DE10109642A1 - Schaltvorrichtung zum Einlegen des Rückwärtsganges eines Stirnradgetriebes - Google Patents

Abstract

Es wird eine Schaltvorrichtung (12) zum Einlegen des Rückwärtsganges (R) eines Stirnradgetriebes (10) für Kraftfahrzeuge vorgeschlagen, das mehrere synchronisierte Vorwärtsgänge (1-5) und den Rückwärtsgang (R) aufweist, mit DOLLAR A - einer in zwei Koordinatenrichtungen (34, 36) versetzbaren Schalteinrichtung (22), die mittels einer Schaltposition-Halteeinrichtung (56, 62) in unterschiedlichen Positionen (H, M, V) der ersten Koordinatenrichtung (34) kraftschlüssig festlegbar ist und die in einer bestimmten Position (5/R) der zweiten Koordinatenrichtung (32) durch eine Bewegung in der ersten Koordinatenrichtung (34) einen Mitnehmer (20) für den Rückwärtsgang (R) betätigt, und DOLLAR A - einer Schaltsperre (44), die an der Schalteinrichtung (22) in der zweiten Koordinatenrichtung (32) fest und in der ersten Koordinatenrichtung (34) begrenzt versetzbar gelagert ist, und die in einer Grundposition (M) der ersten Koordinatenrichtung (34) an der Schalteinrichtung (22) mittels einer Mitnahmeeinrichtung (56, 62) kraftschlüssig festgelegt ist, wobei die Schaltpserre (44) bei der Bewegung der Schalteinrichtung (22) in der ersten Koordinatenrichtung (34) zum Einlegen des Rückwärtsganges (R) mitgenommen wird, um wenigstens eine Synchronisierungsvorrichtung eines Vorwärtsganges (1-5) zu betätigen. DOLLAR A Dabei sind die Schaltposition-Halteeinrichtung und die Mitnahmeeinrichtung durch eine einzige kraftschlüssige Halteeinrichtung (56, 62) gebildet, die zwischen der Schalteinrichtung (22) und der ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung zum Einlegen des Rückwärtsganges eines Stirnradgetriebes für Kraft­ fahrzeuge, das mehrere synchronisierte Vorwärtsgänge und den Rückwärtsgang aufweist, mit

• - einer in zwei Koordinatenrichtungen versetzbaren Schalt­ einrichtung, die mittels einer Schaltposition-Halteeinrichtung in unterschiedlichen Positionen der ersten Koordinatenrichtung kraftschlüssig festlegbar ist und die in einer bestimmten Posi­ tion der zweiten Koordinatenrichtung durch eine Bewegung in der ersten Koordinatenrichtung einen Mitnehmer für den Rückwärts­ gang betätigt, und
• - einer Schaltsperre, die an der Schalteinrichtung in der zweiten Koordinatenrichtung fest und in der ersten Koordinaten­ richtung begrenzt versetzbar gelagert ist und die in einer Grundposition der ersten Koordinatenrichtung an der Schaltein­ richtung mittels einer Mitnahmeeinrichtung kraftschlüssig fest­ gelegt ist, wobei die Schaltsperre bei der Bewegung der Schalt­ einrichtung in der ersten Koordinatenrichtung zum Einlegen des Rückwärtsganges mitgenommen wird, um wenigstens eine Synchroni­ sierungsvorrichtung eines Vorwärtsganges zu betätigen.

Eine derartige Schaltvorrichtung ist aus der EP 0 770 802 A1 bekannt.

Generell ist es im Stand der Technik bereits bekannt, eine der­ artige Schaltvorrichtung mit Hilfs-Synchronisierungseinrichtung für den Rückwärtsgang von synchronisierten Stirnradgetrieben zu realisieren. Dem Rückwärtsgang ist keine eigene Synchroneinheit zugeordnet. Der Rückwärtsgang wird entweder durch axiales Ver­ schieben eines Zwischenrades geschaltet oder durch eine Klauen­ kupplung (oder eine sonstige rein formschlüssige Kupplung ohne eigene Reibeinrichtung). Um die Antriebswelle bei geöffneter Anfahr- und Trennkupplung zu bremsen, werden während des Einle­ gens des Rückwärtsganges eine oder mehrere Synchroneinheiten von einem bzw. mehreren Vorwärtsgängen betätigt.

Es versteht sich, daß unter "Betätigen einer Synchronisierungs­ vorrichtung eines Vorwärtsganges" im vorliegenden Zusammenhang zu verstehen ist, daß die jeweilige Synchronisierungsvorrich­ tung "kurzzeitig und gezielt ansynchronisiert" wird, also nur die Reibeinrichtung der Synchronisierungsvorrichtung genutzt wird. Es versteht sich jedoch auch, daß bei den jeweiligen Vorwärtsgängen der betätigten Synchronisierungsvorrichtungen kein Formschluß erzeugt wird.

