CN102954201B - 用于汽车的手动换挡变速箱的外部换挡机构 - Google Patents

Abstract

一种用于汽车的手动换挡变速箱，特别是用于轿车的手动换挡变速箱的外部换挡机构(10)，其具有在换挡自由度和选挡自由度上可移动的变速杆(12)、可绕轴(16)转动的选挡杆(14)，所述选挡杆与变速杆(12)连接，以便使选挡杆(14)在选挡自由度上与变速杆随动，以及具有至少一个第一弹性元件(33)，所述第一弹性元件(33)向选挡杆(14)施加第一作用力，由此向变速杆(12)施加将其置于选挡自由度的中间位置的加载作用。所述外部换挡机构(10)具有与选挡杆(14)共同作用的第二弹性元件(33)，所述第二弹性元件向处于变速杆(12)的中间位置的选挡杆(14)施加第二作用力，所述第二作用力反作用于第一弹性元件(33)的第一作用力。

Description

用于汽车的手动换挡变速箱的外部换挡机构

技术领域

本发明涉及一种用于汽车的手动换挡变速箱，特别是用于轿车的手动换挡变速箱的外部换挡机构，其具有在换挡自由度和选挡自由度上可移动的变速杆(亦称“换挡-选挡杆”)、可绕轴转动的选挡杆，所述选挡杆与所述变速杆连接，以便使所述选挡杆在选挡自由度上与所述变速杆随动，以及具有至少一个第一弹性元件，所述第一弹性元件在所述选挡杆上施加第一作用力。

背景技术

这种类型的外部换挡机构包含传统形式的变速杆，该变速杆可在支座内在两个自由度上移动并且变速杆的位置通过两个与手动换挡变速箱连接的绳索确定了在其上所挂的挡位。

对于绝大多数外部换挡机构而言，变速杆支承在万向球接头内，也就是说，换挡自由度和选挡自由度都是旋转自由度。所述变速杆穿过滑槽伸出，所述滑槽限定了所述变速杆在沿选挡通道和从其上分出的换挡通道上的移动可能性，在换挡通道的端部是与变速箱的档位相对应的变速杆的换挡位置。

对于已知的、市场上现有的用于汽车手动换挡变速箱的外部换挡机构，在可转动地支承着选挡杆的轴上支承有螺旋扭力弹簧，通过所述螺旋扭力弹簧将所述选挡杆向预设的中间位置挤压。为了支承所述螺旋扭力弹簧，在选挡杆上具有支撑螺旋扭力弹簧的弹性体的栓形凸起，所述螺旋扭力弹簧的柱体通过其自由端部，支承在外部换挡机构的位置固定的凸起上。每次根据变速杆的换挡位置，在此所述弹簧的一个自由柱体端部或者另一个自由柱体端部支承在所述凸起上。

这种结构一方面具有的缺点在于，如果弹簧的柱体端部上没有采取降噪的措施，则汽车驾驶员可以很清楚地听到柱体端部碰撞凸起的声音。在这种情况下，如果在柱体端部上采取了降噪措施，虽然降低了柱体端部在凸起上的碰撞噪声，但是会提高生产成本。此外，支承在选挡杆上的螺旋扭力弹簧的弹性体在移动或松开变速杆时会引起多个单独的弹簧螺旋之间的振动噪声。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，推荐一种用于汽车的手动换挡变速箱，特别是用于轿车的手动换挡变速箱的外部换挡机构，所述外部换挡机构通过简单的结构设计从而克服现有技术的缺点。

为了解决所述技术问题，提供一种用于汽车的手动换挡变速箱，特别是用于轿车的手动换挡变速箱的外部换挡机构，其具有在换挡自由度和选挡自由度上可移动的变速杆、可绕轴转动的选挡杆，所述选挡杆与所述变速杆连接，以便使所述选挡杆在选挡自由度上跟随所述选挡变速杆运动，以及具有至少一个第一弹性元件，所述第一弹性元件向所述选挡杆施加第一作用力，由此所述变速杆受到被置于选挡自由度的中间位置的加载作用，其中，所述外部换挡机构具有与所述选挡杆共同作用的第二弹性元件，所述第二弹性元件向处于所述变速杆的中间位置的所述选挡杆施加第二作用力，所述第二作用力反作用于所述第一弹性元件的第一作用力。

