DE19842620A1 - Schaltvorrichtung für ein Zahnräderwechselgetriebe - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltvorrichtung für ein Zahnräderwechselgetriebe mit einem Fernschaltgestänge zur Übertragung der Schaltbewegung und mit einem flexiblen Stellgestänge zur Übertragung der Wählbewegung und mit einem Koppelgestänge zur Abstützung der Reaktionskräfte zwischen einem Handschalthebel und dem Zahnräderwechselgetriebe. DOLLAR A Um eine gattungsgemäße Schaltvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche sich bei einfachem Aufbau ohne Schwierigkeiten als eine vormontierte Baueinheit im Fahrzeug montieren läßt, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Koppelgestänge an dem in Fahrzeuglängsrichtung hinten liegenden Gestängeende mindestens zwei starre Fortsätze aufweist, welche sich jeweils mittels eines elastischen Zwischengliedes unter Aufrechterhaltung einer begrenzten Verschiebbarkeit in Fahrzeuglängsrichtung am Fahrzeugaufbau abstützen.

Description

Die Erfindung betrifft gemäß Gattungsbegriff eine Schaltvor­ richtung nach dem Patentanspruch 1 des Hauptpatentes, bei wel­ cher eine Halte-Einrichtung für die Lagerung eines schwenkbaren Handschalthebels in einer ersten Ausführungsform mittels einer Pendel-Stütze, in einer zweiten Ausführungsform mittels einer Pendel-Schwinge und in einer dritten Ausführungsform mittels einer Schlittenführung mit einem festen Aufbauteil unter Auf­ rechterhaltung einer relativen Beweglichkeit in Fahrzeuglängs­ richtung verbunden ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird im wesentli­ chen darin gesehen, eine gattungsgemäße Schaltvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche sich bei einfachem Aufbau ohne Schwierigkeiten als eine vormontierte Baueinheit im Fahrzeug montieren läßt.

Die erläuterte Aufgabe ist gemäß der Erfindung mit den Kenn­ zeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung nach dem Zusatz- Patent erfüllt ein elastisches Zwischenglied zwei Funktionen. Zum einen wird die Relativbewegung der Halte-Einrichtung in Fahrzeuglängsrichtung ermöglicht, da das elastische Zwi­ schenglied als quasi-Linearlager wirkt und zum anderen werden die von dem Koppelgestänge auf den Handschalthebel übertragenen Schwingungen reduziert. Die Karosserie - d. h. das Aufbauteil - des Kraftfahrzeuges kann auf die am Antriebsstrang gekoppelte Schaltvorrichtung aufge­ setzt werden, woraufhin dann das elastische Zwischenglied mit der Karosserie verbunden wird. Durch die Verwendung von zwei achsparallel zueinander versetzt angeordneten elastischen Zwischengliedern wird eine Verdrehung der Halte-Einrichtung infolge der Wählbewegungen des Hand­ schalthebel verhindert. Je weiter die beiden elastischen Zwischenglieder dabei in der Richtung quer zur Fahrzeuglängsrichtung voneinander entfernt sind, desto steifer ist die Halte-Einrichtung gegen eine Ver­ drehung infolge der Wählbewegungen des Handschalthebels.

Eine besonders einfach aufgebaute und kostengünstige Ausgestal­ tungsform zur Befestigung von zwei Fortsätzen zur Aufnahme der elastischen Zwischenglieder ist im Patentanspruch 2 darge­ stellt. Durch die Aufteilung des Koppelgestänges in zwei Stre­ ben kann jeweils an einem Fortsatz einer Strebe ein elastisches Zwischenglied angeordnet sein.

Der Patentanspruch 3 hat eine preisgünstige Ausgestaltungsform zum Gegenstand. Vorteilhafterweise sind ringförmige Verbund­ werkstoff-Federelemente handelsübliche Teile.

Im Patentanspruch 4 ist eine vorteilhafte Möglichkeit darge­ stellt, die Montage des Antriebsstranges mit dem Aufbauteil nochmals zu vereinfachen, da die Schaltvorrichtung bei der Mon­ tage nur noch mittels eines Clipverschlusses eingeclipst werden muß.

Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung her­ vor.

Die Erfindung ist nachstehend anhand von einer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung in einer per­ spektivischen Darstellung.

Fig. 2 ausschnittsweise einen Schnitt durch die Schaltvorrich­ tung von Fig. 1 nach Linie II-II.

Fig. 1 zeigt eine Schaltvorrichtung für ein nicht näher darge­ stelltes Zahnräderwechselgetriebe. Ein Getriebegehäuse des Zahnräderwechselgetriebes ist elastisch an einem nur bruch­ stückhaft dargestellten Aufbauteil 6 eines nicht mehr darge­ stellten Kraftfahrzeuges abgestützt und mittels eines Koppelge­ stänges 49 mit einer Halte-Einrichtung 13 für die Lagerung ei­ nes schwenkbaren Handschalthebels 9 in einer Lageranordnung 10 gekoppelt. Die Halte-Einrichtung 13 ist dabei mittels einer quasi-Linearlagerungsvorrichtung 85 gummielastisch mit dem Auf­ bauteil 6 gekoppelt, wodurch die Halte-Einrichtung 13 in Fahr­ zeuglängsrichtung relativ zum Aufbauteil 6 begrenzt verschieb­ bar ist.

Bei den folgend beschriebenen Bauteilen der Schaltvorrichtung wird das in Fahrzeuglängsrichtung vorne liegende - d. h. dem Ge­ triebe näher stehende - Ende als vorderes Ende und das in Fahr­ zeuglängsrichtung hinten liegende Ende als hinteres Ende be­ zeichnet.

In der Halte-Einrichtung 13 ist die Lageranordnung 10 angeord­ net. Wesentlicher Bestandteil der Lageranordnung 10 ist ein Ku­ gelgelenk 46, dessen Gelenkkugel 47 bewegungsfest zum Hand­ schalthebel 9 und dessen die Gelenkkugel 47 gleitend und dreh­ beweglich halternde Kugelpfanne 48 bewegungsfest zu der Halte- Einrichtung 13 angeordnet sind. Das Kugelgelenk 46 und eine nicht mehr dargestellte Kulissenführung vermitteln eine Schwenkbeweglichkeit des Handschalthebels 9 um zwei zueinander senkrechte Schwenkachsen 11-11 und 12-12 für die Schalt- und Wählbewegungen des Handschalthebels 9.

Im folgenden werden die Bauteile der Schaltvorrichtung zur Übertragung der Schaltbewegung vom Handschalthebel 9 auf die Schaltwelle 8, d. h. das Schwenken des Handschalthebels 9 um die Schwenkachse 11-11, erläutert.

Das Kugelgelenk 46 unterteilt den Handschalthebel 9 in einen den Schaltgriff 86 aufweisenden oberen Hebelteil 79 und in ei­ nen nicht näher dargestellten unteren Hebelteil, der durch ein nicht näher dargestelltes weiteres Kugelgelenk mit einem Fern­ schaltgestänge 14 verbunden ist. Dieses Kugelgelenk wird dabei aus dem zur Gelenkkugel ausgebildeten unteren Ende des unteren Hebelteiles und einer bewegungsfest an einem hinteren Ende des Fernschaltgestänges 14 angeordneten Gelenkpfanne gebildet. Das Fernschaltgestänge 14 führt zu der im Getriebegehäuse drehbar und axial verschiebbar gelagerten Schaltwelle 8 mit einem das Getriebegehäuse nach außen durchsetzenden Wellenende 87, mit dem das Fernschaltgestänge 14 an seinem anderen Ende durch ein weiteres Kugelgelenk 33 verbunden ist.

Das Koppelgestänge 49 umfaßt zwei Profilbleche 88a, 88b, die an ihren vorderen Enden über ein y-förmiges Gabelungsblech 16 mit­ einander verbunden sind und an ihren anderen Enden - d. h. an dem hinteren Gestängeende 17 des Koppelgestänges 49 - jeweils mit einem von zwei zylindrischen Bolzen 90a, 90b verschweißt sind.

Das y-förmige Gabelungsblech 16 ist mittels eines nicht mehr dargestellten sphärischen Gelenkes gelenkig mit dem Gehäuse des Zahnräderwechselgetriebes verbunden. Das Koppelgestänge 49 durchsetzt die Halte-Einrichtung 13. Dazu weist die Halte- Einrichtung 13 parallel zueinander und näherungsweise parallel zur Schwenkachse 12-12 angeordnete Bohrungen auf, die jeweils einen der beiden Bolzen 90a, 90b mit Preßsitz aufnehmen. Die Bolzen 90a, 90b sind hinter dem Handschalthebel 9 in Verbund­ werkstoff-Federelementen 91a, 91b der quasi-Linearlagerungs­ vorrichtung 85 gummielastisch aufgenommen.

Die quasi-Linearlägerungsvorrichtung 85 umfaßt neben den Ver­ bundwerkstoff-Federelementen 91a, 91b ein Winkelblech 92 und eine Schraube 99 mit einer Mutter 100. Das Winkelblech 92 weist eine obere Ebene 93 auf, an deren quer zur Fahrzeuglängsrich­ tung liegenden beiden Enden abgewinkelte Ansätze 94a, 94b ange­ ordnet sind, die an ihren Enden zu Zylindern 95a, 95b ausge­ formt sind. Die Längsachsen 96a, 96b der Zylinder 95a, 95b fluchten mit den Längsachsen der Bolzen 90a, 90b und nehmen die ringförmigen in Fig. 2 näher dargestellten Verbundwerkstoff- Federelemente 91a, 91b auf. Die Verbundwerkstoff-Federelemente 91a, 91b weisen jeweils zwei am Umfang einander gegenüber lie­ gende, radial nach außen abgewinkelte Laschen 97a, 97b auf, während die Zylinder 95a, 95b zwei einander am Umfang gegenüber liegende Langlöcher 98a, 98b aufweisen. Die Laschen 97a, 97b bilden zusammen mit den Langlöchern 98a, 98b formschlüssige Verbindungen, die im folgenden als Clipverschlüsse 89a, 89b be­ zeichnet werden. Diese Clipverschlüsse 89a, 89b sichern die Verbundwerkstoff-Federelemente 91a, 91b vor einer axialen Ver­ schiebung innerhalb der Zylinder 95a, 95b. Auf der Innenseite der ringförmigen Verbundwerkstoff- Federelemente 91a, 91b sind die Bolzen 90a, 90b mit Preßsitz aufgenommen. Das Winkelblech 92 weist in der oberen Ebene 93 eine Bohrung auf, durch die von unten die Schraube 99 gesteckt ist. Das Win­ kelbleches 92 ist mittels der Schraube 99 und der Mutter 100 mit dem im Bereich der Schraube 99 ausschnittsweise dargestell­ ten Aufbauteil 6 verschraubt.

Im folgenden wird die Abstützung und die Funktionsweise der Schaltvorrichtung bei einer Schaltbewegung des Handschalthebel 9 erläutert.

Die Schwenkbewegung des Handschalthebels 9 um die Schwenkachse 11-11 am Kugelgelenk 46 wird an der gelenkigen Verbindung des unteren Hebelteils mit dem Fernschaltgestänge 14 in eine Trans­ versalbewegung des Fernschaltgestänges 14 umgewandelt. Das Fernschaltgestänge 14 überträgt dabei die Transversalbewegung (Schaltbewegung) über das Kugelgelenk 33 auf die Schaltwelle 8. Dabei stützt das Koppelgestänge 49 die Kräfte in Fahrzeuglängs­ richtung in Form von Normalkräften in dem Koppelgestänge 49 ab. Durch diese Abstützung vermag das Koppelgestänge 49 und somit auch die Lageranordnung 10 mit dem Handschalthebel 9 aufgrund seiner in Fahrzeuglängsrichtung begrenzten Beweglichkeit im Verbundwerkstoff-Federelement gegenüber dem Aufbauteil 6 in Fahrzeuglängsrichtung begrenzte Ausgleichsbewegungen durchfüh­ ren, so daß sich Relativbewegungen zwischen dem Zahnräderwech­ selgetriebe und dem Aufbauteil 6 nicht auf den Handschalthebel 9 in Form unerwünschter Ein- oder Ausrückbewegungen auswirken können.

Im folgenden werden die Bauteile der Schaltvorrichtung zur Übertragung der Wählbewegung, d. h. das Schwenken des Hand­ schalthebels 9 um die Schwenkachse 12-12, erläutert.

Ein Hebelarm 30 ist koaxial zu der der Schaltbewegung zugeord­ neten Schwenkachse 11-11 angeordnet. Dieser Hebelarm 30 ist an einem Ende bewegungsfest mit der Gelenkkugel 47 des Kugelgelen­ kes 46 verbunden. Der Hebelarm 30 weist an seinem anderen Ende eine Gelenkkugel eines Kugelgelenkes 29 auf, dessen Kugelpfanne bewegungsfest mit einem dem Handschalthebel 9 zugeordneten Ge­ stängeende eines Wählstellgestänges 15 verbunden ist.

Das Wählstellgestänge 15 ist an seinem dem Handschalthebel 9 zugeordneten Gestängeende in einer Führungsbuchse 52 geführt, welche durch einen Halter 51 an der Halte-Einrichtung 13 befe­ stigt ist. Das Wählstellgestänge 15 ist an seinem der Schalt­ welle 8 zugeordnetem Gestängeende in einer Führungsbuchse 54 geführt, welche durch einen Halter 53 am Getriebegehäuse befe­ stigt ist. Der Halter 53 ist ein einteiliges Blech, das zum besseren Verständnis in der Zeichnung durchbrochen dargestellt ist. Die Führungsbuchsen 52 und 54 sind jeweils mit einem Ende einer Gestängehülle 81 gekoppelt, die das Wählstellgestänge 15 zwischen den Führungsbuchsen 52, 54 umhüllt.

An dem Halter 53 des Getriebegehäuses ist noch ein zweiarmiger Winkelhebel 36 um eine quer zur Fahrzeuglängsrichtung liegende Schwenkachse 37-37 schwenkbar angeordnet, an dessen einem He­ belarm 38 das der Schaltwelle 8 zugeordnete Gestängeende des Wählstellgestänges 15 durch ein sphärisches Gelenk 39 angelenkt ist. Der andere Hebelarm 40 des Winkelhebels 36 ist durch ein sphärisches Gelenk 41 mit einer Lenkerstange 42 verbunden, wel­ che durch ein sphärisches Gelenk 43 mit dem einen Ende eines Hebelarmes 44 verbunden ist. Der Hebelarm 44 ist an seinem an­ deren Ende ebenso wie die Schaltwelle 8 bewegungsfest mit einer Kugelpfanne 45 des Kugelgelenkes 33 verbunden.

Im folgenden wird die Funktionsweise der Schaltvorrichtung bei einer Wählbewegung des Handschalthebels 9 erläutert.

Infolge der Schwenkbewegung (Wählbewegung) des Handschalthebels 9 um die Schwenkachse 12-12 wird auch der Hebelarm 30 um die Schwenkachse 12-12 geschwenkt. Diese Schwenkbewegung des Hebel­ armes 30 wird über das Kugelgelenk 29 auf das dem Handschalthe­ bel 9 zugeordnete Gestängeende des Wählstellgestänges 15 über­ tragen. Dabei führt das Wählstellgestänge 15 eine translatori­ sche Bewegung innerhalb der Gestängehülle 81 aus. Diese trans­ latorische Bewegung wird über das sphärische Gelenk 39 auf den Winkelhebel 36 übertragen, der wiederum eine Schwenkbewegung ausführt. Diese Schwenkbewegung des Winkelhebels 36 wird über das an dem Hebelarm 40 des Winkelhebels 36 angeordnete sphäri­ sche Gelenk 41 auf das untere Ende der Lenkerstange 42 übertra­ gen. Dabei führt die Lenkerstange 42 eine translatorische Bewe­ gung aus. Diese translatorische Bewegung wird über das sphäri­ sche Gelenk 43 auf den Hebelarm 44 übertragen, der wiederum ei­ ne Schwenkbewegung ausführt. Da dieser Hebelarm 44 mit der Schaltwelle 8 verbunden ist, führt diese schließlich eine be­ grenzte Drehbewegung (Wählbewegung) aus.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Schaltvorrichtung von Fig. 1 im Bereich des ringförmigen Verbundwerkstoff-Federelementes 91b. Das Verbundwerkstoff-Federelement 91b ist innerhalb des Zylinders 95b konzentrisch zu diesem angeordnet und umfaßt ei­ nen Außenring 101, einen Gummiring 102 und einen Innenring 103; Der Gummiring 102 ist konzentrisch zwischen dem Außenring 101 und dem Innenring 103 angeordnet und verbindet diese miteinan­ der. Der Außenring 101 weist die zwei am Umfang einander gegen­ über liegenden Laschen 97b auf. Diese Laschen 97b stützen sich gegen eine axiale Verschiebung innerhalb der Langlöcher 98b des Zylinders 95b ab. Auf der Innenseite des Innenringes 103 ist der Bolzen 90b ein­ gepreßt. Das Profil des Gummiringes 102 weist eine Einschnürung 104 auf. Durch diese Formgebung des Gummiringes 102 ist die Verformbar­ keit des ringförmigen Verbundwerkstoff-Federelementes 91b ent­ lang seiner Längsachse größer, als in der dazu senkrechten Richtung.

Das Verbundwerkstoff-Federelementes 91a ist in gleicher Weise wie das Verbundwerkstoff-Federelementes 91b aufgebaut.

Mögliche Werkstoffe für die Außenringe 101 und die Innenringe 103 der Verbundwerkstoff-Federelemente 91a, 91b sind beispiel­ weise Metall oder Kunststoff.

