DE3323820C2

DE3323820C2 - Switching device for optional all-wheel drive vehicles

Info

Publication number: DE3323820C2
Application number: DE19833323820
Authority: DE
Inventors: Eduard Dipl.-Ing. Hausmannstätten Mohorko
Original assignee: Steyr Daimler Puch AG
Current assignee: Steyr Daimler Puch AG
Priority date: 1982-07-28
Filing date: 1983-07-01
Publication date: 1989-08-31
Also published as: ATA290982A; DE3323820A1; AT386808B

Abstract

Bei einer Schalteinrichtung für wahlweise allradgetriebene Kraftfahrzeuge mit einem mehrgängigen Wechselgetriebe und einem durch ein Druckmittel über ein willkürlich betätigbares Steuerventil beaufschlagbaren Stelltrieb zum Ein- und Ausschalten des Allradantriebes, ist das Steuerventil (8) zur Beaufschlagung des Stelltriebes (6) für das Einschalten des Allradantriebes beim Eindrücken des niedrigsten Getriebeganges mit dessen Schaltgestänge (15) im Sinne einer Freigabe des Druckmittelflusses gekuppelt. Dadurch wird vermieden, daß das sich im niedrigsten Getriebegang ergebende hohe Drehmoment allein über eine Achse übertragen wird.In the case of a switching device for optionally all-wheel drive vehicles with a multi-speed change gear and an actuator for switching the four-wheel drive on and off, which can be acted upon by a pressure medium via an arbitrarily actuatable control valve, the control valve (8) is for actuating the actuator (6) for switching on the four-wheel drive when Pressing in the lowest gear with its shift linkage (15) coupled in the sense of a release of the pressure medium flow. This avoids the high torque resulting in the lowest gear being transmitted via one axle alone.

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schalteinrichtung für wahlweise allradgetriebene Kraftfahrzeuge, mit einem mehrgängigen Wechselgetriebe und einem durch ein Druckmittel über ein willkürlich betätigbares Steuerventil beaufschlagbaren Stelltrieb zum Ein- und Ausschalten des Allradantriebes.The invention relates to a switching device for optionally all-wheel drive motor vehicles, with a multi-speed change gear and one by a pressure medium via an arbitrarily actuated control valve Actuatable actuator for switching the all-wheel drive on and off.

Es ist bereits eine Schalteinrichtung dieser Art bekannt (AT-PS 3 27 695), bei der das Steuerventil als'Magnetventil ausgebildet ist und die Steuerleitung dieses Magnetventiles über einen Schalter führt, der mit Hilfe eines sich beim Ein- oder Ausrücken des höchsten Getriebeganges oder eines der hohen Getriebegänge des Wechselgetriebes bewegenden Stellgliedes betätigbar ist, so daß das Magnetventil beim Einrücken des betreffenden Getriebeganges zwangsläufig in die dem Ausschalten des Allradantriebes entsprechende Stellung gelangt Es wird also sichergestellt daß das Fahren mit hoher Geschwindigkeit ohne Allradantrieb erfolgt weil sich sonst schädliche Verspannungen im Antriebsstrang und unangenehme Geräusche ergeben könnten. Nachteilig ist hierbei, daß trotz dieser Einrichtung in den niedrigen Getriebegängen wahlweise mit Allradantrieb oder mit einfachem Antrieb gefahren werden kann. Nun ergibt aber insbesondere der niedrigste Getriebegang, beispielsweise ein Kriechgang oder ein ausdrücklich für die Geländefahrt ausgelegter Getriebegang, ein vergleichsweise hohes Drehmoment. Wird bei eingerücktem niedrigstem Gang nun der Allradantrieb abgeschaltet und muß demnach der Antrieb des Fahrzeuges, beispielsweise allein über die Hinterräder erfolgen, so ergibt sich wegen des hohen Drehmomentes eine Überbeanspruchung der entsprechenden Achse also der Hinterachse, es sei denn, daß diese von voraherein eine stärkere Dimensionierung erhält die dann für alle übrigen Gänge nicht erforderlich ist und zu einer ungünstigen Erhöhung des Fahrzeuggewichtes führt.A switching device of this type is already known (AT-PS 3 27 695) in which the control valve is used as a solenoid valve is formed and the control line of this solenoid valve leads via a switch that is operated with the help one when engaging or disengaging the highest gear or one of the high gears of the Change gear moving actuator is actuated so that the solenoid valve when engaging the relevant Gear inevitably reaches the position corresponding to the disengagement of the all-wheel drive That is, it is ensured that high-speed travel without four-wheel drive is carried out because Otherwise damaging tension in the drive train and unpleasant noises could result. Disadvantageous is here that in spite of this facility in the low gears optionally with all-wheel drive or can be driven with a simple drive. Now, however, the lowest gear in particular results in for example a crawler gear or a gear gear expressly designed for off-road driving, a comparative one high torque. If the all-wheel drive is switched off with the lowest gear engaged and therefore the vehicle must be driven, for example solely via the rear wheels, so results Due to the high torque, the corresponding axle, i.e. the rear axle, is overloaded, unless this is given a stronger dimension from the outset, which then applies to all the others Gears is not required and leads to an unfavorable increase in the vehicle weight.