通过两个处于预应力下的弹性元件，所述弹性元件向选挡杆施加方向相对的作用力，则所述选挡杆通过处于预应力下的弹性元件被夹紧在变速杆的中间位置。在此产生的作用力既阻止了选挡杆的移动，也防止弹性元件的移动，从而既在预定位置固定了选挡杆，也明显减小了在通过变速杆换挡时所产生的噪声。

特别优选的是，施加在处于所述变速杆的中间位置的所述选挡杆上的所述两个弹性元件的作用力的大小至少是近乎相等的。这种措施显著简化了对弹性元件上的预应力的调节。在此，所述弹性元件可以具有相同的弹性特征曲线。

根据本发明技术方案的另一个优选实施方式规定，通过调节元件可调节施加在所述选挡杆上的所述弹性元件的作用力，由此可以特别简单而有效地对预应力进行调节，借助所述预应力使弹性元件作用在选挡杆上。

通过使用所述用于调节弹性元件的预应力的调节元件，还可以重复产生作用在选挡杆上的预应力。

根据本发明技术方案的优选实施方式规定，所述弹性元件向所述选挡杆传递的力具有用作杠杆力臂的至所述选挡杆的转轴的间距。

通过借助所述杠杆力臂而实现的用于向选挡杆传导力的杠杆效应，当选挡杆围绕其转向轴做出预定的偏转时，所述弹性元件的力明显平稳地上升，如在本实施例中，所述弹性元件在靠近轴的位置作用在选挡杆上。由此使换挡操作更为平稳而精准。

优选地，所述第一和第二弹性元件直接地、特别优选间接地分别通过连接件作用在所述选挡杆上，所述连接件自身支承在所述选挡杆上。

通过使用所述连接件，使第一和第二弹性元件的力可以更为简便地传导至选挡杆上。此外在选挡杆的结构设计方面，仅仅通过不同形状的连接件，就可以实现弹力在选挡杆上不同的传导。通过这种方法，特别是在批量生产中，可以仅仅在使用不同连接件的情况下，将相同结构的选挡杆应用到不同的外部换挡机构中。

当向连接件上传导的力和能够由连接件导出的力之间形成所述杠杆力臂时，产生向选挡杆特别有针对性的力的传导，因为由连接件导出的力以其距离选挡杆的转轴的间距作为杠杆力臂可向选挡杆传递。

通过借助所述杠杆力臂而实现的用于向选挡杆传导力的杠杆效应，当选挡杆围绕其转向轴做出规定的偏转时，所述弹性元件的力明显平稳地上升，如在本实施例中，所述弹性元件在靠近轴的位置作用在选挡杆上。由此使换挡操作更为平稳而精准。

此外，通过借助连接件实现的杠杆效应，可以使用构造更为节省空间的弹性元件，特别是当所述弹性元件被设计为扭力杆时。另外，通过使用连接件，可以在任何应用情况中特别简便地确定有效的杠杆长度。

所述连接件之一优选紧贴在挡块上，当另一个连接件通过所述选挡杆发生预定的扭转时。由此，变速杆在换挡滑槽中会产生特别精准而细微的移动，因为在变速杆移动时，只由弹性元件、优选由扭力杆向随动的选挡杆施加力。

当选挡杆的转向轴相对于扭转弹簧的支承轴，特别是相对于扭力杆高度错位地设置，则在选挡杆的转向轴上可以形成止挡。

特别优选的是，将所述第一和第二弹性元件设计为金属制或塑料制弹簧。

根据本发明技术方案的另一个优选实施方式，将所述金属弹簧设计为两个扭转弹簧、两个板簧，优选设计为两个弹簧杆。特别是如果使用扭转弹簧或弹簧杆作为弹性元件，则可以对作用在选挡杆上的预应力实现特别有利的调节。此外，扭力弹簧和弹簧杆可以特别节省空间地在外部换挡机构上设置。

