DE2750275C2

DE2750275C2 - Schalteinrichtung für mehrgängige Wechselgetriebe

Info

Publication number: DE2750275C2
Application number: DE19772750275
Authority: DE
Inventors: Helmut 7141 Beilstein Dröschel
Original assignee: Getrag Getriebe und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer GmbH and Co
Current assignee: Magna PT BV and Co KG
Priority date: 1977-11-10
Filing date: 1977-11-10
Publication date: 1982-04-01
Also published as: DE2750275A1

Description

(Motor und Getriebe frontseitig. Antriebsachse hinten) eignet und mit reduziertem Kraftaufwand aufgrund der Verwendung von Schaltschwingen schaltbar ist, wobei weder eine relativ lange Bewegungsübertragung vom Schalthebel auf die Schaltwelle erforderlich ist noch für jede Schaltschwinge eine eigene Schultstange bis zum Handschalthebel geführt und dort verriegelt sein muß.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß bei einer Schalteinrichtung der eingangs genannten Art dadurch, daß die Sc! dtwelle etwa parallel zur Getriebelängsachse angeordnet ist, daß die Schwingen einerseits mit Zapfen und die Schallwelle andererseits mit Nuten versehen sind, die sich quer zur Schaltwellenachse erstrecken und von denen jeweils ein Paar für die Wählbewegung miteinander in Eingriff bringbar ist und daß ein Riegel im Gehäuse axial feststehend vorgesehen ist, der zusammen mit der relativ zu ihm axial beweglichen Schaltwelle verschwenkbar ist, und daß am Riegel Nuten quer zur Schaltrichtung angeordnet sind, die mit den Nuten der Schaltwelle fluchten.

Durch die Verwendung von Schalischwingen ist das erfindungsgemäße Getriebe leichter schaltbar als bekannte Getriebe mit Schaltgabeln. Weiterhin ist eine aufwendige und platzbeanspruchende Übertragung der Bewegung des Handschalthebels auf die querliegende Schaltwelle eingespart. Außerdem sind die Schaltschwingen unmittelbar in Eingriff mit der Schaltwelle, so daß zusätzliche Schubstangen entfallen können. Von Vorteil ist ferner, daß die Verriegelung vom Bereich des Handschalthebels in das Getriebeinnere verlegt ;.ein kann. Je nach Schwenkstellung der Schaltwelle greift jeweils ein Zapfen einer Schwinge in eine Nut der Schaltwelle und es greift je ein Zapfen der beiden anderen Schwingen in je eine Nut des Riegels ein. Dadurch ist eine formschlüssige Verbindung der zu schaltenden Schwinge mit der axial beweglichen Schaltwelle geschaffen, und es sind gleichzeitig die anderen, nicht zu schaltenden Schwingen durch den axial unbeweglichen Hebel gegen eine Schaltbewegung formschlüssig verriegelt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zur Übertragung der Schwenk- sowie der Axialbewegung vom Handschalthebel auf die Schaltwelle diese über ein einziges Längsglied mit dem Handschalthebel verbunden. Dadurch lassen sich konstruktiver Aufwand und Raumbedarf gering halten.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind die Schwingen teils als einarmige, teils als zweiarmige Hebel ausgebildet. Die Verwendung von einarmigen Hebeln hat den Vorteil, daß mit geringem Kraftaufwand geschaltet werden kann, wogegen bei zweiarmigen Hebeln kurze Schaltwege am Handschalthebel erzielt werden können.

Eine besonders zweckmäßige und sehr raumsparend aufgebaute Ausführungsform der Erfindung erhält man dann, wenn die Schaltwelle gekröpft in Art einer Kurbelwelle ausgebildet ist. Dies hat auch ferner noch den Vorteil, daß sich die Verriegelungsbewegung in einfacher Weise und ausreichender Größe erzielen läßt.

