DE4118930A1

DE4118930A1 - Safety blocking control for vehicle transmission - has gear selector shaft held by variable spring pressure bolt to prevent certain gear selection, e.g. reverse

Info

Publication number: DE4118930A1
Application number: DE19914118930
Authority: DE
Inventors: Giacomo Giacalone
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1991-06-08
Filing date: 1991-06-08
Publication date: 1992-12-10

Abstract

The gear selector shaft (11) has a sleeve (8) with a flange (7) which can be gripped by the end of the spring loaded locking bolt (6). This prevent e.g. the selection of the reverse gear. The bolt is driven by a main coil spring (12) and a support sleeve (3) with a smaller spring (13) mounting. A solenoid operated catch (14) locks the sleeve and effectively bridges the smaller spring. The solenoid is operated above a set speed. This prevents selection e.g. of the reverse gear unless a strong force is applied to the gearshift, e.g. in emergencies. USE/ADVANTAGE - Transmissions with synchromesh on reverse. Simple transmission protection, operated by transmission processor control.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltsperrvorrichtung für ein Geschwindigkeits- und Fahrtrichtungswechselgetrie be nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher defi nierten Art.The invention relates to a shift lock device for a speed and direction change gear be after the defi in the preamble of claim 1 closer nated Art.

Eine derartige Schaltsperrvorrichtung dieser Art ist z. B. in der DE-AS 11 77 948 beschrieben. Diese vorbe kannte Schaltsperrvorrichtung basiert auf einer elek tromagnetischen Verriegelung, wobei der Elektromagnet eine am Schalthebel vorgesehene Kulisse bei getretenem Kupplungspedal entriegelt. Dies ist allerdings nur bei Stillstand des Fahrzeuges möglich.Such a shift lock device of this type is e.g. B. described in DE-AS 11 77 948. This over Known shift lock device is based on an elek tromagnetic locking, the electromagnet a provided on the shift lever backdrop when stepped Clutch pedal unlocked. However, this is only possible when the vehicle is stationary.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltsperrvorrichtung zu schaffen, die wahlab hängig, z. B. geschwindigkeitsabhängig, schaltbar ist, wobei sie einfach im Aufbau sein soll, insbesondere relativ klein und der Elektromagnet nicht ständig un ter Spannung stehen soll.The present invention is based on the object to create a shift lock device that is optional pending, e.g. B. speed-dependent, switchable, it should be simple in structure, especially relatively small and the electromagnet is not constantly un ter voltage should be.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn zeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale ge löst.According to the invention, this object is achieved by the drawing part of claim 1 mentioned features ge solves.

Erfindungsgemäß läßt sich nun eine wahlabhängige Betä tigung der Sperrvorrichtung mit unterschiedlichen Sperrkräften bzw. mit unterschiedlichem Kraftaufwand erreichen. Insbesondere ist die Aktivierung nicht vom Stillstand des Fahrzeuges abhängig, sondern kann be liebig d. h. wunsch- bzw. wahlabhängig durch den Fahrer vorgenommen werden. According to the invention, an optional Betä can now adjustment of the locking device with different Locking forces or with different effort to reach. In particular, the activation is not from Standstill of the vehicle depends, but can be dear d. H. depending on request or choice by the driver be made.

Im allgemeinen wird man die Wahlabhängigkeit auf die Geschwindigkeit abstellen. So kann z. B. vorgesehen sein, daß bei Geschwindigkeiten kleiner als 10 km/h die Sperre durch ein Zurückschieben des Sperrbolzens mit einem geringen Kraftaufwand überwunden wird, wäh rend z. B. bei einer Geschwindigkeit größer als 10 km/h die Sperre nur nach Überwindung einer hohen Vorspann kraft schaltbar ist. Dies bedeutet, daß damit nur eine Schaltung für eine Notfallsituation, z. B. den Rück wärtsgang, mit entsprechend hohem Kraftaufwand möglich wird.In general, one becomes dependent on the election Turn off the speed. So z. B. provided be that at speeds less than 10 km / h the lock by pushing back the locking pin overcome with little effort, wuh rend z. B. at a speed greater than 10 km / h the lock only after overcoming a high header is switchable by force. This means that only one Circuit for an emergency situation, e.g. B. the back forward gear, possible with a correspondingly high effort becomes.

Die Erzeugung der unterschiedlich starken Vorspann kräfte kann durch beliebige Maßnahmen erreicht werden. In einfacher Weise nimmt man hierfür Federn, wobei die Feder für den Sperrbolzen stärker ausgebildet wird als die Feder für den Kolben.The generation of the different degrees of opening Forces can be achieved by any measures. In a simple way you take feathers, the Spring for the locking pin is stronger than the spring for the piston.

Um begrenzte und definierte Verschiebungen zu erhal ten, kann vorgesehen sein, daß der Sperrbolzen und/ oder der Kolben jeweils mit einem Wegbegrenzungsglied versehen ist, welches z. B. in einfacher Weise als Tan gentialstift ausgebildet sein kann, der in eine Aus sparung in der Umfangswand des Kolbens bzw. des Sperr bolzens eingesetzt ist.To get limited and defined shifts ten, it can be provided that the locking pin and / or the piston each with a travel limiter is provided which z. B. in a simple way as tan gentialstift can be formed in an off Savings in the peripheral wall of the piston or the lock bolt is used.

Eine einfache konstruktive Ausgestaltung der Schalt sperrvorrichtung bzw. Anordnung des Elektromagneten kann darin bestehen, daß der Elektromagnet derart an geordnet ist, daß in Sperrstellung der Sperrzapfen hinter der hinteren Stirnwand des Kolbens an dieser anliegt. A simple design of the switching locking device or arrangement of the electromagnet can be that the electromagnet in such a way is ordered that the locking pin in the locked position behind the rear end wall of the piston on this is present.

Durch diese Ausgestaltung läßt sich die erfindungsge mäße Schaltsperrvorrichtung bei Bedarf noch nachträg lich an bereits existierende Getriebe an- bzw. einbau en.This configuration allows the fiction, ge moderate switching device if required Installation on existing gearboxes en.

Eine einfache konstruktive Ausbildung für den Kolben kann darin bestehen, daß dieser hülsenartig ausgebil det ist, und daß in dessen Innerem der Sperrbolzen ge führt ist, wobei sich die die Vorspannkraft erzeugende Feder zwischen der Rückwand des Sperrbolzens und der hinteren Stirnwand des Kolbens abstützt.A simple design for the piston can consist in that this sleeve-like training is det, and that in the interior of the locking pin ge leads is, the generating the biasing force Spring between the rear wall of the locking pin and the supports the rear end wall of the piston.

Die Anschlagnase wird man im allgemeinen form- oder kraftschlüssig mit der Schaltwelle verbinden.The stop nose is generally shaped or Connect non-positively to the selector shaft.

Grundsätzlich kann die Anschlagnase durch eine ent sprechende Erhöhung bzw. einen Nocken oder eine An schlagkante an der Schaltquelle selbst gebildet sein. Aus konstruktiven Gründen wird man jedoch im allgemei nen die Anschlagnase als gesondertes Teil ausbilden, die dann entsprechend fest mit der Schaltwelle verbun den wird.In principle, the stop lug can be speaking increase or a cam or an on be formed on the switching source itself. For constructive reasons, however, in general form the stop nose as a separate part, which are then firmly connected to the selector shaft that will.

Eine Lösung hierfür kann darin bestehen, daß die An schlagnase mit einer Hülse versehen ist, die auf die Schaltwelle aufgeschoben und mit dieser fest verbunden ist, wobei die Anschlagnase durch eine aus der Hülsen umfangswand herausragende Anschlagkante gebildet ist.A solution to this can be that the An impact nose is provided with a sleeve which on the Shift shaft pushed on and firmly connected to it is, the stop lug through a from the sleeves circumferential wall protruding stop edge is formed.

Die drehfeste Verbindung zwischen der Schaltwelle und der Hülse kann dabei durch einen Querstift gebildet sein, der sich durch die Schaltwelle erstreckt. Bei einer entsprechenden Anordnung kann der Querstift gleichzeitig auch noch als Stabilisierungsteil für die Anschlagkante der Hülse dienen.The non-rotatable connection between the control shaft and the sleeve can be formed by a cross pin be that extends through the shift shaft. At a corresponding arrangement can the cross pin at the same time as a stabilizing part for the Serve stop edge of the sleeve.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschrieben.The following is an embodiment of the invention described in principle with reference to the drawing.

In einem nicht näher dargestellten Getriebe ist an dessen Gehäuse 1 eine Schaltsperrvorrichtung 2 ange flanscht. Die Schaltsperrvorrichtung 2 weist einen hülsenartigen Kolben 3 auf mit einer hinteren ge schlossenen Stirnwand 4 und einer offenen Vordersei te. In das innere des Kolbens 3 ist ein Sperrbolzen 5 eingesetzt, dessen aus dem Kolben ragende Vorderseite eine kegelige bzw. stumpfkegelförmige Spitze 6 be sitzt. Die Spitze 6 des Sperrbolzens 5 ist an eine An schlagnase 7 angepreßt, die durch eine Hülse 8 mit ei ner aus der Hülsenumfangswand herausragenden Anschlag kante 9 gebildet. Die Hülse 8 ist auf eine Schaltwelle 11 geschoben und durch einen Querstift 10, der sich durch eine Querbohrung in der Schaltwelle 11 er streckt, fest mit der Schaltwelle 11 verbunden. Der Querstift 10 ist dabei so durch die Schaltwelle 11 ge schoben, daß dessen vorderes Ende hinter der Anschlag nase 7 bzw. Anschlagkante 9 anliegt und damit eine Versteifung darstellt.In a transmission, not shown, a shift lock device 2 is flanged to the housing 1 . The shift lock device 2 has a sleeve-like piston 3 with a rear closed ge front wall 4 and an open front side te. In the interior of the piston 3 , a locking pin 5 is inserted, the protruding from the piston front is a conical or frustoconical tip 6 be. The tip 6 of the locking pin 5 is pressed against an impact nose 7 , the edge 9 formed by a sleeve 8 with egg ner from the sleeve peripheral wall projecting stop. The sleeve 8 is pushed onto a selector shaft 11 and firmly connected to the selector shaft 11 by a cross pin 10 which extends through a transverse bore in the selector shaft 11 . The cross pin 10 is so pushed through the selector shaft 11 that its front end behind the stop nose 7 or stop edge 9 rests and thus represents a stiffening.

Zwischen der Rückwand des Sperrbolzens 5 und der hin teren Stirnwand 4 der Hülse 3 ist eine Feder 12 ge spannt. Hinter der hinteren Stirnwand 4 und der Gehäu serückwand der Schaltsperrvorrichtung 2 ist eine zwei te Feder 13 gespannt. Die Feder 12, die sich hinter dem Sperrbolzen 5 befindet, ist stärker ausgebildet wie die Feder 13 hinter dem Kolben 3. Seitlich, in der Zeichnung von unten her, liegt hinter der hinteren Stirnwand des Kolbens 3 ein Sperrzapfen 14 an, der Teil eines Elektromagneten 15 ist und aus diesem her ausragt. Sowohl der Sperrbolzen 5 als auch der Kolben 3 sind axial in Richtung auf die Anschlagnase 7 ver schiebbar. Beide Teile sind jedoch mit einem Wegbe grenzungsglied versehen. Die Wegbegrenzungsglieder sind als Tangentialstifte 16 und 17 ausgebildet, die jeweils in einer Aussparung 18 bzw. 19 der Umfangswand des Kolbens 3 bzw. des Sperrbolzens 5 quer zur Ver schieberichtung des Sperrbolzens 5 und des Kolbens 3 angeordnet sind.Between the rear wall of the locking pin 5 and the rear end wall 4 of the sleeve 3 , a spring 12 is tensioned GE. Behind the rear end wall 4 and the rear wall of the housing of the shift lock device 2 , a two te spring 13 is tensioned. The spring 12 , which is located behind the locking pin 5 , is stronger than the spring 13 behind the piston 3 . Laterally, in the drawing from below, there is a locking pin 14 behind the rear end wall of the piston 3 , which is part of an electromagnet 15 and protrudes from it. Both the locking pin 5 and the piston 3 are axially displaceable ver in the direction of the stop lug 7 . However, both parts are provided with a Wegbe limiting member. The travel limiting members are designed as tangential pins 16 and 17 , which are each arranged in a recess 18 or 19 of the peripheral wall of the piston 3 or the locking pin 5 transversely to the direction of displacement of the locking pin 5 and the piston 3 .

Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, ist die axiale Erstreckung der beiden Aussparungen 18 und 19 jeweils größer als der Durchmesser der Tangentialstifte 16 und 17. Der verbleibende Freiraum bzw. das Spiel begrenzt jeweils mögliche axiale Verschiebungen des Querbolzens 5 bzw. des Kolbens 3.As can be seen from the drawing, the axial extent of the two cutouts 18 and 19 is in each case larger than the diameter of the tangential pins 16 and 17 . The remaining free space or the game limits possible axial displacements of the transverse pin 5 or of the piston 3 .

Die erfindungsgemäße Vorrichtung funktioniert nun auf folgende Weise:
Als Kriterien kann z. B. vorgesehen sein, daß die Sperrvorrichtung bis zu einer Geschwindigkeit von V kleiner oder gleich 10 km/h mit einem geringen Aufwand überwindbar ist und bei einer Geschwindigkeit von V größer als 10 km/h nur für Notfallsituationen mit ei nem entsprechend hohen Kraftaufwand einschaltbar ist. Darüberhinaus soll vorgesehen sein, daß der Magnet sich nur zum Schalten unter Spannung befindet. Demzu folge ist der Magnet in Ruhestellung stromlos und der Sperrzapfen 14 entsprechend ausgefahren. Der Kolben ist durch die Feder 13 vorgespannt und wird durch den Axialstift 16 in Position gehalten. The device according to the invention now works in the following way:
As criteria z. B. be provided that the locking device up to a speed of V less than or equal to 10 km / h can be overcome with little effort and at a speed of V greater than 10 km / h can only be switched on for emergency situations with egg NEM correspondingly high effort . In addition, it should be provided that the magnet is only under voltage for switching. Accordingly, the magnet is de-energized in the rest position and the locking pin 14 is extended accordingly. The piston is biased by the spring 13 and is held in position by the axial pin 16 .

Der Sperrbolzen 5 ist durch die Feder 12 vorgespannt und wird durch den Tagentialstift 17 ebenfalls in Po sition gehalten.The locking pin 5 is biased by the spring 12 and is also held in position by the tagential pin 17 .

Um Fertigungstoleranzen auszugleichen wird eine wahl weise abgestufte Einstellscheibe 21 zwischen dem Ge häuse des Getriebes 1 und dem Gehäuse der Schaltsperr vorrichtung angeordnet. Damit wird die Funktionslänge L1 nahezu spielfrei eingestellt.In order to compensate for manufacturing tolerances, an optionally graduated shim 21 is arranged between the housing of the transmission 1 and the housing of the shift lock device. The function length L 1 is thus set with almost no play.

Die Sperrvorrichtung läßt sich in einfacher Weise z. B. über die Bordelektronik mit einer entsprechenden Ge schwindigkeitskennung ansteuern. Um den Elektromagne ten 15 nicht ständig eingeschaltet zu haben, wird zu sätzlich ein Kennungssignal (z. B. Kuppel-Vorgang) über das Kupplungspedal abgefragt. Damit sind folgende Schaltsperrstellungen möglich:The locking device can be easily z. B. drive on-board electronics with a corresponding Ge speed detection. In order not to have the electromagnetic 15 continuously switched on, an identification signal (e.g. coupling process) is additionally queried via the clutch pedal. The following switch lock positions are possible:

1. At speeds V less than or equal to 10 km / h, the electromagnet 15 is actuated when the clutch pedal is actuated. The locking pin 14 is thus withdrawn so far that the piston 3 is exposed. After overcoming the force of the spring 13 you can z. B. engage reverse gear without great effort.
2. At speeds of greater than 10 km / h, the magnet is in the rest position, the locking pin 14 being extended and resting behind the end wall of the piston 3 . This means that the selection in reverse gear is not possible with normal switching, but only dynamically and with great force, because for this it is neces sary that the force of the spring 12 , which should be significantly higher than the force of the spring 13 , overcomes, because the piston 3 itself can not be pushed back. Rather, the locking pin 5 must be retracted against the force of the spring 12 in order to be able to actuate the selector shaft 11 .
3. When the vehicle and engine are at a standstill, eg. B. Zündschlüs sel in the stop position, the electromagnet 15 is activated when the clutch is disconnected and the reverse gear is switched on as described in point 1 with little effort, because the locking pin 14 is withdrawn and the piston 3 can be used together with the locking bolts 5 located therein are retracted. For an air balance can be provided that the rear end wall 4 of the piston 3 with an air compensation hole 20 is hen.
4. If for some reason the electromagnet 15 fails, the reverse gear can still be switched on as described in 2., but in this case too, only with great effort.