Auf diese Weise kann die Antriebswelle abgebremst werden. Hier­ durch wird ein Kratzen der Anspitzungen aufgrund von Differenz­ drehzahlen beim Einlegen des Rückwärtsganges vermieden. Folg­ lich entstehen keine unangenehmen Geräusche und die Anspitzung unterliegt keinem starken Verschleiß.

Als Schalteinrichtung kommt insbesondere eine Schaltwelle in Frage, wobei eine erste Koordinatenrichtung der Schalteinrich­ tung einer axialen Verschieblichkeit der Schaltwelle ent­ spricht. Eine zweite Koordinatenrichtung der Schalteinrichtung entspricht der Verdrehbarkeit der Schaltwelle.

Bei der DE-OS 23 19 397 wird das Grundkonzept dadurch reali­ siert, daß beim Einlegen eines Rückwärtsganges zunächst ein Wählvorgang in die richtige Schaltgasse durchgeführt wird. Da­ bei wird eine Schaltwelle verdreht. Ein drehfest mit der Schaltwelle verbundener Bolzen drückt gegen eine Steuerkante einer Schaltgabelnabe für eine Synchroneinheit des 4. Ganges und versetzt die Nabe axial gegen die Kraft von Federringen. Hierdurch wird der Synchronring des 4. Ganges angepreßt. Bei der anschließenden Schaltbewegung wird die Schaltwelle axial versetzt, wodurch der Bolzen von der Steuerkante der Schaltga­ belnabe abrückt. Die Federringe bringen die Schaltgabelnabe wieder in die Ausgangsstellung.

Bei der DE 31 47 782 A1 wird bemerkt, daß bei der Schaltvor­ richtung der DE-OS 23 19 397 bei großen Toleranzen oder Abnut­ zung Fehlfunktionen auftreten können. Um dies zu verhindern, sind an einem Schaltstifthalter (Schaltgabelnabe nach der Ter­ minologie der DE-OS 23 19 397) zwei radiale Arme vorgesehen, die mit anderen Elementen zusammenwirken, um Fehlschaltungen zu vermeiden.

Schließlich ist aus der eingangs genannten EP 0 770 802 A2 eine Weiterentwicklung des Gegenstandes der DE 31 47 782 A1 bekannt. Hierbei ist an der Schaltwelle eine Schaltsperre begrenzt axial beweglich ausgebildet. Die Schaltsperre ist mit der Schaltwelle über eine kraftschlüssige Feder/Kugel-Raste verbunden. Eine Fe­ der, die sich an einer an dem Gehäuse montierten Schlüsselplat­ te abstützt, drückt die Schaltsperre in eine neutrale Lage, in der die Feder/Kugel-Raste "eingerastet" ist. Bei einer Einrück­ bewegung zum Einlegen des Rückwärtsganges wird die Schaltwelle axial versetzt. Die Schaltsperre wird dabei aufgrund der Fe­ der/Kugel-Raste zunächst mitgenommen. Die Sperrplatte nimmt Schaltarme von Schaltgabeln für den zweiten und den vierten Gang mit, so daß diese ansynchronisiert werden. Schließlich trifft die Schaltsperre auf einen Anschlag, wodurch die Fe­ der/Kugel-Raste gelöst wird und die Schaltsperre durch die Kraft der Axialfeder in die neutrale Ausgangslage zurückge­ drückt wird. Eine Schaltwellenarretierung ist durch eine weite­ re Feder/Kugel-Raste am Getriebegehäuse realisiert, die in ent­ sprechende Ausnehmungen der Schaltwelle greift.

Insgesamt ist die Schaltvorrichtung dieser europäischen Druck­ schrift relativ kompliziert aufgebaut und weist viele Teile auf.

Es ist folglich die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltvorrichtung der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, daß deren Konstruktion bei mindestens gleichem oder ver­ bessertem Funktionsumfang vereinfacht wird.

Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Schaltvorrichtung zum Einlegen des Rückwärtsganges eines Stirnradgetriebes für Kraftfahrzeuge dadurch gelöst, daß die Schaltposition- Halteeinrichtung und die Mitnahmeeinrichtung durch eine einzige kraftschlüssige Halteeinrichtung gebildet sind, die zwischen der Schalteinrichtung und der Schaltsperre wirkt.

Die Erfinder haben erkannt, daß sich die Konstruktion der EP 0 770 802 A2 dadurch vereinfachen läßt, daß die zwei kraftschlüs­ sigen Halteeinrichtungen (die Schaltposition-Halteeinrichtung einerseits und die Mitnahmeeinrichtung andererseits) sich durch eine einzige kraftschlüssige Halteeinrichtung realisieren las­ sen. Hierdurch können Teile und Montagekosten eingespart wer­ den. Ferner kann ggf. eine Abdichtung der Schaltposition- Halteeinrichtung am Gehäuse entfallen, da deren Funktion durch die kraftschlüssige Halteeinrichtung übernommen wird, die - in der Regel innerhalb des Gehäuses - zwischen der Schalteinrich­ tung und der Schaltsperre wirkt. Auch ist es bei dieser Ausge­ staltung nicht notwendig, das Gehäuse zur Realisierung einer Schaltposition-Halteeinrichtung zu bearbeiten (wie Anspiegeln, Bohren, Gewindeschneiden).

