DE4424543A1 - Schalthebelanordnung für ein Getriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schalthebelanordnung für ein Getriebe, die einen präzisen Eingriff zwischen einem Steuerfinger und Schaltansätzen in einem Wahlmechanismus für die Gangstellung ermöglicht.

Handschaltgetriebe von Fahrzeugen sind mit einer Schalt­ hebelanordnung versehen. Schalthebelanordnungen haben normalerweise zwei oder drei Gabelstangen (Schaltschie­ nen).

Eine Schalthebelanordnung mit zwei Gabelstangen ist bei spielsweise durch einen Schalthebel indirekt betätigbar, der an einem Säulenabschnitt eines Lenkrads angeordnet ist. Sie wird in Verbindung mit einem Getriebe mit drei Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang verwendet, bei dem die erste Gabelstange für den ersten Gang und den Rück­ wärtsgang und die zweite Gabelstange für den zweiten und dritten Gang dient.

Eine Schalthebelanordnung mit drei Gabelstangen wird andererseits direkt durch einen Schalthebel betätigt, der auf einem Boden angeordnet ist. Sie wird in Verbindung mit einem Getriebe mit vier Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang verwendet, bei dem die erste Gabelstange für den ersten und zweiten Gang, die zweite Gabelstange für den dritten und vierten Gang und die dritte Gabel­ stange für den Rückwärtsgang dient. Sie kann auch für ein Getriebe mit fünf Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang verwendet werden, bei dem die dritte Gabelstange für den fünften Gang und den Rückwärtsgang dient.

Je nachdem, wie die Schalthebelanordnung ausgebildet ist, sind die Gabelstangen an vorherbestimmten Positionen mit jeweiligen Schaltgabeln versehen. Außerdem sind sie an ihren Basisendabschnitten (an einem Endabschnitt) mit Schaltansätzen versehen, die aneinander angrenzen. Ein an einem freien Endabschnitt eines Schalthebels angeordneter Steuerfinger wird mit einem der Schaltansätze in Eingriff gebracht, um die Gabelstange auszuwählen, die verschoben wird.

In Fig. 11 ist ein Beispiel einer bekannten Schalthebel­ anordnung mit drei Gabelstangen gezeigt. Die drei Gabel­ stangen 1, 2, 3 sind parallel zueinander angeordnet. An einem Endabschnitt der jeweiligen Gabelstangen 1, 2, 3 sind Schaltansätze 4, 5, 6 angrenzend aneinander angeord­ net.

Die einzelnen Schaltansätze 4, 5, 6 sind mit Taschen 4a, 5a bzw. 6a versehen, die miteinander in Verbindung ste­ hen. In den miteinander in Verbindung stehenden Taschen 4a, 5a, 6a ist ein freier Endabschnitt eines Steuerfin­ gers 7 eingesetzt.

Außerdem sind die Schaltwellen 1, 2, 3 mit Schaltgabeln 9 bzw. 10 versehen (die dritte Schaltgabel ist nicht ge­ zeigt).

Aufgrund eines solchen Aufbaus wird der Steuerfinger 7 bei Betätigung eines Schalthebels 8 in die Taschen 4a, 5a, 6a bewegt, so daß der Steuerfinger 7 wahlweise in Eingriff mit einem der Schaltansätze 4, 5, 6 gebracht wird. Die auf diese Weise ausgewählte Gabelstange 1, 2 oder 3 wird axial vorwärts oder rückwärts bewegt (ver­ schoben), wodurch die sich verschiebenden Zahnräder und Gegenzahnräder des Getriebes wahlweise miteinander ver­ bunden werden oder die Verschiebung einer Schaltmuffe für einen Synchrongetriebemechanismus verursacht wird, um eine gewünschte Schaltstellung zu erreichen.

Die Schaltansätze 4, 5, 6 und der Steuerfinger 7 sind an sich gegenseitig berührenden Eckabschnitten abgeschrägt, wie es in den Fig. 5 und 9 gezeigt ist, um das Schaltge­ fühl des Steuerfingers 7 zu verbessern.