BezugszeichenlisteReference symbol list

1 Gehäuse
2 Schaltsperrvorrichtung
3 Kolben
4 Stirnwand
5 Sperrbolzen
6 Spitze
7 Anschlagnase
8 Hülse
9 Anschlagkante
10 Querstift
11 Schaltwelle
12 Feder
13 Feder
14 Sperrzapfen
15 Elektromagnet
16 Tangentialstift
17 Tangentialstift
18 Aussparung
19 Aussparung
20 Luftausgleichsbohrung
21 Wahlweise Einstellscheibe 1 housing
2 shift lock device
3 pistons
4 end wall
5 locking bolts
6 tip
7 stop nose
8 sleeve
9 stop edge
10 cross pin
11 selector shaft
12 spring
13 spring
14 locking pins
15 electromagnet
16 tangential pin
17 tangential pin
18 recess
19 recess
20 air compensation hole
21 Optional shim

Claims

1. shift lock device for a speed and direction change gear of motor vehicles testify with synchronized forward gears and with at least one synchronized reverse gear, and with a shift lock member which has a locking bolt which can be brought into a locking and a shift release position by an electromagnet, characterized in that that the locking pin ( 5 ) in the locking position on a on the selector shaft ( 11 ) of the transmission or a part connected to the selector shaft ( 11 ) (sleeve 8 ) arranged stop lug ( 7 ) non-positively by a biasing force acting in the direction of the selector shaft ( 11 ) is pressed that the locking pin ( 5 ) in a one acting in a direction acting on the control shaft ( 11 ) second pre-tensioning piston ( 3 ) is guided ver limited, the biasing force of the piston ( 3 ) is less than the biasing force of the Locking bolt ( 5 ) that a locking pin ( 14 ) of the El Electromagnet ( 15 ) locks the piston ( 3 ) in a position in which a high locking force is transmitted by the pretensioning force of the locking bolt ( 5 ) to the impact lug ( 7 ), and that the electromagnet ( 15 ) the piston ( 3 ) unlocked depending on the choice.

2. Switching device according to claim 1, characterized in that the optional unlocking by the electroma gneten ( 15 ) is provided depending on the speed.

3. Switching device according to claim 2, characterized in that the unlocking by the electromagnet ( 15 ) is seen at a speed of less than 10 km / h.

4. Switching device according to one of claims 1 to 3, characterized in that springs ( 12 , 13 ) are provided for generating the biasing forces, the spring ( 12 ) for the locking bolt ( 5 ) being stronger than the spring ( 13 ) for the piston ( 3 ).

5. Switching device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the locking pin ( 5 ) and / or the piston ( 3 ) is provided with a travel limiting member ( 16 , 17 ).

6. Switching device according to claim 5, characterized in that the travel limiting members are tangential pins ( 16 , 17 ) which in a larger axial cutout ( 18 , 19 ) corresponding to the desired axial travel in the peripheral wall of the piston ( 3 ) or the locking pin ( 5th ) are arranged.

7. Switching device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the electromagnet ( 15 ) is arranged such that in the locking position of the locking pin ( 14 ) behind the rear end wall ( 4 ) of the piston ( 3 ) bears against it.

8. Switching device according to claim 4, characterized in that the piston ( 3 ) is sleeve-shaped, in the interior of which the locking bolt ( 5 ) is guided, wherein the biasing force generating spring ( 12 ) between the rear wall of the locking bolt ( 5 ) and the rear end wall ( 4 ) of the piston ( 3 ) is supported.

9. Switching device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the stop lug ( 7 ) is non-positively or positively connected to the switching shaft ( 11 ).

10. Switching device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the electromagnet ( 15 ) is designed so that the locking pin ( 14 ) in the de-energized state of the electromagnet ( 15 ) is extended in the locked position.

11. Switching device according to one of claims 1 to 10, characterized in that for the electromagnet ( 15 ) an identification signal for the coupling process of the clutch pedal is seen easily.

12. Switching device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the stop lug ( 7 ) is provided with a sleeve ( 8 ) which is pushed onto the switching shaft ( 11 ) and fixedly connected thereto, the stop lug ( 7 ) is formed by a stop edge ( 9 ) protruding from the sleeve peripheral wall.

13. Switching device according to claim 12, characterized in that the sleeve ( 8 ) by a cross pin ( 10 ) with the switching shaft ( 11 ) is fixedly connected.

14. Switching device according to one of claims 1 to 13, characterized in that an adjusting disc ( 21 ) between the gearbox housing ( 1 ) and the housing of the switching device ( 2 ) is arranged.