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist die Schalteinrichtung eine Schaltwelleneinrichtung und die erste Koordinatenrichtung ist eine axiale Bewegung und die zweite Koordinatenrichtung ei­ ne Drehbewegung der Schaltwelleneinrichtung.

Derartige Schaltvorrichtungen mit einer Schaltwelleneinrichtung sind auch als Einstangen-Schaltungen bekannt.

Durch Verdrehen der Schaltwelleneinrichtung wird in an sich be­ kannter Weise eine von mehreren Schaltgabeln angewählt, die je­ weils einer Schaltmuffe zugeordnet sind. Die Schaltmuffe betä­ tigt eine oder mehrere Synchron-Schaltkupplungen zum drehfesten Verbinden eines Losrades mit einer Welle oder zum Trennen die­ ser Bauteile.

Durch axialen Versatz der Schaltwelleneinrichtung wird die Schaltgabel und damit die Schaltmuffe axial versetzt und folg­ lich eine Synchron-Schaltkupplung betätigt, also ein Gang ein­ gelegt.

Ferner ist es von Vorzug, wenn die kraftschlüssige Halteein­ richtung eine Rasteinrichtung ist.

Rasteinrichtungen haben sich zum Erzielen von definierten Axialpositionen bewährt.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Schaltwellen­ einrichtung eine Schaltwelle und ein Schaltfingerelement auf, das drehfest und axial unverschieblich an der Schaltwelle fest­ gelegt ist.

Auf diese Weise läßt sich die Schaltwelleneinrichtung kosten­ günstiger herstellen.

Ferner ist es dabei bevorzugt, wenn die Schaltsperre drehfest an dem Schaltfingerelement und begrenzt axial verschieblich gegenüber dem Schaltfingerelement festgelegt ist. Die Schalts­ perre dient in der Regel dazu, diejenigen Gänge zu sperren, die aufgrund der jeweiligen Drehposition der Schaltwelle nicht an­ gewählt sind. Zu diesem Zweck dreht sich die Schaltsperre mit der Schaltwelle, also insbesondere dem Schaltfingerelement mit, und ist in axialer Richtung begrenzt verschieblich an dem Schaltfingerelement festgelegt.

Bei Schaltungen von Vorwärtsgängen ist die Schaltsperre in axialer Richtung generell festgelegt, z. B. am Gehäuse. Beim Einlegen des Rückwärtsganges wird die axiale Verschieblichkeit an dem Schaltfingerelement dazu benutzt, eine oder mehrere Syn­ chronisierungsvorrichtungen von Vorwärtsgängen zu betätigen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wirkt die Hal­ teeinrichtung zwischen der Schaltsperre und der Schaltwelle.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform wirkt die Halteein­ richtung zwischen der Schaltsperre und dem Schaltfingerelement.

Da das Schaltfingerelement gewöhnlich durch Sintern oder eine andere spanlose Formgebung hergestellt wird, läßt sich eine Ra­ stierkontur leichter vorsehen. Die Schaltwelle muß nicht spa­ nend bearbeitet werden.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist eine ela­ stische Einrichtung, die die Schaltsperre gegen die Betäti­ gungsrichtung der Synchronisierungsvorrichtung des Vorwärtsgan­ ges vorspannt, unmittelbar zwischen der Schaltsperre und einem Gehäuse des Stirnradgetriebes angeordnet.

Im Stand der Technik der EP 0 770 802 A2 wirkt eine Schaltfeder zwischen einem Sprengring, der an der Schaltsperre festgelegt ist, und einer sogenannten "Schlüsselplatte", die an dem Gehäu­ se festgelegt ist.

Dadurch, daß die elastische Einrichtung erfindungsgemäß unmit­ telbar zwischen der Schaltsperre und dem Gehäuse angeordnet ist, kann die Anzahl der Teile der erfindungsgemäßen Schaltvor­ richtung erheblich reduziert werden. Insbesondere ist kein Sprengring notwendig.

Ferner ist es bevorzugt, wenn die Schaltsperre in der ersten Koordinatenrichtung ausschließlich dann versetzbar ist, wenn sich die Schaltsperre in der bestimmten Position der zweiten Koordinatenrichtung befindet.

Auf diese Weise ist gewährleistet, daß die Schaltsperre beim Einlegen von Vorwärtsgängen axial festgelegt bleibt, also bei Anwahl einer Schaltgabel eine Betätigung der anderen Schaltga­ beln sperrt.

