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Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung zum
Schalten von Gängen
in einem Stufenwechselgetriebe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, bei der auf
einer Getriebeschaltwelle ein radial von der Welle abragender Schaltfinger,
der mit an verschiebbaren Schaltschienen angeordneten Schaltgabeln
in Eingriff bringbar ist sowie eine Führungshilfe für den Schaltfinger
angeordnet ist.
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Bei Stufenwechselgetrieben von Kraftfahrzeugen
wird zum Gangwechsel eine Schaltmuffe mit einer Schaltgabel, bzw.
einem Schaltmaul verschoben. Die Schaltgabel ist an einer verschiebbaren Schaltschiene
oder Schaltstange befestigt. Die Gänge bestehen jeweils aus einem
Festrad und einem Losrad. Während
das Festrad mit einer Getriebewelle drehfest verbunden ist, ist
das Losrad auf einer anderen Getriebewelle drehbar gelagert und
zur Schaltung des betreffenden Gangs über eine zugeordnete, formschlüssig wirksame
Gangschaltkupplung drehfest mit der anderen Getriebewelle verbindbar.
Die Gangschaltkupplung ist über
die Schaltmuffe schließ- und
trennbar, deren Betätigung
durch eine Axialverschiebung der Schaltschiene realisiert wird.
Einer Schaltschiene sind je nach Bauart jeweils ein oder zwei Gänge zugeordnet.
Die Schaltschiene kann mechanisch mit einem Getriebeschaltfinger,
der auf einer Getriebeschaltwelle angeordnet ist, verschoben werden.
Dazu wird der Schaltfinger mit der jeweiligen Schaltgabel in Eingriff
gebracht. Bei einer Schaltbewegung in Schaltrichtung, d.h. einer
Vor- / Zurückbewegung
des Handschalthebels, wird der im Eingriff befindliche Schaltfinger
verschwenkt, so dass die Schaltschiene axial verschoben und der
angewählte Gang
in der oben beschriebenen Weise eingelegt wird. Bei einer Wählbewegung
in Wählrichtung,
d.h. Rechts- / Linksbewegung des Handschalthebels im Leerlauf, wird
der Schaltfinger zur Anwahl der einzelnen Schaltschienen zwischen
den einzelnen Schaltgabeln in einer jeweiligen Ganggasse auf und
ab bewegt.
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Problematisch dabei ist es, dass
einerseits der Schaltfinger in den Schaltgabeln funktionell Spiel haben
muss, damit er sich beim Anwählen
(Wählbewegung
quer zur Schaltrichtung) der einzelnen Schaltschienen nicht an den
Gabeln, bzw. Mäulern aufhaken
kann, andererseits sich dieses Spiel aber bei der Einstellung der
externen Schaltbetätigung (Schaltgestänge, Schalthebel)
meistens negativ auswirkt. Insbesondere kann es, je nachdem, auf
welcher Seite sich der Schaltfinger in der Schaltgabel bei der Einstellung
anlegt, am Handschalthebel im Schaltgehäuse beim Anwählen der
Rückwärtsganggasse
(der Handschalthebel muss dazu beispielsweise heruntergedrückt, bzw.
getaucht werden) an einer dem Rückwärtsgang
zugehörigen
Haltekante des Anschlags 1./2. Gang bzw. Rückwärtsgangsperre zum Aufhaken
kommen. Dieses Aufhaken wirkt sich ungünstig, weil unangenehm störend, auf
den Schaltkomfort aus.
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Es ist seit längerem bekannt, die Getriebeschaltwelle
mit Führungshilfen
wie einem Rastgebirge (s.
DE
30 47 117 ) oder einem Schaltzylinder auszustatten, die
bei der Schaltbewegung eine bessere Führung des Schaltfingers ermöglichen,
um das Einlegen der Gänge
zu erleichtern. Die Führungshilfen weisen
Ausformungen oder Vertiefungen auf, die im Zusammenwirken mit Rastmitteln
bestimmte, dem Schaltbild entsprechende, Bewegungslinien des Schaltfingers
zulassen.
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Nachteilig bei den bekannten Führungshilfen wirkt
sich aus, dass sie ein Aufhaken des Schaltfingers an den Schaltgabeln
bei der Wählbewegung
im Leerlauf nicht zuverlässig
verhindern und die Einstellung der Schaltbetätigung für den Leerlauf nicht unterstützen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es daher, eine Schaltvorrichtung zu entwickeln, die eine exakte
Schaltungseinstellung mit einer präzisen Führung des Schaltfingers bei
der Wählbewegung
im Leerlauf ermöglicht
und die ein Aufhaken des Schaltfingers an den Schaltgabeln zuverlässig verhindert.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß in Verbindung
mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Führungshilfe
als ein Schaltzylinder ausgebildet ist, der in Wählrichtung im Leerlauf eine
auf dem Mantel des Schaltzylinders angeordnete Führungsrille aufweist, die in
Wirkverbindung mit einem Rastelement, bei einer Wählbewegung
im Leerlauf, eine mittige Position des Schaltfingers in den Schaltgabeln
gewährleistet.
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Durch die Führungsrille des Schaltzylinders für die Wählbewegung
im Leerlauf kann das Spiel des Schaltfingers in der jeweiligen Schaltgabel,
bzw. in deren Öffnungsmaul
nicht mehr bei der Schaltungseinstellung im negativen Sinne voll
ausgenutzt werden. Die Führungsrille
mit dem Rastelement gewährleistet
vielmehr eine mittige Position des Schaltfingers, die ein Aufhaken
an den Anschlägen
bei der Wählbewegung
verhindert. Dadurch wird die Einstellung der externen Schaltbetätigung präziser. Außerdem wird
dadurch auch ein ungewolltes Spiel am Handschalthebel kaschiert.
Somit wird der Schaltkomfort insgesamt deutlich erhöht.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist die Führungsrille
als eine keilförmige
Nut ausgebildet.
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Dadurch, dass die Führungsrille
als eine keilförmige
Nut ausgebildet ist, lässt
sich eine besonders präzise
Führung
des Schaltfingers im Leerlauf realisieren. Zudem ist die keilförmige Nut
herstelltechnisch einfach und kostengünstig.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist das Rastelement als eine Führungsschraube mit einer federbelasteten
Kugel ausgebildet.
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Die Führungsschraube mit der federbelasteten
Kugel ist besonders als Rastelement geeignet, da sie sich leicht
in die Führungsrille
hinein- bzw. herausbewegen kann und sich quasi automatisch an spezielle
geometrische Ausformungen auf dem Mantel des Zylinders bei den Auf-
und Ab-Bewegungen bzw. den Drehbewegungen des Schaltzylinders anpasst.
Die Führungsschraube
kann besonders effektiv im Zusammenwirken mit einer keilförmigen Nut
als Führungsrille
eingesetzt werden.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung weisen die Randbereiche der Führungsrille Abflachungen auf.
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Durch die Abflachungen der Randbereiche der
Führungsrille
wird das Hinein- bzw. Herausgleiten der Führungskugel des Rastelements
bei dem Übergang
von der Schaltbewegung in die Wählbewegung
weiter erleichtert.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist der Schaltzylinder als ein Hohlzylinder ausgebildet
ist, dessen äußerer Mantel mindestens
eine Erhebung zur Aufnahme der Führungsrille
aufweist.
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Dadurch, dass der Schaltzylinder
als ein Hohlzylinder ausgebildet ist, kann eine Gewichtsersparnis
erzielt werden. Die Führungsrille
kann besonders einfach in einer Erhebung des Mantels ausgeformt
werden. Grundsätzlich
können
auch weitere Erhebungen und / oder Schlitze vorgesehen sein, die zur
Führung
und / oder zur Sperrung des Schaltfingers im Zusammenwirken mit
der Schaltgabel sowohl bei der Wählbewegung
als auch bei den Schaltbewegungen zum Einlegen der einzelnen Gänge dienen.
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Als konstruktiv besonders günstig hat
sich ein Öffnungswinkel
der keilförmigen
Nut von etwa 140° und
eine Positionierung der Nut, bzw. der Führungsrille auf der dem Schaltfinger
gegenüberliegenden
Seite des Schaltzylinders unter einem Winkel von etwa 45° zur Längsachse
des Schaltfingers, herausgestellt.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und der
beigefügten
Zeichnung, in der eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beispielsweise
veranschaulicht ist.
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Es zeigt
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1:
Eine vergrößerte Draufsicht
im Schnitt auf einen zum Teil dargestellten Schaltzylinder mit einer
Führungsrille.
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Eine Schaltvorrichtung zum Schalten
von Gängen
in einem Stufenwechselgetriebe besteht im Wesentlichen aus einer
Getriebeschaltwelle 2, auf der ein Schaltzylinder 1 und
ein Schaltfinger 3 angeordnet sind.
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Der Schaltzylinder 1 ist
als ein Hohlzylinder mit einem äußeren Mantel 7 ausgebildet,
der mit einer Nabe 10 auf der zentralen Schaltwelle 2 sitzt.
Von dem Zylinder 1 ragt radial der Schaltfinger 3 ab.
Der Zylinder 1 ist mit der Schaltwelle 2 in einer
Schaltrichtung 13 drehbar und in einer Wählrichtung 14,
die in der Achse der Schaltwelle 2 liegt, verschiebbar
gelagert und über
ein nicht dargestelltes Schaltgestänge und / oder Seilzüge mit einem
Handschalthebel verbunden.