In der Zeichnung sind drei in der nachfolgenden Beschreibung näher erläuterte Ausführungsbeispiele dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 und folgend maßstäblich das Schaltgetriebe des ersten Beispiels im Längsschnitt nach der Linie A-A der Fig. 7,

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie ß-5der Fig. 16,

Fig. 3 einen Längsschnitt nach der Linie C-C der Fig. 4,

Fig.4 einen Längsschnitt nach der Linie D-D der Fig.l,

Fig. 5 einen Querschnitt nach der Linie E-E der Fig. 1.3und9,

F i g. 6 einen Querschnitt nach der Linie F-F der Fig. 1,3 und 10,

F i g. 7 einen Querschnitt nach der Linie G-G der F i g. 1 u. 3,

F i g. 8 einen Schnitt nach der Linie H-H der F i g. 1 und 3,

F i g. 9 und 10 zwei Ansichten,

F i g. 11 einen Schnitt nach den Linien E-E, F-F und G-G der F i g. 1 und 3,

Fig. 12, 13, 14 und 15 einen Längsschnitt nach der Linie C-Cder Fig. 4,

Fig. 16 Längsschnitte nach den Linien C-Cder F i g. 4 bzw./-/der Fi g. 4.

Fig. 17 und folgend schematisch das Schaltgetriebe des zweiten Beispiels hauptsächlich in Ansicht,

Fig. 18 ein Schaitschema zu Fig. 17,

Fig. 19 und folgend maßstäblich das Schaltgetriebe des dritten Beispiels im Querschnitt nach der Linie K-K der Fig. 21,

Fig. 20 einen Querschnitt nach der Linie L-L der Fig. 21,

Fig. 21 einen Längsschnitt nach der Linie M-M der Fig. 19 und 20 und

Fig. 22 einen Lär.gsschnitt nach der Linie N-N der Fig. 21.

Erstes Beispiel, Fig. 1 bis 16

Das Getriebe mit dem 1., 2., 3., 4. und R-Gang hat einen üblichen Radsatz mit einer Antriebswelle 5, einer gleichachsigen Abtriebswelle 6 und einer Vorgelegewcl-Ie 7. Zwei Schaltmuffen 8 und Gleitsteine 9 dienen zum Einschalten der Vorwärtsgänge. Ein Schieberad 10 ist dauernd mit der kleinsten Verzahnung 11 der Vorgelegeweüe 7 in Eingriff. Wird das Schieberad 10 nach rechts bewegt, so greift es auch in ein großes Zahnrad 12 ein, das auf der Abtriebswelle 6 befestigt ist. Hierbei entsteht der Rückwärtsgang. In einem Gehäuse 13 sind Schwingen 14, 15 und 16 schwenkbar gelagert. Sie greifen mit den Gleitsteinen 9 in Ringnuten der Schaltmuffen 8 bzw. des Schieberades 10 ein. Die Schwingen 14, 15 und 16 sind im Prinzip zweiarmige Hebel mit daran befestigten Zapfen 17,18,29,20 und 21.

Die Schwingen 15, 16 haben je zwei zur Mitnahme dienende Zapfen 18 und 19 bzw. 20 und 21. Eine Schaltwelle 22 ist abgekröpft. An ihr ist außen ein Hebel 23 befestigt. Er trägt einen Schalthebel 24, mit dem er durch einen Bolzen 25 verbunden ist. Der Schalthebel 24 ist unten kugelig und befindet sich in einer senkrechten Bohrung eines Auslegers 26, der am Gehäuse 13 befestigt ist. Bohrung und Kugel können auch umgekehrt angeordnet sein. Die Schaltwelle 22 führt also bei Wählbewegung des Schalthebels 24 eine Schwenkung und bei Schaltbewegung desselben eine Längsbewegung aus. Im Getriebe ist ein Riegel 27 vorhanden, welcher mit der Schaltwelle 22 die Schwenkung durchführt, nicht aber deren Längsbewegung. In Längsrichtung ist der Riegel 27 also unbeweglich. Die Schaltwelle 22 und der Riegel 27 hab^n je drei Nuten 28, 29, 30 und 31, 32, 33, die in der Neutralstellung fluchten. In diese greifen die Zapfen 17, 18, 19, 20 und 21 ein, die zur Mitnahme oder zur Verriegelung dienen.

Ferner sind noch folgende Teile vorhanden: Zur Führung des Riegels 27 dient ein Deckel 34, der mit vier

Schrauben 35 an der Schaltwelle 22 befestigt ist. Im Gehäuse 13 ist eine Achse 36 zur Lagerung des Zahnrades 10 für den Rückwärtsgang befestigt, sowie mehrere Bolzen 37 zur Lagerung der Schwingen 14, 15 und 16. Druckfedern 38 drücken Kugeln 39 in Rastungen 40, 41 und 42 dieser Schwingen 14, 15 und 16. An der Abtriebsweüe 6 ist ein Abtriebsflansch 43 befestigt.

