DE102011007721A1

DE102011007721A1 - Schaltvorrichtung eines Schaltgetriebes

Info

Publication number: DE102011007721A1
Application number: DE201110007721
Authority: DE
Inventors: Matthias Feuerbach; Klaus Krämer; Uwe Schwarz
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-04-20
Filing date: 2011-04-20
Publication date: 2012-10-25

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung (1) eines Schaltgetriebes, insbesondere eines Kraftfahrzeug-Schaltgetriebes, zur Übertragung einer Drehbewegung (W), nämlich einer Gangwählbewegung, und einer translatorischen Bewegung (S), nämlich einer Gangschaltbewegung, von einer sich in eine Achsrichtung (A) erstreckende Schaltwelle (2) auf mindestens ein Mitnehmerelement (3). Um den Schaltweg in einfacher Weise an gewünschte Verhältnisse anpassen zu können, sieht die Erfindung vor, dass auf der Schaltwelle (2) ein Schalthebel (4) befestigt ist, der die Drehbewegung (W) und die Schaltbewegung (S) auf eine Querschaltwelle (5) überträgt, wobei die Querschaltwelle (5) bei Drehbewegung (W) der Schaltwelle (2) translatorisch verschoben (W') und bei translatorischer Bewegung (S) der Schaltwelle (2) gedreht (S') wird, wobei am Schalthebel (4) ein Wählhebel (6) gelenkig angeordnet ist, so dass der Wählhebel (6) relativ zum Schalthebel (4) um eine zur Achse (A') der Querschaltwelle (5) parallelen Achse (D) schwenkbar ist, wobei an der Querschaltwelle (5) ein Übertragungselement (7) befestigt ist, das mit zwei voneinander beabstandeten Gelenkstellen (8, 9) versehen ist, wobei die eine Gelenkstelle (8) im Schalthebel (4) und die andere Gelenkstelle (9) im Wählhebel (6) angeordnet ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung eines Schaltgetriebes, insbesondere eines Kraftfahrzeug-Schaltgetriebes, zur Übertragung einer Drehbewegung, nämlich einer Gangwählbewegung, und einer translatorischen Bewegung, nämlich einer Gangschaltbewegung, von einer sich in eine Achsrichtung erstreckende Schaltwelle auf mindestens ein Mitnehmerelement.
Hintergrund der Erfindung
Schaltvorrichtungen dieser Art sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt. Beispielsweise wird auf die DE 10 2007 042 805 A1 hingewiesen. Um einen Gang in einem Schaltgetriebe einzulegen bzw. zu wechseln, wird die Schaltwelle gedreht bzw. axial verschoben. Diese Bewegung wird auf Mitnehmerelemente in Form von Schaltfingern übertragen; die Schaltfinger führen durch ihre Bewegung über entsprechende Schaltgabeln den gewünschten Gangwechsel aus.
Bei der Entwicklung eines Schaltgetriebes tritt mitunter die Anforderung auf, die Bewegung der Schaltwelle hin zu den Schaltfinger bzw. Schaltgabeln in einer gewünschten Weise zu übersetzen. D. h. für einen gegebenen Schaltweg an der Schaltwelle soll ein definierter Verschiebeweg bzw. eine definierte Verdrehung am Schaltfinger bzw. an der Schaltgabel gegeben sein.
Nachteilig ist es bei der vorbekannten Lösung, dass für eine gewählte Konstruktion das Verhältnis der Bewegungen zwischen der Schaltwelle und den Schaltfingern festliegt und nur durch aufwändige Umkonstruktion verändert werden kann.
Wünschenswert ist indes, ein bestimmtes Verhältnis der Umsetzung bzw. Übersetzung der Bewegung in einfacher Weise anpassen bzw. verändern zu können.
Aufgabe der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltvorrichtung der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass es möglich ist, das Übersetzungsverhältnis der Schalt- und/oder Wählbewegung von der Schaltwelle auf die Mitnehmerelemente (Schaltfinger) in einfacher und kostengünstiger Weise anpassbar zu machen. Dabei wird angestrebt, auf geringem Bauraum den Schalt- und/oder den Wählweg unabhängig voneinander festlegen zu können.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass auf der Schaltwelle ein Schalthebel befestigt ist, der die Drehbewegung und die Schaltbewegung auf eine Querschaltwelle überträgt, wobei die Querschaltwelle bei Drehbewegung der Schaltwelle translatorisch verschoben und bei translatorischer Bewegung der Schaltwelle gedreht wird, wobei am Schalthebel ein Wählhebel gelenkig angeordnet ist, so dass der Wählhebel relativ zum Schalthebel um eine zur Achse der Querschaltwelle parallelen Achse schwenkbar ist, wobei an der Querschaltwelle ein Übertragungselement befestigt ist, das mit zwei voneinander beabstandeten Gelenkstellen versehen ist, wobei die eine Gelenkstelle im Schalthebel und die andere Gelenkstelle im Wählhebel angeordnet ist.
