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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Verriegelungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug-Handschaltgetriebe,
das eine Schaltwelle mit Schaltelementen aufweist, wobei jedes Schaltelement
mit einem hervorspringenden Profilkörper versehen ist, der eine
in einer plattenförmigen
Sperreinrichtung ausgebildete Ausnehmung durchsetzt.
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In
Kraftfahrzeug-Handschaltgetrieben, bei denen die Gänge durch
Schaltelemente eingelegt werden, muss eine Verriegelung der nicht
am Schaltvorgang beteiligten Schaltelemente sichergestellt sein. Üblich sind
passive Verriegelungsvorrichtungen, deren Schaltelemente sich gegenseitig
verriegeln und aktive Verriegelungsvorrichtungen, bei denen über n Schaltelemente
das für
den Schaltvorgang benötigte
Schaltelement freigegeben wird. Aus dem Stand der Technik sind Vorrichtungen
bekannt, die sich im wesentlichen auf ein zu verschiebendes Bauteil
beziehen, welches über
spezielle Konturen die entsprechenden Schaltelemente freigibt.
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Ein
Handschaltgetriebe für
ein Kraftfahrzeug mit einer Schaltwelle, durch deren Drehen die
Getriebegänge
nacheinander vorwählbar
und durch deren Längsverschiebung
schaltbar sind, ist aus der EP-B-530466 bekannt. Hierbei ist ein
mit der Schaltwelle in ihrer Längsrichtung
arretiertes Sperrelement vorgesehen, mit dem die nicht zu schaltenden
Getriebegänge
verriegelbar sind, wobei das Sperrelement eine parallel zur Schaltwelle
gelagerte Sperrwelle ist und wobei zur Übertragung der Drehbewegung
ein Mitnehmerstift der Schaltwelle in einer Kulissenführung der
Sperrwelle längsgeführt ist.
Die Schaltwelle weist Schalthülsen
auf, auf denen Gabelhülsen
drehbar gelagert sind, an denen die in Synchronisierkupplungen der
Getriebegänge
eingreifenden Schaltgabeln angeordnet sind, wobei zum Schalten der
Getriebegänge radial
vorstehende Klauen der Schalthülsen
an den Stirnseiten der Gabelhülse
anliegen und die Klauen in Ringaussparungen der nicht zu betätigenden
Gabelhülsen
eingreifen.
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Eine
Verriegelungsvorrichtung für
ein Kraftfahrzeug-Handschaltgetriebe, die derart ausgestaltet ist,
dass sie bereits beim Wählen
der Schaltgasse, d.h. bevor in der gewählten Schaltgasse der zu schaltende
Gang eingelegt ist, die nicht zu schaltenden Schaltelemente verriegelt,
ist aus der DE-A-199 51 683 der Anmelderin bekannt. Dieses Handschaltgetriebe
weist eine zentrale Schaltwelle auf mit gabelförmigen Schaltelementen in Form
von Schaltschwingen oder Schaltgabeln, die in Schiebemuffen eingreifen,
sowie eine Verriegelungsvorrichtung, die einen Hebel aufweist, dessen
Drehpunkt auf der Drehachse der axial verschiebbar gelagerten zentralen
Schaltwelle liegt und der über
eine radiale Mitnahmeanordnung mit ihr verbunden ist. Ferner ist
ein Sperrteil vorgesehen, das in Schaltrichtung gehäusefest
angeordnet ist und das einen Koppeltrieb aufweist, der die Drehung
des Hebels in eine lineare Bewegung des Sperrteils quer zur Schaltrichtung
der zentralen Schaltwelle umsetzt. Es sind ferner Sperrelemente
an den Schaltelementen und am Sperrteil vorgesehen, die derart ausgestaltet
sind, dass bei Überdeckung
dieser Sperrelemente in Schaltrichtung eine Schaltbewegung der Schaltelemente
verhindert wird. Das Sperrteil ist insbesondere ein Sperrblech, welches
auf mehreren Führungsbolzen
quer zur zentralen Schaltwelle verschiebbar gelagert ist und das mit
einer Vielzahl von Ausnehmungen versehen ist, die mit auf den Schaltelementen
angeordneten Sperrelementen zusammenwirken.