In weiteren Ausgestaltungsformen der Erfindung ist das Winkel­ blech 92 unmittelbar an das Aufbauteil 6 geschweißt oder in das Blech des Aufbauteils 6 eingeformt. Bei der Montage des An­ triebsstranges an das Aufbauteil 6 des Fahrzeuges wird die Schaltvorrichtung dann mittels der Clipverschlüsse 89a, 89b mit dem Winkelblech 92 verbunden.

In einer nicht näher dargestellten weiteren Ausgestaltungsform können die Bolzen 90a, 90b auch unmittelbar an die Halte- Einrichtung 13 gekoppelt sein und nur mittelbar über die Halte- Einrichtung 13 mit dem Koppelgestänge 49 verbunden sein.

Claims (4)

1. Schaltvorrichtung für ein Zahnräder-Wechselgetriebe

• 1. mit einem festen Aufbauteil (6) eines Fahrzeugaufbaues
• 2. mit einem Getriebegehäuse des Wechselgetriebes
  • 1. mit einer Schaltwelle (8)
  • 2. -mit einem Freiheitsgrad gegenüber dem Getriebegehäuse zum Betätigen von Zahnradkupplungen
  • 3. mit einem Wählglied
  • 4. - mit einem Freiheitsgrad gegenüber dem Getriebegehäuse zum Auswählen einer Zahnradkupplung für deren Betätigung durch die Schaltwelle (8)
  • 5. mit einer elastischen Abstützung gegenüber dem Aufbauteil (6)
• 3. mit einem Handschalthebel (9)
  • 1. mit einer Lageranordnung (10) zur schwenkbaren Lagerung um zwei zueinander senkrechte Schwenkachsen (11-11 und 12-12)
  • 2. - mit einer Halte-Einrichtung (13) zur Halterung der La­ geranordnung (10) gegenüber dem festen Aufbauteil (6)
• 4. mit einem Fernschaltgestänge (14), welches den Handschalthe­ bel (9) mit der Schaltwelle (8) kinematisch so verbindet, daß die Schwenkbewegungen um die eine Schwenkachse (11-11) zwangsläufig zu Bewegungen der Schaltwelle (8) in deren Frei­ heitsgrad zum Betätigen von Zahnradkupplungen führen
• 5. mit einem flexiblen Stellgestänge (15) zur Übertragung von Zug- und Druckkräften, welches den Handschalthebel (9) mit dem Wählglied (8) kinematisch so verbindet, daß die Schwenk­ bewegungen um die andere Schwenkachse(12-12) zwangsläufig zu Bewegungen des Wählgliedes in dessen Freiheitsgrad zum Aus­ wählen einer Zahnradkupplung führen,

wobei die Halte-Einrichtung (13) als Teil eines Koppelgestänges (49) ausgebildet ist, welches an seinem in Fahrzeuglängsrich­ tung vorn liegenden einen Gestängeende (16) an das Getriebege­ häuse und an seinem in Fahrzeuglängsrichtung hinten liegenden anderen Gestängeende (17) an den festen Aufbauteil (6) angekop­ pelt ist und
die Lageranordnung (10) an dem in Fahrzeuglängsrichtung hinten liegenden Gestängeende (17) des Koppelgestänges (49) vorgesehen ist sowie
die Schaltwelle (8) zusätzlich als Wählglied mit dem Freiheits­ grad zum Auswählen einer Zahnradkupplung ausgebildet und mit dem flexiblen Stellgestänge (15) gekoppelt ist, nach Hauptpa­ tent . . . (Patenanmeldung 198 03 593.4-14 = Daim 27569/4) dadurch gekennzeichnet,
daß das Koppelgestänge (49) an dem in Fahrzeuglängsrichtung hinten liegenden Gestängeende (17) mindestens zwei starre Fort­ sätze (Bolzen 90a, 90b) aufweist, welche sich jeweils mittels eines elastischen Zwischengliedes (Verbundwerkstoff- Federelemente 91a, 91b) unter Aufrechterhaltung einer begrenz­ ten Verschiebbarkeit in Fahrzeuglängsrichtung am Aufbauteil (6) abstützen.

2. Schaltvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelgestänge (49) zwei Streben (Profilbleche 88a, 88b) umfaßt, welche jeweils mit einem der beiden elastischen Zwischenglieder (Verbundwerkstoff-Federelemente 91a, 91b) am Aufbauteil (6) abgestützt sind.

3. Schaltvorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden elastischen Zwischenglieder ringförmige Verbund­ werkstoff-Federelemente (91a, 91b) sind.

4. Schaltvorrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbundwerkstoff-Federelemente (91a, 91b) mit Clipver­ schlüssen (89a, 89b) mit einem bewegungsfest zum Aufbauteil (6) angeordneten Halter (Winkelblech 92) verbunden sind.