Die Achse der Schaltwelle und die Achse der Querschaltwelle verlaufen dabei in einer Projektion aufeinander bevorzugt rechtwinkelig zueinander.
Das Übertragungselement kann im Bereich seiner Gelenkstellen kugelförmig oder kugelabschnittsförmig ausgebildet sein. Das Übertragungselement und die kugelförmig oder kugelabschnittsförmig ausgebildeten Bereiche an den Gelenkstellen sind dabei bevorzugt einstückig ausgebildet.
Der Schalthebel kann an seinem der Querschaltwelle zugewandten Ende eine nutförmige Ausnehmung aufweisen, die sich in Achsrichtung der Querschaltwelle erstreckt. Die Breite dieser nutförmige Ausnehmung – in Achsrichtung der Schaltwelle gemessen – entspricht insbesondere der Breite des Übertragungselements im Bereich der Gelenkstelle; gegebenenfalls ist die Breite um ein vorgegebenes Lagerspiel vergrößert.
Der Wählhebel kann in einem Schnitt senkrecht zur Achsrichtung der Schaltwelle und in Höhe der Gelenkstellen des Übertragungselements eine V-förmige oder U-förmige Gestalt aufweisen, wobei die hierdurch gebildeten Schenkel des Wählhebels mit dem Schalthebel gelenkig verbunden sind. Im Bereich der Verbindungsbasis der beiden Schenkel ist bevorzugt eine Lageraufnahme für das Übertragungselement im Bereich einer seiner Gelenkstellen angeordnet. Die Lageraufnahme kann dabei durch eine zylindrische Bohrung gebildet werden, deren Durchmesser dem Übertragungselement im Bereich einer seiner Gelenkstellen entspricht, gegebenenfalls wiederum erhöht um ein Lagerspiel.
Die gelenkige Verbindung zwischen einem Schenkel des Wählhebels und dem Schalthebel wird bevorzugt durch je einen Lagerbolzen gebildet.
Um einen ausreichenden Wählweg an der Querschaltwelle zu erreichen (z. B. 6 bis 7 mm pro Schaltgasse), muss bei vorgegebenem Wählwinkel an der Zentralschaltwelle (z. B. von 7° pro Schaltgasse) der Abstand zwischen der Zentralschaltwelle und der Querschaltwelle einem definierten Abstand entsprechen (z. B. 48 mm). Jedoch lässt sich in diesem Angriffspunkt keine ausreichende Schaltbewegung (d. h. Drehbewegung der Querschaltwelle) erreichen.
Demgemäß geht die Erfindung den Weg, eine Trennung der Schalt- und der Wählbewegungen voneinander zu realisieren. Die beiden Bewegungen sind also unabhängig voneinander. Dies ermöglicht der drehbar bzw. schwenkbar am Schalthebel angeordnete Wählhebel. Durch die drehbare bzw. schwenkbare Lagerung kann der Wählhebel keine Kräfte in Schaltrichtung auf den Kugelkopf (im Bereich der unteren Gelenkstelle für „Wählen”) auf die Querschaltwelle übertragen. Der Schalthebel ist in Wählrichtung indes mit einer Nut versehen und kann dadurch keine Kräfte in Wählrichtung auf den Kugelkopf (im Bereich der oberen Gelenkstelle für „Schalten”) übertragen.
Der erfindungsgemäße Vorschlag schafft also die Möglichkeit einer variablen Übersetzung von Schalt- und Wählbewegung in einem Schaltgetriebe. Dabei kann auf geringem Bauraum der Schalt- und der Wählweg unabhängig voneinander festgelegt werden.
Somit kann die Forderung, den Schaltweg der Zentralschaltwelle hin zu den Schaltgabeln zu verändern und an definierte Bedürfnisse anzupassen, in konstruktiv einfacher Weise erfüllt werden. Die Schaltbewegung wird erfindungsgemäß über die Querschaltwelle übersetzt und an die Schaltgabeln weitergegeben.