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Eine
weitere Verriegelungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug-Handschaltgetriebe
ist aus der US-A-5,285,694 bekannt. Diese bekannte Verriegelungsvorrichtung
weist eine in Längsrichtung
und in Querrichtung beweglich im Getriebegehäuse angeordnete Schaltungsplatte
auf, die mit einer Vielzahl von unterschiedlich ausgestalteten Öffnungen
versehen ist. Jede Öffnung
wird von einem Vorsprung durchsetzt, der sich innerhalb der Öffnung in
zwei senkrecht aufeinander stehende Richtungen bewegen kann. Außerdem wird
die Schaltungsplatte vom Schalthebel für das Getriebe durchsetzt.
Oberhalb der Schaltungsplatte ist eine Verriegelungsplatte vorgesehen,
die relativ zum Schalthebel in Querrichtung im Getriebegehäuse verschiebbar
ist, jedoch in Axialrichtung bezüglich
des Schalthebels feststeht. Auch diese Verriegelungsplatte weist
eine Vielzahl von unterschiedlich ausgestalteten Öffnungen
auf, die ähnlich,
jedoch nicht identisch mit den Öffnungen
in der Schaltungsplatte sind. Da die Schaltungsplatte sowohl in
Querrichtung als auch in Längsrichtung
den Bewegungen des Schalthebels folgt, die Verriegelungsplatte jedoch
nur in Querrichtung mit dem Schalthebel verschiebbar ist, führen die Öffnungen
in den beiden Platten Relativbewegungen zu den Vorsprüngen aus,
die auf der Oberseite von Schaltelementen angeordnet sind und die
sowohl die Öffnungen
in der Verriegelungsplatte als auch in der Schaltungsplatte durchsetzen.
Dabei sind die Geometrien der Öffnungen
einmal in der Schaltungsplatte und einmal in der Verriegelungsplatte
derart gewählt, dass
eine Längsverschiebung
der Schaltungsplatte, d.h. parallel zur Schaltwelle, zur Bewegung
nur eines einzigen Schaltelementes führt, während die anderen Schaltelemente
verriegelt sind.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verriegelungsvorrichtung
für ein
Kraftfahrzeug-Handschaltgetriebe zu schaffen, mit dem eine sichere
Verriegelung einer beliebigen Anzahl von Schaltelementen ermöglicht wird,
das eine geringe Anzahl an Bauteilen aufweist und das kostengünstig herstellbar
ist.
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Ausgehend
von einer Verriegelungsvorrichtung der Eingangs näher genannten
Art erfolgt die Lösung
dieser Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Die
Erfindung geht also aus von einer Verriegelungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug-Handschaltgetriebe,
das eine Schaltwelle mit Schaltelementen aufweist, wobei jedes Schaltelement
mit einem hervorspringenden Profilkörper versehen ist, der eine
in einer plattenförmigen
Sperreinrichtung ausgebildete Ausnehmung bzw. Nut durchsetzt, wobei
die plattenförmige
Sperreinrichtung sich über
alle Schaltelemente erstreckt und quer zu ihrer Längsachse
verschiebbar gelagert ist. Hierbei sind die Ausnehmungen derart
ausgebildet, dass im geschalteten Zustand eines Schaltelementes
die anderen Schaltelemente über
ihre zugehörigen
Profilkörper
in den Ausnehmungen festgestellt sind.
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Erfindungsgemäß ist im
Rahmen einer ersten Ausführungsform
vorgesehen, dass jede Ausnehmung in der plattenförmigen Sperreinrichtung die Form
einer lang gestreckten Nut aufweist, deren Breite dem Durchmesser
des Profilkörpers
entspricht und deren Längsachse
unter einem Winkel zur Längsachse
der plattenförmigen
Sperreinrichtung verläuft, wobei
je zwei benachbarte Nuten in entgegengesetzten Richtungen relativ
zur Längsachse
der plattenförmigen
Sperreinrichtung ausgebildet sind und dass jede Nut mit zwei seitlichen,
sich gegenüberliegenden
Ausbuchtungen versehen ist, die derart ausgebildet sind, dass die
gemeinsame Längsachse
der beiden Ausbuchtungen senkrecht zur Längsachse der plattenförmigen Sperreinrichtung
verläuft.
