自动换挡机构、自动化同步变速器和农业或市政用车的制作方法

本发明涉及根据权利要求1前序部分的用于在自动化的同步变速器中切换挡级的自动换挡机构、根据权利要求5前序部分的具有至少三个能切换的挡级的自动化的同步变速器以及相应的农业或市政用车。

背景技术：

现有技术中已揭示具有自动换挡机构的能动力换挡的同步变速器，特别是在农业或市政用作业机械和农业或市政用车领域。在此，自动换挡机构根据电气操作装置的预定而自动化切换同步变速器的挡级。为此，自动换挡机构尤其具有换挡拨指和两个能加载压力的活塞，这两个活塞可以在x方向和y方向上调整或摆转换挡拨指。根据切换位，换挡拨指在此可以操纵多个换挡拨叉中的一个，换挡拨叉又贴靠在配属于各个挡级的同步机构上并且通过操纵它们挂入各自的挡级。

就此而言，de19841153a1公开一种调节装置，通过该调节装置可以使从变速器伸出的换挡轴处于运动中。换挡轴上布置有换挡拨指，通过使换挡轴运动可以定位该换挡拨指，用以选择换挡拨叉中的相应一个，并且然后通过进一步运动与所选择的换挡拨叉进行相互作用，用以挂入或挂出挡。

但公知自动换挡机构的缺陷在于，它们通常需要200ms至300ms的换挡时间来变换槽道。因此，包括变换槽道的完整换挡过程相应较慢并且总需约700ms至800ms的换挡时间。

技术实现要素：

本发明的目的是：提出一种改进的自动换挡机构。

本发明达成上述目的的解决方案为根据权利要求1的用于在自动化同步变速器中切换挡级的自动换挡机构。本发明的有利的设计方案和扩展方案由从属权利要求得知。

本发明涉及一种用于在自动化同步变速器中切换挡级的自动换挡机构。根据本发明的自动换挡机构的特征在于，该自动换挡机构包括至少两个能相互独立操纵的换挡拨指，其中，至少两个换挡拨指以能摆转的方式布置在共同的轴上，并且其中，对至少两个换挡拨指的操纵仅作为围绕该轴的摆转运动来进行。

在此情形下，使用至少两个换挡拨指能够有利地减少根据现有技术的需要变换槽道的换挡过程的换挡持续时间。即，根据本发明的自动换挡机构能够实现针对所配属的同步变速器的每个换挡槽道分别使用自己的换挡拨指，从而有利地分摊根据现有技术的变换槽道所需的时间耗费。这样就能减少约200ms至300ms的时间耗费，这约为总时间耗费的30％。由此，相应减少了非期望的牵引力中断的持续时间并且提高驾驶员的舒适感。

根据本发明的一个优选实施方式设置的是，至少两个换挡拨指中的每一个分别配属有用于操纵各自的换挡拨指的促动器。在此情形下，促动器可以实现使分别配属的换挡拨指被操纵，即摆转到确定的位置中。促动器优选响应于驾驶员的控制输入或控制单元的控制输入，其中，控制输入可以例如是电信号。

在设置仅两个换挡拨指的情况下，根据本发明的自动换挡机构相对于公知的自动换挡机构仅需结构上略加改变。因此，根据现有技术通常本就存在并被设置用于在变换槽道时操纵单个换挡拨指的第二促动器仅需倾斜90°布置，以便能转而允许第二换挡拨指的摆转运动。此外，还须添加第二换挡拨指。

当设置多于两个换挡拨指的情况下，除了分别围绕另一促动器添加各自的换挡拨指以操纵其之外，结构上的耗费也有所增高。

优选设置的是，促动器被构造为工作缸中的能电动液压操纵的活塞。借助电运行的液压泵，流体被输送到工作缸的相应的工作室中，以便产生相应活塞的调节运动并且致动或摆转从属的换挡拨指。