Wenn der Steuerfinger 7 für einen Gangwechsel an eine Position zwischen zwei angrenzenden Schaltansätzen ver­ schoben wird, besteht bei der bekannten Schaltanordnung jedoch das Problem, daß der Steuerfinger 7 zwischen die Schaltansätze eintreten kann und eine Keilkraft erzeugt, die ihrerseits eine Biegung von Komponenten bewirkt und den Abstand zwischen den Schaltansätzen über eine Tole­ ranzgrenze hinaus verbreitert, wodurch der Steuerfinger 7 zwischen die Schaltansätze eingesetzt wird, beispiels­ weise zwischen die Schaltansätze 5, 6 (oder 4, 6), wie es in den Fig. 6 und 10 gezeigt ist. Der Schaltvorgang ist dann nicht mehr durchführbar. Dieses Problem tritt umso mehr auf, je größer der Abstand zwischen den Gabelstangen 1, 2, 3 zu den freien Endabschnitten der Schaltansätze 4, 5, 6 ist. Dies ist insbesondere bei größeren Übersetzun­ gen der Fall.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit konstruktiv einfachen Mitteln eine Schalthebelanordnung für ein Getriebe zu schaffen, bei dem die Nachteile der bekannten Schalthebelanordnungen nicht auftreten.

Diese Aufgabe wird durch eine Schalthebelanordnung für ein Getriebe gelöst, die mehrere parallel zueinander angeordnete Gabelstangen, Schaltansätze, die jeweils aneinander angrenzend an den Gabelstangen befestigt sind, und einen Steuerfinger aufweist, der einem Schalthebel zugeordnet ist und lösbar mit den Schaltansätzen in Eingriff gebracht werden kann, wobei der Steuerfinger wahlweise mit einem der Schaltansätze in Eingriff ge­ bracht werden kann, um die Verschiebung einer entspre­ chenden Gabelstange zu verursachen, wodurch ein Schalt­ vorgang durchgeführt wird. Die Schaltansätze, die an den äußersten Seiten der aneinander angrenzenden mehreren Schaltansätze angeordnet sind, oder die Gabelstangen, an denen die äußersten Schaltansätze befestigt sind, sind mit Elementen versehen, die ein Drehen der Schaltansätze verhindern. Wenn der Steuerfinger beginnt, zwischen die Schaltansätze einzutreten, beginnen sich die Schaltansät­ ze in einer solchen Richtung zu drehen, daß der Abstand zwischen ihnen breiter werden würde. Durch die Drehver­ hinderungselemente werden die Schaltansätze jedoch daran gehindert, sich zu drehen, so daß verhindert wird, daß der Abstand zwischen den Schaltansätzen größer wird.

Die Drehverhinderungselemente weisen vorzugsweise Dreh­ verhinderungsarme auf, die an den äußersten Schaltansät­ zen oder an den äußersten Seiten oder an den Gabelwellen angebracht sind, an denen jeweils die äußersten Schalt­ ansätze befestigt sind. Die Drehverhinderungsarme können so angeordnet sein, daß ihre Basisabschnitte an den äußersten Schaltansätzen oder an den Schaltgabeln befe­ stigt sind, an denen die äußersten Schaltansätze jeweils angebracht sind. Die freien Stirnflächen der Drehverhin­ derungsarme können in Kontakt miteinander gebracht wer­ den, wenn eine Drehung der äußersten Schaltansätze ver­ ursacht wird.

Wenn der Steuerfinger beginnt, zwischen die Schaltansätze einzutreten, werden die freien Stirnflächen der Dreh­ verhinderungsarme sofort in Kontakt miteinander gebracht. Deswegen wird ein Drehen der Schaltansätze unterbunden, so daß der Abstand zwischen den Schaltansätzen nicht größer werden kann. Der Schaltvorgang ist daher immer möglich.