Diese Nuten können
auch als Kreuznuten bezeichnet werden.
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Im
Rahmen einer besonders vorteilhaften Variante der Erfindung ist
vorgesehen, die Nuten W-förmig
auszubilden. Hierbei wird in bezug auf die Richtung quer zur Längsachse
der plattenförmigen Sperreinrichtung
die Sperreinrichtung beim Schalten innerhalb einer Gasse immer in
die selbe Richtung verdrängt;
dadurch wird der Verriegelungsweg in Richtung quer zur Längsachse
in vorteilhafter Weise halbiert, so dass der erforderliche Bauraum
reduziert wird.
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Eine
derartige Verriegelungsvorrichtung eignet sich insbesondere dafür, ein auf
drei Schaltelemente beschränktes
herkömmliches
Verriegelungssystem zu ersetzen. Aufgrund der neuartigen Ausgestaltung
der plattenförmigen
Sperreinrichtung können
mehr als drei, d.h. 3 + n, Schaltelemente verriegelt werden, wobei
gleichzeitig die Bauteilanzahl verglichen mit den herkömmlichen
Sperrvorrichtungen erheblich verringert ist. Dies ist ein entscheidender Vorteil
im Hinblick auf eine toleranzunempfindliche Vorrichtung mit direktem
Sperrvorgang. Daneben werden noch aufgrund der geringen Bauteilanzahl die
Vorteile erzielt, dass die Herstellungskosten gesenkt werden können, dass
eine bessere Funktionalität
gewährleistet
ist, dass ein geringerer Bauraum beansprucht wird und dass das Gewicht
der Vorrichtung gesenkt werden kann. Zusätzliche Bauteile wie Hilfsschaltstangen, über die
verriegelt wird, sind nicht mehr erforderlich.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beispielhaft
näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
Draufsicht einer erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung
und
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2 eine
Draufsicht einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung.
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Handschaltgetriebe
für Kraftfahrzeuge
mit Schaltwellen und Schaltelementen sind dem Fachmann gut bekannt,
sodass auf die Beschreibungen der Einzelheiten an dieser Stelle
verzichtet werden kann. Im eigentlichen Handschaltgetriebe sind
in den 1 und 2 die Schaltelemente mit 1, 1', 1'' und 1''' angedeutet,
sowie das Getriebegehäuse
mit 4. Auf den Schaltelementen, im dargestellten Ausführungsbeispiel
vier, die mit Schaltschwingen oder Schub gabeln versehen sein können, sind
Profilkörper 5, 5', 5'', 5''' angeordnet,
die bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel
als zylindrische Stifte ausgeführt
sind. Mit 2 ist die plattenförmige Sperreinrichtung bezeichnet,
die im Getriebegehäuse 4 über eine
Gleitanordnung 3 in Querrichtung zur Längsachse der Sperreinrichtung,
d.h. in Y-Richtung, verschiebbar gelagert ist. Die Schaltelemente
sind in Längsrichtung
der Sperreinrichtung bewegbar.
