CN102563032A - 用于手动变速器的外部换挡装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于汽车变速器的外部换挡装置，该外部换挡装置包括能够在换挡自由度和选择自由度上运动的换挡变速杆、能够绕轴线(4)回转的变速杆(5)和扭转弹簧(16)，所述变速杆(5)耦连到换挡变速杆上，以便在选择自由度中跟随换挡变速杆的运动，所述扭转弹簧(16)接合到变速杆(5)上，以便将换挡变速杆加载到选择自由度的空挡位置。

Description

用于手动变速器的外部换挡装置
技术领域
本发明涉及一种用于汽车的手动变速器的外部换挡装置。 
背景技术
这种外部换挡装置通常包括换挡变速杆，该换挡变速杆在支架中可在两个自由度上运动并且其位置通过两个与手动变速器相连的绳索传动装置确定在该手动变速器中所挂入的挡位。 
在多数外部换挡装置中，换挡变速杆支承在球窝关节中，也就是说所述两个自由度是旋转自由度。换挡变速杆延伸穿过的滑槽将换挡变速杆的运动可能性限制为沿选择通道和沿从该选择通道分支出的换挡通道的运动，在换挡通道的端部上分别具有换挡变速杆与变速器挡位相应的换挡位置。 
图1示出了这种传统的外部换挡装置的立体图。可旋转地支承换挡变速杆1的球窝关节和导引换挡变速杆1的滑槽隐藏在支架2的内部。换挡变速杆1顶部上的虚线表示选择通道35和换挡通道36的走向。从容纳在支架2内部的、与换挡变速杆1固定连接的球体突伸出销3，其尖部啮合到可绕沿车辆横向延伸的轴线4回转的、大约呈L形的变速杆5中。通过销3的尖部在换挡变速杆1旋转时围绕沿车辆纵向延伸的轴线上下运动，该尖部致使变速杆5围绕与变速杆5正交的轴线4旋转。变速杆5的、从轴线4出发向下延伸的臂在其自由端处与(引向未示出的变速器的)绳索传动装置的索芯连接。为了确保在未挂挡时换挡变速杆1总是处于换挡通道35中央的空挡位置中，围绕轴线4布置具有两个沿径向突伸的臂7、8的螺旋弹簧6。如图1所示，当换挡变速杆1由空挡位置向左偏转并且销3相应地相对于空挡位置下降时，销3使下臂8向下偏转，而上臂7锁止在支架2的突出部9处。螺旋弹簧6由此产生的张紧力致使换挡变速杆1朝其空挡位置运动，直至臂8自身止挡在突出部9下侧。如果销3沿垂直方向的宽度没有与突出部9的尺寸和臂7、8的走向准确地匹配，则在两个臂贴靠在突出部9上时，销3可能会自由地在臂7、8之间运动一段距离，或者销3妨碍臂7、8之一接触突 出部9。在这两种情况下，换挡变速杆可沿选择通道35自由移动一段距离并且会由行驶振动引起摆动和嘎嘎的响声。为了避免这点，螺旋弹簧6、销3和突出部9必须在形状和尺寸上准确地相互协调并且规定具有很小的公差。为了避免在臂7、8止挡在销3或者突出部9上时产生噪音，臂7、8分别配设有由橡胶制成的弹性覆盖层。所有这些提高了外部换挡装置的成本。 
发明内容
因此，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种外部换挡装置，该外部换挡装置用较小的耗费实现了无噪音的换挡并且无间隙地定义出了换挡变速杆的静止位置。 
该技术问题通过一种用于汽车变速器的外部换挡装置解决，该外部换挡装置具有能够在一个换挡自由度和一个选择自由度上运动的换挡变速杆、能够绕轴线回转的变速杆和弹簧元件，变速杆耦连到换挡变速杆上，以便跟随换挡变速杆在选择自由度上的运动，弹簧元件加载换挡变速杆，使其进入选择自由度的空挡位置，弹簧元件是接合到变速杆上的扭转弹簧。 
扭转弹簧可以节约空间地在变速杆的轴线上延伸。 
如果扭转弹簧的第一纵向端部至少沿扭转方向无间隙地接合在变速杆上，而第二纵向端部至少沿扭转方向无间隙地接合在外部换挡装置的支架上，则该外部换挡装置可以无间隙地确定换挡变速杆的空挡位置，使得扭转弹簧的复位力抑制换挡变速杆从空挡位置出发的每次偏转。 
扭转弹簧与变速杆或者支架的这种无间隙的接合可通过以下方式实现，即，纵向端部之一形状配合地容纳在支架或变速杆的凹部中。为了实现这种形状配合式连接，扭转弹簧可以在其第一和第二纵向端部具有至少一个沿轴向延展的棱面(Facette)。所述两个棱面优选在扭转弹簧处于松弛状态时位于同一平面中；这样换挡变速杆的空挡位置在装入扭转弹簧之前就已经清楚地确定为支架和变速杆的凹处与棱面互补的表面相互齐平的位置。 
两个棱面尤其可以是扭转弹簧在所述松弛状态下同一平面的一部分。这种扭转弹簧例如可以是具有矩形横截面的杆。 
可选地，至少一个纵向端部也可以摩擦配合地容纳在支架和/或变速杆的凹部中。 
在后面这种情况下，扭转弹簧相宜地至少在该纵向端部处并且优选在其 整个长度上呈圆柱形。 
扭转弹簧可以受保护地容纳在空心的轴中。 
为了避免或者至少限制变速杆的旋转轴线在空间中左右摇摆，与变速杆刚性连接的轴相宜地通过至少两个轴向地沿着轴间隔开的轴承保持在支架上，该轴可以是容纳扭转弹簧的空心轴或者也可以是扭转弹簧本身。 
附图说明
本发明的其它特征和优点由以下参照附图对实施例的说明得出。在附图中： 
图1如已经阐述过的那样示出传统的外部换挡装置的立体图； 
图2示出了按本发明的外部换挡装置的支架的视图； 
图3示出了按本发明第一种设计方案的变速杆的悬挂装置的轴向剖面图；
图4示出了按本发明第二种设计方案的、与图3类似的剖面图； 
图5示出了悬挂装置沿图4的平面V-V剖切的径向剖面图。 
具体实施方式
在单独阐述各实施例之前需要说明的是，实施例的本质在于举例说明，不是所有在以下描述的特征都在权利要求书中提到，并且一些未在权利要求书中提到的特征可能存在没有描述的备选方案。因此，两个或多个特征在同一句子中或者以其它上下文关联方式公开这一事实不能理解为这些特征相互制约或者相互为前提条件；而是只要没有另外说明，这些特征中的每一个均可与其它特征的等同方案进行组合。 
图2以相对于图1放大的比例仅示出了按本发明的外部换挡装置的支架2的局部；通过球窝关节支承在该支架2中的换挡变速杆1与图1所示的换挡变速杆相当。同样如图1所示的情况，从换挡变速杆隐藏在支架2内部的球体突伸出销3，销3的尖部嵌合到基本上呈L形的变速杆5的基本上水平的臂11端部上的柄10中，并且变速杆5从轴线4向下延伸的第二臂12耦连在引向内部换挡结构的绳索传动装置13上。 
变速杆5在图2的立体图中背对观察者的一侧配设有空心的轴套管，该轴套管可旋转地嵌合到支架2直接相邻的轴承支架15中并且隐藏在该轴承 支架中。抗扭地固定在轴套管中的圆柱形扭转弹簧16沿变速杆5的旋转轴线4延伸至第二轴承支架17，螺旋弹簧16在第二轴承支架17处抗扭地固定在支架2上。 
图3示出了沿轴线4经过变速杆5、扭转弹簧16和轴承支架15、17的示意剖面图。变速杆5的、此处用14表示的轴套管以刚好不妨碍变速杆5绕轴线4旋转的小间隙容纳在轴承支架15的孔内。轴套管14的远端配设有外螺纹18。延伸穿过轴套管14的孔19在远端具有圆锥形的扩宽部20。在轴套管14和设置用于旋拧到外螺纹18上的锁紧螺母21之间，将带有与扩宽部20互补的、此处为梯形的横截面的楔形环22推套到扭转弹簧16上。如果在将锁紧螺母21旋拧到外螺纹18上时楔形环22受到压力，则楔形环22与扩宽部20的壁接触地被径向向内挤压，使得楔形环22夹紧扭转弹簧16的纵向端部24并且沿扭转方向无间隙地且摩擦配合地与变速杆5连接。 
具有与轴套管14类似构造的套管23设计在第二轴承支架17上，并且锁紧螺母21也可以旋拧到套管23上，以便使楔形环22受到压力并且压靠到扭转弹簧6的第二纵向端部25上。 
如果在拧紧锁紧螺母21时，楔形环22嵌合到轴套管14或者套管23的扩宽部20中的尖端切入扭转弹簧16中，则该尖端使得扭转弹簧16的纵向端部24和25彼此远离，或者该尖端在扭转弹簧16的中间部分产生拉力，该拉力使变速杆5保持压靠在轴承支架15的端面26上，并且以此方式有助于在空间上固定变速杆5的旋转轴线4。 
图4示出了按第二种设计方案的变速杆5的悬挂装置的纵向剖面图，并且图5示出了悬挂装置沿图4中用V-V表示的平面剖切的横剖面图。变速杆5的轴套管在此延长为管状的圆柱体轴，该轴延伸穿过朝向变速杆5的轴承支架15的小公差的孔，并且可旋转地容纳在相对置的轴承支架17的套管28中。空心轴27嵌合到套管28中的端部配设有在外侧环绕的槽29。槽29用于借助插上的、通过套管28的侧面切口30(参见图5)嵌接到槽29中的金属丝弯头31沿轴向固定轴27。形式为四边形型材的扭转弹簧32以它的一个纵向端部24精确配合地插入变速杆5的矩形开口33中，并且以它的另一纵向端部25精确配合地插入轴承支架17端壁中相应的开口34内。为了在将轴27推入轴承支架15、17中时使得更容易地将扭转弹簧32推入开口中，开口33、34可以在一侧圆锥形地扩宽。四边形型材的侧边37在松弛状态下是平 坦的，使得换挡变速杆在受到扭转弹簧32作用时所趋向的空挡位置总是开口33、34的边缘相互齐平的位置。 
附图标记清单 
1 换挡变速杆 
2 支架 
3 销 
4 轴线 
5 换挡杆 
6 螺旋弹簧 
7 臂 
8 臂 
9 突出部 
10 柄 
11 臂 
12 臂 
13 绳索传动装置 
14 轴套管 
15 轴承支架 
16 扭转弹簧 
17 轴承支架 
18 外螺纹 
19 孔 
20 扩宽部 
21 锁紧螺母 
22 楔形环 
23 套管 
24 纵向端部 
25 纵向端部 
26 端面 
27 轴 
28 套管 
29 槽 
30 切口 
31 金属丝弯头 
32 扭转弹簧 
33 开口 
34 开口 
35 换挡通道 
36 选择通道 
37 侧面。

Claims (10)

1.一种用于汽车变速器的外部换挡装置，该外部换挡装置具有能够在换挡自由度和选择自由度上运动的换挡变速杆、能够绕轴线(4)回转的变速杆(5)和弹簧元件(16；32)，所述变速杆(5)耦连到所述换挡变速杆上，以便跟随所述换挡变速杆在所述选择自由度上的运动，所述弹簧元件(16)将所述换挡变速杆加载到所述选择自由度的空挡位置，其特征在于，所述弹簧元件(16；32)是接合到所述变速杆(5)上的扭转弹簧(16；32)。
2.按权利要求1所述的外部换挡装置，其特征在于，所述扭转弹簧(16；32)在所述变速杆(5)的轴线(4)上延伸。
3.按权利要求1或2所述的外部换挡装置，其特征在于，所述扭转弹簧(16；32)具有第一和第二纵向端部(24；25)，并且所述第一纵向端部(24)至少沿扭转方向无间隙地接合在所述变速杆(5)上，而所述第二纵向端部(25)至少沿扭转方向无间隙地接合在所述外部换挡装置的支架(2)上。
4.按权利要求3所述的外部换挡装置，其特征在于，所述扭转弹簧(32)的至少一个所述纵向端部(24、25)形状配合地容纳在所述支架(2)或所述变速杆(5)的凹部中。
5.按权利要求3或4所述的外部换挡装置，其特征在于，所述扭转弹簧(32)在其第一和第二纵向端部具有至少一个沿轴向延展的棱面，并且两个所述棱面在所述扭转弹簧(32)处于松弛状态时位于同一平面中。
6.按权利要求5所述的外部换挡装置，其特征在于，所述两个棱面是所述扭转弹簧(32)在所述松弛状态下的同一平面(37)的一部分。
7.按权利要求3所述的外部换挡装置，其特征在于，所述扭转弹簧(16)的至少一个纵向端部(24、25)摩擦配合地容纳在所述支架(2)或所述变速杆(5)的凹部中。
8.按权利要求7所述的外部换挡装置，其特征在于，所述扭转弹簧(16)至少在所述至少一个纵向端部(24、25)呈圆柱形。
9.按权利要求1至8之一所述的外部换挡装置，其特征在于，所述扭转弹簧(16)容纳在空心的轴(27)中。
10.按权利要求1至9之一所述的外部换挡装置，其特征在于，与所述变速杆(5)刚性连接的所述轴(27)通过至少两个轴向间隔开的轴承(15；17)保持在所述支架(2)上。
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