Demnach liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen und eine Schalteinrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der mit einfachen Mitteln dafür gesorgt ist, daß im niedrigsten Gang des Wechselgetriebes stets der Allradantrieb eingeschaltet ist.Accordingly, the invention is based on the object of eliminating these deficiencies and providing a switching device to create the type described above, in which it is ensured with simple means that in the lowest Gear of the gearbox, the four-wheel drive is always switched on.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß das Steuerventil mit dem Schaltgestänge des niedrigsten Ganges des Wechselgetriebes im Sinne einer Freigabe des Druckmittelflusses zur Beaufschlagung des Stelltriebes zum Einschalten des Allradantriebes beim Einrükken des niedrigsten Getriebeganges gekuppelt ist.The invention solves the problem in that the control valve with the switching linkage of the lowest Gear of the change gear in the sense of a release of the pressure medium flow to act on the actuating drive is coupled to switch on the all-wheel drive when engaging the lowest gear.

Zufolge dieser Kupplung, die mittel- oder unmittelbar erfolgen und gegebenenfalls auch elektrisch ausgeführt sein kann, wird beim Einrücken des niedrigsten Getriebeganges das Steuerventil zwangsläufig in jene Stellung gebracht, in der der Druckmittelfluß zum Stelltrieb so erfolgt, daß der Allradantrieb eingeschaltet wird. Der Fahrer kann zwar das Steuerventil willkürlich betätigen und damit den Allradantrieb ein- und ausschalten, jedoch gilt dies nicht für den niedrigsten Getriebegang, bei dem der Allradantrieb auf jeden Fall eingeschaltet und die willkürliche Betätigung des Steuerventils aufgehoben ist. Es wird dadurch vermieden, daß das sich im niedrigsten Getriebegang ergebende hohe Drehmoment allein über eine Achse z. B. die Hinterachse übertragen werden muß.As a result of this coupling, which take place directly or indirectly and optionally also carried out electrically can be, the control valve is inevitably in that position when the lowest gear is engaged brought, in which the pressure medium flow to the actuator takes place so that the all-wheel drive is switched on. Of the The driver can activate the control valve arbitrarily and thus switch the all-wheel drive on and off, but this does not apply to the lowest gear, in which the all-wheel drive is always switched on and the arbitrary operation of the control valve is canceled. This avoids that the Lowest gear resulting in high torque only via an axis z. B. transferred to the rear axle must become.

Eine besonders einfache und zweckmäßige Konstruktion wird dadurch erreicht, daß das Steuerventil als ein über ein Gestänge oder einen Bowdenzug von Hand verstellbarer Kolbenschieber ausgebildet ist, in dessen zentrale Sacklochbohrung ein mit der Schaltstange od. dgl. des niedrigsten Ganges des Wechselgetriebes gekuppelter Zapfen eingreift, der bei Schaltstangenverschiebung in die Einrückstellung am Grund der Sacklochbohrung zur Anlage kommt, wobei der Kolbenschieber vorzugsweise an seinem Außenumfang zur Druckmittelbeaufschlagung des Stelltriebes Ausneh-A particularly simple and expedient construction is achieved in that the control valve as a Manually adjustable piston slide is formed via a linkage or a Bowden cable, in which central blind hole with the shift rod or the like of the lowest gear of the gearbox Coupled pin engages which, when the shift rod is shifted, into the engagement position at the bottom of the blind hole comes to rest, the piston valve preferably on its outer circumference for Pressurization of the actuating drive

mungen aufweist, die in das Gehäuse des Kolbenschiebers mündende Leitungen zwischen dem Stelltrieb und der Druckmittelquelle verbinden. Der Kolbenschieber kann also mit Hilfe des Gestänges oder des Bowdenzuges so verstellt werden, daß die Leitungsverbindung zwischen der Druckmittelquelle über die Ausnehmungen zum Stelltrieb im Sinne eines Zu- oder Abschaltens des Allradantriebes hergestellt wird. Wird aber der niedrigste Gang des Wechselgetriebes eingeschaltet, so stößt der mit der betreffenden Schaltstange od. cgi. ge- ίο kuppelte Zapfen am Grund der Sacklochbohrung an und nimmt bei weiterer Schaltstangenverschiebung den Kolbenschieber in jene Stellung mit, in der der Stelltrieb im Sinne des Einschaltens des Allradantriebes mit dem Druckmittel beaufschlagt ist. Es ergibt sich also bei einfächer Ausbildung die Möglichkeit, den Kolbenschieber einerseits von Hand aus über das Gestänge bzw. den Bowdenzug und andererseits zwangsläufig mittels der Schaltstange od. dgl. des niedrigsten Ganges zu betätigen. has in the housing of the piston valve Connect lines opening between the actuator and the pressure medium source. The piston valve can therefore be adjusted with the help of the linkage or the Bowden cable that the line connection between the pressure medium source via the recesses to the actuator in the sense of switching on or off of all-wheel drive is produced. But if the lowest gear of the gearbox is switched on, so hits the od with the relevant shift rod. CGI. ge ίο coupled pin to the bottom of the blind hole and takes the shift rod with further shifting Piston slide in the position in which the actuator in the sense of switching on the all-wheel drive with the Pressure medium is applied. So it arises with simpler Training the possibility of the piston valve on the one hand by hand via the linkage or the Bowden cable and, on the other hand, inevitably by means of the shift rod or the like of the lowest gear.

Ist der niedrigste Getriebegang eingerückt, so hat der Zapfen den Kolbenschieber in die eine Endstellung gebracht, in der unabhängig vom Betätigungsgestänge bzw. vom Bowdenzug der Allradantrieb eingeschaltet ist, wobei diese Kolbenschieberstellung auch durch ein optisches bzw. akustisches Signal angezeigt werden kann. Um nun zu erreichen, daß beim Ausrücken des niedrigsten Getriebeganges der Kolbenschieber wieder in seine Ausgangslage zurückkehrt, in der der Allradantrieb abgeschaltet ist, ist eine federnd nachgiebige Rastvorrichtung zum Verrasten des Zapfens im Kolbenschieber beim Erreichen des Grundes der Sacklochbohrung vorgesehen. Durch diese Rastvorrichtung wird der Kolbenschieber beim Zurückziehen des Zapfens mittels der den niedrigsten Getriebegang ausrückenden Schaltstange od. dgl. mitgenommen und dadurch die Ausgangslage erreicht. Als Rastvorrichtung ist ein in einer Innenringnut der Sacklochbohrung sitzender Runddraht-Sprengring vorgesehen sein, der in der tiefsten Stellung des Zapfens im Kolbenschieber in eine Außenringnut des Zapfens federnd einrastet und beim Ausrükken des niedrigsten Ganges nach Anlaufen des Kolbenschiebers an einem festen Anschlag aus der Außenringnut wieder austrittIf the lowest gear is engaged, the pin has brought the piston valve into one of the end positions, in which the all-wheel drive is switched on regardless of the operating linkage or the Bowden cable is, whereby this piston slide position can also be indicated by an optical or acoustic signal can. In order to achieve that the piston slide again when the lowest gear is disengaged returns to its starting position, in which the all-wheel drive is switched off, is a resilient locking device for locking the pin in the piston valve when the bottom of the blind hole is reached intended. Through this locking device, the piston slide when the pin is withdrawn by means of the shift rod disengaging the lowest gear gear or the like and thereby the starting position achieved. A round wire snap ring seated in an inner ring groove of the blind hole is used as a locking device be provided, which in the lowest position of the pin in the piston slide in an outer ring groove of the pin engages resiliently and when the lowest gear is disengaged after the piston valve has started up exits the outer ring groove at a fixed stop

Um eine besondere Pumpe für das Druckmittel zu erübrigen, ist als Stelltrieb eine an sich bekannte, vom Saugrohrdruck des Kraftfahrzeugmotors beaufschlagbare Zweikammer-Unterdruckdose vorgesehen, deren jeweils nicht beaufschlagte Kammer mitiels des Kolbenschiebers belüftbar ist. Selbstverständlich könnte aber auch als Stelltrieb ein Kolbentrieb angeordnet und dieser mit Druckluft od. dgl. beaufschlagt werden.In order to dispense with a special pump for the pressure medium, an actuator known per se is used as an actuator Intake manifold pressure of the motor vehicle engine can be acted upon two-chamber vacuum unit provided, the each chamber that is not acted upon can be ventilated by means of the piston valve. Of course it could but a piston drive is also arranged as an actuator and this is subjected to compressed air or the like.

Eine einfache und leicht herstellbare Konstruktion wird dadurch erreicht, daß der Kolbenschieber an seinen Enden je einen Dichtring aufweist und zwischen >5 diesen Dichtringen zur Bildung der Ausnehmungen zylindrisch abgesetzt ist.A simple and easy to manufacture construction is achieved in that the piston valve on his Ends each having a sealing ring and between> 5 of these sealing rings to form the recesses cylindrical is discontinued.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise rein schematisch dargestellt. F.s zeigtIn the drawing, the subject matter of the invention is shown purely schematically, for example. F.s shows

F i g. 1 die wesentlichen Teile einer Schalteinrichtung eines wahlweise allradgetriebenen Kraftfahrzeuges und dieF i g. 1 the essential parts of a switching device of an optionally all-wheel drive motor vehicle and the

Fig. 2 bis 4 das Steuerventil in drei verschiedenen Steuerstellungen.Fig. 2 to 4 the control valve in three different ways Control positions.

Der Antrieb der Räder 1 eines allradgetriebenen Kraftfahrzeuges erfolgt von der Antriebswelle 2 über eine Klauenkupplung 3 mit Schaltmuffe 4 und weiter über eine Gelenkwelle 5. Zur Verschiebung der Schaltmuffe 4 und damit zum Ein- und Abschalten des Allradantriebes dient ein Stelltrieb, der aus einer vom Saugrohrdruck des nicht dargestellten ICraftfabrzeugmotors beaufschlagten Zweikammer-Unterdruckdose 6 besteht Die Membrane 7 od. dgl. der Unterdruckdose 6 verschiebt die Schaltmuffe 4, wobei in F i g. 1 jene Stellung dargestellt ist, in der die linke Kammer der Unterdruckdose 6 belüftet und die rechte Kammer vom Unterdruck des Motorsaugrohres beaufschlagt ist, so daß die Klauenkupplung 3 unterbrochen und der Allradantrieb abgeschaltet ist Wird die rechte Kammer der Unterdruckdose 6 belüftet und die linke an den Saugrohrunterdruck angeschlossen, so verschiebt sich die Schaltmuffe 4 unter entsprechender Gegenwölbung der Membrane 7 nach links und es erfolgt die Zuschaltung etwa beispielsweise des Vorderradantriebes zu dem ohnehin eingeschalteten (nicht dargestellten) Hinterradantrieb.The wheels 1 of an all-wheel drive motor vehicle are driven by the drive shaft 2 a claw clutch 3 with shift sleeve 4 and further via a cardan shaft 5. To move the shift sleeve 4 and thus to switch the all-wheel drive on and off, an actuator is used, which is derived from one of the intake manifold pressure of the not shown ICraftfabrzeugmotors acted upon two-chamber vacuum unit 6 consists The membrane 7 or the like of the vacuum unit 6 moves the shift sleeve 4, with FIG. 1 that position is shown, in which the left chamber of the vacuum unit 6 is ventilated and the right chamber from the vacuum of the engine intake manifold is acted upon, so that the dog clutch 3 is interrupted and the all-wheel drive is switched off. The right chamber of the vacuum unit 6 is ventilated and the left to the intake manifold vacuum connected, the shift sleeve 4 moves with a corresponding counter-curvature of the membrane 7 to the left and the connection takes place, for example, the front-wheel drive to the anyway engaged (not shown) rear-wheel drive.

Die Beaufschlagung des von der Unterdruckdose 6 gebildeten Stelltriebes erfolgt über ein Steuerventil 8, das aus einem Gehäuse 9 und einem darin gelagerten Kolbenschieber 10 besteht, der mit Hilfe eines Bowdenzuges 11 verstellt werden kann. Der Kolbenschieber 10 weist an seinem Außenumfang im Endbereich je einen Dichtring 12 auf und ist zwischen diesen Dichtringen 12 zur Bildung einer Ausnehmung 13 zylindrisch abgesetzt. Ferner besitzt der Kolbenschieber 10 eine Sacklochbohrung 14, in die ein mit der Schaltstange 15 des niedrigsten Ganges des nicht dargestellten Wechselgetriebes des Kraftfahrzeuges gekuppelter Zapfen 16 eingreift. In einer Innenringnut 17 der Sacklochbohrung 14 ist ein Runddraht-Sprengring 18 vorgesehen, der fallweise in eine Außenringnut 19 des Zapfens 16 einrastet. In das Gehäuse 9 des Steuerventils 8 mündet eine mit dem Saugrohr des nicht dargestellten Kraftfahrzeugmotors verbundene Leitung 20. Ferner ist das Gehäuse 9 über die Leitungen 21, 22 mit der rechten und linken Kammer der Zweikammer-Unterdruckdose 6 verbunden. The actuating drive formed by the vacuum unit 6 is applied via a control valve 8, which consists of a housing 9 and a piston valve 10 mounted therein, which with the help of a Bowden cable 11 can be adjusted. The piston valve 10 has one on its outer circumference in the end area Sealing ring 12 and is offset cylindrically between these sealing rings 12 to form a recess 13. Furthermore, the piston valve 10 has a blind hole 14 into which one with the switching rod 15 of the lowest Gear of the gearbox, not shown, of the motor vehicle coupled pin 16 engages. In an inner ring groove 17 of the blind hole 14, a round wire snap ring 18 is provided, which occasionally engages in an outer ring groove 19 of the pin 16. One opens into the housing 9 of the control valve 8 the intake manifold of the motor vehicle engine, not shown, connected line 20. Furthermore, the housing 9 connected via lines 21, 22 to the right and left chambers of the two-chamber vacuum unit 6.

