-
Die Erfindung betrifft eine äußere Schaltung für ein Kraftfahrzeug-Handschaltgetriebe, insbesondere einem PKW-Handschaltgetriebe, mit einem in einem Schalt-Freiheitsgrad und einem Wähl-Freiheitsgrad bewegbaren Schalt-Wählhebel, einem um eine Achse schwenkbaren Wählhebel, der an den Schalt-Wählhebel gekoppelt ist, um einer Bewegung des Schalt-Wählhebels in dem Wähl-Freiheitsgrad zu folgen, und wenigstens einem ersten Federelement, das auf den Wählhebel eine erste Kraft ausübt.
-
Eine derartige äußere Schaltung umfasst herkömmlicherweise einen Schalt-Wählhebel, der in einer Halterung in zwei Freiheitsgraden bewegbar ist und dessen Stellung über zwei mit dem Handschaltgetriebe verbundene Seilzüge einen in diesem eingelegten Gang bestimmt.
-
Bei den meisten äußeren Schaltungen ist der Schalt-Wählhebel in einem Kugelgelenk gelagert, d. h. sowohl der Schalt-Freiheitsgrad als auch der Wähl-Freiheitsgrad ist ein Rotations-Freiheitsgrad. Eine Kulisse, durch die sich der Schalt-Wählhebel erstreckt, beschränkt dessen Bewegungsmöglichkeiten auf eine Bewegung entlang einer Wählgasse und von dieser abzweigenden Schaltgassen, an deren Ende sich jeweils die einem Gang des Getriebes entsprechenden Schaltstellungen des Schalt-Wählhebels befinden.
-
Bei einer bekannten, am Markt befindlichen äußeren Schaltung für ein Kraftfahrzeug-Handschaltgetriebe ist auf der Achse, um die der Wählhebel schwenkbar gelagert ist, eine Schenkelfeder gelagert, durch die der Wählhebel in eine vorbestimmte Neutralstellung gedrängt ist. Zur Lagerung der Schenkelfeder ist am Wählhebel ein zapfenartiger Vorsprung vorgesehen, der den Federkörper der Schenkelfeder trägt, dessen Schenkel sich mit ihren freien Enden an einem ortsfesten Vorsprung der äußeren Schaltung abstützten. Je nach Schaltstellung des Schalt-Wählhebels stützt sich dabei das eine oder andere freie Schenkelende der Feder an diesem Vorsprung ab.
-
Diese Konstruktion hat einerseits den Nachteil, dass dann, wenn an den Schenkelenden der Feder keine Geräusch dämmenden Maßnahmen getroffen werden, das Anschlagen der Schenkelenden am Vorsprung für einen Fahrer des Kraftfahrzeugs gut hörbar ist. Für den Fall, dass die Schenkelenden mit Geräusch dämmenden Maßnahmen versehen worden sind, ist zwar das Anschlaggeräusch der Schenkelenden an dem Vorsprung vermindert jedoch der Fertigungsaufwand erhöht. Außerdem verursacht der am Wählhebel gelagerte Federkörper der Schenkelfeder beim Bewegen und Loslassen des Schalt-Wählhebels Schwinggeräusche zwischen den einzelnen Federwindungen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine äußere Schaltung für ein Kraftfahrzeug-Handschaltgetriebe, insbesondere einem PKW-Handschaltgetriebe vorzuschlagen, bei der mit einfachen konstruktiven Maßnahmen die Nachteile des Standes der Technik vermieden sind.
