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Die Erfindung betrifft eine Handschaltvorrichtung für ein Handschaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs.
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Aus der
EP 0 828 097 B1 ist bereits eine Handschaltvorrichtung für ein Handschaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs, mit einem zum Drehen einer Schaltwelle vorgesehenem Schalthebel, der zur Durchführung einer Schaltbewegung drehbar gelagert ist, mit einer Schaltmasse und einem Lenker, der den Schalthebel und die Schaltmasse übersetzungsbehaftet miteinander verbindet, bekannt.
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Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, ein durch eine axiale Verschiebung seiner Schaltwelle schaltbares Handschaltgetriebe mit einem hohen Schaltkomfort bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Handschaltvorrichtung entsprechend dem Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Erfindungsgemäß wird eine Handschaltvorrichtung für ein Handschaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, mit einer Schaltwelle, die zur Durchführung einer Wählbewegung drehbar und zur Durchführung einer Schaltbewegung axial verschiebbar gelagert ist, mit einer Schaltmasse, die zur Unterstützung der Schaltbewegung vorgesehen ist, und mit zumindest einem drehbar gelagerten Verbindungshebel, der wirkungsmäßig zwischen der Schaltwelle und der Schaltmasse angeordnet ist, wobei die Handschaltvorrichtung wenigstens eine Koppelstange aufweist, die die Schaltwelle und den Verbindungshebel miteinander verbindet. Dadurch kann in eine Handschaltvorrichtung, die eine zum Schalten von Getriebegängen axial verschiebbare Schaltwelle aufweist, besonders einfach eine Schaltmasse integriert werden, wodurch ein Schaltkomfort und/oder eine Schaltqualität der die zum Schalten axial verschiebbare Schaltwelle aufweisenden Handschaltvorrichtungen erhöht werden kann. Weiter kann ein besonders kurzer Wirkweg zwischen der Schaltmasse und einem durch einen Fahrer betätigbaren Handschalthebel realisiert werden, wodurch die Schaltbewegung vereinfacht werden kann. Ferner kann eine besonders anpassungsfähige Handschaltvorrichtung bereitgestellt werden, die besonders einfach an Schaltcharakteristik von unterschiedlichen Fahrzeugtypen, wie Limousine oder Sportwagen, angepasst werden kann. Es kann ein durch eine axiale Verschiebung seiner Schaltwelle schaltbares Handschaltgetriebe, und damit ein Handschaltgetriebe, dessen Getriebegänge durch die axiale Verschiebung der Schaltwelle ein- und ausgelegt werden, mit einem hohen Schaltkomfort bereitgestellt werden, wodurch besonders komfortable in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs eingebaute Handschaltgetriebe und insbesondere Inlinegetriebe, also Handschaltgetriebe denen ein Achsversatz zwischen Ein- und Ausgangswelle fehlt, bereitgestellt werden können. Unter einer „Wählbewegung” soll insbesondere eine Bewegung verstanden werden, in die die Schaltwelle zum Wählen zumindest eines Getriebegangs, vorzugsweise einer Schaltgasse bewegt werden muss. Unter einer „Schaltbewegung” soll insbesondere eine Bewegung verstanden werden, in die die Schaltwelle zum Ein- und Auslegen eines Getriebegangs bewegt werden muss. Unter einem „Hebel” soll insbesondere ein Bauteil verstanden werden, das einen gehäusefesten Lagerpunkt aufweist, an dem es drehbar gelagert ist und dadurch insbesondere eine Bewegung zwischen zwei Anbindungspunkten übersetzt. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell ausgelegt, ausgestattet und/oder angeordnet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
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Damit lediglich die axiale Verschiebung der Schaltwelle an die Schaltmasse übertragen wird, wird weiter vorgeschlagen, dass die Handschaltvorrichtung eine die Schaltwelle und die Koppelstange miteinander verbindende Anbindung aufweist, die die Koppelstange von der Wählbewegung der Schaltwelle zumindest teilweise entkoppelt. Dadurch kann eine Freiheit für eine Drehbewegung der an die Koppelstange angebundenen Schaltwelle geschaffen werden, wodurch die Schaltwelle zum Wählen und zum Schalten der Getriebegänge verwendet werden kann. Weiter kann dadurch eine besonders kompakte und in ihrem Gewicht besonders leichte Handschaltvorrichtung bereitgestellt werden.
