DE4110555A1 - Schaltvorrichtung fuer geschwindigkeits-wechselgetriebe - Google Patents
Schaltvorrichtung fuer geschwindigkeits-wechselgetriebeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung für Geschwindigkeits-
Wechselgetriebe, insbesondere in Kraftfahrzeugen, gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1.
Eine derartige Schaltvorrichtung für ein Geschwindigkeits-Wechselge
triebe zeigt die DE-PS 30 47 117. Dabei ist an einem mit dem Schalt
finger einstückig ausgebildeten Führungsteil eine Art Rastgebirge aus
gebildet, welches in Zusammenwirken mit einer federnden Rastkugel eine
Rastierung bzw. Führung für den Schaltfinger bildet. Bei der gezeigten
Ausführung wird durch Verschwenken des Schaltfingers die Gangvorwahl
bewirkt, wobei der Schaltfinger jeweils mit einer von mehreren Schalt
stangen in Eingriff kommt, während bei einer Bewegung entlang der
Schaltwelle jeweils aus einer Mittenstellung heraus Gangschaltungen er
folgen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltvorrichtung der gattungsge
mäßen Art zu schaffen, die sich durch besonders präzise Führung bzw.
Gangvorwahl und Gangschaltung auszeichnet und die herstellungstechnisch
besonders einfach ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen
des Patentanspruches 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung sind den weiteren Patentansprüchen entnehmbar.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Führung am Schaltfinger zur
Gangschaltung durch nutförmige Vertiefungen auszubilden, die als
Schaltkulisse mit entsprechend dem Schaltbild ausgerichteten Nutwänden
bzw. Nutflanken dargestellt ist, wobei diese Nutflanken durch eine quer
verlaufende Leergasse zum Wechsel in die jeweilige Vorwählgasse unter
brochen sind. Durch den erfindungsgemäßen Vorschlag wird unmittelbar am
Schaltfinger eine Schaltkulisse gebildet, die ein besonders präzises
Vorwählen und Schalten der Gänge ermöglicht.
In Weiterbildung der Erfindung wird ferner vorgeschlagen, zwei sepa
rate, voneinander getrennte Führungen für die Gangvorwahl und die Gang
schaltung vorzusehen und für jede Führung ein federnd abgestütztes
Rastelement anzuordnen. Dies hat den Vorteil, daß beide Führungen opti
mal auf die geforderte Präzision zum einen bei der Gangvorwahl und zum
anderen bei der Gangschaltung (Schaltkulisse) abstimmbar sind, wobei
beide Führungen unmittelbar am Schaltfinger ausgebildet sind.
In baulich besonders günstiger Weise können die beiden Führungen am
Außenumfang eines entsprechend gestalteten Schaltzylinders angeordnet
sein, von dem radial der Schaltfinger abragt. Dabei kann dieser Schalt
finger durch geeigneter Konfiguration unmittelbar auch Sperrnocken bil
den, die in der jeweiligen Vorwählebene die nicht zu schaltenden
Schaltstangen sperren. Die Ausbildung dieser Sperrnocken kann dabei
entsprechend dem deutschen Patent 31 25 632 sein.
Als besonders vorteilhaft zur Erzielung schneller und präziser Gang
wechsel hat es sich gezeigt, wenn die Schaltkulisse der Führung zur
Gangschaltung entsprechend den Merkmalen des Patentanspruches 5 ausge
bildet ist. Durch die Merkmale des Patentanspruches 6, die insbesondere
für die Schaltung des Rückwärtsganges vorteilhaft sind, können die
Schaltkräfte vermindert und dem Herausspringen des Ganges bei gegebe
nenfalls auftretenden Erschütterungen oder Lastwechseln entgegengewirkt
werden.
Weiterhin können gemäß Anspruch 7 die Flanken der nutförmigen Vertie
fungen für die Gangvorwahl unterschiedlich steil sein, um die Vorwahl
kräfte zur weiteren Verbesserung der Schaltpräzision zu erhöhen, ohne
daß die Haltekräfte in der jeweiligen Vorwahlebene erhöht sind. Alter
nativ kann in der Leergasse der Schaltkulisse eine Rampe vorgesehen
sein, die dem gleichen Zweck dient.
Der Schaltzylinder kann zur Erzielung einer gewichtsgünstigen Bauart
hohlzylindrisch und zur Verringerung des Bearbeitungsaufwandes im Gieß
verfahren hergestellt sein.
