WO2007134937A1 - Schaltvorrichtung für ein handschaltgetriebe eines kraftfahrzeuges - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a Wegvorrichfung for a manual transmission of a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1,
- Manual transmissions for motor vehicles comprise as essential components a starting clutch, a speed-change gears in single or multi-group construction with gears in constant engagement, which are coupled via Koppelmitte !, Schaitkiauen and / or shift sleeves with a gear Hauptwieie, and a transmission circuit with a manual shift lever.
- a Gieichlauf is provided, in which prior to the intervention of the coupling means by means of a synchronizer based on a friction clutch with friction cones, friction rings or friction, the speeds of the main shaft gear and the respective gear to be switched gear to be aligned
- a gear for example, a sliding sleeve, which is in engagement with a shift fork mounted on a shift rail, pushed in cooperation with a synchronous friction ring on a Schaitverzah- tion of the gear wheel, which is thereby rotatably connected to the transmission Hauptwelie.
- the switched gear and the associated main shaft gear are taken over a meshing with the gear wheel Vorgeiegerad on a driven countershaft of the transmission.
- the mechanical transmission of motion between the handshake for shifting the individual gears and the respective shift rail is usually realized by a shift linkage and / or Kabeiman, which are connected via suitable connecting elements with a rotatably mounted on a shift shaft shift finger.
- a shift linkage and / or Kabeiman which are connected via suitable connecting elements with a rotatably mounted on a shift shaft shift finger.
- the shift linkage is rotated and a preselection of a shift gate the respective busbar selected.
- the shifting forces for different gears for example, for a downshift from 2nd gear in the 1st Gear in comparison to a downshift from 4th gear in the 3rd gear, usually different sizes, Desirable switching operations are with as low and uniform force.
- a switching device for a change gear with a shift linkage is known from GB 775 138, in which a profiled shift finger in a Wählgabe! as entraining element which is attached to a shift rail engages.
- the shift finger is rotatably mounted on a shift or rotary shaft and operated via the shift linkage of a manual shift lever.
- the end of the shift finger has two in axial tion arranged in succession circular arc-shaped Teüe, wherein an upper circular arc duck is symmetrical and a lower arc part only on one longitudinal side of a circular arc.
- a concave wall recess connects to a convex wall projection to the shift rail out.
- the shift rail is in engagement with a sliding sleeve belonging to a synchronizer, which is rotatably mounted on a drive shaft and held with a ball and spring - holding device in a starting position.
- outgoing deflection of the shift finger first acts its upper arc portion together with the projection on the selector fork. With a further deflection of the shift finger, the lower part of the arc then acts on the wall of the depression of the selection.
- the respective length of an effective lever arm between the pivot point of the Wegweile and the respective force application point or contact point with the selector fork changes, resulting in a ratio change and thus a change in the effective on the shift rail axial displacement force.
- the profiling of the shift finger and the Wählgabei are so coordinated with the switching path, ie with the displacement of the elements to be switched, that during the pivoting movement of the Schaitfingers in a first switching phase, first, a comparatively short lever arm, to overcome the fixing force of the holding device and the Drehiereangieichung the synchronizing elements About friction surfaces, with comparatively increased Schaitkraft is applied.
- a second switching phase lower switching forces act with a longer lever arm, which are required to engage the synchronizing elements or a sliding sleeve with the associated gear. Due to the ratio change with increasing angle of rotation of the shift finger a reduction of the required manual switching force during synchronization and thus an alignment of the required manual switching forces in the course of the circuit at a simultaneously relatively short switching travel of the manual shift lever is achieved.
- a further switching device in which a shift finger engages with a profiled end in a shift groove of a shift rail.
- the end of the shift finger has a first section with a circular arc-shaped contour, followed by a second section, which has a contour that follows the course of a logarithmic spiral to the second section may be followed by another, preferably in turn arcuate rounded section, with which the switching groove facing the end of the shift finger blunt ends.
- the walls of the shift groove are vertical or trapezoidal, tapering towards the groove bottom formed.
- the contact of the edge of the shift finger runs then over the Spiraikontur and ends at the blunt end of the Schaitfinger.
- the Spiraikontur causes an approximately linear change in the translation with the displacement of the shift rail with the result of a Vergieichmäßi- tion of the required switching forces on the switching path.
- a switching device in which for individual shift rails or shift lanes, for example, in a main group of a multi-group transmission, different lengths shift fingers are provided, resulting in different translations of transmitted via the shift shaft Give strength.
- a shift finger for a Schaitgasse which requires higher switching forces is designed to be shorter than a shift finger for a shift gate, which requires a relatively lower switching force.
- differences between a shift force to be exerted for switching the gears can be compensated for and a substantially equal force level of the manual shift force can be set for engaging the individual gears, which improves shifting comfort.
- the known switching device is able to solve the underlying task in full.
- a shifting force between individual gears or different synchronizers only compensates for shifting forces between individual gears or different synchronizers and is not suitable for influencing the different shifting forces explained at the outset within a shifting process
- the invention has the object to provide a switching device for a manual transmission of a motor vehicle, the gear change with a comparatively low, over Drucken switching largely balanced manual shift allows a high, consistent shifting comfort and yet easy and inexpensive.
- the invention is based on the finding that in a manual transmission by a flexible adjustment of effective between a shift shaft and a shift rail lever arm of a shift finger to a movement of a shift lever counteracting switching resistance of the switching elements to be switched, an effective and at least largely against tolerances in the transmission chain Switching device insensitive reduction and equalization of the required Handschaitbine is made possible during a switching operation.
- the invention is based on a Schaitvoriques for a manual transmission of a motor vehicle with a shift lever, by means of which at least one arranged on a Schaitwelle shift finger is manually pivotable.
- the Schaitfinger is engageable with a arranged on a shift rail engaging element, and causes in operative connection with the entraining element an axial displacement of the Schait rail, wherein the switching rail associated with the switching elements for switching gears are actuated.
- the shift finger has profiled portions, mitteis which during a pivoting movement of the shift finger a variable translation of the handshift force to be transmitted by the shunt can be generated on the axial force acting on the shift rail.
- the invention also provides that the shift finger force-sensitive means are assigned, via which, in operative connection with the profiled sections, a respective effective translation of the manual shift to the axial force on the shift rail with an ultimately against the manual shift force and by the varies to switching switching elements caused counterforce.
- a flexible profiling of the shift finger which, according to a particularly advantageous embodiment of the invention, provides at least two profile parts, wherein a lower, adjacent to the shift rail first profile part is elastically coupled via a trained as a spring means force-sensitive means with the shift finger and a first point of force application having a first gear effective to the shift rail, and an upper, to the Wegwelie adjacent second profile part is fixedly connected to the Schaitfinger, and having a second point of force application with a second, effective from the first different on the shift rail translation.
- the force application migrates from the lower outer force application point via the shift finger to the upper inner force application point with an increased travel reduction.
- the axial force of the shift rail now results from the torque or the proportional thereto manual shift force to the shift shaft and a Hebelarmin the shift linkage lever arm to the Schaitfinger lever arm.