In der Stellung des Steuerventils 8 gemäß Fig. 2 ist über die Ausnehmung 13 des Kolbenschiebers 10 der Druckmittelfluß zwischen den Leitungen 20 und 21 hergestellt, während die Leitung 22 mit der freien Atmosphäre in Verbindung steht. Es ist daher die linke Kammer der Unterdruckdose 6 belüftet, während die rechte vom Motorsaugrohr her unter Unterdruck steht, so daß sich die Schaltmuffenstellung nach F i g. 1 ergibt und der Allradantrieb abgeschaltet ist. Mit Hilfe des Bowdenzuges 11 kann nun der Kolbenschieber 10 in die Stellung nach F i g. 3 verschoben werden, in der die Leitungen 20, 22 verbunden sind und die Leitung 21 belüftet wird. Es kommt daher zu einer Verschiebung der Schaltmuffe 4 nach links und damit zum Einschalten des Allradantriebes. Sollte in der Stellung des Steuerventiles 8 nach F i g. 2 der niedrigste Getriebegang eingerückt und damit die Schaltstange 15 bzw. der mit ihr gekuppelte Zapfen 16 nach links verschoben werden, so stößt der Zapfen 16 am Grunde der Sacklochbohrung 14 an, und es wird bei der Schaltstangenverschiebung auch der Kolben 10 nach links in die Stellung nach F i g. 4 mitgenommen, in der der Druckmitteln uß zur Beaufschlagung des Stelltriebes bzw. der Unterdruckdose 6 zum Einschalten des Allradantriebes freigegeben ist. Dabei ist der Runddraht-Sprengring 18 in der Außenringnut 19 des Zapfens 16 eingerastet, so daß beim Zurückschieben der Schaltstange 15 bzw. des Zapfens 16 zum Ausrücken des niedrigsten Getriebeganges der Kolbenschieber 10 nach rechts mitgenommen wird, bis er an der Platte 23 anschlägt, wonach der Runddraht-Sprengring 18 wiederIn the position of the control valve 8 according to FIG The pressure medium flow between the lines 20 and 21 is established via the recess 13 of the piston valve 10, while the line 22 is in communication with the free atmosphere. It is therefore the left ventricle the vacuum unit 6 ventilated, while the right from the engine intake manifold is under negative pressure, so that the shift sleeve position according to FIG. 1 results and the all-wheel drive is switched off. With the help of the Bowden cable 11, the piston valve 10 can now be in the position according to FIG. 3 are moved in which the lines 20, 22 are connected and the line 21 is vented. The shift sleeve 4 therefore shifts to the left and thus to switch on the all-wheel drive. Should in the position of the control valve 8 after F i g. 2 the lowest gear is engaged and thus the shift rod 15 or the one coupled to it Pin 16 are shifted to the left, so the pin 16 abuts the bottom of the blind hole 14, and it is also the piston 10 to the left in the position according to FIG. 4 taken away, in which the pressure means uß to act on the actuator or the vacuum unit 6 to Switching on the all-wheel drive is enabled. The round wire snap ring 18 is in the outer ring groove 19 of the pin 16 latched so that when the shift rod 15 or the pin 16 is pushed back to disengage of the lowest gear the piston valve 10 is taken to the right until it hits the plate 23 strikes, after which the round wire snap ring 18 again

aus der Außenringnut 19 ausrastet und in die Innenringnut 17 der Sacklochbohrung 14 zurücktritt, so daß sich schließlich die Stellung nach F i g. 2 ergibt.disengages from the outer ring groove 19 and into the inner ring groove 17 of the blind hole 14 steps back, so that finally the position according to FIG. 2 results.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

1010

1515th

2020th

2525th

3030th

3535

4040

4545

5050

5555

6060

6565

Claims

Patent claims:

1. Switching device for optional all-wheel drive vehicles, with a multi-speed change gear and a control valve that can be acted upon by a pressure medium via an arbitrarily actuatable control valve Actuator for switching the all-wheel drive on and off, characterized in that that the control valve (8) with the shift linkage (15) of the lowest gear of the gearbox in Meaning of a release of the pressure medium flow to act on the actuating drive (6) for switching on the all-wheel drive is engaged when the lowest gear is engaged

2. Switching device according to claim 1, characterized in that the control valve (8) than via a Bowden cable (11) or a linkage manually adjustable piston slide (10) is formed, in which central blind hole (14) with the shift rod (15) or the like of the lowest gear of the gearbox coupled pin (16) engages, which is in the engagement position when the shift rod is shifted comes to rest on the bottom of the blind hole (14), whereby the piston valve (10) preferably recesses on its outer circumference for the application of pressure medium to the actuating drive (6) (13), the lines (20, 21, 22) between the actuator (6) and the pressure medium source.

3. Switching device according to claim 2, characterized in that a resilient locking device (17, 18, 19) for locking the pin (16) when it reaches the bottom of the blind hole (14) is provided.

4. Switching device according to claim 3, characterized in that a locking device in one Inner ring groove (17) of the blind hole (14) seated round wire snap ring (18) is provided, the in the lowest position of the pin (16) in the piston slide (10) in an outer ring groove (19) of the pin (16) engages resiliently and when the lowest gear is disengaged after the piston valve has started up emerges again from the outer ring groove (19) at a fixed stop (23).

5. Switching device according to claim 1, characterized in that the actuator is a known per se, Two-chamber vacuum unit (6) that can be acted upon by the intake manifold pressure of the iCraft vehicle engine is provided, whose chamber, which is not acted upon, can be ventilated by means of the piston valve (10) is.

6. Switching device according to claim 2, characterized in that the piston slide (10) at its Each end has a sealing ring (12) and between these sealing rings (12) to form the recesses (13) is stepped cylindrically.