DE10142189A1 - Vorrichtung für die Erhöhung von Schaltkräften in einem Getriebe - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung (1) für die Erhöhung von Schaltkräften an einer entlang ihrer Längsmittelachse zu einem Gehäuse (3) zumindest aus einer Ausgangsposition längsverschiebbaren Schaltwelle (3) in einem Getriebe weist einen Innenring (10) auf, der durch die Wirkung von wenigstens einer Feder (8) und einem rampenartig ausgebildeten Abschnitt (10a) an dem Innenring (10) die Schaltwelle (2) aus einer Schaltposition in eine Ausgangsposition zurückführt.

Description

Gebiet der Erfindung
• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Erhöhung von Schaltkräften für eine entlang ihrer Längsmittelachse zu einem Schaltgehäuse zumindest aus einer Ausgangsposition in eine Schaltposition längsverschiebbare Schaltwelle in einem Getriebe
  
• - mit einer die Schaltwelle in Umfangsrichtung umgreifenden und zumindest zeitweise wenigstens längs in eine Richtung zu dem Gehäuse bewegungsfesten Hülse,
• - mit einem die Schaltwelle umgreifenden sowie zur Hülse zumindest längs bewegungsfest angeordneten Stützring,
• - mit einem längsverschiebbar zu der Hülse angeordneten sowie die Schaltwelle umgreifenden Schiebering,
• - mit am Umfang der Schaltwelle verteilt angeordneten und in der Ausgangsposition der Schaltwelle jeweils teilweise in eine der Schaltwelle bewegungsfest zugeordnete Ringnut eintauchenden Kugeln zwischen dem Stützring sowie einer Rampe an dem Schiebering und
• - mit wenigstens einer konzentrisch zu der Längsmittelachse der Schaltwelle angeordneten sowie den Schiebering gegen die Kugeln in Richtung des Stützringes vorspannenden Feder,
wobei die Schaltwelle relativ zu dem Stützring zumindest zeitweise aus der Ausgangsposition längs in Richtung des Stützringes relativ zu dem Stützring verschiebbar sowie dabei die Kugeln aus der schmaler werdenden Ringnut verdrängend angeordnet ist. Hintergrund der Erfindung
• Derartige Vorrichtungen sind mit Schaltwellen montiert, die längsverschiebbar und schwenkbar insbesondere in oder an Schaltgetrieben für Kraftfahrzeuge angeordnet sind. Bei Schaltvorgängen werden Schaltwellen beim Wählen der Gasse in die entsprechende Schaltposition bewegt, aus der dann in einer Gasse zumeist zwischen zwei Gängen gewählt und der gewählte Gang anschließend geschaltet wird. Zum Wählen und zum Schalten der Gänge ist die Schaltwelle je nach Anwendung um ihre Längsachse schwenkbar bzw. entlang ihrer Schwenkachse verschiebbar in dem Getriebe angeordnet. Aus den Positionen bewegen sich die Schaltwellen je nach Anwendung zum Wählen oder Schalten durch Längsverschiebung mittels Federkraft oft selbsttätig längs in eine Neutralstellung oder Zentralposition zurück.
• Beim Wählen oder Schalten eines Ganges soll der Bedienperson im Fahrzeug vor der Wahl des Ganges oder der Gasse signalisiert werden, dass sie im Begriff ist genau die Gasse oder den Gang, z. B. den Rückwärtsgang, zu wählen. Dieses Signal ist durch die gattungsgemäße Vorrichtung erzeugt. Eine derartige Vorrichtung wird in der Regel dort eingesetzt, wo unbeabsichtigtes Schalten in einen dem Fahrzustand nicht angepassten Gang ohne mechanischen Sperren verhindert werden soll. Die Vorrichtung erzeugt ein Signal für die Bedienperson am Schalthebel, das in der Regel durch eine kurzzeitige und vorübergehende Erhöhung der Verschiebekraft der Schaltwelle erzeugt ist. Diese Erhöhung der Verschiebekraft der Schaltwelle äußert sich am Schalthebel in einer Erhöhung der Schalt-/Wählkraft. Für präzises und komfortables Schalten, z. B. der Vorwärtsgänge, muss die Schaltwelle nach dem Schalten des Rückwärtsganges und dem Wählen von Gassen bzw. Schalten von Vorwärtsgängen mit normaler Betätigungskraft betätigbar sein.
• In US 3,164,030 ist eine um ihre Längsmittelachse schwenkbare sowie entlang ihrer Längsmittelachse zu einem Gehäuse verschiebbare Schaltwelle mit einer Vorrichtung für die Erhöhung einer Schaltkraft versehen. Die Vorrichtung für die Erhöhung der Schaltkraft weist eine an dem Gehäuse befestigte und zu der Schaltwelle ortsfest angeordnete Hülse auf. Die Hülse umgreift die Schaltwelle in Umfangsrichtung. Auf der Schaltwelle sitzt in der Hülse ein die Schaltwelle umgreifender Stützring. Ein Schiebering ist verschiebbar in der Hülse aufgenommen und umgreift die Schaltwelle. Zwischen der in Längsrichtung zu dem Schiebering weisenden Stirnseite an dem Stützring und der dem Stützring zugewandten Kontur an dem Schiebering sind am Umfang der Schaltwelle verteilt Kugeln angeordnet, die gleichzeitig jeweils teilweise in eine Ringnut eintauchen. Diese Kontur ist in diesem Fall als eine Rampe ausgebildet. Die Ringnut ist in der Schaltwelle ausgebildet. Eine konzentrisch zu der Längsmittelachse der Schaltwelle angeordnete Schraubenfeder in der Hülse stützt sich in die eine Längsrichtung an der Schaltwelle ab. In die andere Richtung ist die äußere Schraubenfeder in Richtung der Schaltbewegung der Schaltwelle zum Rückwärtsgang gegen den Schiebering vorgespannt. Der Schiebering überträgt die Vorspannung der Schraubenfeder auf die Kugeln. Die Kugeln werden durch den Schiebering in Längsrichtung gegen den Stützring gedrückt. Der Stützring stützt sich in Längsrichtung wiederum an dem Gehäuse ab. Die Kugeln liegen dabei an der Rampe sowie an der Stirnseite des Stützringes an und stützen sich zumindest radial in der Ringnut der Schaltwelle ab. Die äußere Schraubenfeder und die Kontur der Rampe bewirken, dass die Kugeln zwischen dem Stützring, dem Schiebering und dem Grund der Ringnut eingeklemmt und damit in der Ringnut gehalten sind. In der neutralen 1-2- Gangstellung bzw. wenn der Rückwärtsgang nicht geschaltet wird, liegen die Kugeln an der in die Schaltrichtung des Rückwärtsganges gewandten Seitenwand der Ringnut in der Ringnut an. Zur anderen Seite stützen sich die Kugeln an der Stirnseite des Stützringes ab. Außerdem wirkt auf die Kugeln der Widerstand einer inneren Schraubenfeder. Die innere Schraubenfeder ist konzentrisch zu der Schaltwelle angeordnet und stützt sich in die eine Längsrichtung ebenfalls an dem Schiebering ab. In die andere Richtung ist die Schraubenfeder an der Schaltwelle abgestützt. Ein Teil der Ringnut ist von dem Stützring radial abgedeckt.