Durch die Versetzbarkeit in der bestimmten Position der zweiten Koordinatenrichtung, also dann, wenn der Rückwärtsgang ange­ wählt ist, läßt sich die Schaltsperre dazu nutzen, einen oder mehrere Synchronisierungsvorrichtungen von Vorwärtsgängen zu betätigen.

Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn die Versetzbarkeit der Schaltsperre in der ersten Koordinatenrichtung durch das Gehäu­ se des Stirnradgetriebes vorgegeben ist.

Das Gehäuse ist dabei so geformt, daß sich die Schaltsperre nur in der bestimmten Position der zweiten Koordinatenrichtung (Drehposition) in der ersten Koordinatenrichtung (Axialbewe­ gung) versetzen läßt.

Im Stand der Technik der EP 0 770 802 A2 wird diese Funktion durch die oben erwähnte "Schlüsselplatte" realisiert. Diese kann folglich entfallen.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Schaltsperre dabei einen Nocken auf, der in einer Nut geführt ist, deren Seitenflanken durch zwei unterschiedliche Teile des Gehäuses gebildet sind.

Auf diese Weise kann das Gehäuse weiterhin in einem Gußverfah­ ren ohne aufwendige Schieber oder ähnliches realisiert werden.

Ferner ist es besonders bevorzugt, wenn die Halteeinrichtung beim Einlegen des Rückwärtsganges gelöst wird, sobald sich an der Synchronisierungsvorrichtung eine hinreichend große Gegen­ kraft aufgebaut hat.

Dieses Merkmal wird unabhängig von der Bildung der Schaltposi­ tion-Halteeinrichtung und der Mitnahmeeinrichtung durch eine einzige kraftschlüssige Halteeinrichtung als eigene Erfindung angesehen.

Somit hat die Schaltsperre als "Endanschlag" keinen mechani­ schen Endanschlag, sondern vielmehr den Synchronpunkt der be­ treffenden Synchronisierungseinrichtung, der eine Gegenkraft erzeugt. Dabei muß in dem Gehäuse des Getriebes genügend Freigang in der ersten Koordinatenrichtung für die Schaltsperre sein. Folglich ist der Brems-Ansynchronisierungsvorgang nicht weg- bzw. positionsabhängig, sondern kraftabhängig. Dadurch werden maßliche Streuungen kompensiert und die Funktion in al­ len Toleranzlagen gewährleistet.

Es versteht sich, daß für die axiale Beweglichkeit der Schalt­ sperre ein "Mißbrauchsanschlag" vorgesehen sein kann, der bei üblicher Betätigung der Schaltvorrichtung jedoch verwendungslos ist und im Gegensatz hierzu wird die Mitnahmeeinrichtung bei der EP 0 770 802 A2 gelöst, sobald die Schaltsperre gegen einen mechanischen Anschlag aufgelaufen ist.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach­ stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer erfindungsge­ mäßen Schaltvorrichtung;

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf einen Teil der Schaltvorrichtung bei angedeuteter Abwicklung eines Getriebegehäuses;

Fig. 3 eine schematische Schnittansicht der erfindungsgemä­ ßen Schaltvorrichtung; und

Fig. 4 eine der Fig. 3 ähnliche Darstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltvorrich­ tung.

In Fig. 1 ist ein Ausschnitt aus einem generell mit 10 bezeich­ neten Stirnradgetriebe für einen Personenkraftwagen gezeigt. Das Getriebe 10 weist fünf Vorwärtsgänge und einen Rückwärts­ gang auf. Die Erfindung ist jedoch auch auf Getriebe mit weni­ ger oder mehr Vorwärtsgängen und mehr als einem Rückwärtsgang anwendbar.

Das Stirnradgetriebe 10 kann als herkömmliches manuelles Schaltgetriebe oder als automatisiertes Schaltgetriebe ausge­ bildet sein.

In Fig. 1 ist im wesentlichen eine Schaltvorrichtung 12 des Ge­ triebes 10 dargestellt. Die Schaltvorrichtung 12 dient dazu, von einer Bedienperson oder einer Steuerung vorgegebene Gänge ein- und auszulegen.

Die Schaltvorrichtung 12 weist eine Schaltgabelwelle 14 auf, an der zwei Schaltgabeln 16 und 18 sowie ein Mitnehmer 20 axial verschieblich gelagert sind.

Die Schaltgabel 16 ist mit einer nicht dargestellten Schaltmuf­ fe in Axialrichtung formschlüssig gekoppelt, die zum Ein- und Auslegen des ersten und des zweiten Ganges dient. Die Schaltga­ bel 18 ist entsprechend mit einer Schaltmuffe zum Ein- und Auslegen eines dritten und eines vierten Ganges gekoppelt. Der Mitnehmer 20 ist mit der Schaltgabelwelle 14 fest verbunden und bewegt die Welle 14, auf der eine - nicht dargestellte - Schaltgabel zum Einlegen des 5. Ganges angebracht ist. Der Mit­ nehmer 20 dient ferner zum Verschieben mittels Stift und Schaltgabel eines nicht dargestellten Schiebezahnrades eines Rückwärtsgangradsatzes.

