CN101432553A - 控制装置和变速箱 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种控制机动车辆变速箱的期望齿轮的啮合的控制装置，所述控制装置(1)包括具有相关锁闭装置(20)的控制杆(3a)。锁闭装置包括锁闭元件(21)，其设有一个或更多个都限定控制杆预定设置位置的槽或凹陷(22a－22c)。锁闭装置还包括布置于控制杆中空空间(24)中的两个锁闭球(23a、23b)、控制球(28)和弹簧装置(25)。锁闭球可在与控制杆纵轴线垂直的互相相反的方向上抵抗弹簧装置的作用在中空空间中移动，以被带入和带出与槽/凹陷的啮合。控制球可在控制杆轴向上在中空空间中移动并抵抗锁闭球由弹簧装置预加载，以使锁闭球通过弹簧装置和控制球的作用预加载占据伸出位置以啮合于所述槽/凹陷之一中。本发明还涉及包括该控制装置的变速箱。

Description

控制装置和变速箱
技术领域
本发明涉及根据权利要求1前序部分的用于控制机动车辆的变速箱的期望齿轮的啮合的控制装置，以及包含这种控制装置的变速箱。
背景技术
在机动车辆例如客车、卡车、用于半拖车的拖拉机或巴士的手动变速箱中，期望齿轮的啮合通常由形成变速箱一部分并且提供有多个控制杆的控制装置来控制。这些控制杆能通过车辆变速杆的操作在限定变速箱各种齿轮位置的各种预定的设置位置之间移动。每个控制杆与确保控制杆响应于变速杆的移动而将采用预定的设置位置之一以及控制杆不会意外地从相关的设置位置中移动出来的锁闭装置相配合。EP 0 702 172 A1涉及一种用于变速箱控制杆的常规类型的锁闭装置。这个锁闭装置包括通过弹簧装置的作用适合于啮合于控制杆的各种凹陷中的锁闭装置。这些凹陷的每个相应于控制杆的预定设置位置。每个凹陷具有适合于与锁闭装置相配合的引导表面，其配合方式使得，通过这个引导表面的作用以及抵抗弹簧装置的作用，锁闭装置将响应于控制杆从控制杆在锁闭装置啮合于相应凹陷中之下的设置位置开始的轴向运动从伸出位置移动至缩回位置。从一个设置位置至另一个的变化因而要求用充分的力使控制杆在其纵向上移动以克服弹簧装置的弹簧力，弹簧装置经由锁闭装置阻碍这种移动。在控制杆已经移动如此远以使得这些凹陷的另一个到达锁闭装置的路线中时，通过弹簧装置的作用，锁闭装置将向前移动以与那个凹陷相啮合并且从而阻碍控制杆的进一步移动。
借助于这些锁闭功能，操作变速杆的人经由相应的控制杆和变速杆接收对各种齿轮位置的感知。
发明内容
本发明的目标
本发明的目标是提供上述类型控制装置的又一发展以提出一种至少在一些方面与常规构造的控制装置相比提供优点的构造。
根据本发明，所述目标借助于具有权利要求1所述特征的控制装置来实现。
根据本发明，控制装置包括至少一个具有相关锁闭装置的控制杆，所述锁闭装置包括锁闭元件，其提供有一个或更多每个都限定控制杆的预定设置位置的槽或凹陷，由此控制杆布置为相对于锁闭元件移动。锁闭装置还包括
两个锁闭球，其布置于控制杆中的中空空间中，由此这些锁闭球在与控制杆的纵向轴线垂直的互相间相反的方向上，抵抗布置于中空空间中的弹簧装置的作用，可在中空空间中，在其中每个锁闭球啮合于锁闭元件中的所述槽/凹陷之一中并且从而阻碍控制杆相对于锁闭元件的移动的伸出位置和其中锁闭球没有啮合于锁闭元件中的任何所述槽/凹陷中的缩回位置之间，移动；以及
控制球，其布置于所述中空空间中，可在控制杆的轴向上在中空空间中移动并且抵抗锁闭球由弹簧装置预加载，以使得锁闭球通过弹簧装置和控制球的作用从而被预加载以占据伸出位置。控制球还适合于通过锁闭球的作用并且抵抗弹簧装置的作用，响应于锁闭球从伸出位置至缩回位置的移动，在所述中空空间中轴向地移动。