-
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, wonach eine äußere Schaltung für ein Kraftfahrzeug-Handschaltgetriebe, insbesondere ein PKW-Handschaltgetriebe mit einem in einem Schalt-Freiheitsgrad und einem Wähl-Freiheitsgrad bewegbaren Schalt-Wählhebel, einem um eine Achse schwenkbaren Wählhebel vorgeschlagen wird, der an den Schalt-Wählhebel gekoppelt ist, um einer Bewegung des Schalt-Wählhebels in dem Wähl-Freiheitsgrad zu folgen, und wenigstens einem ersten Federelement, das auf den Wählhebel eine erste Kraft ausübt, wodurch der Schalt-Wählhebel in eine Neutralstellung des Wähl-Freiheitsgrades beaufschlagt ist, wobei ein zweites, mit dem Wählhebel zusammenwirkendes Federelement vorgesehen ist, das auf den Wählhebel in der Neutralstellung des Schalt-Wählhebels eine zweite Kraft ausübt, die der ersten Kraft des ersten Federelements entgegenwirkt.
-
Durch die beiden unter Vorspannung stehenden Federelemente, die auf dem Wählhebel entgegengesetzt gerichtete Kräfte ausüben ist der Wählhebel in der Neutralstellung des Schalt-Wählhebels durch die unter eine Vorspannung stehenden Federelemente verspannt. Die dabei auftretenden Kräfte hemmen sowohl Wählhebel als auch die Federelemente in ihrer Bewegung, sodass nicht nur der Wählhebel in einer vorbestimmten Position festgelegt ist, sondern auch die beim Auswählen der Gänge mittels des Schalt Wählhebels auftretenden Geräusche deutlich vermindert sind.
-
Besonders bevorzugt sind die auf den Wählhebel in der Neutralstellung des Schalt-Wählhebels einwirkenden Kräfte der Federelemente zumindest annähernd gleich groß bemessen. Eine derartige Maßnahme erleichtert die Einstellung der Vorspannung an den Federnelementen erheblich. Die Federelemente können dabei die gleiche Federkennlinie aufweisen.
-
Besonders einfach und gezielt einstellbar ist die Vorspannung mit der die Federelemente am Wählhebel angreifen, wenn nach einer nächsten bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung vorgesehen ist, dass die auf den Wählhebel einwirkenden Kräfte der Federelemente mit einem Einstellelement einstellbar sind.
-
Die Verwendung von Einstellelementen zur Einstellung der Vorspannung an den Federelementen ergibt außerdem eine reproduzierbare, auf den Wählhebel einwirkende Vorspannkraft.
-
Nach einer bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist vorgesehen, dass die Krafteinleitung der Federelemente auf den Wählhebel mit einem als Hebelarm dienenden Abstand zur Drehachse des Wählhebels vorgesehen ist.
-
Durch die mit Hilfe der Hebelarme erzielte Hebelwirkung für die Krafteinleitung am Wählhebel ist der Kraftanstieg der Federelemente bei einer vorgegebenen Auslenkung des Wählhebels um seine Schwenkachse deutlich flacher, wie für den Fall, dass die Federelemente achsnah am Wählhebel angreifen. Dadurch wirkt die Schaltung leichtgängiger und präziser.
-
Bevorzugt greift das erste und das zweite Federelement unmittelbar, besonders bevorzugt mittelbar über je ein Koppelteil am Wählhebel an, das sich am Wählhebel abstützt.
-
Durch die Verwendung eines Koppelteils lassen sich die Kräfte des ersten und zweiten Federelements besonders einfach auf den Wählhebel einleiten. Darüber hinaus ist bei Konstruktion des Wählhebels, lediglich durch eine unterschiedliche Gestaltung des Koppelteils eine unterschiedliche Einleitung der Federkräfte auf die Wählheber erzielbar. Eine derartige Maßnahme ermöglicht insbesondere in einer Großserienfertigung den Einsatz eines baugleichen Wählhebels für unterschiedliche äußere Schaltungen, lediglich unter Anwendung unterschiedlicher Koppelteile.
-
Wenn zwischen der am Koppelteil eingeleiteten Kraft und der am Koppelteil abgreifbaren Kraft ein Hebelarm ausgebildet, lässt sich eine besonders gezielte Krafteinleitung auf den Wählhebel erzeugen, da die am Koppelteil abgreifbare Kraft mit zudem mit einem als Hebelarm dienenden Abstand von der Schwenkachse des Wählhebels auf den Wählhebel einleitbar ist.