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Für jeden
Profilkörper 5, 5', 5'' und 5''' ist eine Ausnehmung
in der plattenförmigen
Sperreinrichtung 2 vorgesehen, wobei bei dem in 1 gezeigten
Beispiel jede Ausnehmung die Form einer langgestreckten Nut 6, 6', 6'' und 6''' aufweist, deren Breite
dem Durchmesser des Profilkörpers 5, 5', 5'' und 5''' entspricht,
wobei die Längsachse 8, 8', 8'' und 8''' unter einem
Winkel α oder β zur Längsachse 10 der
plattenförmigen
Sperreinrichtung 2 verläuft. Jede
langgestreckte Nut 6, 6', 6'' und 6''' ist
mit zwei seitlichen sich gegenüberliegenden
Ausbuchtungen 7a, 7b, 7'a, 7'b, 7''a, 7''b, 7'''a und 7'''b versehen,
die derart ausgebildet sind, dass die gemeinsame Längsachse 9 der
beiden Ausbuchtungen senkrecht zur Längsachse 10 der plattenförmigen Sperreinrichtung 2 verläuft, so
dass die Nuten als Kreuznuten bezeichnet werden können. Ferner
sind je zwei benachbarte langgestreckte Nuten 6, 6' oder 6', 6'' oder 6'', 6''' in
entgegengesetzten Richtungen relativ zur Längsachse 10 der plattenförmigen Sperreinrichtung 2 ausgebildet.
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Vorteilhaft
ist es, wenn der Winkel α,
den die Achse 8''' der langgestreckten Nut 6''' für das Schaltelement 1''' mit
der Längsachse 10 der
plattenförmigen
Sperreinrichtung 2 einschließt, ungleich dem Winkel β ist, den
die Längsachse 8' der langgestreckten
Nut 6' für das Schaltelement 1' mit der Längsachse 10 der
plattenförmigen
Sperreinrichtung einschließt.
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Das
jeweils zu schaltende Schaltelement 1, 1', 1'' und 1''' bewegt sich über das
zugehörige
Profilteil 5, 5', 5'' und 5''', das die zugehörige Ausneh mung
durchsetzt, in eine Richtung quer zur Längsachse 10 der plattenförmigen Sperreinrichtung 2,
d.h. in Richtung der Y-Achse. Im geschalteten Zustand sind damit
die anderen Schaltelemente über
ihre zugehörigen
Profilteile in den Ausnehmungen festgestellt. Für den grundsätzlichen
Verriegelungsfall, d.h. für
das gleichzeitige Aktivieren von zwei Schaltelementen bis zur Betätigung der
Sperreinrichtung 2, ist es notwendig, dass die langgestreckten
Nuten zweier benachbarter Schaltgassen im entgegengesetzten Richtungssinn
relativ zur Längsachse 10 des
plattenförmigen
Bauteils ausgebildet sind, wie oben erläutert.
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Die
Sperreinrichtung für
3 + n Schaltelemente besteht also im wesentlichen nur aus der verschiebbar
im Getriebegehäuse
verlagerten plattenförmigen
Sperreinrichtung 2, die mit geeignet geformten Ausnehmungen
versehen ist und aus den vorzugsweise stiftförmigen Profilkörpern 5, 5', 5'' und 5''', sodass nur
eine minimale Anzahl an Bauteilen für die sichere Verriegelung
der Schaltelemente 1, 1', 1'' und 1''' benötigt wird.
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Beim
in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel dient das Schaltelement 1 für das Einlegen
des fünften
oder des sechsten Ganges eines Handschaltgetriebes, das Schaltelement 1' für das Einlegen
des dritten oder vierten Ganges, das Schaltelement 1'' für das Einlegen des ersten oder
zweiten Ganges und das Schaltelement 1''' für das Einlegen
des Rückwärtsganges.
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In 2 ist
eine erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung
dargestellt, bei der die Ausnehmungen bzw. Nuten W-förmig ausgebildet
sind, wobei die plattenförmige
Sperreinrichtung 2 beim Schalten innerhalb einer Gasse
immer in die selbe Richtung verdrängt wird und wobei die Längsachsen
der Ausnehmungen in etwa parallel zur Längsachse der plattenförmigen Sperreinrichtung 2 angeordnet
sind. Die Bezugszeichen gemäß 1 bezeichnen
auch in 2 gleiche Bauteile. Bei der
dargestellten Konfiguration ist der fünfte Gang über das Schaltelement 1 geschaltet;
alle anderen Schaltelemente 1', 1'' und 1''' sind
verriegelt.
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- 1
- Schaltelement
- 2
- