DE10059377B4

DE10059377B4 - Wähl- und Schalteinrichtung zum Wählen und Schalten von Gängen eines Getriebes

Info

Publication number: DE10059377B4
Application number: DE2000159377
Authority: DE
Inventors: Klaus Krämer
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2000-11-30
Filing date: 2000-11-30
Publication date: 2007-07-19
Anticipated expiration: 2020-12-01
Also published as: DE10059377A1; FR2817315A1; ITMI20012249A1

Abstract

Wähl- und Schalteinrichtung zum Wählen und Schalten von Gängen eines Getriebes mit
– zumindest einer um ihre Längsmittelachse für Wählvorgänge wenigstens schwenkbaren sowie entlang ihrer Längsmittelachse für Schaltvorgänge verschiebbaren Schaltwelle (1),
– wenigstens einem um die Längsmittelachse der Schaltwelle (1) verdrehfest auf der Schaltwelle (1) angeordneten Schwenkarm (2) und
– wenigstens einer Vorrichtung (6) zum Erzeugen von Wählkräften, mittels der die Wählkräfte an dem Schwenkarm (2) erzeugbar sind,
wobei
– die Vorrichtung (6) einen relativ zur Schaltwelle 1 um eine Schwenkachse und gegen die Federkraft eines Federelements (15) schwenkbaren Schwenkhebel (7) aufweist,
– der Schwenkhebel (7) mit einem zur Schwenkachse beabstandeten freien ersten Ende (7a) versehen ist, welches zeitweise berührungslos zum Schwenkarm (2) in den Schwenkbereich des Schwenkarmes (2) hineinragt,
– der Schwenkarm (2) während eines Wählvorganges gegen das erste Hebelende (7a) schwenkbar ist,
– der Schwenkhebel (7) mittels des auf das...

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Wähl- und Schalteinrichtung zum Wählen und Schalten von Gängen eines Getriebes mit zumindest einer um ihre Längsmittelachse für Wählvorgänge wenigstens schwenkbaren sowie entlang ihrer Längsmittelachse für Schaltvorgänge verschiebbaren Schaltwelle, mit wenigstens einem um die Längsmittelachse der Schaltwelle verdrehfest auf der Schaltwelle angeordneten Schwenkarm und mit wenigstens einer auf den Schwenkarm wirkenden Vorrichtung zum Erzeugen von Wählkräften mittels federelastischer Vorspannung.
Hintergrund der Erfindung
Der Begriff Schaltwelle steht für die beschriebene Erfindung stellvertretend für alle Schaltglieder in Fahrzeuggetrieben, mit denen durch Verdrehen bzw. Schwenken und durch Längsverschiebung Gassen bzw. Gänge gewählt sowie Gänge geschaltet sind. Die Erfindung betrifft also auch z. B. Zentralschaltwel len und Schalttrommeln. Derartige Schaltglieder bzw. die Schaltwelle sind in der Regel mit Schaltfingern versehen und über Übertragungsmittel von einem Handschalthebel betätigt. Die Schaltwelle ist um ihre Längsmittelachse verschiebbar und um diese Achse schwenkbar in einem Gehäuse des Getriebes oder in einem vormontierten und in das Getriebe eingesetzten Getriebemodul des Getriebes gelagert. Die Erfindung betrifft Schaltwellen, bei denen während der Schwenkbewegung eine definierte Wählkraft erzeugt wird. Durch ein Schwenken der Schaltwelle wird beispielsweise zuerst eine der Gassen gewählt und durch anschließendes Verschieben der Schaltwelle ein in der gewählten Gasse befindlicher Gang geschaltet. Je nach gewählter Gasse und geschaltetem Gang hat dann einer der Schaltfinger je nach Ausführung des Getriebes z. B. in einem mit einer Schaltmuffe verbundene Schaltschiene oder Schaltschwinge eingegriffen und die Schaltung des Ganges vollzogen.
Einer Bedienperson im Fahrzeug wird bei Getrieben mit handgeschalteten Gängen während des Wechsels der Gassen in der Regel durch kurzzeitige Erhöhung der Wählkraft an dem Schalthebel ein derartiger Wechsel signalisiert. Die Orientierung über die Stellung des Schalthebels ist damit erleichtert. Dieser Effekt wird insbesondere genutzt, um die Bedienperson vor unbeabsichtigtem Wechsel aus einer Gasse für das Schalten von Vorwärtsgängen in die Gasse des Rückwärtsganges zu warnen. Diese sogenannte Schlagsperre wirkt wenn die Bedienperson unbeabsichtigt oder auch beabsichtigt in die Gasse des Rückwärtsganges einwählen will. Eine kurz sprungartig ansteigende Betätigungskraft (Wählkraft) am Schalthebel signalisiert den Wechsel in die Gasse des Rückwärtsganges. Diese Wählkraft ist deutlich höher als alle weiteren Wählkräfte einzeln für sich in dem Getriebe beim Wechseln zwischen den Gassen mit Vorwärtsgängen. Soll tatsächlich die Gasse des Rückwärtsganges gewählt werden, wird der Schalthebel kurz gegen die erhöhte Betätigungskraft weiter verschoben. Die Betätigungskraft am Schalthebel fällt dann anschließend in der Gasse des Rückwärtsganges schnell wieder auf ein normales Niveau.
Die Wählkraft ist in vorher beschriebenen Anordnungen nach dem Stand der Technik unter anderem mittels Federkraft erzeugt. Dazu wirken ein oder mehrere Federsysteme auf einen mit dem Schaltglied verbundenen Hebel und erzeugen beim Verdrehen des Schaltgliedes in bestimmte Positionen definierte Widerstände, die ein bestimmtes Moment an dem Schaltglied erzeugen. Dieses Drehmoment äußert sich schließlich an dem Schalthebel als eine definierte Wählkraft. Die Hebel sind z. B. Wählschwingen oder ein Kulissenfinger, der einer Kulisse entsprechend einer Führung zugeordnet ist.

