DE10109642A1 - Schaltvorrichtung zum Einlegen des Rückwärtsganges eines Stirnradgetriebes - Google Patents
Schaltvorrichtung zum Einlegen des Rückwärtsganges eines StirnradgetriebesInfo
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Abstract
Es wird eine Schaltvorrichtung (12) zum Einlegen des Rückwärtsganges (R) eines Stirnradgetriebes (10) für Kraftfahrzeuge vorgeschlagen, das mehrere synchronisierte Vorwärtsgänge (1-5) und den Rückwärtsgang (R) aufweist, mit DOLLAR A - einer in zwei Koordinatenrichtungen (34, 36) versetzbaren Schalteinrichtung (22), die mittels einer Schaltposition-Halteeinrichtung (56, 62) in unterschiedlichen Positionen (H, M, V) der ersten Koordinatenrichtung (34) kraftschlüssig festlegbar ist und die in einer bestimmten Position (5/R) der zweiten Koordinatenrichtung (32) durch eine Bewegung in der ersten Koordinatenrichtung (34) einen Mitnehmer (20) für den Rückwärtsgang (R) betätigt, und DOLLAR A - einer Schaltsperre (44), die an der Schalteinrichtung (22) in der zweiten Koordinatenrichtung (32) fest und in der ersten Koordinatenrichtung (34) begrenzt versetzbar gelagert ist, und die in einer Grundposition (M) der ersten Koordinatenrichtung (34) an der Schalteinrichtung (22) mittels einer Mitnahmeeinrichtung (56, 62) kraftschlüssig festgelegt ist, wobei die Schaltpserre (44) bei der Bewegung der Schalteinrichtung (22) in der ersten Koordinatenrichtung (34) zum Einlegen des Rückwärtsganges (R) mitgenommen wird, um wenigstens eine Synchronisierungsvorrichtung eines Vorwärtsganges (1-5) zu betätigen. DOLLAR A Dabei sind die Schaltposition-Halteeinrichtung und die Mitnahmeeinrichtung durch eine einzige kraftschlüssige Halteeinrichtung (56, 62) gebildet, die zwischen der Schalteinrichtung (22) und der ...
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung zum
Einlegen des Rückwärtsganges eines Stirnradgetriebes für Kraft
fahrzeuge, das mehrere synchronisierte Vorwärtsgänge und den
Rückwärtsgang aufweist, mit
- - einer in zwei Koordinatenrichtungen versetzbaren Schalt einrichtung, die mittels einer Schaltposition-Halteeinrichtung in unterschiedlichen Positionen der ersten Koordinatenrichtung kraftschlüssig festlegbar ist und die in einer bestimmten Posi tion der zweiten Koordinatenrichtung durch eine Bewegung in der ersten Koordinatenrichtung einen Mitnehmer für den Rückwärts gang betätigt, und
- - einer Schaltsperre, die an der Schalteinrichtung in der zweiten Koordinatenrichtung fest und in der ersten Koordinaten richtung begrenzt versetzbar gelagert ist und die in einer Grundposition der ersten Koordinatenrichtung an der Schaltein richtung mittels einer Mitnahmeeinrichtung kraftschlüssig fest gelegt ist, wobei die Schaltsperre bei der Bewegung der Schalt einrichtung in der ersten Koordinatenrichtung zum Einlegen des Rückwärtsganges mitgenommen wird, um wenigstens eine Synchroni sierungsvorrichtung eines Vorwärtsganges zu betätigen.
Eine derartige Schaltvorrichtung ist aus der EP 0 770 802 A1
bekannt.
Generell ist es im Stand der Technik bereits bekannt, eine der
artige Schaltvorrichtung mit Hilfs-Synchronisierungseinrichtung
für den Rückwärtsgang von synchronisierten Stirnradgetrieben zu
realisieren. Dem Rückwärtsgang ist keine eigene Synchroneinheit
zugeordnet. Der Rückwärtsgang wird entweder durch axiales Ver
schieben eines Zwischenrades geschaltet oder durch eine Klauen
kupplung (oder eine sonstige rein formschlüssige Kupplung ohne
eigene Reibeinrichtung). Um die Antriebswelle bei geöffneter
Anfahr- und Trennkupplung zu bremsen, werden während des Einle
gens des Rückwärtsganges eine oder mehrere Synchroneinheiten
von einem bzw. mehreren Vorwärtsgängen betätigt.
Es versteht sich, daß unter "Betätigen einer Synchronisierungs
vorrichtung eines Vorwärtsganges" im vorliegenden Zusammenhang
zu verstehen ist, daß die jeweilige Synchronisierungsvorrich
tung "kurzzeitig und gezielt ansynchronisiert" wird, also nur
die Reibeinrichtung der Synchronisierungsvorrichtung genutzt
wird. Es versteht sich jedoch auch, daß bei den jeweiligen Vorwärtsgängen
der betätigten Synchronisierungsvorrichtungen kein
Formschluß erzeugt wird.
Auf diese Weise kann die Antriebswelle abgebremst werden. Hier
durch wird ein Kratzen der Anspitzungen aufgrund von Differenz
drehzahlen beim Einlegen des Rückwärtsganges vermieden. Folg
lich entstehen keine unangenehmen Geräusche und die Anspitzung
unterliegt keinem starken Verschleiß.