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Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Handschaltvorrichtung wenigstens eine weitere Koppelstange aufweist, die den Verbindungshebel und die Schaltmasse miteinander verbindet. Dadurch kann die Schaltmasse bezüglich einer Entfernung zur Schaltwelle und/oder zu einem Getriebegehäuse variabel angeordnet werden, wodurch die Handschaltvorrichtung besonders einfach an unterschiedliche Packaginganforderungen angepasst werden kann.
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Weiter ist es vorteilhaft, wenn die Schaltmasse als eine außerhalb eines Getriebegehäuses drehbar gelagerte Schwungscheibe ausgebildet ist. Durch die drehbare Lagerung außerhalb des Getriebegehäuses kann auf Durchtritte in dem Getriebegehäuse verzichtet werden, wodurch die Schaltmasse besonders einfach integriert werden kann. Durch die Ausbildung der Schaltmasse als Schwungscheibe kann eine Abstimmung besonders einfach erfolgen und eine Beeinflussung durch negative und positive Beschleunigungsvorgänge zumindest reduziert werden. Durch unterschiedliche Bearbeitung der Schwungscheibe aus einem Rohteil kann besonders einfach unterschiedliche Varianten gebildet werden.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In der einzigen Figur ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Figur, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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1 zeigt teilweise eine Kraftfahrzeugvorrichtung mit einem manuell schaltbaren Handschaltgetriebe 11 und einer zur Betätigung des Handschaltgetriebes 11 vorgesehene Handschaltvorrichtung 10. Das Handschaltgetriebe 11 weist eine Längsanordnung auf und ist in einer Fahrzeugfront eines die Kraftfahrzeugvorrichtung aufweisenden Kraftfahrzeugs angeordnet. Das Handschaltgetriebe 11 ist als ein Frontlängsgetriebe ausgebildet. Das Handschaltgetriebe 11 weist zur Einleitung eines von einem nicht dargestellten Antriebsmotor der Kraftfahrzeugvorrichtung bereitgestellten Moments eine nicht dargestellte Eingangswelle und zur Ausleitung eines übersetzten Moments eine nicht dargestellte Ausgangswelle auf. Die Eingangswelle und die Ausgangswelle sind in Linie zueinander angeordnet, wodurch der Eingangswelle und der Ausgangswelle ein Achsversatz zueinander fehlt. Das Handschaltgetriebe 11 ist damit als ein Inlinegetriebe ausgebildet. Das Handschaltgetriebe 11 weist weiter ein Getriebegehäuse 18 auf, innerhalb dem die Eingangswelle und die Ausgangswelle angeordnet sind.
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Zum Wählen und Schalten von Getriebegängen weist die Handschaltvorrichtung 10 eine Schaltwelle 12 auf. Zum Wählen einer Schaltgasse ist die Schaltwelle 12 gegenüber dem Getriebegehäuse 18 drehbar und zum Schalten eines Getriebegangs der gewählten Schaltgasse gegenüber dem Getriebegehäuse 18 axial verschiebbar gelagert. Eine Wählbewegung der Schaltwelle 12 ist damit als eine Drehbewegung und eine Schaltbewegung der Schaltwelle 12 als eine Axialbewegung ausgebildet. Um das übersetzte Moment an nicht dargestellte Antriebsräder der Kraftfahrzeugvorrichtung zu übertragen, weist die Kraftfahrzeugvorrichtung eine Gelenkwelle 19 auf, die antriebstechnisch an die Ausgangswelle des Handschaltgetriebes 11 angebunden ist. Die Kraftfahrzeugvorrichtung weist einen Heckantrieb auf. Die Antriebsräder sind somit als Heckräder ausgebildet. Das Handschaltgetriebe 11 ist damit für einen Heckantrieb vorgesehen.