进一步优选地，并不为每个工作缸或每个活塞提供自己的液压泵。反而，通过适合与此的阀控机构可以仅由一个自己的液压泵来运行多个或全部工作缸。这会降低成本和空间要求。

根据本发明的另一优选实施方式设置的是，至少两个换挡拨指中的每一个均能借助配属于其的促动器分别摆转到三个位置中。这三个位置优选是换挡拨指可以通过围绕共同的轴的摆转运动被调整到的两个最终位置以及置于它们之间的空挡位置。在此情形下，两个最终位置对应于切换到从属的挡级，其中，每两个挡级有利地布置在共同的换挡槽道中，使得换挡拨指在第一方向上的摆转运动切换到布置在该换挡槽道中的第一挡级，并且在第二方向上的摆转运动切换到布置在该换挡槽道中的第二挡级。在空挡位置，未切换到布置在共同的换挡槽道中的挡级中的任一个挡级。

根据本发明的另一优选实施方式设置的是，至少两个换挡拨指能被同时操纵。由此优点在于，特别是在根据现有技术需要变换槽道的换挡过程中，可以在挂出待挂出的挡级的同时就开始同步待挂入的挡级。这样就使换挡过程所需的时间耗费额外减少约50ms至100ms。

此外，本发明还涉及一种具有至少三个能切换的挡级的自动化同步变速器，其包括用于切换挡级的自动换挡机构，其中，分别有至多两个挡级配属于一个换挡槽道。根据本发明的同步变速器的特征在于，自动换挡机构是根据本发明的自动换挡机构。由此得出，已结合根据本发明的自动换挡机构描述的优点也适用于根据本发明的同步变速器。

在此情形下，至少两个换挡拨指绕共同的轴的摆转运动对应于与同步变速器的换挡槽道平行的操纵，给该同步变速器配属有自动换挡机构。通过操纵换挡拨指，就能操纵例如布置在换挡槽道中的换挡拨叉。

在此情形下，自动换挡机构自动化地，即在确定的控制输入下，切换同步变速器的所有挡级。控制输入可以诸如是电信号。

挡级优选分别成对地布置在换挡槽道中。在具有奇数个能切换的挡级的同步变速器中，其中一个换挡槽道相应地仅具有一个挡级。

根据本发明的一个优选实施方式设置的是，自动换挡机构针对每个换挡槽道具有自己的换挡拨指。由此优点在于，在换挡过程中取消耗时的变换槽道，并且可以相应减少换挡过程所需的时间耗费。

由于每个换挡槽道配属有至多两个挡级并且针对每个换挡槽道设置有换挡拨指，因此能切换的挡级的数量最大相当于换挡拨指的数量的两倍。

根据本发明的另一优选实施方式设置的是，同步变速器具有四个能切换的挡级。特别是在具有四个能切换的挡级的情况下，优点在于，根据本发明的自动换挡机构在结构上仅比公知的自动换挡机构略微复杂。在此情形下，根据本发明的自动换挡机构具有两个促动器和必要的驱控阀，其中，与公知自动换挡机构不同的是，两个活塞中的一个倾斜90°布置。仅需额外设置第二换挡拨指。

作为替代，优选设置的是，同步变速器具有五个或六个能切换的挡级。这就允许挡级的更宽的变速范围。同时，根据本发明的自动切换机构的结构耗费却增高，因为针对两个附加的挡级，必须分别提供具有驱控阀的附加活塞以及附加的换挡拨指。

根据本发明的另一优选实施方式设置的是，每个换挡槽道配属有换挡拨叉，其中，其中每个换挡拨叉能够分别通过换挡拨指来操纵。有利地，换挡拨叉又与换挡套筒联接，该换挡套筒本身通过同步环的操纵紧贴到齿轮(gangrad)上并且因此导致转速同步。一旦建立转速同步，便通过换挡拨指的操纵使换挡套筒由换挡拨叉经由同步环套拨到齿轮上。这样就能挂入所选择的挡级。