In DE 40 20 160 A1 ist eine Vorrichtung zum Erzeugen von Wählkräften der gattungsbildenden Art beschrieben, die auf das Ende einer Wählschwinge wirkt. Die Wählschwinge ist drehfest mit einer Schaltwelle verbunden. Die Schaltwelle ist für Wählbewegungen um ihre Längsmittelachse schwenkbar und für Schaltbewegungen entlang ihrer Längsmittelachse längsverschiebbar in einem Getriebegehäuse angeordnet. An dem Ende der Wählschwinge ist drehbar eine Rolle auf einem Bolzen befestigt. Die Rolle läuft je nach Schwenkrichtung an jeweils einem in der Schwenkrichtung und dem Schwenkbereich liegenden Federelement an. Das Federelement ist in dem Getriebegehäuse aufgenommen und im Wesentlichen durch eine Feder und eine an der Feder befestigte Rampe gebildet. Beim Auftreffen auf die Rampe während des Schwenkvorganges läuft die Rolle an der Rampe ab. Die Rampe wird in Richtung der Feder bewegt und drückt die Feder damit zusammen. Die Wählkraft ist abhängig von der Hebellänge der Wählschwinge, des Schrägungswinkels der Rampe und der Federkraft und deshalb durch diese Kriterien festgelegt. Die Rolle selbst sorgt am Kontakt zwischen der Wählschwinge und Rampe für verminderte Reibung wenn die Wählkraft erzeugt wird.

Für die Aufnahme des Federelementes nach dem Beispiel aus DE 40 20 160 A1 muß das Gehäuse des Getriebes bei entsprechend hohem Arbeitsaufwand mit einer Bohrung versehen werden. Bei kleinen Schwenkwinkeln der Schaltwelle bleibt für derartige Anordnungen wenig Weg im Bogenmaß für das Auslegen einer Rampenkontur. Der Länge bzw. einem genügend flachen Anstieg der Rampenschräge sind Grenzen gesetzt. Der Anstieg der Wählkraft ist dann sehr direkt. Es ist schwierig Feinabstimmungen der Wählkraft und damit der Drehmomente bei Wählbewegungen an der Schaltwelle für kleine Schwenkwinkel vorzunehmen.

EP 0 895 007 A1 zeigt eine Wähl- und Schalteinrichtung zum Wählen und Schalten von Gängen eines Getriebes mit einer um ihre Längsmittelachse für Wählvorgänge wenigstens schwenkbaren sowie entlang ihrer Längsmittelachse für Schaltvorgänge verschiebbaren Schaltwelle. Die Schaltwelle ist mit einem um die Längsmittelachse der Schaltwelle verdrehfest auf der Schaltwelle angeordneten Schwenkarm versehen. Weiter weist die Wähl- und Schalteinrichtung eine Vorrichtung zum Erzeugen von Wählkräften auf, mittels der die Wählkräfte an dem Schwenkarm erzeugbar sind. Diese Vorrichtung ist mit einem relativ zur Schaltwelle um eine Schwenkachse und dabei gegen die Federkraft eines Federelements schwenkbaren Schwenkhebel versehen. Der Schwenkhebel wiederum ist mit einem zur Schwenkachse beabstandeten freien Ende um eine Schwenkachse schwenkbar, welches zeitweise, nämlich beim Wählen und Schalten der Gänge 1 bis 5 berührungslos zum Schwenkarm in den Schwenkbereich des Schwenkarmes hineinragt. Der Schwenkarm ist bei beabsichtigten oder unbeabsichtigten Einwählen in die Gasse des Rückwärtsganges gegen das Hebelende schwenkbar und trifft dabei berührend auf das Hebelende des Schwenkhebels und schwenkt diesen bei beabsichtigten Einwählen im entgegengesetzten Drehsinn zum Schwenkarm und gegen den beim Schalten durch die Bedienperson wahrnehmbaren Widerstand der Federkraft aus einer Neutrallage- bzw. Position in eine Lage, in der der Rückwärtsgang durch verschieben der Schaltwelle eingelegt werden kann.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, für eine Wähl- und Schalteinrichtung zum Wählen und Schalten von Gängen eines Getriebes eine Vorrichtung zum Erzeugen von Wählkräften zu schaffen, die sich kostengünstig fertigen und im Getriebe anordnen läßt und mit der Wählkräfte feinfühlig und vielseitig abstimmbar sind.