Als Schalteinrichtung kommt insbesondere eine Schaltwelle in
Frage, wobei eine erste Koordinatenrichtung der Schalteinrich
tung einer axialen Verschieblichkeit der Schaltwelle ent
spricht. Eine zweite Koordinatenrichtung der Schalteinrichtung
entspricht der Verdrehbarkeit der Schaltwelle.
Bei der DE-OS 23 19 397 wird das Grundkonzept dadurch reali
siert, daß beim Einlegen eines Rückwärtsganges zunächst ein
Wählvorgang in die richtige Schaltgasse durchgeführt wird. Da
bei wird eine Schaltwelle verdreht. Ein drehfest mit der
Schaltwelle verbundener Bolzen drückt gegen eine Steuerkante
einer Schaltgabelnabe für eine Synchroneinheit des 4. Ganges
und versetzt die Nabe axial gegen die Kraft von Federringen.
Hierdurch wird der Synchronring des 4. Ganges angepreßt. Bei
der anschließenden Schaltbewegung wird die Schaltwelle axial
versetzt, wodurch der Bolzen von der Steuerkante der Schaltga
belnabe abrückt. Die Federringe bringen die Schaltgabelnabe
wieder in die Ausgangsstellung.
Bei der DE 31 47 782 A1 wird bemerkt, daß bei der Schaltvor
richtung der DE-OS 23 19 397 bei großen Toleranzen oder Abnut
zung Fehlfunktionen auftreten können. Um dies zu verhindern,
sind an einem Schaltstifthalter (Schaltgabelnabe nach der Ter
minologie der DE-OS 23 19 397) zwei radiale Arme vorgesehen,
die mit anderen Elementen zusammenwirken, um Fehlschaltungen zu
vermeiden.
Schließlich ist aus der eingangs genannten EP 0 770 802 A2 eine
Weiterentwicklung des Gegenstandes der DE 31 47 782 A1 bekannt.
Hierbei ist an der Schaltwelle eine Schaltsperre begrenzt axial
beweglich ausgebildet. Die Schaltsperre ist mit der Schaltwelle
über eine kraftschlüssige Feder/Kugel-Raste verbunden. Eine Fe
der, die sich an einer an dem Gehäuse montierten Schlüsselplat
te abstützt, drückt die Schaltsperre in eine neutrale Lage, in
der die Feder/Kugel-Raste "eingerastet" ist. Bei einer Einrück
bewegung zum Einlegen des Rückwärtsganges wird die Schaltwelle
axial versetzt. Die Schaltsperre wird dabei aufgrund der Fe
der/Kugel-Raste zunächst mitgenommen. Die Sperrplatte nimmt
Schaltarme von Schaltgabeln für den zweiten und den vierten
Gang mit, so daß diese ansynchronisiert werden. Schließlich
trifft die Schaltsperre auf einen Anschlag, wodurch die Fe
der/Kugel-Raste gelöst wird und die Schaltsperre durch die
Kraft der Axialfeder in die neutrale Ausgangslage zurückge
drückt wird. Eine Schaltwellenarretierung ist durch eine weite
re Feder/Kugel-Raste am Getriebegehäuse realisiert, die in ent
sprechende Ausnehmungen der Schaltwelle greift.
Insgesamt ist die Schaltvorrichtung dieser europäischen Druck
schrift relativ kompliziert aufgebaut und weist viele Teile
auf.
Es ist folglich die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Schaltvorrichtung der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden,
daß deren Konstruktion bei mindestens gleichem oder ver
bessertem Funktionsumfang vereinfacht wird.
Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Schaltvorrichtung
zum Einlegen des Rückwärtsganges eines Stirnradgetriebes für
Kraftfahrzeuge dadurch gelöst, daß die Schaltposition-
Halteeinrichtung und die Mitnahmeeinrichtung durch eine einzige
kraftschlüssige Halteeinrichtung gebildet sind, die zwischen
der Schalteinrichtung und der Schaltsperre wirkt.
Die Erfinder haben erkannt, daß sich die Konstruktion der EP 0 770 802 A2
dadurch vereinfachen läßt, daß die zwei kraftschlüs
sigen Halteeinrichtungen (die Schaltposition-Halteeinrichtung
einerseits und die Mitnahmeeinrichtung andererseits) sich durch
eine einzige kraftschlüssige Halteeinrichtung realisieren las
sen. Hierdurch können Teile und Montagekosten eingespart wer
den. Ferner kann ggf. eine Abdichtung der Schaltposition-
Halteeinrichtung am Gehäuse entfallen, da deren Funktion durch
die kraftschlüssige Halteeinrichtung übernommen wird, die - in
der Regel innerhalb des Gehäuses - zwischen der Schalteinrich
tung und der Schaltsperre wirkt. Auch ist es bei dieser Ausge
staltung nicht notwendig, das Gehäuse zur Realisierung einer
Schaltposition-Halteeinrichtung zu bearbeiten (wie Anspiegeln,
Bohren, Gewindeschneiden).
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist die Schalteinrichtung
eine Schaltwelleneinrichtung und die erste Koordinatenrichtung
ist eine axiale Bewegung und die zweite Koordinatenrichtung ei
ne Drehbewegung der Schaltwelleneinrichtung.
Derartige Schaltvorrichtungen mit einer Schaltwelleneinrichtung
sind auch als Einstangen-Schaltungen bekannt.
Durch Verdrehen der Schaltwelleneinrichtung wird in an sich be
kannter Weise eine von mehreren Schaltgabeln angewählt, die je
weils einer Schaltmuffe zugeordnet sind. Die Schaltmuffe betä
tigt eine oder mehrere Synchron-Schaltkupplungen zum drehfesten
Verbinden eines Losrades mit einer Welle oder zum Trennen die
ser Bauteile.
Durch axialen Versatz der Schaltwelleneinrichtung wird die
Schaltgabel und damit die Schaltmuffe axial versetzt und folg
lich eine Synchron-Schaltkupplung betätigt, also ein Gang ein
gelegt.
Ferner ist es von Vorzug, wenn die kraftschlüssige Halteein
richtung eine Rasteinrichtung ist.
Rasteinrichtungen haben sich zum Erzielen von definierten
Axialpositionen bewährt.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Schaltwellen
einrichtung eine Schaltwelle und ein Schaltfingerelement auf,
das drehfest und axial unverschieblich an der Schaltwelle fest
gelegt ist.
Auf diese Weise läßt sich die Schaltwelleneinrichtung kosten
günstiger herstellen.
Ferner ist es dabei bevorzugt, wenn die Schaltsperre drehfest
an dem Schaltfingerelement und begrenzt axial verschieblich
gegenüber dem Schaltfingerelement festgelegt ist. Die Schalts
perre dient in der Regel dazu, diejenigen Gänge zu sperren, die
aufgrund der jeweiligen Drehposition der Schaltwelle nicht an
gewählt sind. Zu diesem Zweck dreht sich die Schaltsperre mit
der Schaltwelle, also insbesondere dem Schaltfingerelement mit,
und ist in axialer Richtung begrenzt verschieblich an dem
Schaltfingerelement festgelegt.
Bei Schaltungen von Vorwärtsgängen ist die Schaltsperre in
axialer Richtung generell festgelegt, z. B. am Gehäuse. Beim
Einlegen des Rückwärtsganges wird die axiale Verschieblichkeit
an dem Schaltfingerelement dazu benutzt, eine oder mehrere Syn
chronisierungsvorrichtungen von Vorwärtsgängen zu betätigen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wirkt die Hal
teeinrichtung zwischen der Schaltsperre und der Schaltwelle.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform wirkt die Halteein
richtung zwischen der Schaltsperre und dem Schaltfingerelement.
Da das Schaltfingerelement gewöhnlich durch Sintern oder eine
andere spanlose Formgebung hergestellt wird, läßt sich eine Ra
stierkontur leichter vorsehen. Die Schaltwelle muß nicht spa
nend bearbeitet werden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist eine ela
stische Einrichtung, die die Schaltsperre gegen die Betäti
gungsrichtung der Synchronisierungsvorrichtung des Vorwärtsgan
ges vorspannt, unmittelbar zwischen der Schaltsperre und einem
Gehäuse des Stirnradgetriebes angeordnet.
Im Stand der Technik der EP 0 770 802 A2 wirkt eine Schaltfeder
zwischen einem Sprengring, der an der Schaltsperre festgelegt
ist, und einer sogenannten "Schlüsselplatte", die an dem Gehäu
se festgelegt ist.
Dadurch, daß die elastische Einrichtung erfindungsgemäß unmit
telbar zwischen der Schaltsperre und dem Gehäuse angeordnet
ist, kann die Anzahl der Teile der erfindungsgemäßen Schaltvor
richtung erheblich reduziert werden. Insbesondere ist kein
Sprengring notwendig.
Ferner ist es bevorzugt, wenn die Schaltsperre in der ersten
Koordinatenrichtung ausschließlich dann versetzbar ist, wenn
sich die Schaltsperre in der bestimmten Position der zweiten
Koordinatenrichtung befindet.
Auf diese Weise ist gewährleistet, daß die Schaltsperre beim
Einlegen von Vorwärtsgängen axial festgelegt bleibt, also bei
Anwahl einer Schaltgabel eine Betätigung der anderen Schaltga
beln sperrt.
Durch die Versetzbarkeit in der bestimmten Position der zweiten
Koordinatenrichtung, also dann, wenn der Rückwärtsgang ange
wählt ist, läßt sich die Schaltsperre dazu nutzen, einen oder
mehrere Synchronisierungsvorrichtungen von Vorwärtsgängen zu
betätigen.
Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn die Versetzbarkeit der
Schaltsperre in der ersten Koordinatenrichtung durch das Gehäu
se des Stirnradgetriebes vorgegeben ist.
Das Gehäuse ist dabei so geformt, daß sich die Schaltsperre nur
in der bestimmten Position der zweiten Koordinatenrichtung
(Drehposition) in der ersten Koordinatenrichtung (Axialbewe
gung) versetzen läßt.
Im Stand der Technik der EP 0 770 802 A2 wird diese Funktion
durch die oben erwähnte "Schlüsselplatte" realisiert. Diese
kann folglich entfallen.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die
Schaltsperre dabei einen Nocken auf, der in einer Nut geführt
ist, deren Seitenflanken durch zwei unterschiedliche Teile des
Gehäuses gebildet sind.
Auf diese Weise kann das Gehäuse weiterhin in einem Gußverfah
ren ohne aufwendige Schieber oder ähnliches realisiert werden.