Die Vorwärtsgänge des Stirnradgetriebes 10 sind synchronisiert. Das Schiebezahnrad für den Rückwärtsgang verfügt über keine ei­ gene Synchronisierung. Zum Betätigen von jeweils einem der Schaltelemente 16, 18, 20 dient eine Schaltwelle 22. Die Schaltwelle 22 ist in einem Gehäuse 24 des Getriebes 10 sowohl axial verschieblich als auch verdrehbar gelagert. Es versteht sich, daß auch die Schaltgabelwelle 14 in dem Gehäuse 24 gela­ gert ist. Das Gehäuse 24 weist ein Grundgehäuse (z. B. Getriebe­ gehäuse) 26 und einen Gehäusedeckel (z. B. Kupplungsgehäuse) 28 auf.

Die Schaltwelle 22 ist bei einem manuellen Schaltgetriebe mit einem Schalthebel gekoppelt, mit dem ein Fahrer die Gänge schaltet. Bei einem automatisierten Schaltgetriebe ist die Schaltwelle 22 mit einer Aktuatoranordnung gekoppelt.

Das Gangschema 30 ist in an sich herkömmlicher Weise als H- Schema ausgebildet und umfaßt drei Schaltgassen 1/2, 3/4 und 5/R, die durch eine Wählgasse miteinander verbunden sind. Die Gänge 1, 3, 5 entsprechen einer Schaltposition V, die Wählgasse liegt in einer Schaltposition M und die Gänge 2, 4, R liegen in einer Schaltposition H.

Betätigungen des nicht dargestellten Schalthebels gemäß diesem Gangschema 30 werden in Bewegungen der Schaltwelle 22 umge­ setzt. Bewegungen entlang der Wählgasse werden in eine Drehbe­ wegung der Schaltwelle 22 umgesetzt, was in Fig. 1 bei 32 dar­ gestellt ist. Entsprechend werden Schaltbewegungen entlang der Schaltgassen 1/2, 3/4 und 5/R in Axialbewegungen 34 der Schalt­ welle 22 umgesetzt.

Alternativ hierzu kann der Rückwärtsgang R auch in einer weite­ ren Schaltgasse vorgesehen sein, was in Fig. 1 gestrichelt dar­ gestellt ist.

An der Schaltwelle 22 ist ein Schaltfingerelement 36 drehfest und axial unverschieblich festgelegt. Das Schaltfingerelement 36 kann spanend hergestellt sein, vorzugsweise jedoch spanlos, bspw. durch Sintern. Das Schaltfingerelement 36 weist einen ra­ dial vorstehenden Schaltfinger 38 auf, der je nach Drehposition 32 der Schaltwelle 22 eines der Elemente 16, 18, 20 formschlüs­ sig ergreift. In Fig. 1 ist dargestellt, daß der Schaltfinger 38 in eine Nut eines Arms 40 greift, der einstückig mit dem Mitnehmer 20 verbunden ist. Entsprechend weist die Schaltgabel 18 einen Arm 42 auf. Der Arm 42 weist eine entsprechende Nut auf, in die der Schaltfinger 38 greifen kann. Auch die Schalt­ gabel 16 weist einen entsprechenden Arm 41 mit einer Nut auf (Fig. 3).

Ausgehend von der in Fig. 1 gezeigten Darstellung, die der Schaltposition M entspricht (der Schalthebel befindet sich folglich in der Wählgasse des Gangschemas 30), wird der Rück­ wärtsgang eingelegt, indem die Schaltwelle 22 nach links ver­ setzt wird.

Die Schaltvorrichtung 12 weist ferner eine Schaltsperre 44 in Form eines hülsenförmigen Teils auf, das außenumfänglich an dem Schaltfingerelement 36 angeordnet ist. Die Schaltsperre 44 ist drehfest mit dem Schaltfingerelement 36 verbunden. Die Schalt­ sperre 44 ist an dem Schaltfingerelement 36 begrenzt axial ver­ schieblich gelagert. Daher sind das Schaltfingerelement 36 und folglich die Schaltwelle 22 axial gegenüber der Schaltsperre 44 verschiebbar. Denn die axiale Beweglichkeit der Schaltsperre 44 ist generell durch das Gehäuse 24 eingeschränkt, was nachste­ hend näher erläutert ist.

Die Schaltsperre 44 weist einen radial nach außen vorstehenden Nocken 46 auf, der in Fig. 1 nicht dargestellt ist.

In Fig. 2 ist die Schaltvorrichtung 12 in einer Position sche­ matisch dargestellt, bei der sich die Schaltwelle 22 in einer Drehposition 32 entsprechend der Schaltgasse 3/4 befindet. Man erkennt, daß der Nocken 46 in dieser Drehposition axial unver­ schieblich in einer Nut 48 gehalten ist, die durch das Gehäuse 24 gebildet ist.