Diese Aufgabe ist mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Gegenstandes nach Anspruch 1 gelöst. Die Vorrichtung weist einen zur Schaltwelle um einen Schwenkpunkt schwenkbaren Schwenkhebel auf. Der Schwenkhebel ist mit einem ersten und einem zweiten Ende versehen, die um den Schwenkpunkt einander gegenüberliegend angeordnet sind. Weiterhin ist die Vorrichtung aus einer Rastkontur mit einer Vertiefung und einem mittels Federkraft eines Federelementes gegen die Rastkontur wirkenden Rastelement gebildet. Das erste Ende des Schwenkhebels ragt in den Schwenkbereich des Schwenkarmes an der Schaltwelle hinein. Das erste Ende des Schwenkarmes oder zumindest ein Teil davon durchdringt dabei die gedachte Bogenlinie, die zumindest das Ende des Schwenkarmes bei einer Schwenkung der Schaltwelle um ihre Längsmittelachse beschreibt. Ein Schwenken des Schwenkarmes führt somit zwangsläufig zu einer Berührung des Schwenkarmes mit dem ersten Ende des Schwenkhebels wenn die Schaltwelle um ihre Längsmittelachse geschwenkt wird. Der Zeitpunkt des Aufeinandertreffens der Enden ist von den spezifischen Anforderungen an die Abstände zwischen den einzelnen zu wählenden Gassen abhängig und wird konstruktiv festgelegt.

Gemäß dem Gegenstand des Anspruches 1 ist das zweite Ende des Schwenkhebels mittels des in die Vertiefung der Rastkontur eingreifenden Rastelementes an der Rastkontur verrastet. Die auf das Rastelement wirkende Federkraft überträgt sich dabei auf das zweite Ende des Schwenkhebels, womit dieser mit der Federkraft belastet ist. Es ist weiterhin mit der Erfindung vorgesehen, daß der Schwenkarm während eines Wählvorganges einer Gasse in Richtung des ersten Hebelendes geschwenkt, wie schon erwähnt, auf das erste Hebelende trifft und dabei den Hebel über das erste Hebelende gegen den Widerstand der Federkraft in entgegengesetztem Drehsinn zum Schwenkarm schwenkt. Dabei steigt das Rastelement aus dem tiefsten Punkt der Vertiefung an einer Flanke der Vertiefung auf, ohne die Vertiefung jedoch zu verlassen.

Mit einer Vorrichtung, die die Merkmale der Erfindung aufweist, läßt sich auch bei kleinen Schwenkwinkeln der Schaltwelle eine gute Auflösung des Wählkraft-Weg-Verlaufes bzw. eine gute Auflösung des Drehmomenten-Weg-Verlaufes an der Schaltwelle realisieren. Auch bei kleinen Schwenkwinkeln steht im Bogenmaß an der Rampenkontur genügend Weg zur Verfügung um letztendlich die Wählkräfte feinfühlig abzustimmen. Die Kraft-Weg-Charakteristik ist dabei über die Größe der Federkraft sowie die Federkennlinie, den Reibkontakt zwischen den Oberflächen des Rastelementes und der Rastkontur, der Gestaltung der Vertiefung und ihrer belasteten Flanke, durch das Übersetzungsverhältnis des Hebels, den Reibkontakt zwischen dem ersten Ende des Schwenkhebels sowie dem Schwenkarm und der Hebellänge des Schwenkarmes von seiner Schwenkachse zum Berührungspunkt mit dem ersten Hebelende des Schwenkhebels abhängig.