-
Durch die mit Hilfe der Hebelarme erzielte Hebelwirkung für die Krafteinleitung am Wählhebel ist der Kraftanstieg der Federelemente bei einer vorgegebenen Auslenkung des Wählhebels um seine Schwenkachse deutlich flacher, wie für den Fall, dass die Federelemente achsnah am Wählhebel angreifen. Dadurch wirkt die Schaltung leichtgängiger und präziser.
-
Ferner ist durch die mit Hilfe des Koppelteils erzielte Hebelwirkung die Anwendung von raumsparend aufgebauten Federelementen möglich, insbesondere dann, wenn diese als Torsionsstäbe ausgebildet sind. Durch den Einsatz eines Koppelteiles ist zudem die wirksame Hebellänge für jeden Einsatzfall besonders einfach festlegbar.
-
Bevorzugt liegt eines der Koppelteile bei einer vorbestimmten Auslenkung des anderen Koppelteiles durch den Wählhebel an einem Anschlag an. Hierdurch ergibt sich eine besonders exakte und feinfühlige Bewegung für den Schalt-Wählhebel in der Schaltkulisse, da bei seiner Bewegung der mitbewegte Wählhebel nur von einem Federelement, vorzugsweise von einem Torsionsstab, mit Kraft beaufschlagt ist.
-
Für den Fall, dass die Schwenkachse des Wählhebels höhenversetzt zu den Lagerachsen der Drehfedern, insbesondere der Torsionsfedern angeordnet sind, kann an der Schwenkachse des Wählhebels der Anschlag ausgebildet sein.
-
Besonders bevorzugt sind das erste und das zweite Federelement als Federn aus Metall oder Kunststoff ausgebildet.
-
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist vorgesehen, dass die metallischen Federn als zwei Drehfedern, zwei Blattfedern, bevorzugt als zwei Federstäbe ausgebildet sind. Besonders die Verwendung von Drehfedern oder Federstäben als Federelement ermöglichen eine besonders gezielte Einstellung der auf den Wählhebel wirkenden Vorspannkraft. Darüber hinaus sind Drehfedern und Federstäbe besonders platzsparend an der äußeren Schaltung anordenbar.
-
Entsprechend einer nächsten bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist vorgesehen, dass jeder der zwei Federstäbe oder jede der zwei Drehfedern an der äußeren Schaltung je eine Lagerstelle besitzt, deren Lagerachse zumindest im Wesentlichen parallel zur Drehachse des Wählhebels verläuft.
-
Hierdurch ist es möglich, eine besonders kompakt bauende Baugruppe zur Lagerung des Wählhebels und der Federstäbe bzw. der Drehfedern bereitzustellen.
-
Besonders bevorzugt ist die Lagerachse der Lagerstelle höhenversetzt zur Achse des Wählhebels angeordnet.
-
Durch den Höhenversatz lässt sich auf einfache Weise ein kompakter Aufbau für die Anordnung erreichen.
-
Besonders bevorzugt ist die Lagerstelle als Aufnahme für Einstellelement ausgebildet, das mit dem Federkörper des Federstabes oder der Drehfeder drehfest verbunden ist. Dadurch ergibt sich eine besonders einfache und zielsichere Einstellung der Vorspannung an den Federelementen.
-
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist vorgesehen, die Lagerstelle zweiteilig aus einem Unter- und einem Oberteil gebildet ist.
-
Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung anhand eines in der beigefügten Zeichnung vereinfacht dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert.
-
Es zeigen:
-
1 vereinfacht schematisch eine äußere Schaltung mit einem daran an einer Halterung angeordneten Wählhebel, in raumbildlicher Darstellung von der Seite,
-
2 die Halterung mit dem Wählhebel in Ansicht von der Seite,
-
3 die Halterung mit dem Wählhebel in Vorderansicht und
-
4 die Halterung mit dem Wählhebel in Explosionsdarstellung.