Die freien Stirnflächen der Drehverhinderungsarme können vorzugsweise an Stellen angeordnet sein, die sich im Abstand von einer Ebene befinden, die beide Mittelachsen der jeweils an den äußersten Seiten angeordneten Gabel­ stangen enthält. Der Schaltvorgang kann daher sicherer durchgeführt werden.

Die freien Stirnflächen der Drehverhinderungsarme können vorzugsweise an einer Seite angeordnet sein, die bezüg­ lich der Ebene, die beide Mittelachsen der jeweils an den äußersten Seiten angeordneten Gabelstangen enthält, den Abschnitten der Schaltansätze, an denen der Steuerfinger angreift, entgegengesetzt ist.

Die Drehverhinderungsarme können vorteilhafterweise verjüngt sein. Auch wenn versucht wird, den Steuerfinger nach der Berührung der freien Stirnflächen der Drehver­ hinderungsarme mit Gewalt zwischen die Schaltansätze zu bringen, haben die Basisendabschnitte der Drehverhinde­ rungsarme einen größeren Querschnitt als ihre freien Stirnflächen. Es wird dadurch verhindert, daß die Dreh­ verhinderungsarme an ihren Basisendabschnitten brechen, woraus sich eine Erhöhung der Gesamtfestigkeit der Arme ergibt.

Es ist bevorzugt, daß die Schaltansätze Aussparungen bilden, an die der Steuerfinger eingreifen kann, wobei die Aussparungen so miteinander in Verbindung stehen, daß ein freier Endabschnitt des Steuerfingers sich in einer Richtung hin- und herbewegen kann, die senkrecht zu den Achsen der Gabelstangen ist, und daß die Wand jeder Aussparung, die mit dem Steuerfinger in Berührung kommt, an jedem Eckabschnitt, der mit dem Steuerfinger in Berüh­ rung kommt, abgeschrägt ist, um ein gutes Schaltgefühl zu schaffen. Obwohl durch solche abgeschrägte Eckabschnitte der Eintritt eines Steuerfingers zwischen die Schalt­ ansätze erleichtert wird, kann durch die Schaffung der Drehverhinderungselemente sowohl eine Verbesserung des Schaltgefühls erreicht werden, als auch ein Eintreten des Steuerfingers zwischen die Schaltansätze verhindert werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine teilweise Seitenansicht einer ersten Aus­ führungsform einer Schalthebelanordnung für ein Getriebe mit drei Gabelstangen;

Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht, die nur die wesentlichen Elemente zeigt;

Fig. 3 eine teilweise perspektivische Ansicht der Schalthebelanordnung von Fig. 1;

Fig. 4 eine schematische Stirnansicht, die Schaltansät­ ze und einen Eingriffsabschnitt eines Steuerfin­ gers der Schalthebelanordnung von Fig. 1 zeigt;

Fig. 5 eine schematische Draufsicht, die die Betätigung des Steuerfingers der Schalthebelanordnung von Fig. 1 zeigt;

Fig. 6 eine schematische Draufsicht, die eine falsche Betätigung des Steuerfingers von Fig. 5 zeigt;

Fig. 7 eine teilweise perspektivische Ansicht einer Modifizierung der ersten Ausführungsform der Schalthebelanordnung;

Fig. 8 eine teilweise Seitenansicht einer zweiten Aus­ führungsform der Schalthebelanordnung, die mit zwei Gabelstangen ausgerüstet ist;

Fig. 9 eine schematische Draufsicht, die die Betätigung des Steuerfingers der Schalthebelanordnung von Fig. 8 zeigt;

Fig. 10 eine schematische Draufsicht, die die falsche Betätigung des Steuerfingers von Fig. 9 zeigt;

Fig. 11 eine perspektivische Ansicht einer bekannten Schalthebelanordnung für ein Getriebe, die mit drei Gabelstangen ausgerüstet ist.