- the force attack takes place on the flank of the upper Profileteiis with a comparatively shorter shift finger lever arm, which leads to the lever laws to a corresponding increase in the axial force on the Sehaitschiene.
- the increased axial force thus supports the manual switching force, so that the synchronization can take place at a comparatively lower required handshaking force,
- the arrangement according to the invention thus increases the switching force on the elements to be switched in the event of resistance, without increasing the Intelschait- way, and thus leads to a reduction of the required manual switching force in the sense of an equalization of the effort over the switching path to the lower expenditure of force outside the synchronization phase.
- the change in the effective lever arm does not follow a rigid profile course as previously known, but reacts flexibly on the actual switching resistance via the spring means, whereby manufacturing tolerances, thermal expansion and wear in the mechanical transmission chain of the switching device are automatically compensated and a flawless switching sequence is guaranteed.
- the profiled portions of the shift finger are formed symmetrically with respect to a longitudinal axis of the shift finger. This ensures that the shift finger can be used in both directions of rotation, ie in both Schaitraumen, equivalent to the reduction and adjustment of the manual shift force according to the invention. Furthermore, it can be provided that the profiled parts are designed in a cross-sectional eilip-shaped manner, the respective major axis of the ellipse being oriented transversely to the longitudinal axis of the indexing finger.
- an end point of the large ellipse axis results as the point of contact with an inner wall of the entrainment element which is usually designed as a fork-shaped entrainment mandrel.
- This force application point slides particularly lightly during the pivoting movement of the indexing finger, ie with low friction and wear and uniformly on the inner wall of Mitêtment from. Due to the comparatively short small ellipse axis also a particularly compact design is made possible in the longitudinal direction of the shift finger.
- the radius of the elastically coupled profile member transversely to the longitudinal axis of the Schaitfingers the radius of the rigidly connected to the shift finger profile part transversely to the longitudinal axis of the shift finger at most by a predetermined compression path for compression of Federein direction exceeds. This ensures that, in a switching movement of the force application of the entraining element on the lower Profiiteil with the longer lever arm for a corresponding compression of the spring on the upper profile part merges harmoniously with the shorter lever arm.
- the shift rail and a particularly uniform manual shift on the switching path can also be provided that the spring constant of Federein direction and / or the Profii Republic the profiled portions of the shift finger are adapted to a required for operating a synchronizer synchronizing force, so that There is an unrestricted transition of the translation with the beginning and end of the synchronization.
- the spring constant of the spring means and / or the Profii Republic are each adapted to the required switching power for switching the respective switching elements so that the manual switching forces for switching individual gears are largely aligned. Since different switching forces are usually required for switching different gears of the vehicle transmission, the shifting comfort can be further increased by equalizing the manual power for shifting different gears. This can be achieved in a particularly advantageous manner by means of an appropriate professional setting taking into account the spring device.
- FIG. 1 is a schematic view of a Schaitvortechnisch with a shift finger according to the invention in section in a Neutraistel- ment
- Fig. 3 shows the Schaitvortechnische with the Schaitfinger in a gear position with gear engaged
- Fig. 4 is a waveform diagram of an axial shift rail force.
- the shift finger 1 is a Schaitvortechnische for a commercial vehicle - manual transmission with a Schaitfinger 1 shown, which is rotatably mounted on a switching or örehwelle 2 about a rotation axis 12, the shift finger 1 is by a (not shown) via a hand lever the drawing by a shift rod indicated Heidelbergä ⁇ ge 3 actuated.
- the shift finger 1 engages with its end in a advantageous designed as a forked Mit Meetingmaul, entraining element 4 a.
- the Mitauermaul 4 is attached to a shift rail 5 which in turn is in engagement with a (not shown) synchronizing device for synchronizing and switching a gear of the commercial vehicle transmission.
- an upper elliptical profile part 8 and a lower elliptical profile arrow 7 are arranged.
- the upper profile part 6 is fixedly connected to the shift finger 1.
- the lower profile part 7 is decoupled from the shift finger 1 by means of a spring device 8 with a spring compression travel "s" or is elastically coupled to the shift finger 1.
- the end points 9, 9 'b2w, 10, 10' of the respective large ellipse axis of the profile parts 6, 7 form in contact with a respective inner wall 1 1, 1 1 'of Mit reminduringmauls 4 force application points for transmitting a Handschaitkraft FH in a Axiaikraft F a ⁇ f , s for shifting the shift rail .
- the mounted on the axis of rotation 12 shift finger 1 with the shift rod 3 can be freighted as a two-armed lever, resulting in a variable ratio i va r of the shift finger 1 by the relationship
- Fig. 1 the Schaitvortechnische is shown in a Neutralsteliung not in gear.
- the Schaitfin- ger 1 rotates about the axis of rotation 12 and is pivoted accordingly in the Mit Meetingmaul 4 in an opposite shift sliding direction 14. The same applies to an opposite second possible Schalffraum.
- the spring device 8 is compressed against a resistance of the rail 5, wherein the shift rail 5 is moved until the synchronizing (friction surfaces) of the synchronizer for speed matching of the Gangeleme ⁇ te to be switched come into contact.
- a synchronizing force (indicated in Figure 2 by an arrow 16) which counteracts the axial force F ax , s (indicated by an arrow 15 in Figure 2) from the manual shifting force F H the spring device 8 is compressed, wherein the Profiiteil 7 is shifted with respect to the shift finger 1.
- FIG. 4 shows a qualitative progression 19 or 19 'of the axial force F aXi s on the shift rail 5 in order to illustrate the variable ratio of the shift finger 1.
- the axial force F ax S is opposite to the manual shift force F H proportional torque of Wegweile 2 applied to an abscissa axis 18.
- the curve 19 shows an increase with the transition of the force application to the upper profile part 6 of the shift finger 1 after the compression of the spring device 8 with the higher travel reduction r, j / r, compared to a curve 19 'with an approximately constant force attack with the lower path reduction r 0 / r,.
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung für ein Handschaltgetriebe eines Kraftfahrzeuges, mit einem Schalthebel, mittels dem wenigstens ein an einer Schallwelle (2) angeordneter Schaltfinger (1 ) manuell schwenkbar ist, bei welcher der Schaltfinger (1) in Eingriff mit einem an einer Schaltschiene (5) angeordneten mitnehmenden Element (4) bringbar ist und in Wirkverbindung mit dem mitnehmenden Element (4) eine axiale Verschiebung der Schaltschiene (5) bewirkt, über die mit der Schaltschiene (5) in Verbindung stehende Schaltelemente zum Schalten von Gängen betätigbar sind, wobei der Schaltfinger (1 ) profilierte Abschnitte (6, 7) aufweist, mittels denen bei einer Schwenkbewegung des Schaltfingers (1 ) eine variable Übersetzung (ivar) der von der Schaltwelle (2) zu übertragenden Handschaltkraft (FH) auf die an der Schaltschiene (5) wirksame Axialkraft (Fax, s) erzeugbar ist. Um bei dieser Schaltvorrichtung Gangwechsel mit einer vergleichsweise geringen und über den Schaltvorgang weitgehend ausgeglichenen Handschaltkraft bei einem hohen sowie gleichbleibenden Schaltkomfort zu ermöglichen, sind dem Schaltfinger (1 ) kraftempfindliche Mittel (8) zugeordnet, über die, in Wirkverbindung mit den profilierten Abschnitten (6, 7), eine jeweils wirksame Übersetzung (ivar) der Handschaltkraft (FH) zur Axialkraft (Fax s) mit einer letztlich gegen die Handschaltkraft (FH) wirkenden und durch die zu schaltenden Schaltelemente hervorgerufenen Gegenkraft (FG) variiert.
Description
Schaitvorrichtunq für ein Handschaitgetriebe eines Kraftfahrzeuges
Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichfung für ein Handschaitgetriebe eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ,
Handschaltgetriebe für Kraftfahrzeuge umfassen als wesentliche Baugruppen eine Anfahrkupplung, ein Geschwindigkeits-Wechseigetriebe in Ein- oder Mehrgruppenbauweise mit Zahnrädern im Dauereingriff, die über Koppelmitte!, beispielsweise Schaitkiauen und/oder Schaltmuffen mit einer Getriebe- Hauptwelie koppelbar sind, sowie eine Getriebeschaltung mit einem Handschalthebel. In der Regel ist eine Gieichlaufeinrichtung vorgesehen, bei der vor dem Eingreifen des Koppelmittels mit Hilfe einer Synchronisiereinrichtung auf Basis einer Reibkupplung mit Reibkegeln, Reibringen oder Reibscheiben die Drehzahlen der Getriebe-Hauptwelle und des jeweils zu schaltenden Gang- Zahnrades angeglichen werden,
Zum Schalten eines Ganges wird beispielsweise eine Schiebemuffe, die sich im Eingriff mit einer auf einer Schaltschiene befestigten Schaltgabel befindet, im Zusammenwirken mit einem Synchronreibring über eine Schaitverzah- nung des Gangrades geschoben, welches dadurch drehfest mit der Getriebe- Hauptwelie verbunden wird. Dadurch werden das geschaltete Gangrad und die damit verbundene Getriebe-Hauptwelle über ein mit dem Gangrad kämmendes Vorgeiegerad auf einer angetriebenen Vorgelegewelle des Getriebes mitgenommen.
Die mechanische Bewegungsübertragung zwischen dem Handschaithe- bei zum Schalten der einzelnen Gänge und der jeweiligen Schaltschiene ist meist durch ein Schaltgestänge und/oder Kabeizüge realisiert, welche über geeignete Verbindungselemente mit einem an einer Schaltwelle drehbar gelagerten Schaltfinger verbunden sind. Über eine Wähibewegung des Schalthebels wird das Schaltgestänge gedreht und über eine Vorwahl einer Schaltgasse
die jeweilige Schaitschiene angewählt. Zum Schalten des Ganges greift der Schaltfinger in ein an der betreffenden Schaltschiene ausgebiidetes mitnehmendes Element, beispielsweise ein Mitnehmermaul, eine Mitnehmerkuiisse oder eine Schaltnut ein, und wird über eine Schaltbeweguπg des Schalthebels sowie eine damit verbundene Längsbewegung des Schaltgestänges verschwenkt, so dass eine Drehbewegung der Schaltwelle in eine Axialbewegung der Schaltschiene umgesetzt wird, über die dann die Synchronisierung und die Kupplung des Gangrades mit der Getriebe-Hauptwelle erfolgt.
Derartige Handschaitgetriebe erfordern für einen Schaltvorgang eine bestimmte Handschaitkraft Insbesondere bei Nutzfahrzeugen sind wegen relativ hoher Massenträgheitsmomente der zu beschleunigenden bzw. zu verzögernden Räder, Wellen. Kupplungsteileπ und Synchronisiereinrichtungen sowie relativ langen Schaltgestängen üblicherweise größere Betätigungskräfte notwendig, die den Schaltvorgang erschweren, den Schaltkomfort beeinträchtigen und den Fahrer von der erforderlichen Konzentration auf den Straßenverkehr ablenken können. Dabei ist der erforderliche Kraftaufwand während einzelner Phasen eines Schaltvorgangs, also vom Ausrücken des Ursprungsganges über die Synchronisierung bis zum Einrücken des Zielganges unterschiedlich, weiches einen flüssigen Schaitabiauf stören kann und vom Fahrer ais zusätzliche Komforteinbuße empfunden wird. Zudem sind auch die Schaltkräfte für verschiedene Gänge, beispielsweise für eine Rückschaltung vom 2. Gang in den 1 . Gang im Vergleich zu einer Rückschaltung vom 4. Gang in den 3. Gang, meist unterschiedlich groß, Wünschenswert sind demgegenüber Schaltvorgänge mit möglichst niedrigem und gleichmäßigem Kraftaufwand.
Vor diesem Hintergrund ist aus der GB 775 138 eine Schaltvorrichtung für ein Wechselgetriebe mit einem Schaltgestänge bekannt, bei dem ein profilierter Schaltfinger in eine Wählgabe! als mitnehmendem Element die an einer Schaltschiene befestigt ist, eingreift. Der Schaltfinger ist an einer Schalt- bzw. Drehwelle drehbar gelagert und über das Schaltgestänge von einem Handschalthebel bedienbar. Das Ende des Schaltfingers weist zwei in axialer Rieh-
tung hintereinander angeordnete kreisbogenförmig konturierte Teüe auf, wobei ein oberes Kreisbogenteif symmetrisch und ein unteres Kreisbogenteil nur an einer Längsseite kreisbogenförmig ausgebildet ist.
An den Innenwänden der Wählgabei sind unterschiedliche, zu den genannten Profilteilen benachbarte Ausformungen ausgebildet, wobei sich an der einen Längsseite, benachbart zu den beiden kreisbogenförmigeπ Konturen, an einen konvexen Wandvorsprung zur Schaltschiene hin eine konkave Wandvertiefung anschließt. Die Schaltschiene steht mit einer zu einer Synchronisiereinrichtung gehörenden Schiebemuffe im Eingriff, die drehfest verschiebbar auf einer Antriebswelle gelagert und mit einer Kugel und Feder - Haltevorrichtung in einer Ausgangsposition gehalten wird.
Bei einer von einer neutralen Mittelstellung ausgehenden Auslenkung des Schaltfingers wirkt zunächst dessen oberes Kreisbogenteil mit dem Vorsprung an der Wählgabel zusammen. Bei einer weitergehenden Auslenkung des Schaltfingers wirkt anschließend das untere Kreisbogenteil auf die Wand der Vertiefung der Wählgabe!. Dabei ändert sich die jeweilige Länge eines wirksamen Hebelarmes zwischen dem Drehpunkt der Schaltweile und dem jeweiligen Kraftangriffspunkt bzw. Kontaktpunkt mit der Wählgabel, woraus sich eine Übersetzungsänderung und damit eine Änderung einer auf die Schaltschiene wirksamen axialen Verschiebe-Kraft ergibt.
Die Profilierungen des Schaltfingers und der Wählgabei sind derart mit dem Schaltweg, also mit der Verschiebung der zu schaltenden Elemente koordiniert, dass bei der Schwenkbewegung des Schaitfingers in einer ersten Schaltphase zunächst ein vergleichsweise kurzer Hebelarm, zur Überwindung der Fixierkraft der Haltevorrichtung und zur Drehzahlangieichung der Synchronelemente über Reibflächen, mit vergleichsweise erhöhter Schaitkraft angewandt wird. In einer zweiten Schaltphase wirken mit einem längeren Hebelarm niedrigere Schaltkräfte, die zur Einrückung der Synchronelemente bzw. einer Schaltmuffe mit dem zugehörigen Gang erforderlich sind.
Durch die Übersetzungsänderung mit zunehmendem Verdrehwinkel des Schaltfingers wird eine Reduzierung der erforderlichen Handschaltkraft während der Synchronisation und damit eine Angleichung der erforderlichen Handschaltkräfte im Verlauf der Schaltung bei einem gleichzeitig relativ kurzen Schaltweg des Handschalthebels erreicht.
Nachteilig an dieser bekannten Schaltvorrichtung ist, dass die an sich vorteilhafte Profilierung des Schaltfingers in Wirkverbindung mit der Profilierung der Wählgabelwände nur an einer Längsseite realisierbar ist und damit nur in einer Schaltrichtung wirksam ist. In der anderen Schaltrichtung ist an dem Schaltfinger eine gerade Kante ausgebildet, die in Wirkverbindung mit einem benachbarten Vorsprung an der W äh Sg abelwand eine eher konstante Übersetzung bewirkt. Dies ist jedoch bestenfalls für einen in dieser Richtung zu schaltenden nicht synchronisierten Gang kein Nachteil und daher bei modernen vollsynchronisierten Getrieben eher problematisch. Zudem erfordert diese Konstruktion ein relativ großes Spiel, um Koüisionsprobleme mit den Wänden der Wählgabel zu vermeiden, welches sich auf den Schaltkomfort ungunstig auswirkt.
Aus der DE 42 23 409 A1 der Anmelderin ist eine weitere Schaltvorrichtung bekannt, bei der ein Schaltfinger mit einem profilierten Ende in eine Schaltnut einer Schaltschiene eingreift. Das Ende des Schaltfingers weist einen ersten Abschnitt mit einer kreisbogenförmigen Kontur auf, an den sich ein zweiter Abschnitt anschließt, der eine Kontur aufweist, die dem Verlauf einer logarithmischen Spirale folgt An den zweiten Abschnitt kann sich ein weiterer, vorzugsweise wiederum kreisbogenförmig abgerundeter Abschnitt anschließen, mit dem das der Schaltnut zugewandte Ende des Schaltfingers stumpf ausläuft. Die Wände der Schaltnut sind senkrecht oder trapezförmig, sich zum Nutboden hin verjüngend, ausgebildet. Bei einer Schwenkbewegung des Schaltfingers liegt nach Überbrücken eines Spiels bzw. Leerwegs, zunächst die Kreisbogenkontur des ersten Abschnitts an einer Wand der Schaltnut an. Bei der weiteren Verdrehung des Schaltfingers verläuft der Kontakt der Flanke des Schaltfingers
dann über die Spiraikontur und endet an dem stumpfen Ende des Schaitfin- gers. Die Spiraikontur bewirkt eine etwa lineare Änderung der Übersetzung mit dem Verschiebeweg der Schaltschiene mit dem Ergebnis einer Vergieichmäßi- gung der erforderlichen Schaltkräfte über den Schaltweg.
Durch eine symmetrische Ausbildung der profilierten Abschnitte sind bei dieser Konstruktion beide Schaltrichtungen, also beide Verdrehrichtungen des Schaltfingers mit der gewünschten Übersetzungsänderung möglich. Nachteilig wirkt sich jedoch aus, dass die Spiraikontur konstruktiv relativ aufwendig ist und eine hohe Fertigungsgenauigkeit erfordert um eine vorgegebene Übersetzungsänderung zu erzielen. Bei Änderungen des zur Verfügung stehenden Bauraumes und/oder des Verschiebeweges der Schaitschiene ist eine Neuberechnung der profilierten Abschnitte und gegebenenfalls aufwendige Versuchreihen erforderlich, um eine zufrieden steliende Koordination der Schaltkraft über den Schaltweg mit der erforderlichen Handschaltkraft zu erzielen.
Außerdem sind konstruktive Maßnahmen, beispielsweise ein stumpf auslaufendes Schaitfiπgerende vorzusehen, die ein Verklemmen des Schaltfingers in der Schaitnut ausschließen. Im Bereich des Übergangs zwischen den profilierten Abschnitten ergibt sich zudem ein reiativ großes Spiel. Eine sich nach unten verjüngende Schaltnut und/oder ein stumpf auslaufendes Schaltfingerende führen zudem zu einer Begrenzung der möglichen Hebelarmlänge und damit zu einer Begrenzung der Übersetzungsänderung bei einem vorgegebenen Bauraum, die insbesondere für Schaltvorrichtungen in Nutzfahrzeugen eher unzureichend sein kann.
Ein gemeinsamer Nachteil der bekannten profilierten Schaitfinger ist dass Beginn, Verlauf und Ende der Übersetzungsänderung mit der Änderung des Schaltwinkels der Schaltwelle durch die Profilgebung des Schaltfingers fest vorgegeben sind, wodurch Schaltwegänderungen durch Fertigungstoleranzen, Wärmeausdehnung und den Verschleißzustand der Synchronisierelemente in der mechanischen Übertragungskette der Schaltvorrichtung nicht berücksichtigt
werden. Dabei beginnt die Übersetzung nahezu übergangsios zwischen einem Spiel und einer erhöhten Kraftübertragung mit dem kürzesten zur Verfügung stehenden Hebelarm und verändert sich mit zunehmendem Schaltwinkel zu einem Sängeren Hebelarm hin, wobei zwar ein vorbestimmter, nicht aber der tatsächliche Schalt- bzw. Einrückpunkt der Schaltelemente berücksichtigt wird.
Weiterhin ist aus der nicht vorveröffentlichien DE 10 2005 01 1 274 A1 der Anmelderin eine Schaltvorrichtung bekannt, bei der für einzelne Schaltschienen bzw. Schaltgassen, beispielsweise in einer Hauptgruppe eines Mehrgruppengetriebes, verschieden lange Schaltfinger vorgesehen sind, wodurch sich unterschiedliche Übersetzungen der über die Schaltwelle übertragenen Kraft ergeben. Insbesondere ist ein Schaltfinger für eine Schaitgasse, die höhere Schaltkräfte erfordert kürzer ausgeführt, als ein Schaltfinger für eine Schaltgasse, die eine vergleichsweise niedrigere Schaltkraft benötigt. Dadurch können Unterschiede zwischen einer zum Schalten der Gänge jeweils erforderlichen auszuübenden Schaltkraft ausgeglichen und ein im Wesentlichen gleiches Kraftniveau der Handschaltkraft zum Einlegen der einzelnen Gänge eingestellt werden, welches den Schaltkomfort verbessert.
Die bekannte Schaltvorrichtung ist in der Lage, die ihr zu Grunde liegende Aufgabe in vollem Umfang zu lösen. Säe gleicht allerdings nur Schaltkräfte zwischen einzelnen Gängen bzw. verschiedenen Synchronisierungen aus und ist nicht dazu geeignet, die eingangs erläuterten verschiedenen Schaltkräfte innerhalb eines Schaltvorganges zu beeinflussen,
Schließlich sind pneumatische und/oder hydraulische und/oder elektrische Schalthilfen bereits bekannt. Beispielhaft wird auf die nicht vorveröffentlichte DE 10 2006 006 651 .0 der Anmelderin hingewiesen. Derartige Servoun- terstützungseinrichtungen bieten weit reichende Möglichkeiten, die Handschait- kraft bei einem Kraftfahrzeug-Wechselgetriebe zu unterstützen. Sie sind jedoch relativ aufwendig in Kosten, Konstruktion und Ansteuerung, benötigen zusätzli-
chen Bauraum und verursachen zusätzliches Gewicht. Daher sind auch zukünftig einfachere und kostengünstigere Schalthilfen wünschenswert.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schaltvorrichtung für ein Handschaltgetriebe eines Kraftfahrzeuges anzugeben, die Gangwechsel mit einer vergleichsweise geringen, über όen Schaltvorgang weitgehend ausgeglichenen Handschaltkraft ermöglicht, einen hohen, gleichbleibenden Schaltkomfort gewährleistet und dennoch einfach und kostengünstig ist.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmaien des Hauptanspruchs, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei einem Handschaltgetriebe durch eine flexible Anpassung des zwischen einer Schaltwelle und einer Schaltschiene wirksamen Hebelarms eines Schaltfingers an einen der Bewegung eines Schalthebels entgegenwirkenden Schaltwiderstand der zu schaltenden Schaltelemente, eine effektive und zumindest weitgehend gegenüber Toleranzen in der Übertragungskette der Schaltvorrichtung unempfindliche Verringerung und Angleichung der erforderlichen Handschaitkräfte während eines Schaltvorganges ermöglicht wird.
Demnach geht die Erfindung aus von einer Schaitvorrichtung für ein Handschaltgetriebe eines Kraftfahrzeuges mit einem Schalthebel, mittels dem wenigstens ein an einer Schaitwelle angeordneter Schaltfinger manuell schwenkbar ist. Der Schaitfinger ist in Eingriff mit einem an einer Schaltschiene angeordneten mitnehmenden Element bringbar, und bewirkt in Wirkverbindung mit dem mitnehmenden Element eine axiale Verschiebung der Schaitschiene, wobei die mit der Schaltschiene in Verbindung stehenden Schaltelemente zum Schalten von Gängen betätigbar sind. Der Schaltfinger weist profilierte Abschnitte auf, mitteis denen bei einer Schwenkbewegung des Schaltfingers eine
variable Übersetzung der von der Schaitweile zu übertragenden Handschalt- kraft auf die an der Schaltschiene wirksame Axialkraft erzeugbar ist.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe sieht die Erfindung zudem vor, dass dem Schaltfinger kraftempfindliche Mittel zugeordnet sind, über die, in Wirkverbindung mit den profilierten Abschnitten, eine jeweils wirksame Übersetzung der Handschaltkraft zur Axialkraft an der Schaltschiene mit einer letztlich gegen die Handschaltkraft wirkenden und durch die zu schaltenden Schaltelemente hervorgerufenen Gegenkraft variiert.
Durch diese Anordnung wird vorteilhaft erreicht, dass sich die Übersetzung an den tatsächlichen Schaltwiderstand der zu schaltenden Getriebeelemente anpasst. Dadurch wird eine Reduzierung und weitgehende Gleichmäßigkeit der erforderlichen Handschaltkraft über den Schaltweg beim Einlegen eines Ganges sichergestellt, die zuverlässig über die Lebensdauer des Schaltgetriebes einen hohen Schaltkomfort gewährleistet. Insbesondere kann die erforderliche Handschaltkraft für die Synchronisierung bei Nutzfahrzeug - Handschaltgetrieben, die relativ hohe Betätigungskräfte erfordern, durch eine effektive Hebelarmänderung signifikant verringert werden. Dadurch wird auf kostengünstige und einfache Weise - ohne pneumatische, hydraulische oder elektrische Schalthilfen - ein hoher Schaltkomfort bei Nutzfahrzeugen erreicht.
Dies wird durch eine flexible Profilierung des Schaltfingers ermöglicht, die, gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, wenigstens zwei Profilteile vorsieht, wobei ein unteres, zu der Schaltschiene benachbartes erstes Profilteil über ein als eine Federeinrichtung ausgebildetes kraftempfindliches Mittel mit dem Schaltfinger elastisch gekoppelt ist und einen ersten Kraftangriffspunkt mit einer ersten auf die Schaltschiene wirksamen Übersetzung aufweist, und ein oberes, zu der Schaltwelie benachbartes zweites Profilteil mit dem Schaitfinger fest verbunden ist, sowie einen zweiten Kraftangriffspunkt mit einer zweiten, von der ersten verschiedenen auf die Schaltschiene wirksamen Übersetzung aufweist.
Dadurch wird eine eiastische Wirkverbindung zwischen der Schaitwelle und der Schaltschiene aufgebaut bei der der erste, äußere Kraftangriffspunkt, der mit dem Schaltfinger über eine Federeinrichtung elastisch gekoppelt ist, eine vergleichsweise geringere Weguntersetzung aufweist Bei einer Schwenkbewegung des Schaltfingers kommt zunächst die Kontur des unteren, elastisch gekoppelten Profiiteils mit einer Innenwand des mitnehmenden Elementes in Kontakt. Dabei ergibt sich zu Beginn eine auf die Schaitschiene wirksame axiale Verschiebe-Kraft, die aus einer vorgegebenen Vorspannkraft und einer Rückstellkraft der Federeinrichtung bei der Schwenkbewegung resultiert.
Unter einer Schaltschiene werden dabei nicht nur Schienen im engeren Sinne verstanden, sondern alle die Funktion einer Schaltschiene erfüllenden Bauteile. Die für die Verschiebung der Schaltschiene ursächliche Drehkraft bzw. das Drehmoment an der Drehachse der Schaltwelle ist durch die auf den Schalthebel vom Fahrer ausgeübte Handschaltkraft, übersetzt durch das Schaltgestänge, gegeben.
Mit einer weiteren Verschiebung der Schaltschiene wird eine Synchronisiereinrichtung, also die entsprechenden Reibelemente im Getriebe, betätigt, die die erforderliche Synchronisierkraft nun der Axiaikraft entgegensetzt und sich als Widerstand am Schalthebel äußert Zum Überwinden dieses einsetzenden Widerstandes übt der Bediener eine entsprechende Handschaltkraft aus. Dabei wird mit zunehmender Handschaitkraft die Federeinrichtung komprimiert, wodurch sich das elastisch gekoppelte Profilteii entsprechend verschiebt.