Ferner ist es besonders bevorzugt, wenn die Halteeinrichtung
beim Einlegen des Rückwärtsganges gelöst wird, sobald sich an
der Synchronisierungsvorrichtung eine hinreichend große Gegen
kraft aufgebaut hat.
Dieses Merkmal wird unabhängig von der Bildung der Schaltposi
tion-Halteeinrichtung und der Mitnahmeeinrichtung durch eine
einzige kraftschlüssige Halteeinrichtung als eigene Erfindung
angesehen.
Somit hat die Schaltsperre als "Endanschlag" keinen mechani
schen Endanschlag, sondern vielmehr den Synchronpunkt der be
treffenden Synchronisierungseinrichtung, der eine Gegenkraft
erzeugt. Dabei muß in dem Gehäuse des Getriebes genügend Freigang
in der ersten Koordinatenrichtung für die Schaltsperre
sein. Folglich ist der Brems-Ansynchronisierungsvorgang nicht
weg- bzw. positionsabhängig, sondern kraftabhängig. Dadurch
werden maßliche Streuungen kompensiert und die Funktion in al
len Toleranzlagen gewährleistet.
Es versteht sich, daß für die axiale Beweglichkeit der Schalt
sperre ein "Mißbrauchsanschlag" vorgesehen sein kann, der bei
üblicher Betätigung der Schaltvorrichtung jedoch verwendungslos
ist und im Gegensatz hierzu wird die Mitnahmeeinrichtung bei
der EP 0 770 802 A2 gelöst, sobald die Schaltsperre gegen einen
mechanischen Anschlag aufgelaufen ist.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach
stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils
angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen
oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der
vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer erfindungsge
mäßen Schaltvorrichtung;
Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf einen Teil der
Schaltvorrichtung bei angedeuteter Abwicklung eines
Getriebegehäuses;
Fig. 3 eine schematische Schnittansicht der erfindungsgemä
ßen Schaltvorrichtung; und
Fig. 4 eine der Fig. 3 ähnliche Darstellung einer weiteren
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltvorrich
tung.
In Fig. 1 ist ein Ausschnitt aus einem generell mit 10 bezeich
neten Stirnradgetriebe für einen Personenkraftwagen gezeigt.
Das Getriebe 10 weist fünf Vorwärtsgänge und einen Rückwärts
gang auf. Die Erfindung ist jedoch auch auf Getriebe mit weni
ger oder mehr Vorwärtsgängen und mehr als einem Rückwärtsgang
anwendbar.
Das Stirnradgetriebe 10 kann als herkömmliches manuelles
Schaltgetriebe oder als automatisiertes Schaltgetriebe ausge
bildet sein.
In Fig. 1 ist im wesentlichen eine Schaltvorrichtung 12 des Ge
triebes 10 dargestellt. Die Schaltvorrichtung 12 dient dazu,
von einer Bedienperson oder einer Steuerung vorgegebene Gänge
ein- und auszulegen.
Die Schaltvorrichtung 12 weist eine Schaltgabelwelle 14 auf, an
der zwei Schaltgabeln 16 und 18 sowie ein Mitnehmer 20 axial
verschieblich gelagert sind.
Die Schaltgabel 16 ist mit einer nicht dargestellten Schaltmuf
fe in Axialrichtung formschlüssig gekoppelt, die zum Ein- und
Auslegen des ersten und des zweiten Ganges dient. Die Schaltga
bel 18 ist entsprechend mit einer Schaltmuffe zum Ein- und Auslegen
eines dritten und eines vierten Ganges gekoppelt. Der
Mitnehmer 20 ist mit der Schaltgabelwelle 14 fest verbunden und
bewegt die Welle 14, auf der eine - nicht dargestellte -
Schaltgabel zum Einlegen des 5. Ganges angebracht ist. Der Mit
nehmer 20 dient ferner zum Verschieben mittels Stift und
Schaltgabel eines nicht dargestellten Schiebezahnrades eines
Rückwärtsgangradsatzes.
Die Vorwärtsgänge des Stirnradgetriebes 10 sind synchronisiert.
Das Schiebezahnrad für den Rückwärtsgang verfügt über keine ei
gene Synchronisierung. Zum Betätigen von jeweils einem der
Schaltelemente 16, 18, 20 dient eine Schaltwelle 22. Die
Schaltwelle 22 ist in einem Gehäuse 24 des Getriebes 10 sowohl
axial verschieblich als auch verdrehbar gelagert. Es versteht
sich, daß auch die Schaltgabelwelle 14 in dem Gehäuse 24 gela
gert ist. Das Gehäuse 24 weist ein Grundgehäuse (z. B. Getriebe
gehäuse) 26 und einen Gehäusedeckel (z. B. Kupplungsgehäuse) 28
auf.
Die Schaltwelle 22 ist bei einem manuellen Schaltgetriebe mit
einem Schalthebel gekoppelt, mit dem ein Fahrer die Gänge
schaltet. Bei einem automatisierten Schaltgetriebe ist die
Schaltwelle 22 mit einer Aktuatoranordnung gekoppelt.
Das Gangschema 30 ist in an sich herkömmlicher Weise als H-
Schema ausgebildet und umfaßt drei Schaltgassen 1/2, 3/4 und
5/R, die durch eine Wählgasse miteinander verbunden sind. Die
Gänge 1, 3, 5 entsprechen einer Schaltposition V, die Wählgasse
liegt in einer Schaltposition M und die Gänge 2, 4, R liegen in
einer Schaltposition H.