Diese Lösung kommt vor allem bei sog. „Inline”-Getrieben bevorzugt zum Einsatz.
Kurze Beschreibung der Figuren
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
1 in perspektivischer Darstellung eine Schaltvorrichtung eines Pkw-Handschaltgetriebes und
2 die Schaltvorrichtung gemäß 1 in geschnittener Darstellung.
Ausführliche Beschreibung der Figuren
In den beiden Figuren ist einmal in der perspektivischen Gesamtansicht und einmal in der perspektivischen Schnittansicht eine Schaltvorrichtung 1 dargestellt, die Bestandteil eines Schaltgetriebes eines Kraftfahrzeugs ist. Es kann sich dabei um ein Handschaltgetriebe oder um ein automatisiertes Getriebe handeln. Der Schaltvorgang wird mittels einer Schaltwelle 2 ausgeführt, die sich in eine Achsrichtung A erstreckt und einmal zwecks Wählen eines Gangs gedreht (Drehbewegung W) bzw. zwecks Schalten eines Gangs verschoben (translatorische Bewegung S) werden kann.
Die Dreh- und Verschiebebewegung der Schaltwelle 2 wird auf eine Querschaltwelle 5 übertragen, an der Mitnehmerelemente (Schaltfinger) 3 angeordnet sind, die in nicht dargestellte Schaltgabeln eingreifen und diese in bekannter Weise betätigen. Die Querschaltwelle 5 erstreckt sich in eine Achsrichtung A'.
Bei translatorischer Verschiebung der Schaltwelle 2 (Bewegung S) wird die Querschaltwelle 5 gedreht (Drehbewegung S'), bei Drehung der Schaltwelle 2 (Bewegung W) wird die Querschaltwelle 5 translatorisch bewegt (Bewegung W').
Hierzu ist an der Schaltwelle 2 zunächst ein Schalthebel 4 befestigt. Am Schalthebel 4 ist ein Wählhebel 6 gelenkig angeordnet. Der Wählhebel 6 hat im Schnitt (s. 2) eine U- bzw. V-förmige Gestalt mit zwei seitlichen Schenkeln 11 und 12 und einer diese verbindenden Verbindungsbasis 13. Die seitlichen Schenkel 11, 12 sind mit zwei Lagerbolzen 15 am Schalthebel 4 schwenkbar befestigt. Demgemäß kann sich der Wählhebel 6 um eine Achse D um den Schalthebel 4 drehen, wobei die Achse D parallel zur Achsrichtung A' der Querschaltwelle 5 ausgerichtet ist.
Zur Übertragung der Bewegung der Schaltwelle 2 auf die Querschaltwelle 5 ist an der Querschaltwelle 5 ein Übertragungselement 7 befestigt, beispielsweise mittels einer Schraubverbindung. Das stiftförmige Übertragungselement 7 hat zwei beabstandete Gelenkstellen 8 und 9 (s. 2), die jeweils als Kugelköpfe ausgebildet sind.
Der obere Kugelkopf der Gelenkstelle 8 befindet sich dabei in einer nutförmigen Ausnehmung 10, die im unteren Bereich des Schalthebels 4 eingearbeitet ist. Die Breite der nutförmigen Ausnehmung (gesehen in Achsrichtung A der Schaltwelle 2) beträgt etwas mehr als der Durchmesser des Kugelkopfes an der Gelenkstelle 8; der Mehrbetrag stellen ein Lagerspiel dar. Demgemäß wird der Kugelkopf an der Gelenkstelle 8 und damit das Übertragungselement 7 bei einer Verschiebung S der Schaltwelle 2 zwar um den entsprechenden Betrag verschoben, eine Drehbewegung W der Schaltwelle 2 überträgt sich aufgrund der nutförmigen Ausnehmung 10 indes nicht auf das Übertragungselement 7.
Der untere Kugelkopf der Gelenkstelle 9 befindet sich in einer Lageraufnahme 14, die in der Verbindungsbasis 13 eingearbeitet ist. Eine Drehbewegung W der Schaltwelle 2 verschiebt daher das Übertragungselement 7 an der Gelenkstelle 9 entsprechend den geometrischen Verhältnissen, eine Verschiebebewegung S der Schaltwelle 2 veranlasst infolge der schwenkbaren Anordnung des Wählhebels 6 am Schalthebel 4 indes keine Bewegung des Übertragungselements 7 an der Gelenkstelle 9.
Demgemäß sind die Bewegungen W und S hinsichtlich ihrer Übertragung auf die Bewegungen W' und S' voneinander entkoppelt.
Durch Wahl der Länge des stiftförmigen Übertragungselements 7 und namentlich des Abstandes zwischen den Gelenkstellen 8 und 9 bzw. der Größe des Wählhebels 6 kann somit in einfacher Weise das Übersetzungsverhältnis der Bewegungen gemäß den konkreten Wünschen realisiert werden.
Bezugszeichenliste