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Die Gelenkwelle 19 ist in Linie zu der Ausgangswelle angeordnet. Die Schaltwelle 12 und die Gelenkwelle 19 sind parallel versetzt zueinander angeordnet. Die Schaltwelle 12 weist eine Längsachse auf, die parallel zu einer Längsachse der Gelenkwelle 19 angeordnet ist. Die Schaltwelle 12 ist parallel zu einer Fahrzeuglängsrichtung 21 des Kraftfahrzeugs angeordnet. Zur Durchführung der Wählbewegung ist die Schaltwelle 12 drehbar und zur Durchführung der Schaltbewegung ist die Schaltwelle 12 axial verschiebbar gelagert. Die Schaltwelle 12 verläuft teilweise innerhalb des Getriebegehäuses 18 und teilweise außerhalb des Getriebegehäuses 18. Aus Packaginggründen ist der außerhalb des Getriebegehäuses 18 verlaufende Teil der Schaltwelle 12 gebogen ausgeführt. Der innerhalb des Getriebegehäuses 18 verlaufende Teil der Schaltwelle 12 ist zur Betätigung von Zahnradkupplungen des Handschaltgetriebes 11 vorgesehen. Die Schaltwelle 12 ist zweistückig ausgeführt. Der erste Teil der Schaltwelle 12 ist außerhalb des Getriebegehäuses 18 und der zweite Teil der Schaltwelle 12 ist innerhalb des Getriebegehäuses 18 angeordnet. Der erste Teil der Schaltwelle 12 und der zweite Teil der Schaltwelle 12 sind bewegungstechnisch aneinander angebunden. Die zwei separaten Teile der Schaltwelle 12 verlaufen zumindest im Wesentlichen in Linie zueinander. Grundsätzlich kann die Schaltwelle 12 auch einstückig oder aus mehr als zwei Teilen ausgebildet sein.
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Zur Betätigung und damit zum Drehen und axialen Verschieben der Schaltwelle 12 weist die Kraftfahrzeugvorrichtung einen in einen Kraftfahrzeuginnenraum hineinragenden Handschalthebel 20 auf, der durch einen Fahrer des Kraftfahrzeugs zum Wählen und Schalten der Getriebegänge betätigbar ist. Der Handschalthebel 20 ist bewegungstechnisch an die Schaltwelle 12 angebunden. Er ist bewegungstechnisch an den außerhalb des Getriebegehäuses 18 verlaufenden Teil der Schaltwelle 12 angebunden. Der außerhalb des Getriebegehäuses 18 verlaufende Teil der Schaltwelle 12 bindet somit den innerhalb des Getriebegehäuses 18 verlaufenden Teil der Schaltwelle 12 an den Handschalthebel 20. Bei einer Betätigung des Handschalthebels 20 quer zur Fahrzeuglängsrichtung 21 verdreht der Fahrer die Schaltwelle 12, wodurch er eine Schaltgasse wählt. Bei einer Betätigung des Handschalthebels 20 längs zur Fahrzeuglängsrichtung 21 verschiebt der Fahrer die Schaltwelle 12 axial, wodurch er einen der gewählten Schaltgasse zugeordneten Getriebegang schaltet.