Eine derartige Vorrichtung gemäß Erfindung weist viele konstruktive Merkmale auf, mit der die Kraft-Weg-Charakteristik der Wählkraft beeinflußbar ist. Abstimmungen sind z. B. mittels einer entsprechenden Gestaltung der Vertiefung und ihrer Flanken an der Rastkontur vorzunehmen. Dabei sind die Kräfte über den Anstieg und den Verlauf der Kontur der Flanken beeinflußbar. Mit steilen Anstiegen erhöht sich die Wählkraft und flache Anstiege führen zu einer Verringerung dieser. Die Flanken der Vertiefung sind im Querschnitt betrachtet gradlinig, bogenförmig konkav bzw. konvex oder kurvenförmig wechselnd mit progressiven und degressiven Verlauf gestaltbar. Die Schwenkachse des Schwenkhebels ist vorzugsweise parallel zur Längsmittelachse der Schaltwelle ausgerichtet, kann jedoch auch in allen anderen möglichen Winkelpositionen, wie z. B. rechtwinklig zur Längsmittelachse ausgerichtet angeordnet sein. Der Schwenkhebel ist vielseitig gestaltbar und liegt z. B. als Schmiede- oder Sinterteil aber vorzugsweise als ein spanlos gefertigtes Blechteil vor. Die Lage des Hebels zur Längsmittelachse der Schaltwelle ist ebenso wie die seiner Schwenkachse beliebig wählbar. Bevorzugt sind jedoch die Positionen, in denen die Schwenkachse parallel oder senkrecht zur Längsmittelachse der Schaltwelle ausgerichtet ist. Der Kontakt zwischen dem Schwenkarm und dem ersten Hebelende des Schwenkhebels ist direkt über die Oberflächen dieser gestaltbar oder aber die Reibung wird unter Zuhilfenahme eines Rollelementes an dem Schwenkarm oder dem ersten Hebelende verringert. Ein derartiges Rollelement kann durch eine Rolle gebildet sein, wie sie auch schon aus dem Stand der Technik vorbekannt ist.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Vorrichtung eine Schlagsperre gegen unbeabsichtigtes Einwählen in eine Gasse zum Schalten eines Rückwärtsganges bildet. Der Widerstand an dem ersten Hebelende des Schwenkhebels beim Auftreffen und weiteren Schwenken des Schwenkarmes weist dabei eine Kraft-Weg-Charakteristik auf, bei der zu Beginn des Weges eine hohe Losbrechkraft auftritt. Diese Losbrechkraft ist größer als jede einzelne aller anderen Wählkräfte in dem Getriebe. Die anderen Wählkräfte sind in der Regel die Wählkräfte, die bei der Wahl zwischen den Gassen oder in eine Gasse mit Vorwärtsgängen auftreten bzw. vorbestimmt sind. Eine oder mehrere Vorrichtungen in einem Getriebe sind dazu geeignet einer Bedienperson während des Wechsels der Gassen, durch kurzzeitige Erhöhungen der Wählkraft einen derartigen Wechsel zu signalisieren.

Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung als Schlagsperre für das unbeabsichtigte Einwählen in eine Gasse des Rückwärtsganges vorgesehen. Die Rastkontur ist vorzugsweise an dem zweiten Hebelende angeordnet und bewegt sich damit mit dem schwenkenden Hebel gegen ein ortsfest zum Getriebegehäuse geführtes aber frei beweglich gegen die Rastkontur vorgespanntes Rastelement. Es ist auch denkbar, daß das Rastelement an dem zweiten Hebelende geführt ist und auf eine relativ zur Bewegung der Schaltwelle ortsfeste Rastkontur wirkt.

Für eine an dem zweiten Hebelende angeordnete Rastkontur sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß der Schwenkhebel und die Rastkontur einstückig aus einem spanlos gefertigten Blechteil gebildet sind. Ein derartiger Hebel läßt sich kostengünstig herstellen.

Kosten, insbesondere bei der Montage des Getriebes, können gespart werden, wenn die Vorrichtung an einem in dem Getriebe aufgenommenen Schaltmodul befestigt ist und der Schwenkhebel schwenkbar auf einem an dem Modul befestigten Schwenkbolzen aufgenommen ist. Dieses Modul wird als fertig montierte Baugruppe in das Getriebe gesetzt. Bohrungen für z. B. die Aufnahme des federbelasteten Rastelementes entfallen. Eine derartige Vorrichtung ist platzsparend in dem Getriebe untergebracht.

Schließlich ist eine Ausgestaltung der Vorrichtung vorgesehen, bei der das Rastelement durch eine Kugel und das Federelement durch wenigstens eine Schraubenfeder gebildet sind. Weiterhin ist die Kugel in einem durch die Schraubenfeder beaufschlagten Rastbolzen gelagert, wobei zumindest der Rastbolzen sich über die Schraubenfeder an dem Modul abstützt.

Wie anfangs schon erwähnt, ist die Reibung an dem Kontakt zwischen dem Schwenkarm und dem ersten Hebelende des Schwenkhebels mittels einer Rolle beim Schwenken des Schwenkarmes und des Schwenkhebels gemindert. Wesentlich größere Reibung entsteht jedoch, wenn der Schwenkarm der Schaltwelle bei gewählter Gasse in Längsrichtung der Schaltwelle verschoben wird und dabei weiterhin Kontakt zu dem ersten Hebelende des Schwenkhebels hat. Dieser Fall tritt dann ein, wenn in die Gasse von zwei Vorwärtsgängen oder eines Rückwärtsganges eingewählt wurde. Da der Schwenkhebel nach wie vor im Kontakt mit dem Schwenkarm ist, gleiten die Oberflächen des Schwenkarmes und des Schwenkhebels beim Schalten eines der Gänge aufeinander. Es entsteht Reibung und unter Umständen ein Schaltkraft-Verlauf, der der Bedienperson das Gefühl einer hakeligen funktionierenden Schaltung vermittelt. Deshalb sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, das erste Hebelende mit einer drehbaren Rolle zu versehen, deren Drehachse rechtwinklig zur Längsmittelachse der Schaltwelle ausgerichtet ist. Die Rolle rollt also auf der Oberfläche des Schwenkarmes ab wenn dieser in Längsrichtung bewegt wird. Das trägt zur Erhöhung des Schaltkomforts beim Schalten der Gänge bei.