Mit zunehmendem Schaltwinkel wandert der Kraftangriff von dem unteren äußeren Kraftangriffspunkt über den Schaltfinger zu dem oberen inneren Kraftangriffspunkt mit einer erhöhten Weguntersetzung. Die Axialkraft der Schaltschiene ergibt sich nun aus dem Drehmoment bzw. der dazu proportionalen Handschaltkraft an der Schaltwelle und einem Hebelarmverhältnis des Schaltgestänge-Hebelarms zu dem Schaitfinger-Hebelarm. Der Kraftangriff
erfolgt dabei über die Flanke des oberen Profilteiis mit einem vergleichsweise kürzeren Schaltfinger-Hebelarm, welches nach den Hebelgesetzen zu einem entsprechenden Anstieg der Axialkraft an der Sehaitschiene führt. Die erhöhte Axialkraft unterstützt damit die Handschaltkraft, so dass die Synchronisierung bei einer vergleichsweise niedrigeren erforderlichen Handschaitkraft erfolgen kann,
Mit dem Beenden der Synchronisierung und dem damit verbundenen Abfall der Gegenkraft fällt die Abstützung wieder zurück auf das untere Profilfeil mit der geringeren Weguntersetzung, wobei sich die Federeinrichtung mit dem Profiiteil in die entspannte Stellung begibt.
Die erfindungsgemäße Anordnung erhöht somit die Schaltkraft auf die zu schaltenden Elemente bei auftretendem Widerstand, ohne den Gesamtschait- weg zu vergrößern, und führt damit zu einer Reduzierung der erforderlichen Handschaltkraft im Sinne einer Angleichung des Kraftaufwandes über den Schaltweg an den geringeren Kraftaufwand außerhalb der Synchronisationsphase. Die Veränderung des wirksamen Hebelarms folgt dabei nicht einem starren Profilverlauf wie bisher bekannt, sondern reagiert über die Federeinrichtung flexibel auf den tatsächlichen Schaltwiderstand, wodurch Fertigungstoleranzen, Wärmeausdehnung und Verschleiß in der mechanischen Übertragungskette der Schaltvorrichtung automatisch ausgeglichen werden und ein einwandfreier Schaltablauf gewährleistet ist.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass die profilierten Abschnitte des Schaltfingers bezüglich einer Längsachse des Schaltfingers symmetrisch ausgebildet sind. Dadurch wird sichergestellt, dass der Schaltfinger in beiden Drehrichtungen, also in beiden Schaitrichtungen, äquivalent mit der erfindungsgemäßen Reduzierung und Angleichung der Handschaltkraft eingesetzt werden kann.
Weiterhin kann vorgesehen sein, cfass die Profilteile im Querschnitt eilip- sen förmig ausgebildet sind, wobei jeweils die große Achse der Ellipse quer zur Längsachse des Schaltfingers ausgerichtet ist. Bei der Ellipsenform der Profil- teile ergibt sich als Kontaktpunkt mit einer Innenwand des üblicherweise als gabelförmigem Mitnehmermaui ausgebildeten mitnehmenden Elements jeweils ein Endpunkt der großen Ellipsenachse, Dieser Kraftangriffspunkt gleitet bei der Schwenkbewegung des Schaltfingers besonders leicht, also reibungs- und verschleißarm sowie gleichmäßig an der Innenwand des Mitnehmermauls ab. Durch die vergleichsweise kurze kleine Ellipsenachse wird zudem in Längsrichtung des Schaltfingers eine besonders kompakte Bauform ermöglicht.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass der Radius des elastisch gekoppelten Profilteils quer zur Längsachse des Schaitfingers den Radius des mit dem Schaltfinger starr verbundenen Profilteils quer zur Längsachse des Schaltfingers höchstens um einen vorgegebenen Kompressionsweg zur Kompression der Federein richtung übersteigt. Dadurch ist sichergestellt, dass bei einer Schaltbewegung der Kraftangriff des mitnehmenden Elementes an dem unteren Profiiteil mit dem längeren Hebelarm nach einer entsprechenden Kompression der Feder auf das obere Profilteil mit dem kürzeren Hebelarm harmonisch übergeht.
Insbesondere in Verbindung mit einer symmetrischen Ausführung der beiden Profiiteile ermöglicht eine große Ellipsenachse des elastisch gekoppelten Profiiteils mit einem Durchmesser, der wenigstens annähernd dem Durchmesser des starr verbundenen Profilteils zuzüglich dem doppelten vorgegebenen Kompressionsweg der Federeinrichtung entspricht und nur geringfügig kleiner als der Querdurchmesser des Mitnehmermauls ist, eine automatische, nahezu spielfreie Zentrierung des Schaltfingers in einer senkrechten Neutral- steilung.
Häufig werden Schaltfinger und Mitnehmermaul in einer bauraumsparenden, flachen Bauweise ausgeführt. Besonders vorteilhaft sind daher flach-
bauende Federeinrichtungen für die erfindungsgemäße Profilierung des Schait- fingers geeignet. Beispielsweise können Metallfedern in Form von Schrauben- druckfedern mit einem reckeckigem Querschnitt oder Blattfederelemente verwendet werden. Grundsätzlich sind jedoch auch Federeinrichtungen, die auf elastischen Gummi- oder Kunststoffelementen basieren, nutzbar.
Zur Erzielung einer besonders effektiven Schaltkrafterhöhung der Schaltschiene und einer besonders gleichmäßigen Handschaltkraftverteilung über den Schaltweg kann außerdem vorgesehen sein, dass die Federkonstante der Federein richtung und/oder die Profiigebung der profilierten Abschnitte des Schaltfingers an eine zur Betätigung einer Synchronisiereinrichtung erforderliche Synchronisierkraft angepasst sind, so dass sich ein ansatzloser Übergang der Übersetzung mit Beginn und Ende der Synchronisierung ergibt.
Schließlich kann bei einem Schaltgetriebe mit mehreren Schaitfingern zur Betätigung mehrerer Gänge noch vorgesehen sein, dass die Federkonstante der Federeinrichtung und/oder die Profiigebung der profilierten Abschnitte jeweils an die erforderliche Schaltkraft zum Schalten der jeweiligen Schaltelemente so angepasst ist, dass die Handschaltkräfte zum Schalten einzelner Gänge weitgehend angeglichen sind. Da zum Schalten verschiedener Gänge des Fahrzeuggetriebes in der Regel unterschiedliche Schaltkräfte erforderlich sind, kann durch eine Vergleichmäßigung der Handschaitkraft zum Schalten verschiedener Gänge der Schaltkomfort noch weiter erhöht werden. Dies ist durch eine entsprechende Profiigebung unter Berücksichtigung der Federeinrichtung besonders vorteilhaft erreichbar.
Zur Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung eines Ausführungsbeispiels beigefügt.