Genauer gesagt sind zwei gegenüberliegende Seitenflanken der Nut 48 gebildet durch das Grundgehäuse 26 bzw. den Gehäusedec­ kel 28. Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, die Nut 48 in dem Gehäuse 24 vorzusehen, ohne die Gehäusewand zu schwächen und/oder aufwendige Hinterschneidungen vorsehen zu müssen.

Wenn die Schaltwelle 22 so verdreht wird, daß die Schaltgasse 5/R angewählt ist, liegt der Nocken 46' in einer in Fig. 2 ge­ strichelt dargestellten Position.

Man erkennt, daß die Nut 48 in dieser Position eine axiale Aus­ nehmung 50 aufweist, deren Endfläche einen Mißbrauchs-Anschlag 51 bildet.

Diese Ausgestaltung der Nut 48 führt dazu, daß die Schaltsperre 44 beim Einlegen des fünften Ganges in axialer Richtung festge­ halten wird. Beim Einlegen des Rückwärtsganges R hingegen kann sich die Schaltsperre 44 aufgrund der Ausnehmung 50 mit der Bewegung der Schaltwelle 22 mitbewegen, bis die mitbewegten Schaltgabeln an den Synchronpunkt kommen.

Wie es in den Fig. 1 und 2 zu sehen ist, ist unmittelbar zwi­ schen der Schaltsperre 44 und dem Gehäuse 24, genauer dem Grundgehäuse 26, ein elastisches Element in Form einer Schrau­ bendruckfeder 52 eingespannt.

Zu diesem Zweck weist das Grundgehäuse 26 einen Zylinderansatz 54 auf, um die Feder 52 zu positionieren. Alternativ hierzu kann die Feder 52 auch in der Schaltsperre 44 entsprechend po­ sitioniert sein.

Man erkennt, daß die Feder 52 die Schaltsperre 44 in eine Rich­ tung vorspannt, die der Bewegung der Schaltsperre 44 beim Ein­ legen des Rückwärtsganges R entgegengesetzt ist.

An der Schaltsperre 44 ist ferner, wie es in Fig. 1 zu sehen ist, ein Kugelrastelement 56 festgelegt. Das Kugelrastelement 56 ist ein herkömmliches Element, das über ein Außengewinde verfügt und mittels eines Sechskant-Schraubenkopfes in eine ra­ diale Gewindebohrung der Schaltsperre 44 einschraubbar ist.

Die Schaltwelle 22 weist eine radiale Vertiefung 58 auf, in die ein vorderer Abschnitt des Kugelrastelementes 56 greift. Das Schaltfingerelement 36 weist eine Ausnehmung 60 auf, durch die das Kugelrastelement 56 hindurchtritt.

Am Boden der Vertiefung 58 sind drei axial versetzte Rastnuten 62H, 62M, 62V vorgesehen.

Am vorderen Ende des Kugelrastelementes 56 ist eine elastisch eindrückbare, nicht näher bezeichnete Kugel vorgesehen. Das Ku­ gelrastelement 56 ist so in bezug auf die Rastnuten 62 angeord­ net, daß die Kugel jeweils in eine der Rastnuten 62 greift. In der Darstellung der Fig. 2 greift die Kugel in die mittlere Rastnut 62M. Dies entspricht der Position des Schalthebels in der Wählgasse des Gangschemas 30.

Die Schaltsperre 44 wird beim Ein- und Auslegen von Vorwärts­ gängen axial unverschieblich durch den Nocken 46 gehalten. Wenn die Schaltwelle 22 in axialer Richtung versetzt wird, wird die Kugel des Kugelrastelementes 56 radial elastisch ausgelenkt. Sobald eine der Endpositionen 1-5 im Gangschema 30 erreicht ist und der jeweilige Gang formschlüssig eingelegt ist, rastet die Kugel entweder in die Ausnehmung 62H oder die Ausnehmung 62 V, je nachdem, welcher Gang angewählt wurde.

Die durch das Kugelrastelement 56 und die Ausnehmung 60 gebil­ dete Rasteinrichtung bildet folglich eine Schaltposition- Halteeinrichtung. Denn durch das Einrasten in den Positionen 62H und 62V wird verhindert, daß ein eingelegter Gang sich ver­ sehentlich durch Vibrationen oder ähnliches löst. Zudem wird ein Schnappeffekt erzeugt, der dem Fahrer signalisiert, daß der Gang geschaltet ist.

Dabei dient die Schaltsperre 44 ferner dazu, das versehentliche Einlegen von anderen als dem bereits eingelegten Gang zu ver­ hindern. Diese Funktionsweise ist in Fig. 3 dargestellt.