Es bietet sich an, eine derartige Rolle an dem Hebel einer Vorrichtung gemäß Erfindung sowohl in einer dem Rückwärtsgang vorgelagerten Gasse als auch in der Gasse des Rückwärtsganges anliegt. Der Schwenkarm liegt also in diesem Fall schon nach Einwählen in eine dem Rückwärtsgang vorgelagerte Gasse (zumeist die Gasse für das Schalten des ersten und zweiten Ganges) vorgespannt an der Rolle an. Bei Längsbewegung des Schwenkarmes in dieser Gasse läuft dann die Oberfläche des Schwenkarmes auf dem Hebelende komfortabel durch die Rolle drehbar gelagert ab. Ein hakeliger Verlauf der Schaltkraft während des Schaltens der Gänge ist vermieden. Da der Schwenkarm am Ende des Wählvorganges in die dem Rückwärtsgang vorgelagerte Gasse auf das Hebelende der Vorrichtung trifft, sorgt die Federkraft an dem Hebel außerdem für einen gefedert nachgiebigen Endanschlag bei der Wahl dieser Gasse. Daraus resultierende Geräuschdämpfung und "weiches" komfortables Anschlagen tragen ebenfalls zur Erhöhung des Schaltkomforts bei.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

1 die Ansicht eines Ausführungsbeispieles einer Wähl- und Schalteinrichtung mit einer Schaltwelle und einer Vorrichtung zum Erzeugen von Wählkräften,

2 ein mögliches Schaltschema zu der Schalteinrichtung nach 1

3 eine Draufsicht auf die Schalteinrichtung nach 1

4 eine weitere Ansicht der Schalteinrichtung wie in 1, jedoch mit einer geänderten Wählstellung der Schaltwelle,

5 eine Schnittdarstellung des Schnittes entlang der Linie V – V nach 4 mit einer Rolle an dem ersten Hebelende des Schwenkhebels,

6 eine Seitenansicht der Schalteinrichtung nach 1,

7 eine Schnittdarstellung entlang der Linie VII – VII aus 6 mit dem Rastelement und der Rastkontur in vergrößerter Darstellung.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Die 1, 3, 4 und 6 zeigen einen Ausschnitt einer Wähl- und Schalteinrichtung in verschiedenen Ansichten mit einer Schaltwelle 1. Die Schaltwelle 1 ist um ihre Längsmittelachse schwenkbar und entlang ihrer Längsmittelachse in einem nicht dargestellten Getriebegehäuse oder einem Schaltmodul gelagert. Ein Schwenkarm 2, der in diesem Beispiel durch einen Kulissenfinger gebildet ist, sitzt fest auf der Schaltwelle 1. Der Schwenkarm 2 korrespondiert wahlweise mit Nuten 3a bis 3c einer Führung 3. Jeweils einer der Nuten 3a bis 3c ist das Ende 4 des Schwenkarmes 2 in Abhängigkeit der gewählten Gasse zugeordnet.
2 zeigt ein mögliches Schaltschema zu der Anordnung nach 1. Danach kann in Bewegungsrichtung entlang der horizontalen Linie eine obere Gasse (vertikale Linie VC) zwischen dem 5. und 6. Gang, eine mittlere Gasse (vertikale Linie VB) zwischen dem 3. und 4. Gang, eine untere Gasse (vertikale Linie (VA) zwischen dem 1. und 2. Gang sowie eine Gasse für den Rückwärtsgang (vertikale Linie VR) gewählt werden.
In der Darstellung nach 1 ist die Stellung des Schwenkarmes 2 der mittleren Gasse und damit der Nut 3b zugeordnet. In dieser Stellung steht der nicht dargestellte Schalthebel im Fahrzeug in der Neutralstellung. Die Neutralstellung ist in 2 auf der Linie H mit dem Buchstaben N gekennzeichnet. Die Nut 3a ist der unteren Gasse und die Nut 3c der oberen Gasse zugeordnet. Beim Wählen der Gasse entlang der Linie H schwenkt die Schaltwelle 1 um ihre Längsmittelachse. Dabei wird der Schwenkarm 2 aus der Neutralstellung N wahlweise nach oben oder nach unten (Darstellung nach 1 bzw. 4) in eine der Ausgangsstellungen zu einer der Nuten 3a bis 3c gebracht. Durch weiteres Schwenken der Schaltwelle 1 in die eine Richtung nach unten wird der Schwenkarm 2 nach unten über die Nut 3a hinaus in die Gasse des Rückwärtsganges bewegt. Wie 3 zeigt, ist das Ende 4 des Schwenkarmes 2 mit einer Ausnehmung 5 versehen. Die Ausnehmung 5 teilt das Ende 4 so, daß es gabelförmig mit Vorsprüngen 4a und 4b ausgebildet ist. Jeder der Vorsprünge 4a und 4b hintergreift jeweils an einer Seite die Führung 3 in Längsrichtung der Schaltwelle gesehen ohne die Führung 3 zu berühren und ohne seitlich in eine der Nuten 3a, 3b, und 3c einzutauchen (3). So bewegt sich der Schwenkarm 2 bei den Schwenkbewegungen der Schaltwelle 1 und der Bewegung des Endes des Schwenkarmes 2 von den einzelnen Gassen nach oben und unten (1 und 4) und damit entlang der Linie H (2) berührungsfrei zur Führung 3.
In 4 ist der Schwenkarm 2 in einer Ausgangsstellung zur Nut 3a dargestellt. Dazu wurde die Schaltwelle 1 geschwenkt und das Ende 4 des Schwenkarms 2 aus seiner Neutralstellung N bewegt. Die untere Gasse ist gewählt. Aus dieser Stellung sind wahlweise der erste oder zweite Gang in der unteren Gasse schaltbar, die Gasse des Rückwärtsganges anwählbar oder nach oben die mittlere Gasse und darüber hinaus die obere Gasse wählbar. Die einzelnen Gänge in den Gassen sind bei dem Beispiel nach 2 durch Bewegungen entlang der vertikal verlaufenden Linien VA, VB, VC bzw. VR zu schalten. Dabei bewegt sich die Schaltwelle 1 entlang ihrer Längsmittelachse in die eine oder andere Richtung. Das Ende 4 des Schwenkarmes 2 taucht dann je nach Bewegungsrichtung der Schaltwelle 1 mit einem der Vorsprünge 4a, 4b seitlich in eine der gewählten Nuten 3a, 3b oder 3c ein (3).
Die Gasse des Rückwärtsganges wird aus der unteren Gasse, also aus einer Zwischenstellung zwischen den Gängen 1 und 2 heraus durch weiteres Schwenken der Schaltwelle 1 um ihre Längsmittelachse und damit mit einer Bewegung des Endes 4 des Schwenkarmes 2 weiter nach unten gewählt. Dabei muß ein definierter Widerstand überwunden werden, der durch eine Vorrichtung 6 zum Erzeugen von Wählkräften hervorgerufen ist. Die Vorrichtung 6 ist in diesem Falle als eine Schlagsperre ausgeführt.
Der Aufbau der Vorrichtung 6 ist am besten aus den 1, 4 und 6 ersichtlich. Die wichtigsten Elemente der Vorrichtung 6 sind ein Hebel 7, ein Rastelement 8 und eine mit dem Rastelement korrespondierende Rastkontur 9. Der Hebel 7 ist mittels eines Schwenkbolzens 10 relativ zu Führung 3 schwenkbar an einer Konsole 17 des Schaltmodules gelagert. Die Schwenkachse des Hebels 7 verläuft in diesem Ausführungsbeispiel parallel zur Längsmittelachse der Schaltwelle 1. Ein Hebelende 7a des Hebels 7 ragt über eine drehbar gelagerte Rolle 11 in den Schwenkbereich des Schwenkarmes 2 hinein. Zur anderen Seite der Schwenkachse mit dem Schwenkbolzen 10 sitzt an einem Hebelende 7b die Rastkontur 9. Die Rastkontur 9 ist in diesem Beispiel einteilig mit dem aus Blech gestanzten, geprägten und gebogenen Hebel 7 ausgebildet. Das Rastelement 8 greift in eine Vertiefung 9a der Rastkontur 9 durch Federkraft vorgespannt ein. Damit überträgt sich die Federkraft über das Rastelement 8 auf das zweite Hebelende 7b. In diesem Beispiel ist das Rastelement 8 durch eine Kugel 13 gebildet, die in einer in Fahrzeuggetrieben häufig verwendeten Arretierung 12 integriert ist.