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Schalthebelanordnung weist eine erste Gabelstange 1 für den ersten und zweiten Gang, eine zweite Gabelstange 3 für den fünften Gang und den Rückwärtsgang und eine dritte Gabelstange 2 für den dritten und den vierten Gang auf, die zwischen den Gabel­ stangen 1 und 3 angeordnet ist. Die Gabelstangen 1, 2, 3 sind an einem ihrer Endabschnitte mit einem ersten Schaltansatz 4, einem dritten Schaltansatz 5 bzw. einem zweiten Schaltansatz 6 versehen. An der Seite ihrer entgegengesetzten Enden sind die Schaltwellen 1, 2, 3 außerdem an unterschiedlichen Positionen mit Schaltgabeln 9, 10 bzw. 11 versehen.

Die Schaltansätze 4, 5, 6 bilden Taschen 4a, 5a, 6a, die miteinander in Verbindung stehen (siehe Fig. 3), so daß sich ein freier Endabschnitt eines Steuerfingers 7 in den Richtungen a hin- und herbewegen kann, wie es in Fig. 2 gezeigt ist.

Auf diese Weise kann ein wahlweiser Eingriff mit einem der ersten, dritten oder zweiten Schaltansätze 4, 5, 6 durch Betätigung des Steuerfingers 7 über einen Schalt­ hebel 8 (siehe Fig. 11) bewirkt werden. Die auf diese Weise gewählte Gabelstange 1, 2 oder 3 wird dann vorwärts oder rückwärts bewegt (verschoben), wie es durch den Pfeil b in Fig. 4 gezeigt ist, um eine gewünschte Schalt­ position einzustellen.

Sich verjüngende Arme 14, 15 erstrecken sich in gekrümm­ ter Form in Richtung der Rücken (d. h. der unteren Seiten) der ersten und zweiten Schaltansätze 4, 6, die an den äußeren Seiten angeordnet sind, damit sich die ersten und zweiten Schaltansätze 4, 6 nicht von dem dritten Schalt­ ansatz 5 wegbewegen können. Der erste Schaltansatz 4 und der zweite Schaltansatz 6 erstrecken sich jeweils von ihren Basisabschnitten aus. Freie Stirnflächen 14A, 15A, die an ihren freien Endabschnitten ausgebildet sind, sind bezüglich den Drehrichtungen (Pfeile c) der Gabelstangen 1, 3 einander entgegengesetzt angeordnet. Diese freien Stirnflächen 15A, 15B sind an einer Seite angeordnet, die bezüglich einer Ebene, die beide Mittelachsen der Gabel­ stangen 1, 3 enthält, den Abschnitten der Schaltansätze 4, 6, an denen der Steuerfinger 7 angreift, entgegen­ gesetzt ist.

Wenn die Schalteinsätze 4, 6 oder die Gabelstangen 1, 3 beginnen, sich nur leicht in einer vorherbestimmten Richtung zu drehen (d. h. in der Richtung, durch die sich die Abschnitte der angrenzenden Schaltansätze, an der der Steuerfinger eingreift, voneinander wegbewegen), werden die freien Stirnflächen 14A, 15A der Arme 14, 15 in Berührung miteinander gebracht, wodurch die Drehung der Schaltansätze 4, 6 oder der Gabelstangen 1, 3 sofort gestoppt wird, so daß sich der Schaltansatz 6 oder 7 nicht mehr von dem Schaltansatz 5 wegbewegen kann, wie es durch die Pfeile d in Fig. 5 gezeigt ist.

Die Arme 14, 15 sind so ausgebildet, daß sich die Basis­ abschnitte der Schaltansätze 4, 6 zu einer entgegenge­ setzten Seite der Gabelstangen erstrecken. Diese Arme 14, 15 können außerdem an der Seite der Gabelstangen 1, 3 vorgesehen sein, wie es in Fig. 7 gezeigt ist. In diesem Fall ist es erwünscht, die Arme 14, 15 an Stellen in der Nähe der Schaltansätze 4, 6 der Gabelstangen 1, 3 an­ zuordnen.