根据本发明，锁闭球、控制球和相关弹簧装置布置于实际控制杆内，从而使得锁闭装置特别节省空间。与上述常规解决方案相比，根据本发明的解决方案还尽可能地简化了控制装置的构造，从而提供降低制造成本的可能性。使用呈球形式的锁闭装置并且使它们与控制球相配合产生了锁闭装置的部件之间的低摩擦和小磨损，同时降低了这些部件的公差要求。三个球布置于控制杆内的布置还产生了具有良好对称性和平衡的锁闭装置，从而避免了控制杆在变速期间受到弯曲力。低摩擦和避免弯曲力就产生了非常容易的变速。
根据一个实施例，锁闭球适合于将控制球保持在所述中空空间中的位置中，并且控制球适合于通过弹簧装置的作用将锁闭球保持在所述中空空间中的位置中。从而避免了需要特殊的紧固装置来将锁闭球和控制球安装于控制杆的中空空间中，使得锁闭装置能包括简单构造的少量部件并且同时易于安装。
根据本发明的控制装置的其他实施例由从属权利要求和下面给出的描述来显示。
本发明还涉及机动车辆的变速箱，优选地呈手动变速箱的形式，其包括根据本发明的控制装置。
附图说明
本发明在下面将参照附图基于实施例示例更详细地描述，其中：
图1示出构成根据本发明控制装置的一部分的控制杆的示意性侧视图，
图2a示出穿过控制杆一部分的示意性纵向截面，并且相关锁闭装置示出为处于锁闭位置，
图2b示出根据图2a的纵向截面，并且锁闭装置示出为处于非锁闭位置，
图3示出根据图1的控制杆的示意性透视图，并且
图4示出从提供有根据本发明控制装置的变速箱的上部的后面看的示意性局部剖视图。
具体实施方式
根据本发明的控制装置1要构成机动车辆的变速箱的一部分以便控制变速箱的期望齿轮的啮合。除了以下描述的锁闭装置以外，控制装置和相关的变速箱可以是常规和已知的构造。
图1和3示出布置来在保持器单元2中线性移动并且构成根据本发明的控制装置1的一部分的四个控制杆3a-3d。图3中，为了清楚而省略保持器单元。根据本发明的控制装置的控制杆的数量可大于或小于这里所示。保持器单元2可集成于相关变速箱的壳体5中，如图1示意性地所示。每个控制杆3a-3d以如此的方式支撑为相对于保持器单元2可移动以使得相对保持器单元其在纵向上可移动。每个控制杆3a-3d可如图1所示经由例如位于控制杆的每个端部处的滑动轴承6a、6b相对于保持器单元2受到支撑。每个控制杆3a-3d以已知的方式连接至变速杆，由此能使控制杆3a-3d相对于保持器单元2移动。通过在各种预定位置之间操作变速杆，用户，也就是机动车辆中的驾驶员，能相对于保持器单元2将控制杆3a-3d放置于期望的设置位置中。每个控制杆3a-3d以这里未描述的已知方式经由变速叉7a-7d实现变速箱的各种预定齿轮的啮合和脱离。每个变速叉7a-7d与相关的控制杆3a-3d一起移动并且经由已知并且这里未示出的变速箱的控制机构作用在变速箱的齿轮位置上。每个控制杆实现变速箱的两个不同齿轮的啮合和脱离。从空档位置，每个控制杆3a-3d能在一个方向上纵向地移动至预定的设置位置以啮合所述两个齿轮的第一个并且在另一个方向上移动至另一个预定的设置位置以啮合所述两个齿轮的第二个。
在前述控制杆中，所示示例中的三个控制杆3a-3d连接至公共控制杆3e，下文称为操作杆。操作杆3e以如此的方式支撑为相对于保持器单元2线性和旋转移动以使得其相对于保持器单元在纵向上可移动并且绕着其纵向轴线可旋转。操作杆3e以这里未示出的已知方式连接至变速杆，由此能使操作杆3e相对于保持器单元2执行线性和旋转移动。通过在各种预定位置之间操作变速杆，用户能在操作杆的纵向上移动操作杆3e并且将其放置于多个预定的线性位置中的任何一个中。对于每个控制杆3a-3c，操作杆3e具有预定的线性位置。根据其线性位置，操作杆3e适合于能通过绕着其纵向轴线在期望的方向上旋转而在这些预定设置位置之间每次移动一个控制杆3a-3c。控制杆3a-3c每个提供有与操作杆3e的相应控制装置9e相配合的控制装置9a-9c。每个控制装置9a-9c牢固地连接至相关的杆3a-3c、3e。因而使控制装置9e与操作杆3e一起执行线性和旋转运动，并且每个控制装置9a-9c将与相关的控制杆3a-3c一起移动。通过操作杆3e在其纵向上的移动，其控制装置9e能被带入每次一个地与控制杆3a-3c的控制装置9a-9c相啮合。当操作杆3e处于属于某个控制杆3a-3c的线性位置时，操作杆3e的旋转运动经由操作杆的控制装置9e和控制杆的控制装置9a-9c之间的相互啮合转换为相应控制杆的轴向线性移动。
第四控制杆3d的设置位置在所示的示例中不是由操作杆3e控制，而是可以例如适合于以不在这里进一步描述的常规方式气动地控制。
控制装置的控制杆3a-3d的每个被指定适合于相对于保持器单元2限定控制杆3a-3d的一个或更多预定设置位置的锁闭装置20。图2a和2b示出具有这种锁闭装置20的控制杆3a的一部分。锁闭装置20包括提供有每个都相对于保持器单元2限定控制杆3a的预定设置位置的一个或更多槽或凹陷22a-22c的锁闭元件21。每个槽/凹陷22a-22c面朝控制杆3a。在图2a和2b所示的示例中，锁闭装置20布置来相对保持器单元2限定控制杆3a三个不同的设置位置，并且在这种情况下锁闭装置提供有三个在与控制杆的纵向轴线平行的方向上直线连续地布置的槽/凹陷22a-22c。控制杆3a布置为相对于锁闭元件21移动。锁闭元件21有利地集成于作为轴承之一的轴承6a中，控制杆3a由轴承紧固至保持器单元2。锁闭装置20还包括两个布置于控制杆3a的中空空间24中的锁闭球23a、23b。这些锁闭球23a、23b布置为在与控制杆的纵向轴线垂直的互相相反的方向上在所述中空空间24中在其中每个锁闭球23a、233b啮合锁闭元件中的所述槽/凹陷22a-22之一并且从而阻碍控制杆3相对于锁闭元件21和保持器单元2的移动的伸出位置(见图2a)和其中锁闭球23a、23b不啮合锁闭元件中的任何所述槽/凹陷22a-22c的缩回位置(见图2b)之间移动。锁闭装置20还包括弹簧装置25，其布置于控制杆中的所述中空空间24中并且抵抗它的作用，锁闭球23a、23b从伸出位置移动至缩回位置。每个锁闭球23a、23b的适合于啮合于所述槽/凹陷22a—22c中的部分延伸穿过布置于控制杆的外壳表面中并且连接至所述中空空间24的孔隙26a、26b。
为了从一个设置位置改变至另一个，控制杆3a必须用克服来自弹簧装置25的弹簧力并且将锁闭球23a、23b带出与锁闭元件的相应槽/凹陷的啮合的力在其纵向上移动。当此后控制杆已经移动足够地远以使得锁闭球23a、23b到达锁闭元件的另一个槽/凹陷22a-22c的途中时，锁闭球将通过弹簧装置25的作用，向前移动以与槽/凹陷啮合并且从而阻碍控制杆的进一步移动。
锁闭元件中的每个槽/凹陷22a-22c具有适合于以如此的方式与锁闭球23a、23b相配合的引导表面27以使得锁闭球将通过这个引导表面的作用，响应于控制杆3a相对于锁闭元件21从控制杆在锁闭球23a、23b啮合于相应槽/凹陷22a-22c中之下的设置位置开始的移动，从它们的伸出位置移动至它们的缩回位置。所述引导表面27有利地具有凹形或圆锥形形状，如在穿过锁闭元件21的纵向截面中所看到的。
在示出的示例中，锁闭元件21具有套筒的形状，并且具有控制杆3a的一部分可滑动地容纳于其中的内部空间21a。在这种情况下，每个槽/凹陷22a-22c布置在所述空间21a的内部中并且绕着控制杆延伸一圈。
弹簧装置25适合于经由布置于控制杆中的所述中空空间24中的中间控制球28作用在锁闭球23a、23b上，如图2a和2b所示。这个控制球28布置为在所述中空空间24中在控制杆的轴向方向(优选地与控制杆的纵向轴线平行)上移动，并且抵抗锁闭球23a、23b由弹簧装置25预加载以使得锁闭球通过弹簧装置25和控制球28的作用从而被预加载以占据它们的伸出位置。弹簧装置25有利地采取盘簧的形式，优选地圆柱形盘簧，在控制杆的轴向上在所述中空空间24中延伸。弹簧装置25有利地夹持在控制球28和所述中空空间24的支承表面29之间，举例来说，通过其一端紧靠控制球28并且其另一端紧靠中空空间的所述支承表面，如图2a和2b所示。