Die Arretierung 12 ist an der Konsole 17 mittels einer Schelle 16 befestigt. Einzelheiten eines Ausführungsbeispieles der Arretierung 12 sind in 7 dargestellt. Die Kugel 13 ist in einem Arretierbolzen 14 der Arretierung 12 gelagert und in Richtung der Rastkontur 9 beweglich in einem Gehäuse 18 geführt. Das Gehäuse 18 ist in der Schelle 16 aufgenommen. Auf den Arretierbolzen 14 wirkt ein Federelement 15, in diesem Fall eine Schraubenfeder, das sich an dem Gehäuse 14 abstützt. Das Gehäuse 18 der Arretierung 12 ist ortsfest also unbeweglich relativ zum Hebel 7 angeordnet.
Der Hebel 7 ist mittels des Rastelementes 8 in Position gehalten und kann nur nach Überwindung einer Losbrechkraft gegen die Federkraft des Federelementes 15 geschwenkt werden. Die Losbrechkraft entspricht der notwendigen Sperrkraft gegen unbeabsichtigtes Wählen der Gasse des Rückwärtsganges aus der unteren Gasse.
Bei schwenkender Schaltwelle 1 trifft spätestens bei Beginn der Bewegung des Endes 4 aus der unteren Gasse heraus in die Gasse des Rückwärtsganges hinein das Ende 4 auf die in seinen Schwenkbereich hineinragende Rolle 11. Ist genügend Kraft durch den Schwenkarm 2 über das Ende 4 auf das Hebelende 7a aufgebracht schwenkt der Hebel 7 in entgegengesetztem Richtungssinn der schwenkenden Schaltwelle 1 um den Schwenkbolzen 10. Das Rastelement 8 steigt dabei aus der Vertiefung 9a an der Rastkontur 9 gegen den Widerstand des Federelementes 15 an einer Flanke 9b der Vertiefung 9a auf (7) ohne jedoch die Vertiefung 9a ganz zu verlassen. Ein beabsichtigter oder unbeabsichtigter Wählvorgang in die Gasse des Rückwärtsganges hinein kann nur durch Überwindung einer Losbrechkraft vorgenommen werden, die größer ist als jede weitere Wählkraft einzeln in dem Getriebe bzw. der Schalteinrichtung.
Nach einem steilen Anstieg der Kraft auf den Wert der Losbrechkraft bei kurzem Schaltweg kann der Hebel 7 dann gegen einen geringer werdenden Widerstand weiter geschwenkt werden und das Ende 4 des Schwenkarmes 2 bewegt sich nach unten in die Gasse des Rückwärtsganges. Die auf das Hebelende 7a aufzubringende Kraft verringert sich je weiter die Kugel 13 aus der Vertiefung 9a aufsteigt, z. B. weil der Anstieg der Konturlinie der Flanke auf dem die Kugel 13 nach außen abläuft nach außen hin geringer wird. Wenn die Betätigungskraft an dem Hebelende 7a beim Schwenken in die oben beschriebene Schwenkrichtung entfällt, rollt die Kugel 13 an der Flanke in die Vertie fung zurück. Dabei schwenkt der Hebel 7a mit Unterstützung der Federkraft wieder in seine Ausgangsstellung zurück.
In seiner Ausgangsstellung zur unteren Gasse (4) beim Schalten eines der Gänge 1 oder 2 liegt der Schwenkarm 2 an der Rolle 11 an. Die Rolle 11 ist in einem U-förmig gebogenen Blech 19 auf einem Bolzen 20 drehbar gelagert (3 und 5). Das Blech 19 ist mit dem Hebelende 7a des Schwenkhebels 7 z. B. verschweißt. Die Drehachse der Rolle 11 ist senkrecht zur Längsmittelachse der Schaltwelle 2 ausgerichtet, so daß der Schwenkarm auf der Rolle 11 beim Verschieben der Schaltwelle 2 in Längsrichtung zum Schalten des 1. oder 2. Ganges abläuft, wobei die Rolle 11 sich auf den Bolzen 13 gelagert um ihre Mittelachse dreht. Das Blech 19 ist an dem Hebelende 7a befestigt. Für ein möglichst schlupffreies Abrollen der Rolle 11 an der Oberfläche des Schwenkarmes 2 ist diese durch das Federelement 15 in der Arretierung und über den Hebel 7 leicht gegen die Oberfläche des Schwenkarmes vorgespannt.
Die Funktion der Vorrichtung 6 als Schlagsperre oder auch als Vorrichtung zum Erhöhen der Wählkraft zwischen einzelnen Gassen für Vorwärtsgänge ist nicht von dem Vorhandensein einer Rolle 11 nach dem beschriebenen Beispiel abhängig. Die Rolle 11 trägt zur Erhöhung des Schaltkomforts beim Schalten der Gänge oder auch eventuell auch des Rückwärtsganges bei. Es bietet sich an eine derartige Rolle 11 an dem Hebel 7 einer Vorrichtung 6 gemäß Erfindung anzuordnen.
An der zum Hebelende 7a drehbar gelagerten Rolle 11 sollte das Ende des Schwenkarmes 2 in seiner Position vorteilhaft sowohl in der unteren Gasse als auch in der Gasse des Rückwärtsganges anliegen. Bei Längsbewegungen des Schwenkarmes 2 in der unteren Gasse entlang zum Schalten einer der Gänge 1 oder 2 gleitet die Oberfläche des Schwenkarmes 2 nicht direkt auf der Oberfläche des Hebelendes 7a sondern läuft auf diesem komfortabel drehbar gelagert ab. Die Reibung des Schwenkarmes 2 an dem Hebel 7 der Vorrichtung entfällt fast völlig. Die aufzubringenden Schaltkräfte sind geringer. Das Gefühl eines hakeligen Verlaufes des Schaltens der Gänge ist vermieden. Da der Schwenkarm 2 am Ende des Wählvorganges in die untere Gasse auf das Hebelende 7a der Vorrichtung trifft, sorgt das Federelement 15 der Arretierung 12 außerdem für einen federnd nachgiebigen Endanschlag bei der Wahl der unteren Gasse aus der mittleren Gasse oder aus der Neutralstellung heraus. Daraus folgende Geräuschdämpfung und ein "weiches" komfortables Anschlagen tragen zur Erhöhung des Schaltkomforts bei.