最后，本发明涉及一种农业或市政用车，其包括根据本发明的同步变速器。由此得出，已结合根据本发明的同步变速器描述的优点也适用于根据本发明的农业或市政用车。

农业用车可以例如是拖拉机。市政用车可以诸如是城市清洁车。

附图说明

随后，依据在附图中示出的实施方式示例性地阐述本发明。

在附图中：

图1示出现有技术中公知的自动换挡机构；

图2a和2b示意性示出现有技术中公知的用于四挡切换的切换示意图；

图3示出根据本发明的自动换挡机构的剖视图；

图4a和4b示意性示出通过使用根据本发明的自动换挡机构实现的用于四挡切换的切换示意图；以及

图5示意性示出通过使用根据本发明的自动换挡机构实现的用于六挡切换的切换示意图。

相同的主题、功能单元以及类似的部件在附图中标有相同的附图标记。这些主题、功能单元以及类似的部件在它们技术特征的实施相同，除非说明书中显示地或隐式地指明其他情况。

具体实施方式

图1示出现有技术中公知的自动换挡机构1，其具有换挡拨指2并且具有三个换挡拨叉3、3’、3”。换挡拨叉3、3’、3”分别布置在换挡轴4、4’、4”上，这些换挡轴分别代表换挡槽道4、4’、4”。换挡拨指2能够按两种方式电动液压地进行操纵，使得该换挡拨指要么实施沿换挡槽道4、4’、4”的摆转运动要么实施垂直于换挡槽道4、4’、4”的调节运动。垂直于换挡槽道4、4’、4”的调节运动代表变换槽道。而沿换挡槽道4、4’、4”的摆转运动促使操纵对应的换挡拨叉3、3’、3”，具体方式是：换挡拨指2以机械方式使对应的换挡拨叉3、3’、3”在换挡槽道4、4’、4”中滑移。操纵换挡拨叉3、3’、3”又促使挂入或挂出分别配属的挡级。如图1还可看出，自动换挡机构1具有四个液压接头5、5’、5”、5”’，这四个液压接头可以实现向布置在自动换挡机构1中、构造为工作缸中的能电动液压操纵的活塞的两个促动器加载压力。在此情形下，这些促动器中的一个允许以换挡拨指沿换挡槽道4、4’、4”摆转运动的方式进行操纵，这些促动器中的另一促动器允许换挡拨指垂直于换挡槽道4、4’、4”进行操纵。举例而言，为两个促动器设置有用于以流体加载压力的共同的液压泵。通过适用于此的阀控制部，驱控各个促动器或促动器的各个工作室。举例而言，使用液压油作为液压液。

图2a和2b示意性示出现有技术中公知的用于四挡切换的切换示意图。在图2a和2b中用大写字母a、b、c和d表示挡级1至4，其中，a对应于第一挡级，b对应于第二挡级，c对应于第三挡级，d对应于第四挡级。在图2a中，换挡拨指2位于空挡位。该空挡位对应于空转，其中未挂入任何挡级。换挡拨指2可以通过垂直于换挡槽道4、4’的相应操纵沿箭头6或箭头6’移位，并因此置于两个所示换挡槽道4、4’中的一个换挡槽道中。在此，在箭头7或7’中的一个的方向上操纵换挡拨指，用以挂入一个挡级。图2b示出换挡过程，其中，从第二挡级b切换到第三挡级c。在换挡过程期间，驱动机组(未示出)到车轮(也未示出)的转矩传递连接中断。首先，换挡拨指2位于换挡槽道4中的第二挡级b的区域内。然后，该换挡拨指沿箭头8的方向在换挡槽道4中被操纵，从而挂出第二挡级b。此时沿箭头8’和8”进行变换槽道。举例而言，这种变换槽道持续250ms。一旦换挡拨指2已置于换挡槽道4’中，它就沿箭头8”’在第三挡级c的方向上被操纵，用以挂入第三挡级c。