Wie bereits erwähnt wurde, weisen die sich gegenseitig berührenden Eckabschnitte der Schaltansätze 4, 5, 6 und der Steuerfinger 7 Abschrägungen 12, 13 auf, um das Schaltgefühl des Steuerfingers 7 zu verbessern. Wenn der Steuerfinger 7 beispielsweise an eine Position zwischen den Schaltansätzen 5 und 6 verschoben wird (in Richtung des Pfeils e), hat diese Verschiebung bisher das Problem mit sich gebracht, daß sich der Steuerfinger 7, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, zwischen die Schaltansätze 5 und 6 bewegen kann und ein Schaltvorgang nicht mehr möglich ist.

Aufgrund des erfindungsgemäßen Aufbaus wurde dieses Problem gelöst. Falls versucht wird, den Steuerfinger 7 an eine Stelle zwischen den Schaltansätzen 5 und 6 (oder 5 und 4) zu verschieben, werden die freien Stirnflächen 14A, 15A der Arme 14, 15 in Kontakt miteinander gebracht, so daß sich die Gabelstangen 1, 3 nicht weiter drehen können. Der Abstand zwischen den Schaltansätzen 5 und 6 (oder 5 und 4) wird deshalb nicht über eine Toleranz­ grenze hinaus vergrößert, so daß der Steuerfinger 7 sich nicht zwischen die Schaltansätze 5 und 6 (oder 5 und 4) bewegen kann.

Aus diesem Grund erzeugt der Steuerfinger 7 keine Keil­ kraft aufgrund seines Eintritts zwischen die Schaltansät­ ze 5 und 6 (oder 5 und 4), was die vorteilhafte Wirkung mit sich bringt daß Komponenten nicht gebogen werden und der Schalthebel stets betätigt werden kann.

Die Drehverhinderungsarme 14, 15 können zweckmäßigerweise verjüngt sein. Auch wenn versucht wird, den Steuerfinger 7 nach dem Kontakt zwischen den freien Stirnflächen 14A, 15A der Drehverhinderungsarme 14, 15 mit Gewalt zwischen die Schaltansätze 4, 6 zu bringen, haben die Basisend­ abschnitte der Drehverhinderungsarme 14, 15 einen größe­ ren Querschnittsbereich als ihre freien Stirnflächen 14A, 15A. Die Drehverhinderungsarme 14, 15 können deshalb nicht an ihren Basisendabschnitten brechen, woraus sich eine Erhöhung der Gesamtfestigkeit der Arme ergibt.

Die in Fig. 8 gezeigte zweite Ausführungsform der Schalt­ hebelanordnung weist eine erste Gabelstange 1 für den ersten Gang und den Rückwärtsgang und eine zweite Gabel­ stange 3 für den zweiten und den dritten Gang auf. Auf der ersten Gabelstange 1 und auf der zweiten Gabelstange 3 sind ein erster Schaltansatz 4 bzw. ein zweiter Schalt­ ansatz 6 angrenzend aneinander angeordnet.

Die zweite Ausführungsform ist der ersten Ausführungsform in dem ähnlich, daß der Steuerfinger 7 in Taschen 4a, 6a der Schaltansätze 4, 6 eingreifen kann und die Schalt­ ansätze 4, 6 und der Steuerfinger 7 Abschrägungen 12, 13 an ihren Eckabschnitten aufweisen. Auf eine detaillierte Beschreibung dieser ähnlichen konstruktiven Merkmale wird deswegen verzichtet. Außerdem haben die Pfeile a, c, d und e in den Fig. 8 und 9 die gleiche Bedeutung wie bei der ersten Ausführungsform.