F i g. 3 zeigt die Neutralstellung. Eine Wählbewegung bedeutet eine Schwenk-Bewegung von Schaltwelle 22 und Riegel 27, die ungestört von den Zapfen 17, 18, 19, 20 und 21 möglich ist. Fig. 12 bis 16 zeigt die verschiedenen Gangstellungen.

In Fig. 12 und 13 wurde durch Längsbewegung der Schaltwelle 22 durch den Zapfen 17 in der Nut 28 der 4. bzw. 3. Gang eingerückt. Wie ersichtlich, bleibt der Riegel 27 stehen, weil er in Längsrichtung im Gehäuse 13 anschlägt. Über die beiden oberen Zapfen 19 und 21 in den Nuten 32 und 33 des Riegels 27 werden die anderen Gänge in der Neutralstellung gesichert. Ferner befindet sich die Schaltwelle 22 in senkrechter Richtung jetzt zwischen den beiden Zapfen 18 und 19. Deshalb ist ein Vibrieren derselben ausgeschlossen.

In F i g. 14 und 15 wurde mittels des Zapfens 18 der 2. bzw. 1. Gang eingerückt. Der Zapfen 19 steht jetzt in Längsrichtung frei. Ein Vibrieren der Schaltwelle 22 wird durch deren senkrechten Anschlag am Zapfen 17 und 20 ausgeschlossen.

In Fig. 16 ist der Rückwärtsgang durch den Zapfen 20 eingerückt.

Zweites Beispiel, F i g. 17 und 18

Ein Schalthebel 44 ist wie üblich in einem festen Lager 45 schwenkbar um eine Kugel 46 angeordnet. Zwischen einem Getriebe 47 und dem unteren Ende des Schalthebels 44 ist eine Verbindungsstange 48 mit gabelförmigen Enden vorgesehen. Sie ist hinten mit einem Bolzen 49 und vorn mit einem Kreuzgelenk 50 angeschlossen.

Die Schaltwelle 22 sowie die weiteren Teile im Getriebe sind wie im vorhergehenden Beispiel und deshalb nicht gezeichnet.

Anders als vorher sind hier Schwingen 51 und 52 vorgesehen und als einarmige Hebel mit entsprechender Länge ausgebildet. Die Gleitsteine 9 sind jetzt in der Mitte derselben angeordnet. Für den Rückwärtsgang dienen zwei Schwingen 53 und 54. Diese können auch durch eine U-förmige Schwinge ersetzt sein, die um eine etwa senkrechte Achse schwenkt. Lagerzapfen 55 sind am Gehäuse des Getriebes 47 fest angebracht.

Die Wirkung ist wie im ersten Beispiel. Durch die ι Ausführung der Schwingen 51 und 52 als einarmige Hebel ist das feste Lager 45 des Schalthebels 44 am Getriebe 47 oder direkt an der Karosserie möglich.

Drittes Beispiel, F i g. 19 bis 22

ίο Diese Ausführung ist bei größeren Getrieben zweckmäßig. Hierbei besteht die Schaltwelle 22 aus mehreren Einzelteilen, also einer Welle 56 mit Schaltfingern 57 und 58 für den 4. und 3. sowie 2. und 1. Gang, die durch Spannstifte 59 verbunden sind. Der π Rückwärtsgang ist in den betreffenden Abbildungen weggelassen. Die Schwingen 51 und 52 bestehen aus Blechteilen 60, 61, 62 bzw. 63, 64, 65, die miteinander verschweißt sind. Anders als in den vorherigen beiden Beispielen sind hier die Zapfen 17 und 18 an der Schaltwelle 22 bzw. an deren Schaltfingern 57 und 58 befestigt. Die entsprechenden Nuten 28 und 29 befinden sich nun in den Schwingen 51 und 52. Der Riegel 27 ist auf den Zapfen 17 und 18 mittels mehrerer Langlöcher 66 beweglich angeordnet und wird durch Absätze 67 des Gehäuses darauf gehalten. An dem Riegel 27 sind in etwas anderer Form die Nuten 31 und 32 ebenfalls vorhanden.