Schließlich können am Schaltzylinder auch noch zusätzliche, radial ab
ragende Finger vorgesehen sein, die mit getriebeseitigen Funktionstei
len, z. B. einem Rücklichtschalter beim Einschalten des Rückwärts
ganges, zusammenwirken.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren
Einzelheiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt in
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Schaltvorrichtung mit einer zen
tralen Schaltwelle, einem Schaltzylinder mit Schaltfinger und
zwei Rastelementen;
Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Schaltvorrichtung nach Fig. 1
entlang der Mittelachse der zentralen Schaltwelle;
Fig. 3 eine Draufsicht auf den Schaltzylinder mit den separaten
Führungen für Gangvorwahl und Gangschaltung;
Fig. 4 eine Abwicklung des Außenumfanges des Schaltzylinders im Be
reich der Führungen gemäß Fig. 3;
Fig. 5 einen Längsschnitt durch den Schaltzylinder entlang der Linie
V-V der Fig. 1 und
Fig. 6 eine Ansicht X des Schaltzylinders gemäß Fig. 3.
Die Schaltvorrichtung für ein Geschwindigkeits-Wechselgetriebe in einem
Kraftfahrzeug setzt sich im wesentlichen aus einer zentralen Schalt
welle 10, einem darauf befestigten Schaltzylinder 12 mit einem radial
abragenden Schaltfinger 14 und zwei Rastelementen 16, 18 zusammen. Die
Rastelemente 16, 18 weisen federnd vorgespannte Rastkugeln 20, 22 auf,
die mit noch zu beschreibenden Führungen 24, 26 am Außenumfang des
Schaltzylinders 12 zusammenwirken.
Die Schaltwelle 10 ist in dem nur teilweise dargestellten Getriebge
häuse 28 verschiebbar und verdrehbar gelagert und wirkt in nicht dar
gestellter Weise mit einem manuell zu bedienenden Schalthebel zusammen.
Die Gangvorwahl erfolgt dabei durch axiales Verschieben der Schaltwelle
10, wobei der Schaltfinger 14 (vgl. Fig. 2) jeweils in einen Schlitz
einer der Schaltschienen 30, 32, 34, 36 eingreift. Über die Schaltschienen
können im Ausführungsbeispiel ein erster und zweiter Gang, ein dritter
und vierter Gang, ein fünfter Gang und ein Rückwärtsgang geschaltet
werden. Beim Schaltvorgang wird die Schaltwelle gedreht bzw. der
Schaltfinger 14 geschwenkt und damit die vorgewählte Schaltschiene ver
schoben.
An einer jeden Schaltschiene (vgl. Fig. 1) sind beiderseits des
Schlitzes für das Eingreifen des Schaltfingers 14 Anschläge 38, 40 vor
gesehen, die mit dem Außenumfang des Schaltzylinders 12 korrespon
dieren. Im Schaltzylinder 12 ist dabei ein Querschlitz 42 vorgesehen,
der in der gleichen Querebene wie der Schaltfinger 14 liegt. Während
somit die nicht vorgewählten Schaltschienen über die Anschläge 38, 40
unverschiebbar an dem Schaltzylinder 12 abgestützt sind, kann nur die
in der vorgewählten Position mit dem Schaltfinger 14 in Eingriff be
findliche Schaltschiene geschaltet werden, weil dann die Anschläge
38, 40 in Überdeckung mit dem Querschlitz 42 verschiebbar sind. Eine der
Funktionen des Schaltzylinders 12 liegt damit darin, durch dessen
Sperrfunktion ein versehentliches Einschalten von zwei Gängen zugleich
zu verhindern.
Etwa gegenüberliegend dem Schaltfinger 14 sind die Führungen 24, 26 am
Außenumfang des Schaltzylinders 12 vorgesehen. Dabei dient die Führung
26 in Verbindung mit dem Rastelement 18 bzw. der Rastkugel 22 einer
präzisen Gangvorwahl. Die Führung 26 (vgl. Fig. 3 und 4) weist eine
erste, einer Umfangsnut ähnliche Vertiefung 44 auf, die in Verbindung
mit der senkrecht zur Achse der Schaltwelle 10 eine Vorspannkraft aus
übenden Rastkugel 22 eine erste Vorwählposition definiert, die im Aus
führungsbeispiel dem dritten und vierten Gang und zugleich in axialer
Richtung der Lehrgangsposition bzw. Ruhestellung bei nicht eingelegtem
Gang entspricht. Wird die Schaltwelle 10 mit dem Schaltzylinder 12 auf
der Zeichnung nach rechts verschoben, so gleitet die Rastkugel 22 auf
einer ersten schrägen Flanke 46 entlang der strichpunktierten Linie 47
unter Ausübung einer definierten Rückstellkraft in eine zweite Position
48 mit wiederum vermindertem Anstiegswinkel, in der der erste und zwei
te Gang einschaltbar ist. Durch weiteres Verschieben des Schaltzylin
ders 12 auf der Zeichnung nach rechts muß die Rastkugel 22 einen stei
ler ansteigenden Flankenbereich 50 überwinden.