Auch wenn versucht wird, den Steuerfinger 7 an eine Position zwischen den Schaltansätzen 4 und 6 der zweiten Ausführungsform zu verschieben, wird der Steuerfinger 7, anders als bei dem in Fig. 10 dargestellten Problem, daran gehindert, sich unbeabsichtigt zwischen die Schalt­ ansätze 4 und 6 zu bewegen. Folglich kann der Schaltvor­ gang genau ohne Fehler durchgeführt werden und beschädigt keine Komponenten.

Claims (6)

1. Schalthebelanordnung für ein Getriebe, mit mehreren parallel zueinander angeordneten Gabelstangen (1, 2, 3), mit Schaltansätzen (4, 5, 6), die angrenzend aneinander jeweils an einer Gabelstange (1, 2, 3) befestigt sind, und mit einem einem Schalthebel (8) zugeordneten Steuerfinger (7), der lösbar mit den Schaltansätzen (4, 5, 6) in Eingriff bringbar ist, wobei der Steuerfinger (7) wahlweise in Eingriff mit einem der Schaltansätze (4, 5, 6) gebracht wird, damit die entsprechende Gabelstange (1, 2, 3) verschoben wird, wodurch ein Schaltvorgang durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die äußersten Schaltansät­ ze (4, 6) oder die Gabelstangen (1, 3; 1, 2), an denen die äußersten Schaltansätze (4, 6) jeweils befestigt sind, mit Elementen (14, 15) zur Verhinderung einer Drehung dieser Schaltansätze (4, 6) versehen sind.

2. Schalthebelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Drehverhinderungselemente (14, 15) Drehverhinderungsarme (14, 15) umfassen, die an den äußersten Schaltansätzen (4, 6) oder an den Gabel­ stangen (1, 3; 1, 2) angebracht sind, an denen die äußersten Schaltansätze (4, 6) jeweils befestigt sind, wobei die Drehverhinderungsarme (14, 15) so angeordnet sind, daß ihre Basisabschnitte an den äußersten Schaltansätzen (4, 6) oder an den Gabelstangen (1, 3; 1, 2) befestigt sind, an denen die äußersten Schalt­ ansätze (4, 6) jeweils angebracht sind, und freie Stirnflächen (14A, 15A) der Drehverhinderungsarme (14, 15) in Kontakt miteinander gebracht werden, wenn die äußersten Schaltansätze (4, 6) gedreht werden.

3. Schalthebelanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die freien Stirnflächen (14A, 15A) der Drehverhinderungsarme (14, 15) an Stellen angeordnet sind, die im Abstand von einer Ebene liegen, die beide Mittelachsen der jeweils an den äußersten Seiten an­ geordneten Gabelstangen (1, 3) enthält.

4. Schalthebelanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die freien Stirnflächen (14A, 15A) der Drehverhinderungsarme (14, 15) bezüglich einer Ebene, die beide Mittelachsen der jeweils an den äußersten Seiten angeordneten Gabelstangen (1, 3) enthält, an einer Seite angeordnet sind, die den Abschnitten der Schaltansätze (4, 5, 6) entgegengesetzt ist, an denen der Steuerfinger (7) angreift.

5. Schalthebelanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehverhinderungsarme (14, 15) verjüngt sind.

6. Schalthebelanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Schalt­ ansätzen (4, 5, 6) Aussparungen (4a, 5a, 6a) ausgebil­ det sind, in die der Steuerfinger (7) eingreifen kann, wobei die Aussparungen (4a, 5a, 6a) miteinander so in Verbindung stehen, daß sich ein freier Endabschnitt des Steuerfingers (7) in einer Richtung hin- und herbewegen kann, die senkrecht zu den Achsen der Gabelstangen (1, 2, 3) ist, und die Wand jeder Aus­ sparung (4a, 5a, 6a), die den Steuerfinger (7) be­ rührt, an jedem Eckabschnitt abgeschrägt ist, der den Steuerfinger (7) berührt, um ein gutes Schaltgefühl zu schaffen.