
Eine besonders bauraumsparende Ausführung der vorliegenden Erfindung kann vorsehen, dass der Kolbenraum in das Gehäuse des Getriebes integriert ist. Hierzu kann beispielsweise zumindest eine Gehäusebohrung oder dergleichen vorgesehen sein. Die mit dem Betätigungskolben in Kontakt stehende Schaltschiene wird ebenfalls in einer entsprechenden Bohrung oder auch in mehreren Bohrungen des Gehäuses geführt.
Zur hydraulischen Beaufschlagung des Betätigungskolbens ist eine zum Beispiel elektrohydraulisch funktionierende Versorgungseinrichtung vorgesehen. Die Versorgungseinrichtung kann beispielsweise ein Ventil, z. B. elektrohydraulisches Ansteu- erventil umfassen, welches entweder in das Gehäuse des Getriebes integriert oder an diesem über einen Ventilblock befestigt ist. Um eine Hydraulikmittelversorgung des Kolbenraumes sicherzustellen, ist das Ansteuerventil mit dem Kolbenraum strömungsmäßig verbunden. Eine bauraumsparende Lösung kann vorsehen, dass die hydraulische Versorgung über miteinander verbundene Gehäusebohrungen realisiert wird. Es ist jedoch auch denkbar, dass eine externe Verbindungsleitung an der äußeren Gehäusewand entlang geführt wird und mit dem Kolbenraum verbunden ist.
Um einen definierten Verstellweg bzw. Verfahrweg des Betätigungskolbens zu realisieren, kann beispielsweise im Rahmen einer Ausführung der Erfindung vorgesehen sein, dass der Betätigungskolben eine Durchmesserstufe oder dergleichen aufweist, der ein Anschlag im Kolbenraum zugeordnet ist. Hierdurch wird ein vorbestimmter Verstellweg vorgegeben. Es sind jedoch auch andere konstruktive Gestaltungen denkbar, um den Anschlag bzw. die Durchmesserstufe an dem Betätigungselement zu realisieren. Um zusätzlich z. B. Fertigungstoleranzen bei dem vorbestimmten Verstellweg zu berücksichtigen, kann dem Betätigungskolben, insbesondere der Durchmesserstufe eine Passscheibe oder dergleichen zugeordnet sein, sodass durch die gewählte Dicke der Passscheibe ein vorbestimmter Verfahrweg des Betätigungskolbens einstellbar ist.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische dreidimensionale Ansicht einer Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Anordnung ohne Gehäusedarstellung;
Figur 2 eine schematische Schnittansicht des Gehäuses mit der erfindungsgemäßen Anordnung; und
Figur 3 eine dreidimensionale schematische Ansicht des Gehäuses mit einer in das Gehäuse integrierten Versorgungsleitung. In den Figuren sind verschiedene Ausführungen einer erfindungsgemäßen Anordnung zum Betätigen zumindest eines Schaltelementes eines Getriebes beispielhaft dargestellt. Die erfindungsgemäße Anordnung umfasst ein hydraulisch beaufschlagbaren Betätigungskolben 1 zum axialen Bewegen einer Schaltgabel 2 eines nicht weiter dargestellten Schaltelementes in Form einer Synchronisierung oder Schiebemuffe. Bevorzugt kann die vorgeschlagene Anordnung zum Betätigen des Schaltelementes zur elektrohydraulischen Kriechgangumschaltung bei einem Stufengetriebe eines landwirtschaftlichen Nutzfahrzeuges eingesetzt werden. Es sind jedoch auch andere Einsatzzwecke denkbar.
In Figur 1 ist die vorgeschlagene Anordnung ohne Gehäuse 3 des Getriebes dargestellt. Der Betätigungskolben 1 ist strömungsmäßig mit einer hydraulischen Versorgungseinrichtung verbunden. Die elektrohydraulische Versorgungseinrichtung umfasst ein Ansteuerventil 4, welches bei der in Figur 1 dargestellten Ausführung über eine außerhalb des Gehäuses 3 verlaufende Verbindungsleitung 5 mit einem Kolbenraum 6 strömungsmäßig verbunden ist, indem der Betätigungskolben 1 bewegbar angeordnet ist.
In Figur 2 ist aus der Schnittansicht ersichtlich, dass die Schaltgabel 2 zur Kriechgangumschaltung bzw. zum Umschalten einer Gangstufe drehfest auf einer axialbewegbaren Schaltschiene 7 befestigt ist. Der Kolbenraum 6 und auch eine Aufnahmebohrung 8 für die Schaltschiene 7 sind in dem Gehäuse 3 des Getriebes vorgesehen bzw. integriert.
Die Verbindungsleitung 5 der elektrohydraulischen Versorgungseinrichtung mündet in eine Verbindungsbohrung 9 zum Beaufschlagen des in dem Kolbenraum 6 angeordneten Betätigungskolbens 1 .