• Beim Verschieben der Schaltwelle nach US 3,164,030 längs zum Schalten des Rückwärtsganges bewegt sich die Schaltwelle und damit auch die Ringnut relativ zu dem ortsfesten Stützring. Die Ringnut taucht längs in den Stützring weiter ein. Dabei werden die Kugeln aus der immer schmaler werdenden Ringnut verdrängt und steigen an der rampenartig ausgebildeten sowie zur Schaltrichtung des Rückwärtsganges gewandten Seitenwand der Ringnut radial nach außen auf und aus der Ringnut heraus. Der Schiebering wird durch die Kugeln entgegen der Bewegungsrichtung der Schaltwelle leicht gegen die innere und äußere Schraubenfeder bewegt. Der Schiebering weicht damit der Zwangsbewegung der Kugeln aus und schafft den notwendigen radialen Freiraum für das Ausweichen der Kugeln aus der Ringnut. Die Kugeln steigen somit gegen die Federkraft der inneren und äußeren Schraubenfeder radial aus der Ringnut auf und sind in Längsrichtung an dem Stützring abgestützt.
• In der Vorrichtung nach US 3,164,030 steigt der Widerstand gegen das Bewegen der Schaltwelle durch die Kräfte der äußeren Schraubenfeder und der inneren Schraubenfeder an, solange die Kugeln aus der Seitenwand der Ringnut radial nach außen aufsteigen. Dieser für eine den Rückwärtsgang wählende Bedienperson spürbare zum Normalzustand höherer Widerstand muss beim Schalten durch die Bedienperson überwunden werden. Der Widerstand ist für die Bedienperson das Signal, dass sich die Schaltwelle in die Richtung zum Schalten des Rückwärtsganges bewegt.
• Nachdem die Kugeln in der Vorrichtung nach US 3,164,030 die Ringnut verlassen haben, bewegt sich die Schaltwelle den restlichen Weg zum Schalten des Rückwärtsganges an den in Längsrichtung relativ zum Gehäuse des Getriebe ortsfesten Kugeln entlang. Die Kugeln sind dabei durch die mittels der Rampe an dem Schiebering umgesetzte Kraft der Schraubenfedern gegen den zylindrischen Außenmantel der Schaltwelle vorgespannt. Die Kraft zum Bewegen der Schaltwelle ist nach dem Verlassen der Ringnut durch die Kugeln auf ein Niveau gesunken, das weit unter dem höchsten Wert zum Erzeugen der erhöhten Schaltkraft liegt. Allerdings steigt ab diesem Punkt die Schaltkraft wieder zunehmend leicht an, bis der Rückwärtsgang eingelegt ist. Das liegt an der Wirkung der inneren Schraubenfeder, die bis zum Einlegen des Rückwärtsganges der Schaltwelle einen ansteigenden Widerstand entgegensetzt. Die innere Schraubenfeder wird vorgespannt, weil ihr eines Ende sich ortsfest zum Gehäuse an dem Stützring abstützt und ihr anderes Ende von der Schaltwelle mitgenommen wird. Die gegen die Schaltwelle gedrückten Kugeln und die Wirkung der inneren Schraubenfeder erzeugen eine Schaltkraft, deren Wert über dem zum Wählen von anderen Gängen üblichen Normalwert liegt. Der Widerstand ist allerdings geringer als der Widerstand, der durch die aus der Ringnut aufsteigenden Kugeln erzeugt ist. In der neutralen 1-2-Gangstellung ist die innere Schraubenfeder nicht vorgespannt. Beim Bewegen der Schaltwelle aus der Neutralstellung heraus längs in die Schaltstellung zum Schalten des Rückwärtsganges bewegt sich die Schaltwelle relativ zu dem ortsfesten Stützring und drückt die innere Schraubenfeder zusammen. Das Potential der inneren Schraubenfeder führt nach dem Herausnehmen des Rückwärtsganges und nach dem Loslassen des Schalthebels die Schaltwelle in Längsrichtung wieder in die 1-2-Gangstellung zurück und die Schraubenfeder ist in dieser Stellung wieder entspannt.
• Die Kugeln in der Vorrichtung nach US 3,164,030 schnappen beim Erreichen der Neutralstellung durch die Federkraft der äußeren Schraubenfeder auf den Schiebering wieder in die Ringnut zurück.
• Beim Verschieben der Schaltwelle längs in die entgegengesetzte Richtung zu der für das Schalten des Rückwärtsganges wählbaren Richtung bleiben die Kugeln in der Ringnut verrastet. Die Vorspannung der äußeren Schraubenfeder bleibt unverändert wie in der 1-2-Gangstellung und wirkt auf den Schiebering. Der Schiebering hält seinerseits die Kugeln längs an dem Stützring. Die äußere Schraubenfeder und die Kontur der Rampe an dem Schiebering bewirken, dass die Kugeln zwischen dem Stützring und dem Schiebering eingeklemmt und gleichzeitig radial in die Ringnut gedrückt sind. Der Abschnitt der Schaltwelle mit der Ringnut bewegt sich relativ zu den ortsfest verbleibenden Kugeln und zur ortsfesten Hülse. Dazu ist die Breite der Ringnut in Längsrichtung diesem Schaltweg angepasst. Die innere Schraubenfeder bleibt ungespannt. Diese Schaltkraft ist also von dem durch die Rampe auf die Kugeln übertragenen radialen Anteil der Vorspannung der äußeren Schraubenfeder beeinflusst. Dieser Anteil presst die Kugeln in die Ringnut und erzeugt somit einen Widerstand, der auch die Schaltkraft leicht erhöht. Dieser Widerstand kann sich nachteilig auf den Schaltkomfort auswirken.
• Nachteilig bei der ansonsten zufriedenstellenden Lösung nach dem Stand der Technik ist weiterhin, dass die Herstellung einer derartigen Vorrichtung relativ kostenaufwendig ist. Die Bohrungen und Nuten für die Aufnahme der federnden Elemente und Sicherungselemente müssen in einzelnen Arbeitsgängen eingebracht werden. Die Montage der Einzelteile in das Schaltgehäuse bzw. Getriebegehäuse ist zeitaufwendig. Dies wirkt sich insbesondere nachteilig bei der Großserien- bzw. Massenfertigung von derartigen Vorrichtungen in Getrieben aus. Häufig ist durch Vorrichtungen nach dem Stand der Technik auch zu viel axialer Bauraum beansprucht. Die Lage der einzelnen Elemente ist von der Lage der Nuten den Summen der Toleranzen bestimmt und kann vom Sollmaß stark abweichen. Der Prozess der Schaltung ist dann ungenau. Die Vorrichtung ist mit dem Getriebe fest verbunden und nicht austauschbar.
Zusammenfassung der Erfindung
• Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der vorgenannten Gattung zu schaffen, die die Nachteile des Standes der Technik vermeidet und die sich insbesondere durch eine kompakte, wenig bauraumbeanspruchende Konstruktion und kostengünstige Herstellung insbesondere in der Großserien- und Massenproduktion auszeichnet.
• Diese Aufgabe ist nach dem Gegenstand des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Ringnut seitlich durch eine dem Stützring zugewandte Kontur eines rampenartig ausgebildeten Abschnittes an einem auf der Schaltwelle angeordneten Innenring und durch eine diesen Abschnitt beabstandet gegenüberliegende Kontur an dem Stützring begrenzt ist und das die Feder von dem Stützring wegweisend an der Hülse anliegt.
• Die Vorrichtung für die Erhöhung von Schaltkräften ist für eine entlang ihrer Längsmittelachse zu einem Gehäuse zumindest aus einer Ausgangsposition in eine Schaltposition längsverschiebbare Schaltwelle in einem Getriebe eines Kraftfahrzeuges vorgesehen. Die Schaltwelle ist entweder direkt in dem Gehäuse des Getriebes aufgenommen oder mittels anderer Gehäuseteile an das Getriebe angeflanscht. Die Vorrichtung sitzt unabhängig vom Gehäuse auf der Schaltwelle und ist an der Schaltwelle befestigt. Das Gehäuse des Getriebes bildet aber wenigstens den Anschlag für einige Elemente der Vorrichtung, vorzugsweise der zumindest einseitig zu dem Gehäuse zeitweise längs in eine Richtung bewegungsfest angeordneten Hülse. Die Hülse umgreift die Schaltwelle in Umfangsrichtung an einem Abschnitt der Schaltwelle. Die Schaltwelle ist in der Hülse zur Hülse längs in beide Längsrichtungen beweglich aufgenommen.
• Die Vorrichtung weist weiterhin einen die Schaltwelle umgreifenden sowie zur Hülse zumindest längs bewegungsfest angeordneten Stützring auf. Außerdem ist die Vorrichtung mit einem längsverschiebbar zu der Hülse angeordneten sowie die Schaltwelle umgreifenden Schiebering versehen. Am Umfang der Schaltwelle sind verteilt Kugeln in der Vorrichtung angeordnet. Die Kugeln taugen in der Ausgangsposition der Schaltwelle jeweils teilweise in eine mit der Schaltwelle bewegliche Ringnut ein und sitzen zwischen dem Stützring sowie der dem Stützring zugewandten Kontur an dem Schiebering. Eine oder mehrere konzentrisch zu der Längsmittelachse der Schaltwelle angeordnete elastische Federn spannen in der Ausgangsposition der Schaltwelle den Schiebering gegen die Kugeln in Richtung des Stützringes vor. Die Kugeln liegen dadurch auch an dem Stützring an. Die den Schiebering gegen die Kugeln vorspannende(n) Feder(n) ist (sind) vorzugsweise Schraubenfeder(n).
• Wie eine Ausgestaltung der Erfindung vorsieht ist die dem Stützring zugewandte Kontur an dem Schiebering als eine Rampe ausgebildet. Die Rampe weist im Querschnitt gesehen eine in ihrem Verlauf von dem Innendurchmesser des Schieberings in Richtung dessen Außendurchmessers ansteigende Fläche, gekrümmt oder geradlinig verlaufend, auf. Die Fläche weist dabei in dem Schiebering nach innen und läuft in Umfangsrichtung um. Die dem Stützring zugewandte Kontur an dem Schiebering ist alternativ als flache, senkrecht zur Mittenachse des Schieberings ausgerichtete umlaufende Ringfläche ausgebildet.
• Die Rampe an dem Schiebering bewirkt, dass die Kugeln jeweils in der Ausgangsposition der Schaltwelle in die Ringnut vorgespannt eingreifen zwischen dem Stützring und dem Schiebering sowie zu Seiten der Schaltwelle eingeklemmt sind. Die Ringnut ist seitlich durch eine dem Stützring zugewandte Kontur eines rampenartig ausgebildeten Abschnittes an einem auf der Schaltwelle angeordneten Innenring und durch eine diesen Abschnitt beabstandet gegenüberliegende Kontur an dem Stützring begrenzt. Die Feder liegt an einer Seite vorgespannt an dem Stützring und an ihrer von dem Stützring wegweisenden Seite an der Hülse an.
• Der Stützring, der Schiebering, der Innenring, die Kugeln und die Feder sind vorzugsweise in der Hülse aufgenommen zu einer Baugruppe zusammengefasst. Außen in der Hülse stützt sich an der einen Seite der Hülse längs der Stützring ab. Es ist mit einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Stützring sich an einem Sicherungsring in der Hülse abstützt oder alternativ, dass der Stützring sich an einem radial nach innen weisenden Bord der Hülse abstützt. Die Kugeln liegen zu einer Seite vorgespannt an dem Stützring an. Gegen die andere Seite der Kugeln ist mittels der Feder der verschiebbar in der Hülse aufgenommene Schiebering vorgespannt. Die Feder stützt sich in die von dem Schiebering abgewandte Richtung an der Hülse ab. Diese Baugruppe ist auf die Schaltwelle montierbar, wobei sich der Stützring von dem Schiebering abgewandt längs an der Hülse abstützt. Derartige Baugruppen sind an der Schaltwelle noch vor der Montage der Schaltwelle in das Getriebe vormontierbar. Die Montage der Vorrichtung auf die Schaltwelle und die Montage der Schaltwelle zusammen mit der Vorrichtung ist einfach. Die Montagekosten sind reduziert. Die Vorrichtung gemäß Erfindung ist an Schaltwellen nachrüstbar und austauschbar.
• Wenn die Baugruppe vormontiert auf einer Schaltwelle vorliegt, sind die Bauteile außer in der vorher beschriebenen Anordnung außerdem bevorzugt so zueinander angeordnet, dass die Vorrichtung auf der Schaltwelle in der Ausgangsposition der Schaltwelle zur Hülse eingestellt ist. Die Kugeln greifen in dieser Stellung vorgespannt in die durch den Stützring zur einen Seite und durch die rampenartige Kontur des Abschnittes des Innenrings an der anderen Seite begrenzte Ringnut ein. Dabei haben die sich in dieser Ringnut zwischen den Stützring und den Innenring zwängenden Kugeln das Bestreben, den Stützring und den Innenring in Längsrichtung voneinander weg zu drücken. Der Innenring stützt sich jedoch in der Vorrichtung gegen die in Längsrichtung wirkende Kraftkomponente ab. Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass sich der Innenring in der Ausgangsposition der Schaltwelle längs von den Kugeln abgewandt an der Hülse abstützt.
• Eine Vorrichtung gemäß der Erfindung ist in einer weiteren Ausgestaltung auf der Schaltwelle so angeordnet, dass die Hülse in der Ausgangsposition an ihrer Seite mit dem Stützring an einem zum Gehäuse des Getriebes festen Anschlag des Getriebes anliegt. Alternativ dazu ist vorgesehen, dass die Vorrichtung auf der Schaftwelle beabstandet zu dem festen Anschlag des Getriebes angeordnet ist. Die Schaltwelle steht in der Vorrichtung in der Ausgangsposition und ist mit der Vorrichtung bis gegen den Anschlag verschiebbar angeordnet. Dabei wird die gesamte Vorrichtung durch die Schaltwelle bis zu dem Anschlag mitgenommen, ohne das sich in der Vorrichtung etwas bewegt. Diese Schaltbewegung ist von der Wirkung der Schraubenfeder unbeeinflusst, da die ganze Vorrichtung mitgenommen wird. Die Vorrichtung erhöht die Schaltkraft erst, wenn die Hülse sich längs an dem zum Gehäuse des Getriebes festen Anschlag abstützt. Erst dann kann die Schaltwelle gegen die nun ortsfeste Hülse und den damit ortsfesten Stützring weiter verschoben werden. Ist die Vorrichtung auf der Schaltwelle zu einem derartigen Anschlag im Getriebe beabstandet angeordnet, kann die Schaltwelle in Richtung des Anschlages zunächst ohne Erhöhung der Schaltkraft verschoben werden. Auf dem Weg zu dem Anschlag sind durch die Schaltwelle Schaltpositionen, z. B. für das Schalten von Vorwärtsgängen, einnehmbar oder können durchfahren werden, deren Wahl nicht durch eine Erhöhung der Schaltkraft angekündigt ist. Wenn diese Positionen durchfahren sind, trifft dann die Hülse auf den Anschlag. Die Schaltposition, z. B. zur Wahl des Rückwärtsganges, wird dann durch eine Erhöhung der Schaltkraft mittels der Vorrichtung angekündigt.
• Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Hülse und der Schiebering Umformteile aus Blech sind. Durch Umformtechnologien wie Ziehen, Prägen und Pressen sind Einzelteile besonders in der Großserien- und Massenproduktion wirtschaftlich, vorzugsweise aus Stahl, hergestellt.
• Bei der Bewegung der Schaltwelle in der Vorrichtung gemäß Erfindung längs aus der Ausgangsposition wird der Innenring durch die Schaltwelle mitgenommen. Dazu sitzt der Innenring vorzugsweise fest, z. B. aufgepresst, auf der Schaltwelle. Alternativ sitzt der Innenring verschiebbar auf der Schaltwelle und wird durch einen den Innenring hintergreifenden Wellenabsatz oder Sicherungsring in allen denkbaren Ausführungen in Bewegungsrichtung der Schaltwelle mitgenommen.
• Wenn sich die Schaltwelle aus der Ausgangsposition längs in Richtung der Schaltposition bewegt, wird der Innenring mitgenommen. Die Hülse liegt an dem Anschlag des Gehäuses an. Der Innenring löst sich von seiner Anlage, z. B. von dem Anschlag der Hülse. Die Ringnut wird schmaler, da der mit der Schaltwelle mitgenommene Innenring sich auf den Stützring zu bewegt. Die Kugeln werden radial nach außen aus der schmaler werdenden Ringnut an dem rampenartig ausgebildeten Abschnitt des Innenringes aufsteigend aus der Ringnut verdrängt oder alternativ auf dem rampenartig ausgebildeten Abschnitt zu dem Rand der Ringnut hin verdrängt. Der Schiebering wird durch die zwangsweise aus der Ringnut verdrängten Kugeln entgegen der Bewegungsrichtung der Schaltwelle leicht gegen die Feder bewegt. Er weicht den Kugeln aus und schafft damit den notwendigen Freiraum für die aus der Ringnut aufsteigenden Kugeln. Die Kugeln steigen somit gegen die Federkraft der Feder radial aus der Ringnut auf. Dabei wird die Feder nur gering durch das Ausweichen des Schieberinges vorgespannt, weil ihr eines Ende sich an dem Schiebering abstützt und ihr anderes Ende an der Hülse anliegt. Die Feder wird somit nicht durch die Schallwelle mitgenommen.
• Vorstehend wurde erwähnt, dass der Innenring an dem Anschlag der Hülse anliegt. So sieht dann eine weiterführende Ausgestaltung der Erfindung auch vor, dass der Innenring, insbesondere in einer von der Hülse eingekapselten vormontierten Baugruppe, sich in der Ausgangsstellung der Schaltwelle an seiner längs von den Kugeln abgewandten Seite an der Hülse abstützt. Dieser Anschlag an der Hülse ist wahlweise durch einen radial nach innen weisenden Bord der Hülse oder durch einen Ansatz an einer spanabhebend gestalteten Hülse gebildet. Der radial nach innen weisende Bord wiederum ist wahlweise ein einstückig mit der Hülse ausgebildeter umgebördelter Bord, ein gelochter Boden der gezogenen Hülse oder ein gelochter Boden eines in/auf die Hülse gepressten Deckels, oder eine in der Hülse, z. B. durch Bördeln, gesicherte Ringscheibe.
• Der Widerstand gegen das Bewegen der Schaltwelle steigt durch die Kräfte der Feder, z. B. einer Schraubenfeder an, solange die Kugeln an der Seitenwand der Ringnut radial nach außen aufsteigen. Dieser für eine z. B. den Rückwärtsgang wählende Bedienperson mit einem steilen Anstieg des Schaltkraftverlaufs spürbare zum Normalzustand höhere Widerstand muss beim Schalten durch die Bedienperson überwunden werden und ist für die Bedienperson das Signal, dass sich die Schaltwelle in die Richtung zum Schalten des Rückwärtsganges bewegt.
• Nachdem die Kugeln die Ringnut verfassen haben, bewegt sich die Schaltwelle den restlichen Weg zum Schalten des Rückwärtsganges an den in Längsrichtung relativ zum Gehäuse des Getriebes ortsfesten Kugeln entlang. Die Kugeln sind durch eine radiale Kraftkomponente gegen den zylindrischen Außenmantel des Innenringes vorgespannt. Diese Kraftkomponente ist durch das Umsetzen der Kraft der Feder gegen den Schiebering an der Rampe erzeugt. Die Vorspannung der Feder bleibt nahezu unverändert und wirkt auf den Schiebering. Der Schiebering seinerseits hält die Kugeln durch die an der Rampe erzeugte vertikale Kraftkomponente an dem Stützring. Die erforderliche Kraft zum Bewegen der Schaltwelle hat sich, nachdem die Kugeln die Ringnut verlassen haben, auf einen relativ konstanten Wert reduziert. Dieser Wert liegt höchstens gering über den beim Wählen von anderen Gängen üblichen Normalzustand. Die mit dem Kontakt der Kugeln zu dem Innenring umgesetzte Federkraft erzeugt dabei einen Widerstand gegen die Schaltbewegung, der geringer ist als der Widerstand, der durch die aus der Ringnut aufsteigenden Kugeln erzeugt ist.
• Mit der vorstehend beschriebenen Vorrichtung wird die Schaltwelle nach dem Herausnehmen des Rückwärtsganges und nach dem Loslassen des Schalthebels zuerst nicht durch die Vorrichtung selbsttätig in ihre Ausgangsposition zurückgeführt. Erst wenn die Schaltwelle mittels einer außerhalb der Vorrichtung wirkenden Kraft soweit zurückgeführt ist, dass der Innenring mit dem rampenartig ausgebildeten Abschnitt radial unter den Kugeln steht, lässt die Kraft der Feder die Kugeln in die Ringnut einschnappen. Deshalb ist eine derartig ausgeführte Ausrichtung insbesondere in Anwendungen einsetzbar, in denen die Schaltwelle mit ihrer Längsmittelachse vertikal zu dem Getriebe bzw. zu dem Fahrzeug ausgerichtet in das Getriebe eingebaut ist. Die Bewegung der Schaltwelle aus der Ausgangsposition in die Schaltposition führt die Schaltwelle dabei vertikal nach oben. Nach dem Herausnehmen des Rückwärtsganges und nach dem Loslassen des Schalthebels unterstützt das Eigengewicht der Schaltwelle das Zurückführen der Schaltwelle mittels Schwerkraft in ihre Ausgangsposition. Weiterhin ist eine derartig ausgeführte Vorrichtung insbesondere in Anwendungen einsetzbar, in denen die Schaltwelle durch außerhalb der Vorrichtung an der Schaltwelle erzeugte Rückstellkräfte in die Ausgangsposition zurückgeführt wird.
• Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass an dem Innenring wenigstens ein Federelement anliegt, wobei das Federelement zumindest gegen die sich aus der Ausgangsposition in die Schaltposition bewegende Schaltwelle vorgespannt ist. Die Schaltwelle wird mittels der Rückstellkräfte des Federelementes in die Ausgangsposition zurückgeführt. Die Kraft der auf den Innenring wirkenden Feder führt nach dem Herausnehmen z. B. des Rückwärtsganges und nach dem Loslassen des Schalthebels die Schaltwelle in Längsrichtung selbsttätig wieder die Ausgangsposition zurück. Sie führt die Schaltwelle soweit zurück, bis der Innenring mit dem rampenartigen Abschnitt radial unter den Kugeln steht und die Kugeln durch die Kraft der Feder auf den Schiebering unterstützt durch die Kraft des Federelementes auf den Innenring in die Ringnut einschnappen können.
• In der zuletzt genannten Vorrichtung ist nach dem Verlassen der Ringnut durch die Kugeln die Schaltkraft ebenfalls auf ein niedriges Niveau gesunken. Die Schaltkraft ist dann geringer als die erhöhte Schaltkraft. Die Kugeln sind dabei wieder durch eine an der Rampe erzeugte radiale Komponente der Federkraft an dem Schiebering gegen den zylindrischen Außenmantel des Innenringes gedrückt. Die Schaltkraft liegt jedoch über dem zum Wählen von anderen Gängen üblichen Normalwert, da das Federelement an dem Innenring der Bewegungsrichtung der Schaltwelle bis zur Einnahme ihrer Schaltposition entgegenwirkt. Die durch das Federelement an dem Innenring erzeugte Gegenkraft steigt, nachdem die Kugeln aus der Ringnut verdrängt wurden stetig an, ohne allerdings den höchsten Wert der Schaltkraft zu erreichen. Das auf den Innenring wirkende Federelement wird vorgespannt, weil ihr eines Ende sich ortsfest zum Gehäuse an dem Stützring abstützt und ihr anderes Ende das Federelement vorspannend von der Schaltwelle mitgenommen wird. Die Federkraft erzeugt allerdings dabei einen Widerstand gegen die Schaltbewegung, der geringer ist als der Widerstand, der durch die aus der Ringnut aufsteigenden Kugeln erzeugt ist.
• Weiter ausgestaltet ist die Erfindung mit einem Federelement, das sich von dem Innenring abgewandt an der Hülse abstützt. Das Federelement ist als ein Bauteil in der vormontierten Baueinheit integriert. Das Federelement bzw. die Federelemente sind vorzugsweise eine oder mehrere Schraubenfedern.
• Die Erfindung ist weiter ausgestaltet, indem an dem Innenring ein rampenartiger Abschnitt mit einem kegelstumpfartigen Querschnitt vorgesehen ist. Der kleinste Durchmesser dieses Abschnittes liegt dabei an der zu dem Stützring weisenden Seite des Innenringes. An seinem größten Durchmesser geht der Abschnitt in die zylindrische Mantelfläche des Innenringes über. Dabei verlaufen die Außenkonturen des Abschnittes vom kleinsten zum größten Durchmesser geradlinig und bilden somit tatsächlich einen Kegelstumpf. Alternativ verlaufen diese Außenkonturen des Abschnittes radial kurvenartig nach innen bzw. außen ausgewölbt. Denkbar ist auch, dass zwischen der Stirnseite des Innenringes und der Kontur des kegelstumpfartigen Abschnittes eine Rastkontur ausgebildet ist. In diese Rastkontur rasten die Kugeln in der Ausgangsposition der Schaltwelle ein. Der Innenring und damit die Schaltwelle sind in dieser Position dann arretiert. Ein Anschlag für den Innenring an der Hülse zum Abstützen der Schaltwelle in der Ausgangsposition kann dann unter Umständen entfallen.
• Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung macht es möglich, auf den Einsatz einer zweiten Feder zu verzichten. Diese Ausgestaltung sieht vor, dass der rampenartig ausgebildete Abschnitt am Innenring der Schaltwelle kegelstumpfartig gestaltet ist. Der kleinste Durchmesser dieses Kegelstumpfes liegt dabei an der zu dem Stützring weisenden Seite des Innenringes. An seinem größten Durchmesser geht der kegelstumpfartig ausgebildete Abschnitt in die zylindrische Mantelfläche des Innenringes über. Die Länge des Abschnittes zwischen dem kleinsten Durchmesser zu dem Übergang in den zylindrischen Bereich am größten Durchmesser ist größer als der Weg, den der Innenring beim Bewegen der Schaltwelle aus der Ausgangsposition in die Schaltposition relativ zur Hülse und somit zum Stützring zurückliegt. Die Kugeln sind dadurch nach dem Erreichen der Schaltposition durch die Schaltwelle nicht aus der Ringnut verdrängt, sondern nur bis an den Rand dieser. Sie liegen noch an dem rampenartigen Abschnitt des Innenringes an. Die radiale Komponente der Kraft der Feder auf den Schiebering wird an den Kugeln und an dem kegelstumpfartigen Abschnitt in eine in Längsrichtung wirkende Komponente umgesetzt. Diese Komponente drängt nach dem Herausnehmen des Ganges und Loslassen des Schalthebels die Schaltwelle in Längsrichtung wieder in die Ausgangsposition zurück. Der Schiebering schiebt somit die Kugeln auf dem kegelstumpfartig ausgebildeten Abschnitt des Innenringes in Richtung seines kleinsten Durchmessers. Die Kugeln haben ohnehin das Bestreben sich auf der Kontur des Abschnittes abwärts zu bewegen. Unterstützt durch die Komponente der Federkraft an dem Schiebering verschieben sie dabei die Schaltwelle soweit, bis die Kugeln ihre Ausgangsposition in der Ringnut erreicht haben und die Schaltwelle in dieser Position arretieren.
• Denkbar ist auch der Einsatz einer Vorrichtung mit einer Kombination der vorhergehend beschriebenen Merkmale. Ein Zusammenwirken der Kraft der Feder auf den Schiebering und der Kugeln auf den kegelstumpfartigen verlängerten Abschnitt an dem Innenring sowie der Kraft des auf den Innenring wirkenden Federelementes führt nach dem Herausnehmen des Rückwärtsganges und Loslassen des Schalthebels die Schaltwelle in Längsrichtung wieder in die Ausgangsposition zurück. Der Schiebering schiebt die Kugeln dabei auf dem kegelstumpfartig ausgebildeten Abschnitt des Innenringes in Richtung seines kleinsten Durchmessers.
• Kurze Beschreibung der Zeichnungen
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen
• Fig. 1a bis 1c ein Ausführungsbeispiel einer in einem Gehäuse eines Getriebes verbauten Schaltvorrichtung gemäß Erfindung, Längsschnitte durch die Vorrichtung in unterschiedlichen Schaltpositionen,
• Fig. 2a und 2b ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß Erfindung mit einer Schraubenfeder an dem Schiebering, Längsschnitte der Vorrichtung mit der Schaltwelle in unterschiedlichen Schaltpositionen,
• Fig. 3a und 3b die Vorrichtung aus Fig. 2a, 2b mit einer alternativen Gestaltung der Rampe an dem Innenring,
• Fig. 4 bis 6 weitere Ausführungsbeispiele von mit zwei Federn ausgerüsteten Vorrichtungen gemäß Erfindung im Längsschnitt.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
• Die Fig. 1a bis 1c zeigen eine Vorrichtung 1 für die Erhöhung von Schaltkräften an einer Schaltwelle 2. Die Schaltwelle 2 sitzt in einem Gehäuse 3 eines nicht weiter dargestellten Getriebes. Die Schaltwelle 2 ist mittels eines Lagers 4 um ihre Längsmittelachse 2a schwenkbar sowie längsverschiebbar in dem Gehäuse 3 gelagert. Die Vorrichtung 1 ist eine Baueinheit und sitzt auf der Schaltwelle 2. Die Baueinheit ist in einer Hülse 5 der Vorrichtung 1 zusammengefasst. Die Hülse 5 umgreift einen Abschnitt der Schaltwelle 2 und nimmt einen Schiebering 6, einen Stützring 7, eine Schraubenfeder 8 und Kugeln 9 auf.
• Ein Innenring 10 ist auf die Schaltwelle 2 aufgeschoben und liegt längs in einer Richtung an einem zur Schaltwelle 2 festen Anschlagring 11 an.
• In Fig. 1a ist die Schaltwelle 2 in ihrer Ausgangsposition zur Vorrichtung 1 dargestellt. Die Schraubenfeder 8 stützt sich an ihrer dem Lager 4 abgewandten Seite innen an der Hülse 5 ab und spannt in Richtung des Lagers gegen den verschiebbar in der Hülse 5 aufgenommenen Schiebering 6 vor. Der Schiebering 6 überträgt mittels einer Rampe 6a die Federkraft der Schraubenfeder 8 auf die Kugeln 9. An der Rampe 6a wird die Federkraft in radiale und axiale Komponenten zerlegt. Die axialen Komponenten pressen die Kugeln gegen die Stirnfläche 7a des Stützringes 7. Mittels der radialen Komponente sind die Kugeln 9 in eine Ringnut 12 gepresst. Die Ringnut 12 ist seitlich von einem rampenartig ausgebildeten Abschnitt 10a am Innenring 10 sowie durch die Stirnfläche 7a des Stützringes begrenzt. Die Kugeln 9 stützen sich gegen die Federkraft der Schraubenfeder 8a an der Stirnfläche 7a und dem rampenartigen Abschnitt 10a in der Ringnut 12 ab. Der Stützring 7 stützt sich gegen die mittels der Kugeln 9 aufgebrachten axialen Komponenten der Federkraft über einen Sicherungsring 13 in der Hülse 5 ab. Der Innenring 10 stützt sich mit seiner von dem Stützring abgewandten Seite gegen die durch die Kugeln 9 aufgebrachten axialen Komponenten an einem Anschlag 5a der Hülse ab. In der Ausgangsstellung nach Fig. 1a ist die Vorrichtung mit ihrer dem Lager 4 zugewandten Seite zu dem Gehäuse 3 mit dem Abstand d beabstandet angeordnet.
• Die Schaltwelle 2 wird längs in eine Schaltposition in Richtung des Lagers 4 durch das Lager 4 hindurch verschoben. Dabei wird die in sich vorgespannte Vorrichtung 1 mittels des Anschlagringes 11 über den Innenring 10 den Abstand d überwindend mitgenommen, bis die Vorrichtung 1 an dem Gehäuse 3 anschlägt. Diese Stellung ist in Fig. 1b dargestellt. Die Position der Schaltwelle 2 innerhalb der Vorrichtung 1 entspricht noch der der Ausgangsposition nach Fig. 1a.
• Fig. 1c zeigt die Schaltwelle 2 in einer Schaltposition, in die die Schaltwelle 2 nur mit erhöhten Schaltkräften verschiebbar ist. Dazu nimmt die Schaltwelle 2 über den Anschlagring 11 denn Innenring 10 aus seiner Position nach Fig. 1b in Richtung des Stützringes 7 mit. Die Kugeln 9 werden durch die Zwangskräfte des Innenringes 10 aus der Ringnut 12 radial nach außen verdrängt und steigen an dem rampenartigen Abschnitt auf. Der Schiebering 6 weicht der Zwangsbewegung der Kugeln 9 gegen die Kraft der Schraubenfeder 8 aus, um den Freiraum für die aus der Ringnut 12 aufsteigenden Kugeln zu schaffen. Die Kugeln sind in Fig. 1c schließlich vollständig durch den sich in Richtung des Stützringes 7 bewegenden Innenring 10 aus der Ringnut 12 verdrängt und liegen an der zylindrischen Mantelfläche 10b des Innenringes 10 an. Die Kugeln 9 sind zwischen dem Schiebering 6 und dem Stützring 7 eingespannt.
• Die Fig. 2a und 2b zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 14. Die Vorrichtung 14 ist eine in einer Hülse 15 aufgenommene Baueinheit. Die Hülse 15 ist stufenförmig ausgebildet und weist am Boden ein Loch 15a auf, durch das bei der Montage der Vorrichtung 14 auf eine nicht dargestellte Schaltwelle die Schaltwelle hindurchgeführt wird. Der verbleibende Rand des Bodens ist ein Anschlag 15b für einen Innenring 16. Auf den Innenring 16 wirken Kugeln 17, die durch einen Schiebering 18 vorgespannt sind. Der Schiebering 18 ist mittels einer Schraubenfeder 19 gegen die Kugeln 17 vorgespannt und drückt die Kugeln 17 in der Ausgangsposition nach Fig. 2a in eine Ringnut 20. Die Ringnut 20 ist seitlich durch einen rampenartig ausgebildeten Abschnitt 16a an dem Innenring sowie die Stirnfläche 21a eines Stützringes 21 begrenzt. Der Stützring 21 stützt sich über einen Sicherungsring 22 in der Hülse 15 ab.
• Eine erhöhte Schaltkraft wird an dem Innenring 16 erzeugt, wenn der Innenring 16 von dem Anschlag 15b weg längs in Richtung des Stützringes 21 verschoben wird. Dabei verengt sich die Ringnut 20 und zwingt die Kugeln 17 an dem rampenartigen Abschnitt 16a aufsteigend radial aus der Ringnut 20. Der Schiebering 18 weicht mit einer Bewegung längs entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Innenringes 16 den Kugeln 17 aus. Das Aufsteigen der Kugeln 17 an dem rampenartig ausgebildeten Abschnitt 16a erzeugt eine erhöhte Verschiebekraft an dem Innenring und somit eine erhöhte Schaltkraft an der nicht dargestellten Schaltwelle. Der Verlauf des Kraftanstieges ist besonders steil, wenn wie in Fig. 2 dargestellt, die Kontur des rampenartigen Abschnittes progressiv in Richtung der zylindrischen Mantelfläche 16b des Innenringes ansteigt.
• In Fig. 2b haben die Kugeln 17 die Ringnut 20 verlassen und liegen an der zylindrischen Mantelfläche 16b des Innenringes 16 an. Mittels der an der Rampe 18a in radiale und axiale Komponenten umgesetzten Federkraft der Schraubenfeder 19 sind die Kugeln zwischen der Rampe 18a des Schieberinges 18, der Stirnfläche 21a des Schieberinges und der zylindrischen Mantelfläche 16b des Innenringes eingeklemmt. Die radiale Komponente der Federkraft der Schraubenfeder 19 an der Rampe 18a lässt die Kugeln 17 bei der Annäherung des Innenringes 16 an den Anschlag 15b in die Ringnut 20 einschnappen und presst den Innenring gegen den Anschlag 15b.