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Der Mantel 7 weist einen
Querschlitz 9 auf, der auf der gleichen Ebene wie der Schaltfinger 3 liegt.
Der Querschlitz 9 dient dazu, dass nur die jeweils angewählte Schaltschiene, über den
sich mit der (nicht dargestellten) zugehörigen Schaltgabel dann im Eingriff
befindenden Schaltfinger 3, verschiebbar ist. Die übrigen Schaltschienen
werden über,
der jeweiligen Gabel zugeordnete, Anschläge, die sich an dem Zylinder 1 abstützen und
nur bei einer entsprechenden Anwahl über den Querschlitz 9 freigegeben
werden, blockiert. Dadurch wird eine Sperrfunktion des Schaltzylinders 1,
die ungewolltes Schalten von Gängen
verhindert, realisiert. Auf der dem Schaltfinger 1 gegenüberliegenden
Seite des Schaltzylinders 1 sind zwei Erhebungen 8, 8' an der Außenseite
des Mantels 7 angeordnet. Die Erhebung 8' weist eine
Rampe 11 auf, die mit einem Rastelement 12' als eine Rastierung
für einen
Rückwärtsgang
dient. Die Erhebung 8 weist eine Führungsrille 4 auf,
die als eine keilförmige
Nut in der Wählrichtung 14 mit
einem Öffnungswinkel
von 140° ausgebildet
ist und als eine Positionierung des Schaltzylinders 1 und damit
des Schaltfingers 3 im Leerlauf in einer bestimmten Drehstellung
dient. Die Nut 4 ist unter einem 45° Grad Winkel gegenüber einer
durch den Schaltfinger führenden
Längsachse 15 angeordnet. Die
Nuttiefe liegt typischerweise im Millimeterbereich.
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Bei einer Wählbewegung des Bedieners am Handschalthebel
in seitlicher Rechts-/ Linksrichtung, d.h. im Leerlauf, wird über das
Schaltgestänge
eine Auf- und Ab-Bewegung
der Schaltwelle 2 und damit des Schaltzylinders 1 und
des Schaltfingers 3 in der Wählrichtung 14 erzeugt.
Entsprechend wird eine Schaltschiene angewählt. Bei der Wählbewegung befindet
sich das Rastelement 12 in einer Wirkverbindung mit der
Nut 4.
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Die Rastelemente 12, 12' sind als Führungsschrauben 5, 5' mit federbelasteten
Kugeln 6, 6' ausgebildet.
Die Rastkugel 6 der Führungsschraube 5 gleitet
bei der Wählbewegung
in der Nut 4 entlang. Die Führung durch die Nut 4 positioniert
den Schaltzylinder 1 dabei so, dass der Schaltfinger 3 eine
mittige Position in der jeweils angewählten Schaltgabel aufweist.
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Befindet sich die Rastkugel 6 in
der Nut 4, wird bei der externen Einstellung der Schaltung
automatisch eine präzise
Mittenposition eingestellt. D.h., dass das vorhandene Spiel zwischen
Schaltfinger 3 und Schaltgabel nicht zu einer ungünstigen
Einstellung führen
kann, die ein Aufhaken bei der Wählbewegung
durch die einzelnen Gabeln hindurch in Wählrichtung 14 verursachen
könnte.
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Bei einer Schaltbewegung des Bedieners
am Handschalthebel in Vorwärts-/
Rückwärtsrichtung wird über das
Schaltgestänge
eine Drehbewegung des Schaltzylinders 1, bzw. eine Schwenkbewegung des
Schaltfingers 3 in der Schaltrichtung 13 erzeugt. Entsprechend
wird die zuvor angewählte
Schaltschiene über
den im Eingriff mit der zugehörigen
Schaltgabel sich befindenden Schaltfinger 3 axial verschoben
und der entsprechende Gang in einer an sich bekannten Weise geschaltet.
Entsprechendes gilt für das
Auslegen eines Ganges. Bei der Schaltbewegung zum Einlegen eines
Ganges gleitet die Rastkugel 6 aus der Nut 4 heraus
und bewegt sich entsprechend der Drehung des Schaltzylinders 1 über dessen
Mantelfläche.
Beim Auslegen des Ganges in Richtung Leerlauf gleitet die Rastkugel 6 entsprechend
in die Nut 4 hinein.
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- 1
- Schaltzylinder
- 2
- Schaltwelle
- 3
- Schaltfinger
- 4
- Führungsrille
- 5,
5'
- Führungsschraube
- 6,
6'
- Federbelastete
Kugel
- 7
- Mantel
- 8,
8'
- Erhebung
- 9
- Querschlitz
- 10
- Nabe
- 11
- Rampe
- 12,
12'
- Rastelement
- 13
- Schaltrichtung
- 14
- Wählrichtung
- 15
- Längsachse