Ein erstes Ende des Betätigungskolbens 1 wird somit mit Hydraulikmittel beaufschlagt und ein zweites Ende des Betätigungskolbens 1 steht in Kontakt mit einem Ende der Schaltschiene 7, wobei das den Betätigungskolben 1 abgewandte Ende der Schaltschiene 7 mit einer in der Aufnahmebohrung 8 des Gehäuses 3 geführten Rückstellfeder 10 in Kontakt steht. Durch Druckbeaufschlagung des Betätigungskolbens 1 wird die Schaltschiene 7 direkt über den Betätigungskolben axial bewegt, wodurch auch die mit der Schaltschiene 7 befestigte Schaltgabel 2 ebenfalls axial bewegt wird, so dass eine Um- schaltung in den Kriechgang oder in eine andere Gangstufen realisiert wird. Die axiale Bewegung der Schaltschiene 7 erfolgt gegen die Kraft der Rückstellfeder 10, so dass durch das Beenden der Druckbeaufschlagung des Betätigungskolbens 1 eine axiale Rückstellbewegung der Schaltschiene 7 durch die Rückstellfeder 10 erfolgt, so dass eine Rückschaltung in die Straßenfahrstellung bzw. eine Umschaltung in eine andere Gangstufe realisiert wird.
Wie insbesondere aus Figur 2 ersichtlich ist, weist der Betätigungskolben 1 eine Durchmesserstufe 1 1 auf, der ein Anschlag 12 im Kolbenraum 6 zum Einstellen eines vorbestimmten Verstellweges bzw. Schaltweges des Betätigungskolbens 1 zugeordnet ist. Um bei der Fertigung entstehende Toleranzen ggfs. auszugleichen, ist der Durchmesserstufe 1 1 eine Passscheibe 13 zugeordnet, mit der ein vorbestimmter Verstellweg von zum Beispiel 20 mm genau einstellbar ist. Dadurch, dass das Gehäuse 3 im Bereich des Anschlages 12 unterteilt ist, wird das Einstellen des vorbestimmten Verstellweges konstruktiv einfach ermöglicht. Beispielsweise kann die Teilung durch unterschiedliche Gehäuseteile realisiert werden.
In Figur 3 ist eine dreidimensionale schematische Ansicht des Gehäuses 3 des Getriebes dargestellt, aus der ersichtlich ist, dass als hydraulische Verbindung zwischen dem Ansteuerventil 4 und dem Kolbenraum 6 eine in das Gehäuse 3 integrierte Lösung möglich ist. Hierzu sind verschiedene Gehäusebohrungen 14 miteinander verbunden, um das Ansteuerventil 4 mit dem Kolbenraum 6 strömungsmäßig zu verbinden. Bezuqszeichen
Betätigungskolben
Schaltgabel
Gehäuse
Ansteuerventil
Verbindungsleitung
Kolbenraum
Schaltschiene
Aufnahmebohrung
Verbindungsbohrung
Rückstellfeder
Durchmesserstufe
Anschlag
Passscheibe
Gehäusebohrungen

Claims

Patentansprüche
1 . Anordnung zum Betätigen zumindest eines Schaltelementes eines Getriebes, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein hydraulisch beaufschlagbarer Betätigungskolben (1 ) zum axialen Bewegen einer Schaltgabel (2) des Schaltelementes vorgesehen ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1 , dass der die Schaltgabel (2) bewegende Betätigungskolben (1 ) zur elektrohydraulischen Kriechgangumschaltung vorgesehen ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungskolben (1 ) mit einer federbelasteten, die Schaltgabel (2) tragenden Schaltschiene (7) in Wirkverbindung steht.
4. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungskolben (1 ) in einem in dem Gehäuse (3) des Getriebes vorgesehenen Kolbenraum (6) geführt ist.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungskolben (1 ) eine Durchmesserstufe (1 1 ) aufweist, wobei der Durchmesserstufe (1 1 ) ein Anschlag (12) im Kolbenraum (6) zum Einstellen eines vorbestimmten Verstellweges zugeordnet ist.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesserstufe (1 1 ) eine Passscheibe (13) zum Toleranzausgleich zugeordnet ist.
7. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Ende des Betätigungskolbens (1 ) mit Hydraulikmittel beaufschlagt ist und ein zweites Ende des Betätigungskolbens (1 ) in direktem Kontakt mit einem Ende der Schaltschiene (7) steht, und wobei das dem Betätigungskolben (1 ) abgewandte Ende der Schaltschiene (7) mit einer in einer Aufnahmebohrung (8) des Gehäuses (3) geführten Rückstellfeder (10) in Kontakt steht.
8. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungskolben (1 ) mit einer elektrohydraulischen Versorgungseinrichtung verbunden ist.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrohydraulischen Versorgungseinrichtung ein Ansteuerventil (4) umfasst, welches über zumindest eine Gehäusebohrung (14) mit dem Kolbenraum (6) zum Beaufschlagen des Betätigungskolbens (1 ) verbunden ist.
10. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrohydrauli- sche Versorgungseinheit ein Ansteuerventil (4) umfasst, welches über eine externe Verbindungsleitung (5) und einer Verbindungsbohrung (9) mit dem Kolbenraum (6) zum Beaufschlagen des Betätigungskolbens (1 ) verbunden ist.
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