-
Gemäß 1 ist in perspektivischer Ansicht eine äußere Schaltung 10 gezeigt, die eine Halterung 11 aufweist, in deren Inneren im vorliegenden Fall ein nicht sichtbares Kugelgelenk zur drehbaren Lagerung eines Schalt-Wählhebels 12 vorgesehen ist. Mit dem Schalt-Wählhebel 12 ist eine im Inneren der Halterung angeordnete, nicht sichtbare Kugel fest verbunden, von der radial ein Finger 13 absteht, dessen freies Ende in eine zu einem im vorliegenden Fall L-förmig ausgebildeten Wählhebel 14 gehörende Aufnahme 15 eingreift. Der Wählhebel 14 ist um eine Achse 16 verschwenkbar, die zumindest im Wesentlichen quer zur Längserstreckung der äußeren Schaltung 10 angeordnet ist.
-
Durch das Zusammenwirken des an den Schalt-Wählhebel 11 angebundenen Fingers 13 mit dem Wählhebel 14 wird bei einer Drehung des Schalt-Wählhebels 12 um in Längsrichtung der äußeren Schaltung 10 laufende Achse das freie Ende des Finders 13 auf und ab bewegt, wodurch eine Schwenkbewegung des Wählhebels 14 um die Achse 16 erzeugt ist.
-
Ein von der Achse 16 aus nach unten verlaufender Arm des Wählhebels 12 ist an seinem freien Ende mit der Seele eines zu einem nicht dargestellten Schaltgetriebe führenden Seilzugs verbunden.
-
Der Schalt-Wählhebel 12 wird bei nicht eingelegtem Gang immer in eine Neutralstellung in der Mute einer Wählgasse 17 durch weiter unten genauer erläuterte Federelemente gedrängt. Entlang der Wählgasse 17 kann der Schalt-Wählhebel 12 in von der Wählgasse 17 abzweigende, durch strichpunktierte Linien dargestellte Schaltgassen 18 gebracht werden.
-
Wie aus 2 und 4 hervorgeht, ist der in Seitenansicht L-förmige Wählhebel 14 mit einem seitlich von ihm abstehenden Achsstutzen 19 drehfest verbunden, der als Lagerarm dient.
-
Wie insbesondere aus 4 hervorgeht, ist der Achsstutzen 19 gemäß dem hier vorliegenden Ausführungsbeispiel an seinem dem Wählhebel 14 zugewandten Ende mit einem Anschlag 20 und an seinem freien Ende mit einem Anschlag 21 versehen. Zwischen den Anschlägen 20 und 21 weist der Achsstutzen 19 einen Lagerabschnitt 22 auf. Im Abstand unterhalb des Anschlags 20 besitzt der Wählhebel 14 an seinem zweiten von dem Schenkel mit der Aufnahme 15 senkrecht abzweigenden Schenkel einen im vorliegenden Fall zapfenartig ausgebildeten Mitnehmer 23, der von dem Schenkel in Richtung des Achsstutzens 19 absteht. Der zapfenartige Mitnehmer 23 ist im vorliegenden Fall mit seinem Zapfenmittelpunkt auf der Mittellinie des ihn tragenden Schenkels angeordnet und in einem vorbestimmten Abstand unterhalb des Anschlags 20 angeordnet.
-
Der Achsstutzen 19 ist in einem Träger 24 verschwenkbar gelagert, der ein als Basis dienendes Trägerunterteil 25 besitzt. Zur verschwenkbaren Lagerung des Achsstutzens 19 ist in dem Trägerunterteil 25 eine sich über dessen Breite erstreckende Lagerhalbschale 26 vorgesehen, deren Stirnseiten zwischen den Anschlägen 20 und 21 angeordnet sind, wodurch der Achsstutzen 19 seitlich zum Trägerunterteil 25 positioniert ist. Unter Bildung eines seitlich ausladenden Absatzes 26.1 sind die Wandungen der Lagerhalbschale 26 nach oben geführt und bilden eine Führungskanal 26.2 mit seitlichen Führungsflächen 26.3.