控制球28适合于通过锁闭球23a、23b的作用并且抵抗弹簧装置25的作用，在所述中空空间24中响应于锁闭球23a、23b从伸出位置至缩回位置的移动而从第一位置(参见图2a)移动至第二位置(参见图2b)。锁闭球23a、23b和控制球28设计来以如此的方式配合以使得在控制球28通过弹簧装置25的作用从第二位置移动至第一位置时锁闭球23a、23b将从缩回位置移动至伸出位置，以及以如此的方式配合以使得在锁闭球23a、23b通过锁闭元件21的作用从伸出位置移动至缩回位置时控制球28将抵抗弹簧装置25的作用从第一位置移动至第二位置。
有利地，锁闭球23a、23b适合于将控制球28保持在控制杆的中空空间24中的位置中，并且控制球28同时适合于通过弹簧装置25的作用将锁闭球23a、23b保持在这个中空空间24的位置中。这例如能以图2a和2b所示的方式实现。控制杆中的中空空间24在这种情况下采取控制杆3a中在与控制杆的纵向垂直的径向上延伸的细长第一孔24a的形式，以及与第一孔24a交叉并且在控制杆中轴向上延伸的细长第二孔24b(优选地与第一孔24a垂直)的形式。锁闭球23a、23b布置为在第一孔24a中移动并且控制球28布置为在第二孔24b中移动，由此锁闭球能在第一孔的纵向上在伸出位置和缩回位置之间来回移动并且控制球28能在第二孔的纵向上在第一位置和第二位置之间来回移动。锁闭球23a、23b紧靠第一孔24a的内壁表面30。以相同的方式，控制球28紧靠第二孔24b的内壁表面31。
第二孔24b有利地是盲孔，由此控制球28和弹簧装置25布置于第二孔的在第一孔24a和第二孔的内端29之间延伸的一部分中。在所示示例中，弹簧装置25夹持在控制球28和第二孔的内端29之间。第二孔24b有利地具有面朝外的端部孔隙32，由此锁闭球23a，23b、控制球28和弹簧装置25能被引导入中空空间24。第一孔24a是通孔，其在每个相对端部处具有面朝外的端部孔隙26a、26b，由此锁闭球23a、23b之一的一部分适合于在锁闭球处于伸出位置时伸出。第一孔24a在其每个面朝外的端部孔隙26a、26b处具有适合与锁闭球23a、23b之一相配合以便限制锁闭球朝着相关端部孔隙移动的凸肩33a、33b。在示出的示例中，每个凸肩33a、33b采取在相关的端部孔隙26a、26b处向内朝着第一孔的中心线延伸的凸缘的形式。
在弹簧装置25所处的第二孔24b的内部，有利地是具有如图2a和2b所示的气孔34。经由这个气孔34，第二孔24b的这个部分将连接至周围以便在控制球28从第一位置移动至第二位置时允许空气流出，并且在控制球28从第二位置移动至第一位置时允许空气流入。
锁闭球23a、23b和控制球28有利地彼此间尺寸相同，如图2a和2b所示，并且它们例如可由钢制成。
锁闭球23a，23b、控制球28和弹簧装置25通过经由端部孔隙32连续地引导弹簧装置25、控制球28、第一锁闭球和第二锁闭球进入中空空间24而安装于控制杆3a中。此后这些部件在第二孔24b中被向内推入直到弹簧装置25紧靠第二孔的内端29并且锁闭球23a、23b啮合于由第一孔24a构成的凹陷35a、35b中。
有利地，操作杆3e还被指定如上所述类型的锁闭装置，其限定操作杆3e相对于保持器单元2的各种预定的设置位置。
根据本发明的控制装置1尤其构成机动车辆的手动变速箱的一部分。这种变速箱10的一部分在图4中示意性地示出。
本发明当然不限于上述实施例，因为对于本领域技术人员而言，在无需背离本发明如所附权利要求所限定的基本思想之下，其很多变型的可能性很可能是显而易见的。

Claims (10)