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Zur Unterstützung der Schaltbewegung weist die Handschaltvorrichtung 10 eine Schaltmasse 13 auf, die die Schaltung des der gewählten Schaltgasse zugeordneten Getriebegangs erleichtert. Die Schaltmasse 13 ist drehbar an dem Getriebegehäuse 18 gelagert. Sie weist eine Drehachse auf, die quer zur Längsachse der Schaltwelle 12 angeordnet ist. Die Schaltmasse 13 ist außerhalb des Getriebegehäuses 18 angeordnet. Zur Lagerung der Schaltmasse 13 weist die Handschaltvorrichtung 10 ein gehäusefestes Lager 27 auf, an dem sich die Schaltmasse 13 abstützt. Das Lager 27 ist an das Getriebegehäuse 18 geschraubt. Das Lager 27 ist als ein Kunststofflager ausgebildet, wodurch ein Gewicht und Kosten der Handschaltvorrichtung 10 eingespart werden können. Die Schaltmasse 13 ist als eine Schwungscheibe ausgebildet. Die als Schwungscheibe ausgebildete Schaltmasse 13 weist einen Kreismittelpunkt auf, durch den die Drehachse verläuft. Die Schaltmasse 13 weist eine Masse von 0,702 kg auf. Eine Massenträgheit der Schaltmasse 13 beträgt 1,778·106 gmm2.
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Um die Schaltwelle 12 und die Schaltmasse 13 übersetzungsbehaftet oder getrieblich miteinander zu verbinden, weist die Handschaltvorrichtung 10 einen drehbar gelagerten, außerhalb des Getriebegehäuses 18 angeordneten Verbindungshebel 14 auf, der wirkungsmäßig zwischen der Schaltwelle 12 und der Schaltmasse 13 angeordnet ist. Der Verbindungshebel 14 weist eine Drehachse auf, die quer zur Längsachse der Schaltwelle 12 angeordnet ist. Der Verbindungshebel 14 weist einen ersten Anbindungspunkt 22 zur Anbindung an die Schaltwelle 12, einen zweiten Anbindungspunkt 23 zur Anbindung an die Schaltmasse 13 und einen als Angelpunkt ausgebildeten Lagerpunkt 24 zur drehbaren Lagerung auf. Der Lagerpunkt 24 ist zwischen den beiden Anbindungspunkten 22, 23 angeordnet. Die Drehachse des Verbindungshebels 14 verläuft durch den Lagerpunkt 24. Ein zwischen dem ersten Anbindungspunkt 22 und dem Lagerpunkt 24 angeordneter Hebelarm des Verbindungshebels 14 ist dabei kleiner als ein zwischen dem zweiten Anbindungspunkt 23 und dem Lagerpunkt 24 angeordneter Hebelarm des Verbindungshebels 14. Der zwischen dem zweiten Anbindungspunkt 23 und dem Lagerpunkt 24 angeordnete Hebelarm ist ungefähr doppelt so lang als der zwischen dem ersten Anbindungspunkt 22 und dem Lagerpunkt 24 angeordnete Hebelarm. Der Verbindungshebel 14 stellt eine Wegübersetzung von ungefähr 2 bereit. Er stellt eine Wegübersetzung von 2,35 bereit. Der Verbindungshebel 14 stellt ungefähr eine Wegverdopplung auf 16 mm bereit. Der zwischen dem ersten Anbindungspunkt 22 und dem Lagerpunkt 24 angeordnete Hebelarm und damit der kürzere Hebelarm weist eine Hebellänge von 40 mm auf. Zur Lagerung des Verbindungshebels 14 weist die Handschaltvorrichtung 10 ein gehäusefestes Lager 28 auf, an dem sich der Verbindungshebel 14 abstützt. Das Lager 28 ist als ein Kunststofflager ausgebildet, wodurch Gewicht und Kosten der Handschaltvorrichtung 10 weiter eingespart werden können.