Die Wirkungsweise ist grundsätzlich wie in den

vorhergehenden Beispielen. Die Verriegelung erfolgt

jo hier zum Teil auch durch direkten Eingriff der Schaltschwingen 51 und 52 in den Riegel 27. (Die Form der Schwingen bezieht sich auf das zweite Beispiel.)

Es ist auch möglich, die Schaltwelle 22 und den Riegel

27 nicht unmittelbar nebeneinander sondern an verschiedenen Stellen des Getriebes anzuordnen. Der Riegel 27 bleibt dann für die Wählbewegung mit der Schaltwelle 22 mittelbar oder unmittelbar verbunden.

Soweit bei Schaltgetrieben ein großer Einbauraum

verfügbar ist, besteht auch die konstruktive Möglichkeit, die Schaltwelle höher anzuordnen und ihre Mitnehmer nicht nach der Seite sondern nach unten gerichtet anzuordnen. Der bei einer solchen Ausführungsform etwas ballig ausgebildete Zapfen oder die Nut für die Schaltung befinden sich dann in der Mitte der Schwinge, weshalb diese symmetrisch ausgebildet sein und gleichmäßiger wirken kann.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schalteinrichtung für ein mehrgängiges Wechselgetriebe, bei dem die Gang-Schaltmuffen über quer zur Getriebelängsachse angeordnete, im Gehäuse schwenkbar gelagerte Schaltschwingen — entsprechend der Zahl der Schaltmuffen — mit daran angebrachten formschlüssigen Übertragungselementen mit einer im Gehäuse drehbar und axial verschiebbar angeordneten Schaltwelle trieblich verbunden ist, bei dem die Schaltwelle über einen im Η-Schema bewegbar gelagerten Handschalthebel betätigt wird, bei dem jeder Schaltmuffe eine Schaltgasse des Η-Schemas zugeordnet ist und bei dem nach dem Verschieben einer Schaltmuffe aus der Neutrallage heraus alle anderen Schaltmuffen in ihrer mittleren Neutrallage verriegelt sind, d a durch gekennzeichnet, daß die Schallwelle (22) etwa parallel zur Getriebelängsachse angeordnet ist, daß die Schwingen (14, 15, i6 bzw. 51,52,53, 54) einerseits mit Zapfen (17, 18, 20) und die Schaltwelle (22) andererseits mit Nuten (28, 29, 30) versehen sind, die sich quer zur Schaltwellenachse erstrecken und von denen jeweils ein Paar (17, 28 bzw. 18, 29 bzw. 20, 30) für die Wählbewegung miteinander in Eingriff bringbar ist und daß ein Riegel (27) im Gehäuse (13) axial feststehend vorgesehen ist, der zusammen mit der relativ zu ihm axial beweglichen Schaltwelle (22) verschwenkbar ist, und daß am Riegel (27) Nuten (31,32,33) quer zur Schaltrichtung angeordnet sind, die mit den Nuten der Schaltwelle fluchten.

2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltwelle (22) zur Übertragung der Schwenk- sowie der Axialbewegung über ein einziges Längsglied (23 bzw. 48) mit dem Handschalthebel (24 bzw. 44) verbunden ist.

3. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingen teils als einarmige (51,52,54), teils als zweiarmige Hebel (14, 15,16,53) ausgebildet sind.

4. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallwelle (22) gekröpft in Art einer Kurbelwelle ausgebildet ist.

Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung für ein mehrgängiges Wechselgetriebe, bei dem die Gang-Schaltmuffen über quer zur Getriebelängsachse angeordnete, im Gehäuse schwenkbar gelagerte Schaltschwingen — entsprechend der Zahl der Schaltmuffen — mit daran angebrachten formschlüssigen Übertragungselementen mit einer im Gehäuse drehbar und axial verschiebbar angeordneten Schaltwelle trieblich verbunden ist, bei dem die Schaltwelle über einen im Η-Schema bewegbar gelagerten Handschalthebel betätigt wird, bei dem jeder Schaltmuffe eine Schaltgasse des Η-Schemas zugeordnet ist und bei dem nach dem Verschieben einer Schaltmuffe aus der Neutrallage heraus alle anderen Schaltmuffen in ihrer mittleren Neutrallage verriegelt sind.