图3示出根据本发明的自动换挡机构1的剖视图。横截面选择成使得仅能看出一个单个的换挡拨指2。而图3中未示出的另一相同的换挡拨指2’位于所示平面下方的横截面内。可以看出，换挡拨指2以能转动的方式支承于轴9上，从而可以沿箭头10调整换挡拨指2的下端部。沿箭头10调整换挡拨指2对应于沿换挡槽道4、4’、4”的摆转运动。两个换挡拨指2、2’可以仅沿箭头10或沿换挡槽道4、4’、4”操纵。在图3中还可以看出活塞11，该活塞可以从两个轴向端部施加流体压力，以便引起换挡拨指2的调节运动。而图3中未示出的另一活塞10’位于如图3所示平面下方的横截面内。

图4a和4b示意性示出仅通过使用根据本发明的自动换挡机构1实现的四挡切换的切换示意图。在图4a和4b中用大写字母a、b、c和d表示挡级1至4，其中，a对应于第一挡级，b对应于第二挡级，c对应于第三挡级，d对应于第四挡级。可以看出，图4a和4b中示出两个换挡拨指2、2’，其中每个换挡拨指均配属于换挡槽道4、4’。因此，在任何情况下均无需变换槽道。两个换挡拨指2、2’可以通过沿换挡槽道4、4’在箭头7、7’的方向上的相应操纵而摆转，从而挂入或挂出挡级a、b、c或d中的一个挡级。图4b类似于图2b示出换挡过程，其中，从第二挡级b切换到第三挡级c。同样在此情形下，在换挡过程期间，驱动机组(未示出)到车轮(也未示出)的转矩传递连接中断。首先，换挡拨指2位于换挡槽道4中的第二挡级b的区域内。然后，该换挡拨指沿箭头8的方向在换挡槽道4中被操纵，从而挂出第二挡级b。同时，换挡拨指2’已沿箭头8’的方向被操纵。借此，在挂出待挂出挡级的同时，就已开始同步待挂入的挡级。这与常规自动换挡机构所需的时间耗费相比，换挡过程所需的时间耗费减少约75ms。由于无需变换槽道，换挡过程可以进一步节省时间约250ms。与借助常规自动换挡机构的相应的换挡过程相比，时间耗费减少了约325ms。有鉴于此，通过使用根据本发明的自动换挡机构进行根据现有技术的包括变换槽道的换挡过程甚至比根据现有技术的不包括变换槽道的换挡过程耗费更少的时间。

图5示意性示出通过使用根据本发明的自动换挡机构1实现的六挡切换的切换示意图。在图5中由大写字母a、b、c、d、e和f表示挡级1至6，其中，a对应于第一挡级，b对应于第二挡级，c对应于第三挡级，d对应于第四挡级，e对应于第五挡级和f对应于第六挡级。可以看出，图5中示出三个换挡拨指2、2’、2”，其中每个换挡拨指配均属于换挡槽道4、4’、4”。在此也无需变换槽道，因为每个换挡槽道4、4’、4”中始终存在换挡拨指2、2’、2”。所有三个换挡拨指2、2’、2”可以通过沿换挡槽道4、4’、4”在箭头7、7’的方向上的相应操纵而移位，从而挂入或挂出挡级a、b、c、d、e或f中的一个挡级。在根据现有技术需要变换槽道的换挡过程中，挂出待挂出的挡级可以与挂入待挂入的挡级同时进行，这样就在挂出待挂出的挡级的同时进行同步待挂入的挡级。由此，这不仅使换挡过程所需的时间耗费减少了约75ms。由于还无需变换槽道，换挡过程可以进一步节省时间约250ms。有鉴于此，即使在这种情形下，通过使用根据本发明的自动换挡机构进行根据现有技术的包括变换槽道的换挡过程甚至比根据现有技术的不包括变换槽道的换挡过程更快。

附图标记列表

1自动换挡机构

2、2’、2”换挡拨指

3、3’、3”换挡拨叉

4、4’、4”换挡槽道

5、5’、5”、5”’液压接头

6、6’箭头

7、7’箭头

8、8’、8”箭头

9共同的轴

10箭头

11活塞

a挡级1

b挡级2

c挡级3

d挡级4

e挡级5

f挡级6