In dieser zeigt
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Schaitvorrichtung mit einem erfindungsgemäßen Schaltfinger im Schnitt in einer Neutraistel- lung,
Fig. 2 die Schaitvorrichtung mit dem Schaltfinger in einer Synchronisierstellung,
Fig. 3 die Schaitvorrichtung mit dem Schaitfinger in einer Gangstellung bei eingelegtem Gang, und Fig. 4 ein Verlaufsdiagramm einer axialen Schaltschienenkraft.
Demnach ist in Fig. 1 eine Schaitvorrichtung für ein Nutzfahrzeug - Handschaltgetriebe mit einem Schaitfinger 1 dargestellt, der an einer Schalt- bzw. örehwelle 2 um eine Drehachse 12 drehbar gelagert ist, Der Schaltfinger 1 ist von einem (nicht dargestellten) Handschalthebel über ein in der Zeichnung durch eine Schaltstange angedeutetes Schaltgestäπge 3 betätigbar. Der Schaltfinger 1 greift mit seinem Ende in ein vorteilhaft als gabelförmiges Mitnehmermaul ausgebildetes, mitnehmendes Element 4 ein. Das Mitnehmermaul 4 ist an einer Schaltschiene 5 befestigt die ihrerseits im Eingriff mit einer (nicht dargestellten) Synchronisiereinrichtung zum Synchronisieren und Schalten eines Ganges des Nutzfahrzeuggetriebes steht. An dem Ende des Schaltfingers 1 ist ein oberes ellipsenförmiges Profiiteil 8 und ein unteres ellipsenför- miges Profilfeil 7 angeordnet Das obere Profilteil 6 ist mit dem Schaltfinger 1 fest verbunden. Das untere Profilteil 7 ist mittels einer Federeinrichtung 8 mit einem Feder-Kompressionsweg „s" von dem Schaltfinger 1 entkoppelt bzw. mit dem Schaltfinger 1 elastisch gekoppelt Die Endpunkte 9, 9' b2w. 10, 10' der jeweiligen großen Eilipsenachse der Profilteile 6, 7 bilden in Kontakt mit einer jeweiligen Innenwand 1 1 , 1 1 ' des Mitnehmermauls 4 Kraftangriffspunkte zur Übertragung einer Handschaitkraft FH in eine Axiaikraft Faϊf, s zur Verschiebung der Schaltschiene 5.
Maßgebend für die Kraftübertragung sind die Hebelarmverhältnisse zwischen einem Referenz-Hebelarm r0 der Schaltstange 3 und einem jeweils wirksamen Schaltfinger-Hebelarm u für das untere Profiiteil 7 bzw. einem kürzeren Hebelarm r≤ für das obere Profiiteil 6, wobei die Hebelarme r0, ri t r2, von der Drehachse 12 der Schaltweile 2 aus gemessen sind.
Der an der Drehachse 12 gelagerte Schaltfinger 1 mit der Schaltstange 3 kann als ein zweiarmiger Hebel befrachtet werden, woraus sich eine variable Übersetzung ivar des Schaltfingers 1 nach der Beziehung
F Λ D ri 2
■ ax 'i
ergibt, bei der F3x D eine an Drehachse 12 angreifende Drehkraft FdλXS - ip x FH ist, die aus der Handschaltkraft FH resultiert wobei ip für eine primäre Übersetzung des Schaltgestänges 3 steht.
Die Funktionsweise der Schaltvorrichtung wird im Folgenden erläutert:
In der Fig. 1 ist die Schaitvorrichtung in einer Neutralsteliung bei nicht eingelegtem Gang gezeigt. Bei einer Schaltbewegung der Schaitstange 3 in einer Schaltdreh richfung 13 über den Handschalfhebei dreht sich der Schaitfin- ger 1 um die Drehachse 12 und wird entsprechend in dem Mitnehmermaul 4 in einer entgegengesetzten Schaltschieberichtung 14 verschwenkt. Analoges gilt für eine entgegengesetzte zweite mögliche Schalfdrehrichtung.
In der Schaltschieberichtung 14 greift der Kontaktpunkt 9 des unteren Profilteils 7 an der Innenwand 1 1 an und übt auf die Schaltschiene 5 eine durch die Federeinrichtung 8 bestimmte Axiaikraft FavΛ ~ Fv + FR aus, die aus einer
Vorspannkraft Fv und einer Rückstellkraft FR = sxc mit dem Feder-Kompres-
sionsweg s und einer Federkonstante c gebildet wird. Dabei wird die Federeinrichtung 8 gegen einen Widerstand der Schaitschiene 5 komprimiert, wobei die Schaltschiene 5 verschoben wird, bis die Synchronisierelemente (Reibflächen) der Synchronisiereinrichtung zur Drehzahlangleichung der zu schaltenden Gangelemeπte in Kontakt kommen. Dies äußert sich in einer Synchronisierkraft (in Fig, 2 durch einen Pfeil 16 angedeutet}, die der aus der Handschaltkraft FH erzeugten Axialkraft Fax, s (in Fig. 2 durch einen Pfeil 15 angedeutet) als eine Gegenkraft FQ entgegenwirkt. Folglich wird die Federeinrichtung 8 komprimiert, wobei das Profiiteil 7 bezüglich des Schaltfingers 1 verschoben wird.
Diese Situation zeigt die Fig. 2 in einer Synchronisierstellung, bei der mit zunehmendem Schaltwinkel das obere, mit dem Schaltfinger 1 starr verbundene Profilteil 6 im Kontaktpuπkt 10 mit der Innenwand 11 des Mitπehmermauls 4 in Kontakt kommt, wodurch der Kraftangriff auf dieses Profilteil 8 übergeht und nun über den Kontaktpunkt 10 an dem Mitnehmermaul 4 erfolgt. Dies geht mit einer Änderung des wirksamen Hebels einher. Während ohne den veränderten
Kraftangriffspunkt das untere Profilfeil 7 eine Axialkraft Fx s - E1x Ό X r0 /r, mit
einer Wegunfersetzung r0 / r, auf die Schaltschiene 5 ausüben würde, wird stattdessen nun eine Axialkraft Fw s - ¥aX ϊy x r0 /i\ mit einer aufgrund des kür¬
zeren Hebelarms r, erhöhten Weguntersetzung r0 Ir2 erzeugt. Das bedeutet beispielsweise für ein Hebelarmverhäitnis von r, /r2 - 2/ 1 eine Verdopplung der zur Synchronisierung zur Verfügung stehenden Axialkraft Faχ,s bei gleicher Handschaltkraft FH.
Bei nachlassendem Widerstand bzw. Gegenkraft FG wird der Kraftangriff wieder durch die Federeinrichtung 8 bestimmt. Dies ist in der Fig. 3 gezeigt, bei weicher der Zielgang eingelegt ist. Hierbei verschiebt die Federeinrichtung 8 die Schaltschiene 5, wodurch das Profiiteil 7 wieder in seine bezüglich des Schaltfingers 1 zentrierte Position gerat.