1.一种用于控制机动车辆变速箱的期望齿轮的啮合的控制装置，所述控制装置(1)包括保持器单元(2)和至少一个具有相关的锁闭装置(20)的控制杆(3a)，由此控制杆(3a)布置为在保持器单元(2)中线性移动并且相关的锁闭装置(20)适合于限定控制杆(3a)相对于保持器单元(2)的一个或更多预定的设置位置，
其特征在于，锁闭装置(20)包括：
锁闭元件(21)，其提供有一个或更多个均限定控制杆(3a)相对于保持器单元(2)的预定设置位置的槽或凹陷(22a-22c)，由此控制杆(3a)布置为相对于锁闭元件(21)线性移动；
两个锁闭球(23a、23b)，其布置于控制杆中的中空空间(24)中，由此这些锁闭球(23a、23b)可在中空空间(24)中在与控制杆的纵向轴线垂直的互相间相反的方向上，抵抗布置于中空空间(24)中的弹簧装置(25)的作用在伸出位置和缩回位置之间移动，在伸出位置中，每个锁闭球(23a、23b)啮合于锁闭元件中的所述槽/凹陷(22a-22c)之一中并且从而阻碍控制杆相对于锁闭元件的移动，在缩回位置中，锁闭球没有啮合于锁闭元件中的任何所述槽/凹陷中；以及
控制球，其布置于所述中空空间(24)中，可在控制杆的轴向上在中空空间(24)中移动并且抵抗锁闭球(23a、23b)由弹簧装置(25)预加载，以使得在弹簧装置和控制球的作用之下，锁闭球从而被预加载以占据伸出位置，由此控制球(28)在锁闭球(23a、23b)的作用下并且抵抗弹簧装置(25)的作用，响应于锁闭球(23a、23b)从伸出位置至缩回位置的移动，在所述中空空间(24)中轴向地移动。
2.根据权利要求1的控制装置，其特征在于，锁闭球(23a、23b)和控制球(28)彼此间尺寸相同。
3.根据权利要求1或2的控制装置，其特征在于，弹簧装置(25)采取盘簧的形式，优选地圆柱形盘簧，在所述中空空间(24)中轴向地延伸。
4.根据权利要求1-3任一项的控制装置，其特征在于，弹簧装置(25)夹持在控制球(28)和所述中空空间(24)的支承表面(29)之间。
5.根据权利要求1-4任一项的控制装置，其特征在于，锁闭球(23a、23b)适合于将控制球(28)保持在所述中空空间(24)中的位置中，并且控制球(28)适合于通过弹簧装置(25)的作用将锁闭球(23a、23b)保持在所述中空空间(24)中的位置中。
6.根据权利要求1-5任一项的控制装置，其特征在于，所述中空空间(24)采取细长的第一孔(24a)和优选与第一孔(24a)垂直的细长的第二孔(24b)的形式，第一孔(24a)在控制杆(3a)中在径向上延伸，第二孔(24b)与第一孔(24a)交叉并且在控制杆中在轴向上延伸，由此锁闭球(23a、23b)布置为在第一孔(24a)中移动并且控制球(28)布置为在第二孔(24b)中移动。
7.根据权利要求6的控制装置，其特征在于，第二孔(24b)是盲孔，并且控制球(28)和弹簧装置(25)布置于第二孔(24b)的在第二孔的内端(29)和第一孔(24a)之间延伸的部分中。
8.根据权利要求6或7的控制装置，其特征在于，第二孔(24b)具有面朝外的端部孔隙(32)，锁闭球(23a、23b)、控制球(28)和弹簧装置(25)能通过该端部孔隙被引导入中空空间(24)中。
9.根据权利要求6-8任一项的控制装置，其特征在于，第一孔(24a)是通孔，其在每个相对端部处具有面朝外的端部孔隙(26a、26b)，锁闭球(23a、23b)之一的一部分适合于在锁闭球处于伸出位置时伸出该端部孔隙，并且第一孔(24a)在其每个面朝外的端部孔隙(26a、26b)处具有凸肩(33a、33b)，所述凸肩适合于与锁闭球(23a、23b)之一相配合以便限制锁闭球朝向相关的端部孔隙(26a、26b)移动。
10.一种用于机动车辆的变速箱，其特征在于，其包括根据权利要求1-9任一项的控制装置(1)。
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