Beim Einschalten der Gänge R und 1 durch Drehen der Schaltwelle 10 im
Uhrzeigersinn gerät die Rastkugel 22 in Kontakt mit einer Führungsgeo
metrie, die jeweils einen steil ansteigenden Flankenabschnitt 55, 56 und
einen nahezu achsparallelen, flachen Abschnitt 49, 52 aufweist, die bei
eingeschaltetem 1. Gang bzw. Rückwärtsgang nahezu keine Rückstellkraft
erzeugen.
Ausgehend von der Position an der Vertiefung 44 wird bei einem Ver
schieben des Schaltzylinders 12 auf der Zeichnung nach links eine
steilere Flanke 54 zum Vorwählen des fünften Ganges und gegebenenfalls
eines sechsten Ganges überfahren, wobei ebenfalls eine definierte Rück
stellkraft, die durch die Vorspannkraft der Rastkugel 22 erzeugt wird,
überwunden werden muß. Anschließend liegt die Rastkugel 22 auf einem
weniger steilem Flankenabschnitt 57 auf.
Nach dem Vorwählen in die jeweilige Vorwählposition durch axiales
Verschieben der Schaltwelle 10 mit dem Schaltzylinder 12 wird durch
Verdrehen der Schaltwelle 10 bzw. des Schaltzylinders 12 und durch
damit verbundenes Verschwenken des Schaltfingers 14 der vorgewählte
Gang geschaltet, wobei die in der Führung 26 vorgesehenen Vertiefungen
bzw. Flanken 49, 52, 55, 56 den Schaltvorgang nicht behindern, in ihrer
Umfangserstreckung aber nur so ausgebildet sind, daß beispielsweise
beim Herausschalten aus dem Rückwärtsgang die Rastkugel 22 von der Ver
tiefung 52 mit dem relativ flachen Abschnitt in den schrägeren Rampen
bereich 50 einfährt, der sich zum Grund der Vertiefung 44 erstreckt.
Damit ist sichergestellt, daß beim Herausschalten aus dem Rückwärtsgang
der Schalthebel automatisch in die Grundposition zurückschnappt.
Ein präzises Schalten der Gänge nach deren Vorwahl wird durch die
Führung 28 bewirkt, die wie eine Schaltkulisse entsprechend dem Schalt
bild des Schalthebels nachgebildet ist. Die Schaltkulisse ist gebildet
aus ebenfalls sich über einen Umfangsbereich des Schaltzylinders 12 er
streckenden Vertiefungen 58, 60, 62, 64, 66, 68, die in Querschnitt (vgl.
Fig. 3) kreissegmentförmig ausgearbeitet sind und in denen zur präzisen
Führung das Rastelement 16 bzw. die federnd vorgespannte Rastkugel 20
gleiten kann. In Umfangsrichtung gesehen zwischen den Vertiefungen 58,
60, 62, 64 und den Vertiefungen 66, 68 ist eine quer verlaufende Leergasse
70 vorgesehen, die beim Vorwählvorgang eine relative Längsverschiebung
der Rastkugel 22 in der Leergasse 70 ermöglicht. Dabei sind die Vertie
fungen 58, 60, 62, 66, 68, wie durch die strichpunktierten Linien 72 ange
deutet, in ihren der Leergasse 70 benachbarten Abschnitten derart abge
schrägt, daß beispielsweise beim Schalten aus dem zweiten Gang (Vertie
fung 68) in den dritten Gang (Vertiefung 60) ein verhakungsfreies
Durchschalten mit gleichzeitigem Wechsel der Vorwählebene ermöglicht
ist. Gleiches gilt für den Schaltvorgang vom vierten in den fünften
Gang, wobei hier die außenliegende Nutflanke 65 direkt von 58 nach 66
in einer Linie durchläuft. Dabei hat es sich gezeigt, daß durch diese
geringfügigen Abbiegungen das gerade Durchschalten vom ersten in den
zweiten Gang bzw. vom dritten in den vierten Gang oder umgekehrt nicht
behindert ist. Bei einem Wechselgetriebe mit 6 Vorwärtsgängen kann die
Schaltebene 5-6 entsprechend den dargestellten Ebenen 1-2 bzw.