In Fig. 3 ist zu erkennen, daß der Schaltfinger 38 formschlüs­ sig mit dem Arm 42 gekoppelt ist. Die Darstellung der Fig. 3 entspricht folglich einer Drehposition, bei der die Schaltgasse 3/4 angewählt ist.

Man erkennt, daß die Schaltsperre 44 zwei radial vorstehende Sperrnasen 70 aufweist, die in der gezeigten Darstellung form­ schlüssig mit dem Arm 40 und dem Arm 41 gekoppelt ist. Da die Schaltsperre 44 in dieser Position axial unverschieblich ausge­ bildet ist, verhindern die Sperrnasen 70, daß die Arme 40, 41 axial bewegt werden, während die Gasse 3/4 gewählt ist bzw. der dritte oder der vierte Gang eingelegt ist.

Es ist zu erkennen, daß die Sperrnasen 70 in Umfangsrichtung vergleichsweise breit ausgebildet sind. Wenn bspw. die Schalt­ gasse 1/2 angewählt ist, sperrt die eine Sperrnase 70 sowohl den Arm 40 als auch den Arm 42.

Wenn die Schaltgasse 5/R angewählt ist, ist die andere Sperrna­ se 70 formschlüssig mit sowohl dem Arm 41 als auch dem Arm 42 gekoppelt.

Wenn nun bei der dargestellten Schaltvorrichtung 12 der Rück­ wärtsgang R einzulegen ist, wird die Schaltwelle 22 in axialer Richtung versetzt (nach links in den Fig. 1 und 2). Dabei wird aufgrund der Haltekraft der Rasteinrichtung 56, 60 und aufgrund der Ausnehmung 50 die Schaltsperre 44 zunächst in axialer Rich­ tung mitgenommen.

Hierdurch nimmt die eine Sperrnase 70 (Fig. 3) die Arme 41 und 42 ebenfalls in axialer Richtung mit. Folglich werden die Syn­ chronvorrichtungen des zweiten und des vierten Ganges betätigt. Dies führt dazu, daß die Eingangswelle des Stirnradgetriebes 10 abgebremst wird. Folglich verringert sich die Differenzdrehzahl an der zum Einlegen des Rückwärtsganges R zu betätigenden form­ schlüssigen Schaltkupplung. Genauer gesagt wird die Antriebs­ welle des Getriebes auf Null abgebremst, denn beim Einlegen des Rückwärtsganges steht die Abtriebswelle bereits.

Sobald über den Synchronring/Kupplungskörper der Synchronvor­ richtungen des zweiten und des vierten Ganges eine Gegenkraft aufgebaut wird, wird die Kugel der Kugelrasteinrichtung 56 aus der Rastnut 62M herausgedrückt und die Feder 52 drückt die Schaltsperre 44 zurück in die Ausgangsposition (gegen die Sei­ tenflanke des Gehäusedeckels 58, wie in Fig. 2 dargestellt).

Die Synchronisierungsvorrichtungen der Vorwärtsgänge 2 und 4 werden folglich wieder entlastet und der Formschluß der Schalt­ kupplung zum Einlegen des Rückwärtsganges R wird hergestellt.

Man erkennt, daß die Rasteinrichtung 56, 62 nicht nur die Funk­ tion einer Schaltposition-Halteeinrichtung, sondern auch die einer Mitnahmeeinrichtung zum Ansynchronisieren von Vorwärts­ gängen erfüllt, wenn der Rückwärtsgang einzulegen ist.

Eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schalt­ vorrichtung ist in Fig. 4 dargestellt. Bei dieser Ausführungs­ form wird die einzelne Rasteinrichtung durch ein Kugelrastele­ ment 56' gebildet, das mit einer Ausnehmung 72 in einem Schalt­ fingerelement 36' zusammenwirkt.

Die Schaltwelle 22' weist bei dieser Ausführungsform keine Querbohrung auf und besitzt folglich eine höhere Festigkeit. Ferner muß die Schaltwelle 22' nicht spanend bearbeitet werden. Die Ausnehmung 72 kann an dem Schaltfingerelement 36 auf ver­ gleichsweise einfache Weise vorgesehen werden, da dieses Ele­ ment spanlos, vorzugsweise durch Sintern hergestellt wird. Au­ ßerdem kann das Schaltfingerelement 36' kürzer gestaltet sein und benötigt keine in radialer Richtung durchgehende Ausnehmung 60, wie die Ausführungform der Fig. 1 bis 3.

Insgesamt weist die vorliegende Erfindung gegenüber dem Stand der Technik eine Reihe von Vorteilen auf, die, je nach Ausge­ staltung, einzeln oder gemeinsam realisiert sein können.

So wird anstelle der Schlüsselplatte der EP 0 770 802 A2 eine einfach realisierbare Nut 48 im Gehäuse 24 verwendet.

Die Rückstellung der Schaltsperre 44 erfolgt durch eine direkt zwischen der Schaltsperre 44 und dem Gehäuse 24 wirkende Schraubendruckfeder. An der Schaltsperre 44 muß kein Sprengring vorgesehen werden.