-
Seitlich neben der Lagerhalbschale 26, im Abstand über dieser, ist an beiden seitlichen Rändern des Trägerunterteils 25 je eine Aufnahmerinne 27 vorgesehen, die sich ebenso wie die Lagerhalbschale 26 über die Breite der des Trägerunterteils 25 erstreckt und die an ihrem vom Wählhebel 14 abgewandten Ende mit einer Lagerstelle 28 versehen ist. Die Lagerstellen 28 sind mit einander gegenüberliegenden Rastaufnahmen 29 versehen, die im vorliegenden Fall in Form von Freisparungen ausgebildet sind.
-
In den Lagerstellen 28 sind in Art eines Bundbolzens ausgebildete Einstellelemente 30 mit ihrem zapfenartigen Fortsatz 31 drehbar gelagert. Der zapfenartige Fortsatz 31 ist an seinem Außenumfang mit Rastelementen 32 versehen, die einander gegenüberliegen und derart bemessen sind, dass sie in die Rastaufnahmen 29 einfügbar und darin formschlüssig gehalten sind.
-
Die Einstellelemente 30 sind an der Stirnseite ihres Fortsatzes 31 mit einer Bohrung 32.1 versehen, in der das freie Ende eines als Federelement dienenden, vorzugsweise aus metallenem Werkstoff gebildeten Torsionsstabes 33 einfügbar und darin verdrehfest gehalten ist. Der Torsionsstab 33 ist an seinem vom Einstellelement 30 abgewandten freien Ende drehfest mit einer Koppelteil 34 verbunden, des im vorliegenden Fall als flachprofilige, längliche Lasche ausgebildet ist, die von der Anbindungsstelle an den Torsionsstab 33 nach unten abragt. Jede der Laschen 34 besitzt an seiner Innenseite eine randoffene Aussparung 35, die im Wesentlichen halbkreisförmig ausgebildet ist. Unterhalb der randoffenen Aussparung 35 ist an jedem Koppelteil 34 an deren Innenseiten eine randoffene Freisparung 36 ausgebildet, deren Wand als Anschlagfläche 37 dient.
-
In das als Basis dienende Trägerunterteil 25 ist ein Trägeroberteil 38, das im Querschnitt T-förmig ausgebildet ist. Am Trägeroberteil 38 ist am freien Ende seines T-Schenkels 39 eine Lagerhalbschale 40 ausgebildet, an die seitlich Führungsflächen 41 anschließen, die den T-Schenkel 39 seitlich begrenzen.
-
Das Trägeroberteil 38 ist an seinem T-Steg 42, an dessen Unterseite 43 mit Aufnahmeinnen 44 versehen, die sich über die Breite des T-Stegs 42 erstrecken und endseitig mit Lagerstellen 45 versehen sind, die an einander gegenüberliegenden Seiten mit Rastaufnahmen 46 ausgestattet sind.
-
Zur Montage der Baueinheit wird zunächst der Wählhebel 14 mit seinem am Achsstutzen 19 vorgesehenen Lagerabschnitt 22 in der Lagerhalbschale 26 des Trägerunterteils 25 derart platziert, dass die einander zugewandten Innenseiten der Anschläge 20 und 21 an den Stirnseiten des Trägerunterteils 25 anliegen. Im Anschluss daran werden die als Federelemente dienenden Torsionsstäbe 33 in die Aufnahmerinne 27 eingefügt. Dabei liegen ihre Einstellelemente 30 in den Lagerstellen 28.