• Die Fig. 3a und 3b zeigen eine Vorrichtung 23, die im Wesentlichen gleich aufgebaut ist wie die Vorrichtung 14 aus den Fig. 2a und 2b. Die Vorrichtung 23 weist jedoch abweichend einen Innenring 24 mit einem in Längsrichtung verlängerten rampenartigen Abschnitt 25 auf. Der Abschnitt 25 ist im Querschnitt gesehen mit einer anfangs progressiv ansteigenden Kontur 25a versehen, die in einen Kegelstumpf 25b übergeht. Der größte Durchmesser des Kegelstumpfes 25b geht in die zylindrische Mantelfläche 24a des Innenringes 24 über.
• In einer Ausgangsposition liegt der Innenring 24 wie auch der Innenring 16 an dem Anschlag 15b der Hülse 15 an. Die Kugeln 17 sind in eine durch den rampenartigen Abschnitt 25 zur einen Seite und die Stirnfläche 21a des Stützringes 21 zur anderen Seite gebildet begrenzte Ringnut 26 gepresst. Dazu wirkt die Federkraft der Schraubenfeder 19 auf den Schiebering 18. In der Schaltposition des Innenringes 24 bzw. der nicht dargestellten Schaltwelle liegen die Kugeln 17 an dem Kegelstumpf 25b an und sind somit nicht vollständig aus der Ringnut 26 verdrängt. Die Kugeln sind aufgrund der Vorspannung der Schraubenfeder 19 auf den Schiebering 18 sowie aufgrund ihrer Lage auf dem Kegelstumpf 25 geneigt sich radial nach unten zu bewegen. Das erzeugt eine längsgerichtete Kraft auf den Innenring 24, die das Zurückführen des Innenringes 24 in seine Ausgangsposition an den Anschlag 15b nach Fig. 3a erleichtert.
• Fig. 4 zeigt eine Vorrichtung 27, in der die gleichen Einzelteile wie in Fig. 2a und 2b verbaut sind. Zusätzlich zu dem Innenring 16, den Kugeln 17, dem Schiebering 18, dem Stützring 21 und der Schraubenfeder 19 ist in der Vorrichtung 27 eine weitere Feder 28 verbaut. In der Ausgangsposition des Innenringes 16 bzw. der nicht dargestellten Schaltwelle nach Fig. 4 spannt die Feder 28 den Innenring in Längsrichtung gegen den Anschlag 15b vor. Dabei stützt sich die Feder 28 im Inneren des Stützringes 21 ab. Bei einer Längsverschiebung des Innenringes 16 in Richtung der Schaltposition nach Fig. 2b bewegt sich der Innenring 16 relativ zu dem ortsfesten Stützring 21. Die Ringnut 20 wird immer schmaler und die Kugeln 17 werden aus der Ringnut 20 verdrängt. Dabei steigen die Kugeln 17 an dem rampenartig ausgebildeten Abschnitt 16a radial nach außen auf und aus der Ringnut 20 heraus. Der Schiebering 18 wird durch die Kugeln 17 entgegen der Bewegungsrichtung des Innenringes 16 leicht gegen die Schraubenfeder 19 bewegt. Der radiale Freiraum für das Ausweichen der Kugeln 17 aus der Ringnut 20 ist geschaffen. Die Schaltkraft an dem Innenring 16 wird in der Vorrichtung 27 nach Fig. 4 einerseits durch das Aufsteigen der Kugeln 17 aus der Ringnut 20 mit einer Kraftspitze und andererseits durch das Potential der Feder 28 erhöht. Nachdem die Kugeln 17 analog zu der Darstellung nach Fig. 2b die Ringnut 20 verlassen haben, bewegt sich der Innenring 16 den restlichen Weg zum Schalten in die Schaltposition an den in Längsrichtung relativ zu einem Getriebegehäuse ortsfesten Kugeln 17 entlang. Dabei wirkt auf den Innenring 16 weiterhin ansteigend die Federkraft der Feder 28 bis der Innenring 16 die Schaltposition erreicht hat. Die Federkraft der Feder 28 erzeugt jedoch dabei einen Widerstand gegen die Schaltbewegung des Innenringes 16 auf der nicht dargestellten Schaltwelle, der geringer ist als der Widerstand, der durch die aus der Ringnut 20 aufsteigenden Kugeln 17 erzeugt ist.
• In der Vorrichtung 29 nach Fig. 5 ist im Vergleich zu Fig. 4 der schon mit den Fig. 3a und 3b beschriebene Innenring 24 eingesetzt. Die Hülse 15, der Schiebering 18, der Stützring 21, die Kugeln 17 sowie die Schraubenfeder 19 entsprechen der Anordnung nach Fig. 2. Der rampenartige Abschnitt 25 an dem Innenring 24 ist mit der progressiv ansteigenden Kontur 25a und dem Kegelstumpf 25b versehen. Die progressiv ansteigende Kontur 25a geht in den Kegelstumpf 25b an seinem kleinsten Durchmesser über. Der Kegelstumpf 25b läuft an seinem größten Durchmesser an der zylindrischen Mantelfläche 24a aus. Die Länge I des Abschnittes zwischen dem kleinsten Durchmesser zu dem Übergang in den zylindrischen Bereich 24a ist größer als der Weg den der Innenring beim Bewegen der Schaltwelle aus der Ausgangsposition in die Schaltposition relativ zur Hülse 15 in Richtung des Stützrings 21 zurücklegt. Damit ist die Ringnut 26 so breit, dass die Kugeln 17 beim Erreichen der Schaltposition durch den Innenring 16 an der Mantelfläche des Kegelstumpfes 25a anliegen. Die Kugeln 17 haben das Bestreben sich auf der Kontur des Abschnittes 25 abwärts zu bewegen. Unterstützt durch die Federkraft der Schraubenfeder 19 auf den Schiebering 21 sowie durch das Potential der Feder 28 verschieben die Kugeln 17 den Innenring 16 beim Herausnehmen des Ganges und Loslassen des Schalthebels den Innenring 16 gegen den Anschlag 15b zurück.
• Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Vorrichtung 30 weist eine Hülse 31 mit einer durchgehend zylindrisch ausgebildeten Mantelfläche 31a auf. In der Hülse 31 sind ein Stützring 32, der Schiebering 18, die Schraubenfeder 19, die Feder 28, die Kugeln 17 sowie der Innenring 24 aufgenommen. Die Vorrichtung 30 funktioniert wie die Vorrichtung 29 aus Fig. 5. Die Schraubenfeder 19 stützt sich hülsenseitig an einem verdickten Hülsenboden 31b ab. Mit der Dicke des Bodens 31b ist die Vorspannung der Schraubenfeder 19 in der Hülse 31 gegen den Schiebering 18 vorbestimmt. Der Stützring 32 ist durch Umformen hergestellt. In Längsrichtung stützt sich der Stützring 32 an einem nach innen weisenden Bord 31c ab. Der Bord ist aus der zylindrischen Mantelfläche 31a durch Bördeln radial nach innen weisend umgelegt. Bezugzeichen 1 Vorrichtung
  2 Schaltwelle
  2a Längsmittelachse
  3 Gehäuse
  4 Lager
  5 Hülse
  5a Hülse
  6 Schiebering
  6a Rampe
  7 Stützring
  7a Stirnfläche
  8 Schraubenfeder
  9 Kugel
  10 Innenring
  10a rampenartiger Abschnitt
  10b zylindrische Mantelfläche
  11 Umschlagring
  12 Ringnut
  13 Sicherungsring
  14 Vorrichtung
  15 Hülse
  15a Loch
  15b Anschlag
  16 Innenring
  16a rampenartiger Abschnitt
  16b Mantelfläche
  17 Kugeln
  18 Schiebering
  18a Stirnflächen
  19 Schraubenfeder
  20 Ringnut
  21 Stützring
  21a Stirnfläche
  22 Sicherungsring
  23 Vorrichtung
  24 Innenring
  24a Mantelfläche
  25 Abschnitt
  25a Kontur
  25b Kegelstumpf
  26 Ringnut
  27 Vorrichtung
  28 Feder
  29 Vorrichtung
  

Claims (14)

1. Vorrichtung (1, 14, 23, 27) für die Erhöhung von Schaltkräften an einer entlang ihrer Längsmittelachse zu einem Gehäuse (3) zumindest aus einer Ausgangsposition längs verschiebbaren Schaltwelle (2) in einem Getriebe
mit einer die Schaltwelle in Umfangsrichtung umgreifenden und zumindest zeitweise wenigstens längs in eine Richtung zu dem Gehäuse (3) bewegungsfesten Hülse (5, 15, 31),
mit einem die Schaltwelle (2) umgreifenden sowie zur Hülse (5, 15, 31) zumindest längs bewegungsfest angeordneten Stützring (7, 21, 32),
mit einem längsverschiebbar zu der Hülse (5, 15, 31) angeordneten sowie die Schaltwelle (2) umgreifenden Schiebering (6, 18),
mit am Umfang der Schaltwelle (2) verteilt angeordneten und in der Ausgangsposition der Schaltwelle (2) jeweils teilweise in eine Ringnut (12, 20, 26) eintauchende Kugeln (9, 17) zwischen dem Stützring (7, 21) sowie einer dem Stützring (7, 21) zugewandten Kontur an dem Schiebering (6, 18) und
mit wenigstens einer konzentrisch zu der Längsmittelachse (2a) der Schaltwelle (2) angeordneten sowie den Schiebering (6, 18) gegen die Kugeln (9, 17) in Richtung des Stützringes (7, 21, 32) vorspannenden Feder,
wobei die Schaltwelle (2) relativ zu dem Stützring (7, 21, 32) zumindest zeitweise aus der Ausgangsposition längs in Richtung des Stützringes (7, 21, 32) relativ zu dem Stützring (7, 21, 32) verschiebbar sowie dabei die Kugeln (9, 17) aus der schmaler werdenden Ringnut (12, 20, 26) verdrängend angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringnut (12, 20, 26) seitlich durch eine dem Stützring (7, 21, 32) zugewandte Kontur eines rampenartig ausgebildeten Abschnittes (10a, 16a, 25) an einem auf der Schaltwelle (2) angeordneten Innenring (10, 16, 24) und durch eine dem Abschnitt 10a, 16a gegenüberliegende Kontur an dem Stützring (7, 21, 32) begrenzt ist und dass die Feder (8, 19) von dem Schiebering (6, 18) wegweisend an der Hülse (5, 15, 31) anliegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Stützring (21) zugewandte Kontur des Schieberinges (6, 18) eine Rampe (6a, 18a) ist, wobei die Rampe (6a, 18a) eine in Umfangsrichtung umlaufende vor dem Innenumfang des Schieberings (6, 18) ausgehende, nach innen gewandte sowie im Querschnitt gesehen vom Innenumfang des Schieberings (6, 18) in Richtung des Außenumfangs des Schieberings (6, 18) ansteigend verlaufende Fläche begrenzt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützring (7, 21, 32), der Schiebering (6, 18), der Innenring (10, 16, 24), die Kugeln (9, 17) und die Feder (8, 19) in der Hülse (5, 15, 31) aufgenommen zu einer auf die Schaltwelle (2) montierbaren Baugruppe zusammengefasst sind, wobei sich der Stützring (7, 21, 32) von dem Schiebering (6, 18) abgewandt längs an der Hülse (5, 15, 31) abstützt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützring (7, 21) sich an einem Sicherungsring (13, 22) in der Hülse (5, 15) abstützt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützring (32) sich an einem radial nach innen weisenden Bord (31c) der Hülse (31) abstützt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Innenring (10, 16, 24) in der Ausgangsposition der Schaltwelle (2) längs von den Kugeln (9, 17) abgewandt an der Hülse (5, 15, 31) abstützt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (16, 24) fest auf der Schaltwelle sitzt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) auf der Schaltwelle (2) mit der Schaltwelle (2) in der Ausgangsposition längs begrenzt in die Richtung einer Schaltposition gegen das Gehäuse (3) verschiebbar angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (5, 15, 31), der Schiebering (6, 18) sowie der Stützring (32) Umformteile aus Blech sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (8, 19) eine Schraubenfeder ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der rampenartig ausgebildete Abschnitt (10a, 16a, 25) an dem Innenring (10, 16, 24) der Schaltwelle (2) kegelstumpfartig ausgebildet ist, wobei der kleinste Durchmesser des Abschnittes (10a, 16a, 25) dabei an der zu dem Stützring (7, 21, 32) weisenden Seite des Innenringes (10, 16, 24) liegt sowie an seinem größten Durchmesser in eine zylindrische Mantelfläche (10b, 16b, 24a) des Innenrings (10, 16, 24) übergeht.

12. Vorrichtung für die Erhöhung von Schaltkräften an einer entlang ihrer Längsmittelachse aus der Ausgangsposition in Richtung des Stützringes in eine Schaltposition längs verschiebbare Schaltwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (10, 16, 24) sich zumindest an seiner von den Kugeln (9, 17) abgewandten Seite längs fest an der Schaltwelle (2) abstützt und dass der rampenartig ausgebildete Abschnitt (10a, 16a, 25) an dem Innenring (10, 16, 24) der Schaltwelle (2) kegelstumpfartig ausgebildet ist, wobei der kleinste Durchmesser des Abschnittes (10a, 16a, 25) dabei an der zu dem Stützring (7, 21, 32) weisenden Seite des Innenringes (10, 16, 24) liegt sowie an seinem größten Durchmesser in eine zylindrische Mantelfläche (10b, 16b, 24a) des Innenrings (10, 16, 24) übergeht und wobei die Länge des Abschnittes (10a, 16a, 25) zwischen dem kleinsten Durchmesser zu dem Übergang in die zylindrische Mantelfläche (10b, 16b, 24a) größer ist als der Weg, den der Innenring (10, 16, 24) aus der Ausgangsposition in die Schaltposition relativ zur Hülse (5, 15, 31) zurücklegt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Innenring (16, 24) wenigstens ein Federelement (28) anliegt, wobei das Federelement (28) zumindest gegen den sich aus der Ausgangsposition in die Schaltposition bewegenden Innenring (16, 24) vorgespannt ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (28) eine spiralförmig gewickelte Feder ist und sich von dem Innenring (16, 24) abgewandt an dem Stützring (21, 32) abstützt.