Anstelle von zwei Rasteinrichtungen, wie bei der EP 0 770 802 A2, ist nur eine Rasteinrichtung vorgesehen. Mit anderen Worten wird die Schaltwellenarretierung vom Gehäuse in die Schaltsperre 44 verlegt. Die Rasteinrichtung 56, 62 bzw. 56', 72 über­ nimmt dabei eine Doppelfunktion. Der Schaltkraftverlauf wird günstiger, da keine sich überschneidenden Rastpunkte und folg­ lich keine Kraftspitzen entstehen können.

Claims (12)

1. Schaltvorrichtung (12) zum Einlegen des Rückwärtsganges (R) eines Stirnradgetriebes (10) für Kraftfahrzeuge, das mehrere synchronisierte Vorwärtsgänge (1-5) und den Rück­ wärtsgang (R) aufweist, mit
einer in zwei Koordinatenrichtungen (34, 32) ver­ setzbaren Schalteinrichtung (22), die mittels einer Schaltposition-Halteeinrichtung (56, 62) in unterschiedli­ chen Positionen (H, M, V) der ersten Koordinatenrichtung (34) kraftschlüssig festlegbar ist und die in einer be­ stimmten Position (5/R) der zweiten Koordinatenrichtung (32) durch eine Bewegung in der ersten Koordinatenrichtung (34) einen Mitnehmer (20) für den Rückwärtsgang (R) betä­ tigt, und
einer Schaltsperre (44), die an der Schalteinrich­ tung (22) in der zweiten Koordinatenrichtung (32) fest und in der ersten Koordinatenrichtung (34) begrenzt versetzbar gelagert ist, und die in einer Grundposition (M) der er­ sten Koordinatenrichtung (34) an der Schalteinrichtung (22) mittels einer Mitnahmeeinrichtung (56, 62) kraft­ schlüssig festgelegt ist, wobei die Schaltsperre (44) bei der Bewegung der Schalteinrichtung (22) in der ersten Ko­ ordinatenrichtung (34) zum Einlegen des Rückwärtsganges (R) mitgenommen wird, um wenigstens eine Synchronisie­ rungsvorrichtung eines Vorwärtsganges (1-5) zu betätigen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltposition-Halteein­ richtung und die Mitnahmeeinrichtung durch eine einzige kraftschlüssige Halteeinrichtung (56, 62) gebildet sind, die zwischen der Schalteinrichtung (22) und der Schalts­ perre (44) wirkt.

2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (22) eine Schaltwelleneinrich­ tung (22, 36) ist und daß die erste Koordinatenrichtung ei­ ne axiale Bewegung (34) und die zweite Koordinatenrichtung eine Drehbewegung (32) der Schaltwelleneinrichtung (22, 36) ist.

3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Halteeinrichtung (56, 62) eine Rastein­ richtung (56, 62) ist.

4. Schaltvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schaltwelleneinrichtung (22, 36) eine Schaltwelle (22) und ein Schaltfingerelement (36) auf­ weist, das drehfest und axial unverschieblich an der Schaltwelle (22) festgelegt ist.

5. Schaltvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltsperre (44) drehfest an dem Schaltfingerele­ ment (36) und begrenzt axial verschieblich gegenüber dem Schaltfingerelement (36) festgelegt ist.

6. Schaltvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Halteeinrichtung (56, 62) zwischen der Schaltsperre (44) und der Schaltwelle (22) wirkt.

7. Schaltvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Halteeinrichtung (56', 62') zwischen der Schaltsperre (44) und dem Schaltfingerelement (36) wirkt.

8. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß eine elastische Einrichtung, die die Schaltsperre (44) gegen die Betätigungsrichtung der Syn­ chronisierungsvorrichtung des Vorwärtsganges vorspannt, unmittelbar zwischen der Schaltsperre (44) und einem Ge­ häuse (24) des Stirnradgetriebes (10) angeordnet ist.

9. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltsperre (44) in der ersten Koordinatenrichtung (34) ausschließlich dann versetzbar ist, wenn sich die Schaltsperre (44) in der bestimmten Po­ sition der zweiten Koordinatenrichtung (32) befindet.

10. Schaltvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Versetzbarkeit der Schaltsperre (44) in der ersten Koordinatenrichtung (34) durch das Gehäuse (24) des Stirn­ radgetriebes (10) vorgegeben ist.

11. Schaltvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schaltsperre (44) einen Nocken (46) aufweist, der in einer Nut (48) geführt ist, deren Seitenflanken durch zwei unterschiedliche Teile (26, 28) des Gehäuses (24) gebildet sind.

12. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung (56, 62) beim Einlegen des Rückwärtsganges (R) gelöst wird, sobald sich an der Synchronisierungsvorrichtung eine hinreichend große Gegenkraft aufgebaut hat.