根据本发明技术方案的另一个优选实施方式，所述换挡机构上的两个弹簧杆中的每一个或者两个扭转弹簧中的每一个，分别具有轴承座，其支承轴线至少基本平行于所述选挡杆的转轴地延伸。

由此，可以提供一种构造特别紧凑的组件用于支承选挡杆和弹簧杆或扭转弹簧。

特别优选的是，所述轴承座的支承轴线相对于所述选挡杆的轴高度错位地设置。

通过这种高度的错位，从而以简单的方式实现用于安装的紧凑的构造。

特别优选的是，将所述轴承座设计用于容纳调节元件，所述调节元件与所述弹簧杆的弹性体或者所述扭转弹簧抗扭地连接。由此在弹性元件上对预应力实现特别简单而有效的调节。

根据本发明技术方案的另一个优选实施方式，所述轴承座由下部和上部两部分构成。

附图说明

根据在附图中简化示出的实施例，在下述说明中对本发明进行阐述。在附图中，

图1从侧面示出外部换挡机构的简化的立体示意图，所述外部换挡机构具有设置在其上的支架上的选挡杆；

图2示出具有选挡杆的支架的侧视图；

图3示出具有选挡杆的支架的前视图；

图4示出具有选挡杆的支架的分解图。

具体实施方式

图1示出具有支架11的外部换挡机构10的立体图，在本实施例中，在所述支架11内设置有不可见的万向球接头，用于可旋转地支承变速杆12。设置在支架内部的不可见的球体与变速杆12固定连接，从所述球体上径向伸出销钉13，所述销钉13的自由端部与容纳孔15嵌接，所述容纳孔15属于在本实施例中呈L型的选挡杆14。所述选挡杆14可绕轴16偏转，所述轴16至少基本横向于外部换挡机构10的纵向延长线。

当变速杆12绕着沿外部换挡机构10的纵向延伸的轴转动时，通过与变速杆12连接的销钉13与选挡杆14的共同作用，使销钉13的自由端部向上或向下移动，由此使选挡杆14围绕轴16偏转。

选挡杆14从轴16上向下伸出的选挡的臂在其自由端部上与引导至未示出的变速箱的绳索的芯条连接。

在未挂档时，变速杆12始终受到弹性元件将其向选挡通道17的中央的中间位置挤压的作用，所述弹性元件将在下文中做详细描述。所述变速杆12可以沿着选挡通道17被置于从选挡通道17分出的、通过虚线示出的换挡通道18内。

如从图2和图4所知，侧面呈L型的选挡杆14与从其侧面伸出的作为支臂使用的轴接管19抗扭地连接。

特别如图4所示，在此依据本实施例的轴接管19在其朝向选挡杆14的端部具有挡块20并且在其自由端部具有挡块21。所述轴接管19在两个挡块20和21之间具有支承段22。所述选挡杆14在其从附带容纳孔15的侧边垂直分出的第二侧边上与挡块20向下间隔地具有在本实施例中呈栓形的掣子23，所述掣子23从侧边上朝轴接管的方向伸出。在本实施例中，所述栓形的掣子23的栓中点设置在支撑所述掣子23的侧边的中线上并且以设定的距离置于挡块20的下部。

轴接管19可转动地支承在支座24中，所述支座24具有作为基座使用的支座下部25。为了轴接管19实现可摆动的支承，在支座下部25内设置有在其宽度方向上延伸的半边轴瓦或轴承半壳26，所述轴承半壳26的端面设置在挡块20和21之间，由此轴接管19在支座下部25的侧面上被定位。在构成侧向突出的凸台26.1的情况下，轴承半壳26的内壁向上延伸并且形成具有侧向导向面26.3的导向通道26.2。

在侧向间隔地靠近轴承半壳26地、在支座下部25的两侧边缘上各设置一支承槽27，所述支承槽27如轴承半壳26同样在支座下部25的宽度上延伸并且所述支承槽27在其远离选挡杆14的一侧的端部位置具有轴承座28。在所述轴承座28上设有互相对置的卡槽29，在本实施例中所述卡槽29设计为开放凹槽的形式。