Betätigungen des nicht dargestellten Schalthebels gemäß diesem
Gangschema 30 werden in Bewegungen der Schaltwelle 22 umge
setzt. Bewegungen entlang der Wählgasse werden in eine Drehbe
wegung der Schaltwelle 22 umgesetzt, was in Fig. 1 bei 32 dar
gestellt ist. Entsprechend werden Schaltbewegungen entlang der
Schaltgassen 1/2, 3/4 und 5/R in Axialbewegungen 34 der Schalt
welle 22 umgesetzt.
Alternativ hierzu kann der Rückwärtsgang R auch in einer weite
ren Schaltgasse vorgesehen sein, was in Fig. 1 gestrichelt dar
gestellt ist.
An der Schaltwelle 22 ist ein Schaltfingerelement 36 drehfest
und axial unverschieblich festgelegt. Das Schaltfingerelement
36 kann spanend hergestellt sein, vorzugsweise jedoch spanlos,
bspw. durch Sintern. Das Schaltfingerelement 36 weist einen ra
dial vorstehenden Schaltfinger 38 auf, der je nach Drehposition
32 der Schaltwelle 22 eines der Elemente 16, 18, 20 formschlüs
sig ergreift. In Fig. 1 ist dargestellt, daß der Schaltfinger
38 in eine Nut eines Arms 40 greift, der einstückig mit dem
Mitnehmer 20 verbunden ist. Entsprechend weist die Schaltgabel
18 einen Arm 42 auf. Der Arm 42 weist eine entsprechende Nut
auf, in die der Schaltfinger 38 greifen kann. Auch die Schalt
gabel 16 weist einen entsprechenden Arm 41 mit einer Nut auf
(Fig. 3).
Ausgehend von der in Fig. 1 gezeigten Darstellung, die der
Schaltposition M entspricht (der Schalthebel befindet sich
folglich in der Wählgasse des Gangschemas 30), wird der Rück
wärtsgang eingelegt, indem die Schaltwelle 22 nach links ver
setzt wird.
Die Schaltvorrichtung 12 weist ferner eine Schaltsperre 44 in
Form eines hülsenförmigen Teils auf, das außenumfänglich an dem
Schaltfingerelement 36 angeordnet ist. Die Schaltsperre 44 ist
drehfest mit dem Schaltfingerelement 36 verbunden. Die Schalt
sperre 44 ist an dem Schaltfingerelement 36 begrenzt axial ver
schieblich gelagert. Daher sind das Schaltfingerelement 36 und
folglich die Schaltwelle 22 axial gegenüber der Schaltsperre 44
verschiebbar. Denn die axiale Beweglichkeit der Schaltsperre 44
ist generell durch das Gehäuse 24 eingeschränkt, was nachste
hend näher erläutert ist.
Die Schaltsperre 44 weist einen radial nach außen vorstehenden
Nocken 46 auf, der in Fig. 1 nicht dargestellt ist.
In Fig. 2 ist die Schaltvorrichtung 12 in einer Position sche
matisch dargestellt, bei der sich die Schaltwelle 22 in einer
Drehposition 32 entsprechend der Schaltgasse 3/4 befindet. Man
erkennt, daß der Nocken 46 in dieser Drehposition axial unver
schieblich in einer Nut 48 gehalten ist, die durch das Gehäuse
24 gebildet ist.
Genauer gesagt sind zwei gegenüberliegende Seitenflanken der
Nut 48 gebildet durch das Grundgehäuse 26 bzw. den Gehäusedec
kel 28. Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, die Nut 48 in
dem Gehäuse 24 vorzusehen, ohne die Gehäusewand zu schwächen
und/oder aufwendige Hinterschneidungen vorsehen zu müssen.
Wenn die Schaltwelle 22 so verdreht wird, daß die Schaltgasse
5/R angewählt ist, liegt der Nocken 46' in einer in Fig. 2 ge
strichelt dargestellten Position.
Man erkennt, daß die Nut 48 in dieser Position eine axiale Aus
nehmung 50 aufweist, deren Endfläche einen Mißbrauchs-Anschlag
51 bildet.
Diese Ausgestaltung der Nut 48 führt dazu, daß die Schaltsperre
44 beim Einlegen des fünften Ganges in axialer Richtung festge
halten wird. Beim Einlegen des Rückwärtsganges R hingegen kann
sich die Schaltsperre 44 aufgrund der Ausnehmung 50 mit der
Bewegung der Schaltwelle 22 mitbewegen, bis die mitbewegten
Schaltgabeln an den Synchronpunkt kommen.
Wie es in den Fig. 1 und 2 zu sehen ist, ist unmittelbar zwi
schen der Schaltsperre 44 und dem Gehäuse 24, genauer dem
Grundgehäuse 26, ein elastisches Element in Form einer Schrau
bendruckfeder 52 eingespannt.
Zu diesem Zweck weist das Grundgehäuse 26 einen Zylinderansatz
54 auf, um die Feder 52 zu positionieren. Alternativ hierzu
kann die Feder 52 auch in der Schaltsperre 44 entsprechend po
sitioniert sein.