3-4 ausgebildet sein.
Die Vertiefung 64 für den Rückwärtsgang ist ferner in der Einschalt
richtung (von der Leergasse 70 weg) in ihrer Tiefe zunehmend, was in
Verbindung mit der Vorspannkraft der Rastkugel 20 ein leichteres Einle
gen des Rückwärtsganges und eine Haltekraft im Rückwärtsgang ergibt.
Die dabei entstehende Kraftkomponente wirkt einem Herausspringen des
Ganges entgegen und erspart ggf. eine separate Rastierung an den
Schaltschienen. Auch die Vertiefungen für die Vorwärtsgänge könnten
derart gestaltet sein, um separate Rastierungen einzusparen.
Die Leergasse 70 ist so ausgebildet, daß die Rastkugel 20 beim Schalten
der Gänge (z. B. von 3 nach 4) kraftfrei und in einer Umfangsebene die
Leergasse überquert. Die Leergasse 70 kann jedoch auch als eine
Querrinne (im Querschnitt wie die Vertiefungen 58, 60 etc.) ausgeführt
sein und somit eine Rastierung in der Leerlaufposition bilden.
Ferner kann die Leergasse 70 eine schräge, relativ steile Rampe 84
aufweisen, die der Rückwärtsgangebene R vorgeschaltet ist und eine hohe
Vorwählkraft erzeugt. An die Rampe 84 kann noch eine weniger steile
Schräge 86 anschließen, die beim Vorwählen des Rückwärtsganges nach
Überwinden der steilen Rampe eine geringere Rückstellkraft erzeugt.
Wie insbesondere die Fig. 5 und 6 zeigen, ist der Schaltzylinder 12 ein
hohlzylindrisches, durch Gießen leicht herstellbares Bauteil mit einem
Mantel 74, dessen Außenumfang die Führungen 24, 26 trägt und zugleich
über Stege 76, 78 mit einer Nabe 80 verbunden ist. Die Habe 80 ist auf
der Schaltwelle 10 mittels eines Spannstiftes befestigt. An dem Mantel
74 ist ferner der radial abragende Schaltfinger 14 angeformt. Die Habe
80 des Schaltzylinders 12 trägt ferner einen weiteren radial abragenden
Finger 82, der in nicht dargestellter Weise zur Betätigung eines elek
trischen Schalters dient, über den beim Einlegen des Rückwärtsganges
eine Rückfahrleuchte geschaltet wird.
Ist kein Gang geschaltet, so stehen die Rastkugeln 20, 22 in der in der
Fig. 4 gestrichelt eingezeichneten Leerlaufposition. Durch entsprechen
des Verschieben des Schaltzylinders 12 entlang der Mittelachse der
Schaltwelle 10 und entsprechendes Verdrehen des Schaltzylinders 12 wer
den wie vorstehend beschrieben die einzelnen Gänge geschaltet. Dabei
ist durch die nutförmigen Vertiefungen 58 bis 68 der Führung 28 eine
Schaltkulisse geschaffen, die ein präzises Schalten ermöglicht und
Verschaltungen nahezu ausschließt. Durch die Gestaltung dieser Ver
tiefungen als einer Schaltkulisse entsprechende Führungsbahnen und
durch deren Abbiegungen (strichpunktierte Linien 72) wird der Wechsel
der Vorwählebenen erleichtert, wobei durch die separate Vorwählführung
26 und ggf. die Rampen 84, 86 zudem definierte Vorwählkräfte vorgegeben
sind. Die beschriebenen Vertiefungen können dabei beim Gießen des
Schaltzylinders 12 unmittelbar eingeformt werden, so daß nur ein ge
ringer Bearbeitungsaufwand entsteht. Am Schaltzylinder 12 können in
Verbindung mit ortsfesten Einrichtungen im Getriebe oder Getriebege
häuse Anschläge gebildet sein, die dessen axiale Verschiebung beim
Vorwählen ein- oder beidseitig begrenzen.