1: Schaltwelle
2: Schwenkarm
3: Führung
3a: Nut
3b: Nut
3c: Nut
4: Ende
4a: Vorsprung
4b: Vorsprung
5: Ausnehmung
6: Vorrichtung
7: Hebel
7a: Hebelende
7b: Hebelende
8: Rastelement
9: Rastkontur
9a: Vertiefung
9b: Flanke
10: Schwenkbolzen
11: Rolle
12: Arretierung
13: Kugel
14: Arretierbolzen
15: Federelement
16: Schelle
17: Konsole
18: Gehäuse
19: Blech
20: Bolzen

Claims

Wähl- und Schalteinrichtung zum Wählen und Schalten von Gängen eines Getriebes mit – zumindest einer um ihre Längsmittelachse für Wählvorgänge wenigstens schwenkbaren sowie entlang ihrer Längsmittelachse für Schaltvorgänge verschiebbaren Schaltwelle (1), – wenigstens einem um die Längsmittelachse der Schaltwelle (1) verdrehfest auf der Schaltwelle (1) angeordneten Schwenkarm (2) und – wenigstens einer Vorrichtung (6) zum Erzeugen von Wählkräften, mittels der die Wählkräfte an dem Schwenkarm (2) erzeugbar sind, wobei – die Vorrichtung (6) einen relativ zur Schaltwelle 1 um eine Schwenkachse und gegen die Federkraft eines Federelements (15) schwenkbaren Schwenkhebel (7) aufweist, – der Schwenkhebel (7) mit einem zur Schwenkachse beabstandeten freien ersten Ende (7a) versehen ist, welches zeitweise berührungslos zum Schwenkarm (2) in den Schwenkbereich des Schwenkarmes (2) hineinragt, – der Schwenkarm (2) während eines Wählvorganges gegen das erste Hebelende (7a) schwenkbar ist, – der Schwenkhebel (7) mittels des auf das erste Hebelende (7a) treffenden Schwenkarms (2) im entgegengesetzten Drehsinn zum Schwenkarm (2) und gegen den Widerstand der Federkraft aus der Position schwenkbar ist, – die Vorrichtung (6) an einem zur Schwenkachse beabstandeten zweiten Ende (7b) des Schwenkhebels (7) eine Rastkontur (9) mit einer Vertiefung (9a) sowie – ein mittels Federkraft eines Federelementes (15) gegen die Rastkontur (9) vorgespanntes Rastelement (8) aufweist, und wobei – der Schwenkhebel (7) mittels des in der Vertiefung (9) der Rastkontur (9) verrasteten Rastelementes (8) zumindest dann in Position gehalten ist, wenn das erste freie Ende (7a) berührungslos in den Schwenkbereich des Schwenkarms hineinragt, sowie – das Rastelement (8) gegen den Widerstand der Federkraft an einer Flanke (9b) der Vertiefung (9a) des aus der Position schwenkbaren Schwenkhebels (7) aufsteigend beweglich ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Rastkontur (8) einstückig mit einem spanlos gefertigten Schwenkhebel (7) aus Blech ausgebildet ist.
Wähl- und Schalteinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Vorrichtung (6) an einem in dem Getriebe aufgenommenen Schaltmodul befestigt ist und der Schwenkhebel (7) schwenkbar auf einem an den Modul befestigten Schwenkbolzen (10) aufgenommen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der das Rastelement (8) durch eine Kugel (13) und das Federelement (15) durch wenigstens eine Schraubenfeder gebildet ist und bei der die Kugel (13) in einem durch die Schraubenfeder beaufschlagten Arretierbolzen (14) gelagert ist, wobei zumindest der Arretierbolzen (14) sich über wenigstens ein Federelement (15) an einem mittels einer Schelle (16) an einer Konsole (17) des Schaltmoduls befestigten Gehäuse (18) abstützt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einer drehbaren Rolle (11) zur Anlage am Schwenkarm (2) an dem ersten Hebelende (7a), wobei die Drehachse der Rolle (11) rechtwinklig zur Längsmittelachse der Schaltwelle (1) ausgerichtet ist.