Man erkennt, daß die Feder 52 die Schaltsperre 44 in eine Rich
tung vorspannt, die der Bewegung der Schaltsperre 44 beim Ein
legen des Rückwärtsganges R entgegengesetzt ist.
An der Schaltsperre 44 ist ferner, wie es in Fig. 1 zu sehen
ist, ein Kugelrastelement 56 festgelegt. Das Kugelrastelement
56 ist ein herkömmliches Element, das über ein Außengewinde
verfügt und mittels eines Sechskant-Schraubenkopfes in eine ra
diale Gewindebohrung der Schaltsperre 44 einschraubbar ist.
Die Schaltwelle 22 weist eine radiale Vertiefung 58 auf, in die
ein vorderer Abschnitt des Kugelrastelementes 56 greift. Das
Schaltfingerelement 36 weist eine Ausnehmung 60 auf, durch die
das Kugelrastelement 56 hindurchtritt.
Am Boden der Vertiefung 58 sind drei axial versetzte Rastnuten
62H, 62M, 62V vorgesehen.
Am vorderen Ende des Kugelrastelementes 56 ist eine elastisch
eindrückbare, nicht näher bezeichnete Kugel vorgesehen. Das Ku
gelrastelement 56 ist so in bezug auf die Rastnuten 62 angeord
net, daß die Kugel jeweils in eine der Rastnuten 62 greift. In
der Darstellung der Fig. 2 greift die Kugel in die mittlere
Rastnut 62M. Dies entspricht der Position des Schalthebels in
der Wählgasse des Gangschemas 30.
Die Schaltsperre 44 wird beim Ein- und Auslegen von Vorwärts
gängen axial unverschieblich durch den Nocken 46 gehalten. Wenn
die Schaltwelle 22 in axialer Richtung versetzt wird, wird die
Kugel des Kugelrastelementes 56 radial elastisch ausgelenkt.
Sobald eine der Endpositionen 1-5 im Gangschema 30 erreicht ist
und der jeweilige Gang formschlüssig eingelegt ist, rastet die
Kugel entweder in die Ausnehmung 62H oder die Ausnehmung 62 V,
je nachdem, welcher Gang angewählt wurde.
Die durch das Kugelrastelement 56 und die Ausnehmung 60 gebil
dete Rasteinrichtung bildet folglich eine Schaltposition-
Halteeinrichtung. Denn durch das Einrasten in den Positionen
62H und 62V wird verhindert, daß ein eingelegter Gang sich ver
sehentlich durch Vibrationen oder ähnliches löst. Zudem wird
ein Schnappeffekt erzeugt, der dem Fahrer signalisiert, daß der
Gang geschaltet ist.
Dabei dient die Schaltsperre 44 ferner dazu, das versehentliche
Einlegen von anderen als dem bereits eingelegten Gang zu ver
hindern. Diese Funktionsweise ist in Fig. 3 dargestellt.
In Fig. 3 ist zu erkennen, daß der Schaltfinger 38 formschlüs
sig mit dem Arm 42 gekoppelt ist. Die Darstellung der Fig. 3
entspricht folglich einer Drehposition, bei der die Schaltgasse
3/4 angewählt ist.
Man erkennt, daß die Schaltsperre 44 zwei radial vorstehende
Sperrnasen 70 aufweist, die in der gezeigten Darstellung form
schlüssig mit dem Arm 40 und dem Arm 41 gekoppelt ist. Da die
Schaltsperre 44 in dieser Position axial unverschieblich ausge
bildet ist, verhindern die Sperrnasen 70, daß die Arme 40, 41
axial bewegt werden, während die Gasse 3/4 gewählt ist bzw. der
dritte oder der vierte Gang eingelegt ist.
Es ist zu erkennen, daß die Sperrnasen 70 in Umfangsrichtung
vergleichsweise breit ausgebildet sind. Wenn bspw. die Schalt
gasse 1/2 angewählt ist, sperrt die eine Sperrnase 70 sowohl
den Arm 40 als auch den Arm 42.
Wenn die Schaltgasse 5/R angewählt ist, ist die andere Sperrna
se 70 formschlüssig mit sowohl dem Arm 41 als auch dem Arm 42
gekoppelt.
Wenn nun bei der dargestellten Schaltvorrichtung 12 der Rück
wärtsgang R einzulegen ist, wird die Schaltwelle 22 in axialer
Richtung versetzt (nach links in den Fig. 1 und 2). Dabei wird
aufgrund der Haltekraft der Rasteinrichtung 56, 60 und aufgrund
der Ausnehmung 50 die Schaltsperre 44 zunächst in axialer Rich
tung mitgenommen.
Hierdurch nimmt die eine Sperrnase 70 (Fig. 3) die Arme 41 und
42 ebenfalls in axialer Richtung mit. Folglich werden die Syn
chronvorrichtungen des zweiten und des vierten Ganges betätigt.
Dies führt dazu, daß die Eingangswelle des Stirnradgetriebes 10
abgebremst wird. Folglich verringert sich die Differenzdrehzahl
an der zum Einlegen des Rückwärtsganges R zu betätigenden form
schlüssigen Schaltkupplung. Genauer gesagt wird die Antriebs
welle des Getriebes auf Null abgebremst, denn beim Einlegen des
Rückwärtsganges steht die Abtriebswelle bereits.