Die Fig. 4 zeigt schließlich noch zur Verdeutlichung der variablen Übersetzung des Schaltfingers 1 einen qualitativen Verlauf 19 bzw. 19' der Axialkraft FaXi s an der Schaltschiene 5. Darin ist auf einer Ordinatenachse 17 die Axialkraft Fax S gegen ein zu der Handschaltkraft FH proportionales Drehmoment der Schaltweile 2 auf einer Abszissenachse 18 aufgetragen. Die Kurve 19 zeigt dabei einen Anstieg mit dem Übergang des Kraftangriffs auf das obere Profilteil 6 des Schaltfingers 1 nach der Kompression der Federeinrichtung 8 mit der höheren Weguntersetzung r,j / r, im Vergleich zu einer Kurve 19' mit einem näherungsweise konstanten Kraftangriff mit der geringeren Weguntersetzung r0 / r, .
Bezuαszeichen
1 Schaltfinger
2 Schaitwelie / Drehwelle
3 Schaϊtgestänge / Schaltstange
4 mitnehmendes Efement / Mitnehmermaui
5 Schaltschiene
6 Oberes Profilteii
7 Unteres Profilteii
8 kraftempfindiiche Mittel / Federein richtung
9, 9' Achsen-Endpunkt / Kontaktpunkt
10, 10' Achsen-Endpunkt / Kontaktpunkt
1 1, 1 1' Innenwand
12 Drehachse
13 Seh altdreh richtung
14 Schaltschieberichtung
15 Axiaikraft-Richtung
16 Gegenkraft-Richtung
17 Axialkraft-Ordinate
18 Drehwellenmoment-Abszisse
193 19' Axial kraft- Ve riauf sku rve
Fax, O axiale Drehweiienkraft
Fax. S axiale Schaltschienenkraft
F6 Gegenkraft / Synchronisierkraft
FH Handschaltkraft
FH Rückstell kraft
Fv Vorspann kraft
G Federkonstante
>P primäre Schaltgestänge - Übersetzung ivar variable Schaltfinqer - Übersetzung
s Feder-Kompressionsweg rOj r'o Schaltstangen-Hebelarm / Referenz-Hebelarm n, r!i Hebelarm unteres Profilteil r2, r'2 Hebelarm oberes Profiltei!
Claims
1 , Schaltvorrichtung für ein HandschaÜgetriebe eines Kraftfahrzeuges, mit einem Schalthebel, mitteis dem wenigstens ein an einer Schaltweile (2) angeordneter Schaltfinger (1 ) manuell schwenkbar ist bei weicher der Schaltfinger {1 ) in Eingriff mit einem an einer Schaltschiene (5) angeordneten mitnehmenden Element (4) bringbar ist und in Wirkverbindung mit dem mitnehmenden Element (4) eine axiale Verschiebung der Schaltschiene (5) bewirkt, über die mit der Schaltschiene (5) in Verbindung stehende Schalteiemente zum Schalten von Gängen betätigbar sind, wobei der Schaitfinger (1) profilierte Abschnitte (8, 7} aufweist, mitteis denen bei einer Schwenkbewegung des Schaltfingers (1) eine variable Übersetzung (ivar) der von der Schaltweile (2) zu übertragenden Handschaltkraft (FH) auf die an der Schaltschiene (5) wirksame Axiaikraft (Fax< s) erzeugbar ist, dadurch g eke nnze ich net, dass dem Schaltfinger (1) kraftempfindiiche Mittel (8) zugeordnet sind, über die, in Wirkverbindung mit den profilierten Abschnitten (6, 7), eine jeweils wirksame Übersetzung (ivar) der Handschaltkraft (FH) zur Axialkraft (F^.3} mit einer letztlich gegen die Handschaitkraft (FH) wirkenden und durch die zu schaltenden Schaltelemente hervorgerufenen Gegenkraft (F0) variiert.
2, Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch geken nzeichnet, dass die profilierten Abschnitte (6, 7) an dem Schaitfinger (1) ais wenigstens zwei Profiiteile ausgebildet sind, wobei ein unteres, zu der Schaltschiene (5) benachbartes erstes Profilteil (7) über ein als eine Federeinrichtung ausgebildetes kraftempfindiiches Mittel (8) mit dem Schaltfinger (1) elastisch gekoppelt ist und einen ersten Kraftangriffspunkt mit einer ersten auf die Schaltschiene (5) wirksamen Übersetzung {i¥ar) aufweist, und wobei ein oberes, zu der Schaltwelle (2) benachbartes zweites Profilteii (8) mit dem Schaltfinger (1) fest verbunden ist und einen zweiten Kraftangriffspunkt mit einer zweiten, von der ersten verschiedenen, auf die Schaitschiene (5) wirksamen Übersetzung (ivar) aufweist.
3. Schaitvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch geken n zeich net, dass die profilierten Abschnitte (6, 7) des Schaitfingers (1 ) bezüglich einer Längsachse des Schaltfingers (1) jeweils symmetrisch ausgebildet sind.
4. Schaltvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch geken nze ichn et, dass die Profilteile (6, 7) jeweils ellipseπför- mig ausgebildet sind, wobei jeweils die große Achse der Ellipse quer zur Längsachse des Schaltfingers (1) ausgerichtet ist
5. Schaltvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch geken nze ichn et, dass der Radius des elastisch gekoppelten Profilteils (7) quer zur Längsachse des Schaltfingers (1) den Radius des mit dem Schaltfinger (1 } starr verbundenen Profilteils (6) quer zur Längsachse des Schaltfingers (1) höchstens um einen vorgegebenen Kompressionsweg (s) zur Kompression der Federeinrichtung (8) übersteigt.
6. Schaltvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch geken nze ichn et, dass ein Querdurchmesser des elastisch gekoppelten ProfiiteiSs (7) wenigstens annähernd einem inneren Querdurchmesser des mitnehmenden Elementes (4) entspricht.
7. SchaStvorriehtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch geken nze ichn et, dass die Federeinrichtung (8) aus wenigstens einem flach bauenden Federelement gebildet ist.
8. Schaltvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch geken nze ichn et, dass die Federkonstante (c) der Federein rich- tung (8) an eine zur Betätigung einer Synchronisiereinrichtung erforderliche Synchronisierkraft (FG) angepasst ist.
9. Schaitvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch geken nze ichn et, dass die Profilgebυng der profilierten Abschnitte (6, 7) des Schaltfingers (1) an eine zur Betätigung einer Synchronisiereinrichtung erforderliche Synchronisierkraft (FG) angepasst ist.
10. Schaltvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeich net, dass die Federkonstante (c) der Federeinrichtung (8) und/oder die Profügebung der profilierten Abschnitte (6, 7), bei einem Schaltgetriebe mit mehreren SchaStfingern (1) zur Betätigung mehrerer Gänge, jeweils an eine erforderliche Schaltkraft zum Schalten der jeweiligen Schaltelemente so angepasst ist, dass die Handschaltkräfte (FH) zum Schalten einzelner Gänge wenigstens weitgehend angeglichen sind.
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Legal Events
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121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
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122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
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