-
Die im Trägerunterteil 25 vormontierten Teile werden mit Hilfe des Trägeroberteils 38 im Trägerunterteil 25 fixiert. Zur Fixierung wird das Trägeroberteil 38 mit seinem T-Schenkel 39 in den Führungskanal 26.2 mit Hilfe der aneinander gleitenden Führungsflächen 26.3 und 41 eingefügt. Die richtige Fügetiefe ist erreicht, wenn die Stirnseiten der Lagerhalbschale 40 an den Horizontalflächen der Absätze 26.1 anliegen. In diesem Fügezustand umschließen die beiden Lagerhalbschalen 26 und 40 den Lagerabschnitt 22 und die Aufnahmerinnen 27 und 44 die Torsionsstäbe 33.
-
Wie insbesondere aus 3 ersichtlich ist, liegt der Anschlag 20 im Montagezustand innerhalb der einander gegenüberliegenden randoffenen Aussparungen 35 der Koppelteile 34, jedoch mit Abstand zu deren Wandungen.
-
Die unterhalb der Aussparungen 35 angeordneten Freisparungen 36 liegen dabei mit ihren Anschlagflächen 37 am Umfang des Mitnehmers 23 des Wählhebels 14 an. Die Anlagekraft ist durch die Torsionsstäbe 33 erzeugt, die an den Koppelteilen 34 im Abstand über der Krafteinleitungsposition der Koppelteile 34 auf den Mitnehmer 23 angeordnet sind, wodurch ein Hebelarm a gebildet ist.
-
Durch den Hebelarm a ergibt sich bei einer Auslenkung des Wählhebels 14 um einen vorbestimmten Auslenkwinkel ein geringerer Verdrehwinkel am Torsionsstab 33 und damit ein flacherer Kraftanstieg am Torsionsstab 33, wie für den Fall, dass die Krafteinleitung des Torsionsstabes 33 auf den Wählhebel 14 z. B. unmittelbar an der Schwenkachse 16 stattfindet.
-
Die Anlagekraft ist anhand der Einstellelemente 30 einstellbar, mit deren Hilfe die Torsionsstäbe 33 vorgespannt werden können. Zu diesem Zweck sind die Einstellelemente 30 innerhalb der durch die Lagerstellen 28 und 45 gebildeten Lageraufnahme verdrehbar und in ihrer Vorspannposition durch die an den Einstellelementen 30 vorgesehenen Rastnasen in den durch die Rastaufnahmen 29 und 46 gebildeten Raststellen verrastbar.
-
Die erzeugten Anlagekräfte der Koppelteile 34 am Mitnehmer 23 sind etwa gleich groß aber entgegengesetzt gerichtet. Durch die zumindest annähernd gleichgroßen entgegengesetzt am Mitnehmer 23 angreifenden Druckkräfte der Koppelelemente 34 ist der Wählhebel 16 in einer vorbestimmten Position vorgespannt gehalten.
-
Die vorgespannten Torsionsstäbe 33 sind innerhalb der Aufnahmerinnen 27 und 44 mit Spiel angeordnet und stützen sich am Träger 24 nur über die Einstellelemente 30 und einem nicht näher dargestellten, benachbart zu den Koppelteilen 34 angeordneten Lagern ab.
-
Damit ist sichergestellt, dass die Torsionsstäbe 34 innerhalb der Aufnahmerinnen 27 und 44 bei der Auslenkung des Wählhebels 14 keine Drehgeräusche verursachen.
-
Bei einer Auslenkung des Wählhebels 14, hervorgerufen durch eine Schaltbewegung des Schalt-Wählhebels 12, wird eines der Koppelelemente 34 durch den Wählhebel 14 ausgelenkt, während das andere Koppelelement 34 mit seiner Aussparung 35 am Anschlag 20 anschlägt und dadurch an einer weiteren Schwenkbewegung gehemmt ist. Ab diesem Zeitpunkt wirkt nur noch ein federbeaufschlagtes Koppelelement 34 der Bewegung des Wählhebels 14 entgegen.