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Um neben der axialen Verschiebung auch die Drehbewegung der Schaltwelle 12 zu ermöglichen, weist die Handschaltvorrichtung 10 eine erste, außerhalb des Getriebegehäuses 18 angeordnete Koppelstange 15 auf, die die Schaltwelle 12 und den Verbindungshebel 14 miteinander verbindet. Die erste Koppelstange 15 verbindet den ersten Anbindungspunkt 22 des Verbindungshebels 14 mit der Schaltwelle 12. Sie verbindet den ersten Anbindungspunkt 22 des Verbindungshebels 14 mit dem außerhalb des Getriebegehäuses 18 angeordneten Teil der Schaltwelle 12. Die erste Koppelstange 15 weist eine Längsachse auf, die quer zur Drehachse des Verbindungshebels 14 angeordnet ist. Die Längsachse der ersten Koppelstange 15 ist parallel zur Schaltwelle 12 angeordnet. Die erste Koppelstange 15 und der Verbindungshebel 14 verbinden die Schaltwelle 12 und die Schaltmasse 13 in der Art miteinander, so dass lediglich die axiale Verschiebung der Schaltwelle 12 und damit lediglich die Schaltbewegung auf die Schaltmasse 13 übertragen wird. Die Schaltmasse 13 wirkt nur auf die axiale Verschiebung der Schaltwelle 12 und ist damit von der Drehbewegung der Schaltwelle 12 entkoppelt.
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Zur Anbindung der ersten Koppelstange 15 weist die Handschaltvorrichtung 10 eine Anbindung 16 auf, die die Schaltwelle 12 und die erste Koppelstange 15 miteinander verbindet. Die Anbindung 16 entkoppelt dabei die erste Koppelstange 15 teilweise von der Drehbewegung und damit der Wählbewegung der Schaltwelle 12 und entkoppelt dadurch den Verbindungshebel 14 von der Drehbewegung der Schaltwelle 12. Sie verbindet die Schaltwelle 12 und die erste Koppelstange 15 in Längsrichtung fest und in Drehrichtung beweglich miteinander. Durch die Anbindung 16 wird eine axiale Verschiebung der Schaltwelle 12 auf den Verbindungshebel 14 übertragen und eine Übertragung einer Drehbewegung der Schaltwelle 12 auf den Verbindungshebel 14 verhindert. Die Anbindung 16 weist ein Anbindungselement 25, das fest an dem außerhalb des Getriebegehäuses 18 angeordneten Teil der Schaltwelle 12 angebunden ist, und ein Kugelkopfgelenk 26, das das Anbindungselement 25 in Drehrichtung beweglich an die erste Koppelstange 15 anbindet, auf. Das Kugelkopfgelenk 26 ist dabei gedämpft oder elastisch ausgebildet, wodurch ein Schwingverhalten beeinflusst werden kann. Durch Variation der Dämpfung oder der Elastizität des Kugelkopfgelenks 26 kann besonders einfach eine Schwingungs- und Geräuschabstimmung durchgeführt werden. Ein Betätigungsweg an der Anbindung 16 beträgt maximal 8 mm. Grundsätzlich kann die Handschaltvorrichtung 10 weitere Kugelkopfgelenke aufweisen, beispielsweise um die erste Koppelstange 15 und den Verbindungshebel 14 miteinander zu verbinden.
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Um die aus Packaginggründen entfernt angeordnete Schaltmasse 13 an den Verbindungshebel 14 anzubinden, weist die Handschaltvorrichtung 10 eine zweite, außerhalb des Getriebegehäuses 18 angeordnete Koppelstange 17 auf, die den Verbindungshebel 14 und die Schaltmasse 13 miteinander verbindet. Die zweite Koppelstange 17 verbindet den zweiten Anbindungspunkt 23 des Verbindungshebels 14 mit der Schaltmasse 13. Die zweite Koppelstange 17 weist eine Längsachse auf, die quer zur Drehachse des Verbindungshebels 14 angeordnet ist. Die Längsachse der ersten Koppelstange 15 und die Längsachse der zweiten Koppelstange 17 sind parallel zueinander angeordnet. Die zweite Koppelstange 17 ist an einem Radius von 35 mm an der Schaltmasse 13 angebunden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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