Sobald über den Synchronring/Kupplungskörper der Synchronvor
richtungen des zweiten und des vierten Ganges eine Gegenkraft
aufgebaut wird, wird die Kugel der Kugelrasteinrichtung 56 aus
der Rastnut 62M herausgedrückt und die Feder 52 drückt die
Schaltsperre 44 zurück in die Ausgangsposition (gegen die Sei
tenflanke des Gehäusedeckels 58, wie in Fig. 2 dargestellt).
Die Synchronisierungsvorrichtungen der Vorwärtsgänge 2 und 4
werden folglich wieder entlastet und der Formschluß der Schalt
kupplung zum Einlegen des Rückwärtsganges R wird hergestellt.
Man erkennt, daß die Rasteinrichtung 56, 62 nicht nur die Funk
tion einer Schaltposition-Halteeinrichtung, sondern auch die
einer Mitnahmeeinrichtung zum Ansynchronisieren von Vorwärts
gängen erfüllt, wenn der Rückwärtsgang einzulegen ist.
Eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schalt
vorrichtung ist in Fig. 4 dargestellt. Bei dieser Ausführungs
form wird die einzelne Rasteinrichtung durch ein Kugelrastele
ment 56' gebildet, das mit einer Ausnehmung 72 in einem Schalt
fingerelement 36' zusammenwirkt.
Die Schaltwelle 22' weist bei dieser Ausführungsform keine
Querbohrung auf und besitzt folglich eine höhere Festigkeit.
Ferner muß die Schaltwelle 22' nicht spanend bearbeitet werden.
Die Ausnehmung 72 kann an dem Schaltfingerelement 36 auf ver
gleichsweise einfache Weise vorgesehen werden, da dieses Ele
ment spanlos, vorzugsweise durch Sintern hergestellt wird. Au
ßerdem kann das Schaltfingerelement 36' kürzer gestaltet sein
und benötigt keine in radialer Richtung durchgehende Ausnehmung
60, wie die Ausführungform der Fig. 1 bis 3.
Insgesamt weist die vorliegende Erfindung gegenüber dem Stand
der Technik eine Reihe von Vorteilen auf, die, je nach Ausge
staltung, einzeln oder gemeinsam realisiert sein können.
So wird anstelle der Schlüsselplatte der EP 0 770 802 A2 eine
einfach realisierbare Nut 48 im Gehäuse 24 verwendet.
Die Rückstellung der Schaltsperre 44 erfolgt durch eine direkt
zwischen der Schaltsperre 44 und dem Gehäuse 24 wirkende
Schraubendruckfeder. An der Schaltsperre 44 muß kein Sprengring
vorgesehen werden.
Anstelle von zwei Rasteinrichtungen, wie bei der EP 0 770 802 A2,
ist nur eine Rasteinrichtung vorgesehen. Mit anderen Worten
wird die Schaltwellenarretierung vom Gehäuse in die Schaltsperre
44 verlegt. Die Rasteinrichtung 56, 62 bzw. 56', 72 über
nimmt dabei eine Doppelfunktion. Der Schaltkraftverlauf wird
günstiger, da keine sich überschneidenden Rastpunkte und folg
lich keine Kraftspitzen entstehen können.
Claims (12)
1. Schaltvorrichtung (12) zum Einlegen des Rückwärtsganges
(R) eines Stirnradgetriebes (10) für Kraftfahrzeuge, das
mehrere synchronisierte Vorwärtsgänge (1-5) und den Rück
wärtsgang (R) aufweist, mit
einer in zwei Koordinatenrichtungen (34, 32) ver setzbaren Schalteinrichtung (22), die mittels einer Schaltposition-Halteeinrichtung (56, 62) in unterschiedli chen Positionen (H, M, V) der ersten Koordinatenrichtung (34) kraftschlüssig festlegbar ist und die in einer be stimmten Position (5/R) der zweiten Koordinatenrichtung (32) durch eine Bewegung in der ersten Koordinatenrichtung (34) einen Mitnehmer (20) für den Rückwärtsgang (R) betä tigt, und
einer Schaltsperre (44), die an der Schalteinrich tung (22) in der zweiten Koordinatenrichtung (32) fest und in der ersten Koordinatenrichtung (34) begrenzt versetzbar gelagert ist, und die in einer Grundposition (M) der er sten Koordinatenrichtung (34) an der Schalteinrichtung (22) mittels einer Mitnahmeeinrichtung (56, 62) kraft schlüssig festgelegt ist, wobei die Schaltsperre (44) bei der Bewegung der Schalteinrichtung (22) in der ersten Ko ordinatenrichtung (34) zum Einlegen des Rückwärtsganges (R) mitgenommen wird, um wenigstens eine Synchronisie rungsvorrichtung eines Vorwärtsganges (1-5) zu betätigen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltposition-Halteein richtung und die Mitnahmeeinrichtung durch eine einzige kraftschlüssige Halteeinrichtung (56, 62) gebildet sind, die zwischen der Schalteinrichtung (22) und der Schalts perre (44) wirkt.