1: Schaltvorrichtung
2: Schaltwelle
3: Mitnehmerelement (Schaltfinger)
4: Schalthebel
5: Querschaltwelle
6: Wählhebel
7: Übertragungselement
8: Gelenkstelle
9: Gelenkstelle
10: nutförmige Ausnehmung
11: Schenkel
12: Schenkel
13: Verbindungsbasis
14: Lageraufnahme
15: Lagerbolzen
W: Drehbewegung (Gangwählbewegung)
W': translatorische Bewegung
S: translatorische Bewegung (Gangschaltbewegung)
S': Drehbewegung
A: Achsrichtung (Schaltwelle)
A': Achsrichtung (Querschaltwelle)
D: Achse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007042805 A1 [0002]

Claims

Schaltvorrichtung (1) eines Schaltgetriebes, insbesondere eines Kraftfahrzeug-Schaltgetriebes, zur Übertragung einer Drehbewegung (W), nämlich einer Gangwählbewegung, und einer translatorischen Bewegung (S), nämlich einer Gangschaltbewegung, von einer sich in eine Achsrichtung (A) erstreckende Schaltwelle (2) auf mindestens ein Mitnehmerelement (3), dadurch gekennzeichnet, dass auf der Schaltwelle (2) ein Schalthebel (4) befestigt ist, der die Drehbewegung (W) und die Schaltbewegung (S) auf eine Querschaltwelle (5) überträgt, wobei die Querschaltwelle (5) bei Drehbewegung (W) der Schaltwelle (2) translatorisch verschoben (W') und bei translatorischer Bewegung (S) der Schaltwelle (2) gedreht (S') wird, wobei am Schalthebel (4) ein Wählhebel (6) gelenkig angeordnet ist, so dass der Wählhebel (6) relativ zum Schalthebel (4) um eine zur Achse (A') der Querschaltwelle (5) parallelen Achse (D) schwenkbar ist, wobei an der Querschaltwelle (5) ein Übertragungselement (7) befestigt. ist, das mit zwei voneinander beabstandeten Gelenkstellen (8, 9) versehen ist, wobei die eine Gelenkstelle (8) im Schalthebel (4) und die andere Gelenkstelle (9) im Wählhebel (6) angeordnet ist.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (A) der Schaltwelle (2) und die Achse (A') der Querschaltwelle (5) in einer Projektion aufeinander rechtwinkelig zueinander verlaufen.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (7) im Bereich seiner Gelenkstellen (8, 9) kugelförmig oder kugelabschnittsförmig ausgebildet ist
Schaltvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (7) und die kugelförmig oder kugelabschnittsförmig ausgebildeten Bereiche an den Gelenkstellen (8, 9) einstückig ausgebildet sind.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalthebel (4) an seinem der Querschaltwelle (5) zugewandten Ende eine nutförmige Ausnehmung (10) aufweist, die sich in Achsrichtung (A') der Querschaltwelle (5) erstreckt.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der nutförmige Ausnehmung (10) in Achsrichtung (A) der Schaltwelle (2) gemessen der Breite des Übertragungselements (7) im Bereich der Gelenkstelle (8) entspricht, gegebenenfalls erhöht um ein Lagerspiel.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wählhebel (6) in einem Schnitt senkrecht zur Achsrichtung (A) der Schaltwelle (2) und in Höhe der Gelenkstellen (8, 9) des Übertragungselements (7) eine V-förmige oder U-förmige Gestalt aufweist, wobei die hierdurch gebildeten Schenkel (11, 12) des Wählhebels (6) mit dem Schalthebel (4) gelenkig verbunden sind.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Verbindungsbasis (13) der beiden Schenkel (11, 12) eine Lageraufnahme (14) für das Übertragungselement (7) im Bereich einer seiner Gelenkstellen (9) angeordnet ist.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageraufnahme (14) durch eine zylindrische Bohrung gebildet wird, deren Durchmesser dem Übertragungselement (7) im Bereich einer seiner Gelenkstellen (9) entspricht, gegebenenfalls erhöht um ein Lagerspiel.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die gelenkige Verbindung zwischen einem Schenkel (11, 12) des Wählhebels und dem Schalthebel (4) durch je einen Lagerbolzen (15) gebildet wird.