设计为带肩螺栓形式的具有栓形凸肩31的调节元件30可旋转地支承在轴承座28中。所述栓形凸肩31在其外轮廓上具有彼此相对设置的止动元件32，并且如此设定所述止动元件的尺寸，使其可嵌入卡槽29内并且与卡槽29保持形状配合。

所述调节元件30在其凸肩32的端面上设有孔32.1，在所述孔32.1内可插入优选由金属材料制成的扭力杆33并且在其内保持抗扭，所述扭力杆33的自由端部用作为弹性元件。所述扭力杆33的远离调节元件30的自由端部抗扭地与连接件34连接，在本实施例中所述连接件34被设计为平面型材状的长条形接片，所述接片34从与扭力杆33连接的一端向下突出。每个连接片34在其内侧具有边缘开放的基本呈半圆形的凹处35。在边缘开放的凹处35的下部，每个连接片34都在内侧设有边缘开放的开放凹处36，所述开放凹处36的壁用作止挡面37。

在作为基座的支座下部25内设置有截面呈T型的支座上部38。在支座上部38上，在其T型支腿39的自由端部上设有轴承半壳40，在所述轴承半壳40的侧面连接导向面41，所述导向面41限定了T型支腿39的侧面。

所述支座上部38在其T型梁42上，在所述T型梁的下侧43设置有在T型梁42的宽度上延伸的支承槽44，在所述支承槽44的端部具有轴承座45，所述轴承座45在彼此对置的两侧设有卡槽46。

对于结构单元的组装，首先，具有设置在轴接管19上的支承段22的选挡杆14如此安装在支座下部25的轴承半壳26内，将挡块20和21的两个相对的内侧紧贴在支座下部25的端面上。在彼此紧贴的状态下，用作弹性元件的扭力杆33嵌入支承槽27。在此，其调节元件30置于轴承座28内。

在支座下部25内预装的部件，通过支座上部38固定在支座下部25内。为了固定，所述具有T型脚39的支座上部38借助相互滑动的导向面26.3和41插入导线通道26.2内。当轴承半壳40的端面紧贴在凸肩26.1的水平面上时，便达到正确的接合深度。在这种接合状态下，两个轴承半壳26和40包围支承段22，并且支承槽27和44包围扭力杆33。

特别如图3所示，在组装状态下，挡块20置于彼此对置的边缘开放的接片34的凹处35内，但与其壁保持一定距离。

在此，设置在凹处35下部的开放凹处36，通过其止挡面37紧贴在选挡杆14的掣子23的周围。通过扭力杆33产生接触力，所述扭力杆33设置在接片34上与接片34作用在掣子23上的力的传导位置保持一定距离，由此形成杠杆力臂a。当选挡杆14以预设的偏转角度发生偏转时，通过杠杆力臂a在扭力杆33上产生极小的扭转角，由此使扭力杆33发生较为平缓的力的上升，如在本实施例中，扭力杆33将力传导至选挡杆14上，例如直接作用在转轴16上。

接触力可凭借调节元件30进行调节，通过所述调节元件30借助扭力杆33可以施加预应力。为了上述目的，所述调节装置30可在通过轴承座28和45构成的轴承支座中扭转并且在其预应力位置通过设置在调节装置30上的定位横档，可在由卡槽29和46构成的止动位置内被卡止。

接片34在掣子23上所产生的接触力是基本相等的，但是力的作用方向是相反的。通过这种几乎相等的在掣子23上施加方向相反的连接元件34的压力，使选挡杆16在预应力的作用下保持在预定位置。

具有预应力的扭力杆33设置在具有间隙的支承槽27和44内，并且仅通过调节元件30和未详细示出的紧邻接片34设置的支架支承在支座24上。

由此保证当选挡杆14发生偏转时，位于支承槽27和44内的扭力杆34不会引发转动噪声。

当通过变速杆12的换挡移动引发选挡杆14的偏转时，连接元件34之一通过选挡杆14发生偏转，同时另一个连接元件34通过其凹处35碰在挡块20上并且由此阻止继续转动。从该时刻起，仅只有一个弹性加载的连接元件34反作用于选挡杆14的运动。