einer in zwei Koordinatenrichtungen (34, 32) ver setzbaren Schalteinrichtung (22), die mittels einer Schaltposition-Halteeinrichtung (56, 62) in unterschiedli chen Positionen (H, M, V) der ersten Koordinatenrichtung (34) kraftschlüssig festlegbar ist und die in einer be stimmten Position (5/R) der zweiten Koordinatenrichtung (32) durch eine Bewegung in der ersten Koordinatenrichtung (34) einen Mitnehmer (20) für den Rückwärtsgang (R) betä tigt, und
einer Schaltsperre (44), die an der Schalteinrich tung (22) in der zweiten Koordinatenrichtung (32) fest und in der ersten Koordinatenrichtung (34) begrenzt versetzbar gelagert ist, und die in einer Grundposition (M) der er sten Koordinatenrichtung (34) an der Schalteinrichtung (22) mittels einer Mitnahmeeinrichtung (56, 62) kraft schlüssig festgelegt ist, wobei die Schaltsperre (44) bei der Bewegung der Schalteinrichtung (22) in der ersten Ko ordinatenrichtung (34) zum Einlegen des Rückwärtsganges (R) mitgenommen wird, um wenigstens eine Synchronisie rungsvorrichtung eines Vorwärtsganges (1-5) zu betätigen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltposition-Halteein richtung und die Mitnahmeeinrichtung durch eine einzige kraftschlüssige Halteeinrichtung (56, 62) gebildet sind, die zwischen der Schalteinrichtung (22) und der Schalts perre (44) wirkt.
2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schalteinrichtung (22) eine Schaltwelleneinrich
tung (22, 36) ist und daß die erste Koordinatenrichtung ei
ne axiale Bewegung (34) und die zweite Koordinatenrichtung
eine Drehbewegung (32) der Schaltwelleneinrichtung (22, 36)
ist.
3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Halteeinrichtung (56, 62) eine Rastein
richtung (56, 62) ist.
4. Schaltvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Schaltwelleneinrichtung (22, 36) eine
Schaltwelle (22) und ein Schaltfingerelement (36) auf
weist, das drehfest und axial unverschieblich an der
Schaltwelle (22) festgelegt ist.
5. Schaltvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schaltsperre (44) drehfest an dem Schaltfingerele
ment (36) und begrenzt axial verschieblich gegenüber dem
Schaltfingerelement (36) festgelegt ist.
6. Schaltvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Halteeinrichtung (56, 62) zwischen der
Schaltsperre (44) und der Schaltwelle (22) wirkt.
7. Schaltvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Halteeinrichtung (56', 62') zwischen der
Schaltsperre (44) und dem Schaltfingerelement (36) wirkt.
8. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch
gekennzeichnet, daß eine elastische Einrichtung, die die
Schaltsperre (44) gegen die Betätigungsrichtung der Syn
chronisierungsvorrichtung des Vorwärtsganges vorspannt,
unmittelbar zwischen der Schaltsperre (44) und einem Ge
häuse (24) des Stirnradgetriebes (10) angeordnet ist.
9. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schaltsperre (44) in der ersten
Koordinatenrichtung (34) ausschließlich dann versetzbar
ist, wenn sich die Schaltsperre (44) in der bestimmten Po
sition der zweiten Koordinatenrichtung (32) befindet.
10. Schaltvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Versetzbarkeit der Schaltsperre (44) in der ersten
Koordinatenrichtung (34) durch das Gehäuse (24) des Stirn
radgetriebes (10) vorgegeben ist.
11. Schaltvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich
net, daß die Schaltsperre (44) einen Nocken (46) aufweist,
der in einer Nut (48) geführt ist, deren Seitenflanken
durch zwei unterschiedliche Teile (26, 28) des Gehäuses
(24) gebildet sind.
12. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung (56, 62) beim
Einlegen des Rückwärtsganges (R) gelöst wird, sobald sich
an der Synchronisierungsvorrichtung eine hinreichend große
Gegenkraft aufgebaut hat.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001109642 DE10109642A1 (de) | 2001-02-26 | 2001-02-26 | Schaltvorrichtung zum Einlegen des Rückwärtsganges eines Stirnradgetriebes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001109642 DE10109642A1 (de) | 2001-02-26 | 2001-02-26 | Schaltvorrichtung zum Einlegen des Rückwärtsganges eines Stirnradgetriebes |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10109642A1 true DE10109642A1 (de) | 2002-09-12 |
Family
ID=7675804
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2001109642 Withdrawn DE10109642A1 (de) | 2001-02-26 | 2001-02-26 | Schaltvorrichtung zum Einlegen des Rückwärtsganges eines Stirnradgetriebes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10109642A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1983231A1 (de) * | 2007-04-19 | 2008-10-22 | Peugeot Citroën Automobiles S.A. | Interne Steuervorrichtung für Getriebe |
DE102013205339A1 (de) * | 2013-03-26 | 2014-10-02 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Schaltfingeranordnung eines Schaltmechanismus eines Kraftfahrzeug-Zahnräderwechselgetriebes |
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US4531418A (en) * | 1982-11-01 | 1985-07-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Totally synchronized manual transmission units for use in a vehicle |
DE3602157A1 (de) * | 1986-01-24 | 1987-07-30 | Ford Werke Ag | Schaltvorrichtung fuer wechselgetriebe von kraftfahrzeugen |
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- 2001-02-26 DE DE2001109642 patent/DE10109642A1/de not_active Withdrawn
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DE102013205339B4 (de) * | 2013-03-26 | 2015-03-26 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Schaltfingeranordnung eines Schaltmechanismus eines Kraftfahrzeug-Zahnräderwechselgetriebes |
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