Bei einem bekannten derartigen Getriebe (DE-PS 80 679) liegt die Schaltwelle quer zur Getriebelängsachse und es erfolgt die Übertragung der Drehbewegung der Schaltbewegung durch einen Keil auf einen

von mehreren Schalthebeln, deren Anzahl gleich der Zahl der Schaltmuffen ist. Jeder Schaltmuffe ist eine Schwinge zugeordnet, wobei jede Schwinge mit einem der Schalthebel in Wirkverbindung steht. Die Wahl der einzelnen Schaltgassen erfolgt durch Axialbewegung der Schaltwelle und der Schaltvorgang, also die Bewegung in Richtung der Schaltgasse, erfolgt durch Verschwenken der Schaltwelle. Ein derartiges Getriebe eignet sich zwar für den Einbau in Nutzfahrzeuge, bei denen die relativ große Bauhöhe und die Anordnung der Schaltwelle quer zur Getriebelängsachse keine Rolle spielen. Ein derartiges Getriebe eignet sich jedoch nicht zum Einbau in einen Pkw, in dem der Motor frontseitig angeordnet, das Getriebe an dem Motor angeflanscht und vom Getriebeausgang eine Gelenkwelle zur Übertragung der Antriebsleistung auf die Hinterachse vorgesehen ist. Würde nämlich dieses bekannte Getriebe hier eingesetzt, so würde nicht nur die relativ große Bauhöhe stören, sondern es würde vor allem der Umstand nachteilig in Erscheinung treten, daß die Übertragung der Wähl- und Schaltbewegung vom Handschalthebel, der sich in Reichweite des Fahrers befinden muß, zur Schaltwelle aufwendig wäre.

Es sind auch Schalteinrichtungen für Kraftfahrzeugwechselgetriebe bekannt (DE-OS 19 30 965, DE-GM 17 31865 und US-PS 30 08 342), die mit einer im Getriebegehäuse in Längsrichtung angeordneten Schaltwelle versehen sind, die axial verschiebbar und um ihre Achse schwenkbar ist. Je nach Schwenklage ist die Schallwelle mit einer von mehreren Schaltgabeln in Wirkverbindung und nimmt diese bei der axialen Bewegung der Schaltwelle mit, wodurch von der Schaltgabel die Schaltmuffe zum Schalten des Ganges in Getriebelängsrichtung verschoben wird. Dabei bewegt sich die Schaltgabel parallel zu sich selbst. Von Nachteil ist bei allen diesen Getrieben, daß die Schaltkraft wegen der bei der Verwendung von Schaltgabeln relativ großen Reibung hoch ist. Aus diesem Grunde hat man versucht, von Schalteinrichtungen mit Schaltgabeln auf Schalteinrichtungen mit Schwingen überzugehen, für die der Vorteil geltend gemacht wird, daß der Kraftaufwand für das Durchführen der Schaltung wegen der verminderten Reibung reduziert ist.

Es ist auch ein Getriebe bekannt (ZF-Synchrona-Getriebe S 5-18/3), bei dem auf eine Schaltwelle verzichtet und der Handschalthebel an einem Ansatz des Getriebegehäuses angebracht ist. Vom Handschalthebel führt je eine axial bewegbare Stange zu je einer Schwinge, weshalb bei einem Getriebe mit mehr als drei Gängen und einem Rückwärtsgang mindestens drei derartige Stangen erforderlich sind. Das ist einerseits aufwendig und erfordert andererseits, daß die Verriegelung für die Stangen im Bereich des Handschalthebels angeordnet ist, wo nämlich die Auswahl der Stangen erfolgt. Zu diesem Zweck ist mit dem Handschalthebel ein Bügel verbunden, der in Aussparungen der Stangen so eingreift, daß nur> jeweils die Stange, in die die Verlängerung des Handschalthebels eingreift, axial bewegbar, die anderen Stangen aber formschlüssig gesperrt sind. Es ist daher der Anbau für die Lagerung des Handschalthebels relativ groß, da hier auch die Verriegelung untergebracht werden muß. Dieser Teil der Anordnung befindet sich jedoch im Fahrgastraum und sollte daher möglichst klein gebaut werden können.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird darin gesehen, eine Schalteinrichtung für ein Zahnradwechselgetriebe zu schaffen, das sich zum Einbau in Personenkraftwagen mit konventioneller Anordnung