附图标记列表

10 外部换挡机构

11 支架

12 变速杆

13 销钉

14 选挡杆

15 容纳孔

16 轴

17 选挡通道

18 换挡通道

19 轴接管

20 挡块

21 挡块

22 支承段

23 掣子

24 支座

25 支座下部

26 轴承半壳

26.1 凸肩

26.2 导向通道

26.3 导向面

27 支承槽

28 轴承座

29 卡槽

30 调节元件

31 凸肩

32 止动元件

32.1 孔

33 扭力杆

34 接片

35 凹处

36 开放凹处

37 止挡面

38 支座上部

39 T型脚

40 轴承半壳

41 导向面

42 T型梁

43 下侧

44 支承槽

45 轴承座

46 卡槽

Claims (14)

1.一种用于汽车的手动换挡变速箱的外部换挡机构(10)，其具有能够在换挡自由度和选挡自由度上移动的变速杆(12)、能够绕轴(16)转动的选挡杆(14)，所述选挡杆与所述变速杆(12)连接，以便使所述选挡杆(14)在选挡自由度上跟随所述变速杆运动，以及具有至少一个第一弹性元件，所述第一弹性元件向所述选挡杆(14)施加第一作用力，由此所述变速杆(12)受到被置于选挡自由度的中间位置的作用，其特征在于，所述外部换挡机构(10)具有与所述选挡杆(14)共同作用的第二弹性元件，所述第二弹性元件向所述选挡杆(14)施加第二作用力，所述第二作用力沿相反方向反作用于所述第一弹性元件的第一作用力，由此所述选挡杆(14)通过处于预应力下的两个弹性元件被夹紧在所述变速杆(12)的中间位置。

2.如权利要求1所述的外部换挡机构，其特征在于，施加在处于所述变速杆(12)的中间位置的所述选挡杆(14)上的所述第一与第二弹性元件的作用力的大小是近乎相等的。

3.如权利要求1所述的外部换挡机构，其特征在于，通过调节元件(30)能够调节所述弹性元件施加在所述选挡杆(14)上的作用力。

4.如权利要求1至3之任一项所述的外部换挡机构，其特征在于，所述弹性元件作用在所述选挡杆(14)上的力具有用作杠杆力臂的至所述选挡杆(14)的轴(16)的间距。

5.如权利要求4所述的外部换挡机构，其特征在于，所述第一和第二弹性元件直接地作用在所述选挡杆(14)上。

6.如权利要求4所述的外部换挡机构，其特征在于，所述第一和第二弹性元件间接地分别通过连接件(34)作用在所述选挡杆(14)上，所述连接件(34)自身支承在所述选挡杆(14)上。

7.如权利要求6所述的外部换挡机构，其特征在于，在传递至所述连接件(34)上的力和能够由所述连接件(34)导出的力之间构成所述杠杆力臂。

8.如权利要求6所述的外部换挡机构，其特征在于，所述连接件(34)之一当另一个连接件(34)通过所述选挡杆(14)发生预定的扭转时紧贴在挡块上。

9.如权利要求3所述的外部换挡机构，其特征在于，所述第一和第二弹性元件设计为金属制或塑料制弹簧。

10.如权利要求9所述的外部换挡机构，其特征在于，金属制弹簧被设计为扭转弹簧或板簧或弹簧杆。

11.如权利要求10所述的外部换挡机构，其特征在于，所述换挡机构(10)上的两个弹簧杆中的每一个或者两个扭转弹簧中的每一个，分别具有轴承座(28、45)，所述轴承座(28、45)的支承轴线基本平行于所述选挡杆(14)的轴(16)。

12.如权利要求11所述的外部换挡机构，其特征在于，所述轴承座(28、45)的支承轴线相对于所述选挡杆(14)的轴(16)高度错位地设置。

13.如权利要求11所述的外部换挡机构，其特征在于，所述轴承座(28、45)设计用于容纳调节元件(30)，所述调节元件(30)与所述弹簧杆的弹性体或者所述扭转弹簧抗扭地连接。

14.如权利要求11所述的外部换挡机构，其特征在于，所述轴承座(28、45)由下部(25)和上部(38)两部分构成。