Claims (12)
1. Schaltvorrichtung für Geschwindigkeits-Wechselgetriebe, insbeson
dere in Kraftfahrzeugen, mit einem auf einer zentralen Schaltwelle
angeordnetem Schaltfinger, der mit verschiebbaren Schaltschienen in
Eingriff bringbar ist und der durch Vertiefungen in Verbindung mit
einem federnd abgestützten Rastelement Rastierungen aufweist, wobei
die Vertiefungen eine Führung des Schaltfingers in Schieberichtung
der Schaltwelle (z. B. zur Gangvorwahl) und in Schwenkrichtung um
die Schaltwelle (z. B. zur Gangschaltung) bewirken, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Führung (28) zur Gangschaltung durch nutförmige
Vertiefungen (58, 60, 62, 64, 66, 68) gebildet ist, die als Schaltkulis
se mit einer quer verlaufenden Leergasse (70) angeordnet sind.
2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am
Schaltfinger (14) zwei voneinander getrennte Führungen (26, 28) für
die Gangvorwahl und die Gangschaltung vorgesehen sind und daß auf
eine jede Führung ein Rastelement (16, 18) wirkt.
3. Schaltvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeich
net, daß die beiden Führungen (26, 28) auf dem Außenumfang eines
Schaltzylinders (12) angeordnet sind, von dem radial der Schalt
finger (14) abragt.
4. Schaltvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
Außenumfang des Schaltzylinders (12) zugleich als Sperre für die
nicht vorgewählten Schaltschienen (30, 32, 34, 36) dient.
5. Schaltvorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch ge
kennzeichnet, daß die nutförmigen Vertiefungen (58, 60, 66, 68) der
Schaltkulisse jeweils derart abgebogen zur Leergasse (70) auslau
fen, daß sie eine Verbindungsgerade (72) zur jeweils in Umfangs
richtung in der benachbarten Vorwählebene gegenüberliegenden Ver
tiefung bilden.
6. Schaltvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die nutförmige Ver
tiefung (64) der Schaltkulisse für den Rückwärtsgang R von der
Leergasse (70) zum Endanschlag in ihrer Tiefe zunimmt.
7. Schaltvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken (46, 50, 54) der
nutförmigen Vertiefung (44) für die Gangvorwahl (Führung 26) unter
schiedlich steil sind, um eine hohe Anfangs-Vorwählkraft und eine
geringe Haltekraft in der Vorwählebene zu erzeugen.
8. Schaltvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
Schaltzylinder (12) hohlzylindrisch aus einem äußeren Mantel (74)
und einer inneren Habe (80) gebildet ist, die durch ein oder mehre
re Stege (76, 78) miteinander verbunden sind.
9. Schaltvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der
Schaltzylinder (12) im Gießverfahren hergestellt ist.
10. Schaltvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltzylinder (12) zu
sätzlich einen oder mehrere radial abragende Finger (82) aufweist,
die mit getriebeseitigen Funktionsteilen oder elektrischen Schal
tern zusammenwirken.
11. Schaltvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden An
sprüche (mit Ausnahme Anspruch 7), dadurch gekennzeichnet, daß die
Leergasse (70) der Führung (28) eine vorspringende Rampe (84) auf
weist, die in Verbindung mit dem Rastelement (16, 20) eine Rastie
rung für die Rückwärtsgang-Vorwahl bildet.
12. Schaltvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-11,
dadurch gekennzeichnet, daß die Leergasse (70) der Führung (28)
durch eine Querrinne gebildet ist, die in Verbindung mit dem
Rastelement (16, 20) den Schaltfinger (14) in der Leergangstellung
hält.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914110555 DE4110555C2 (de) | 1991-03-30 | 1991-03-30 | Schaltvorrichtung für Geschwindigkeits-Wechselgetriebe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19914110555 DE4110555C2 (de) | 1991-03-30 | 1991-03-30 | Schaltvorrichtung für Geschwindigkeits-Wechselgetriebe |
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DE4110555A1 true DE4110555A1 (de) | 1992-10-01 |
DE4110555C2 DE4110555C2 (de) | 1994-03-03 |
Family
ID=6428604
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19914110555 Expired - Lifetime DE4110555C2 (de) | 1991-03-30 | 1991-03-30 | Schaltvorrichtung für Geschwindigkeits-Wechselgetriebe |
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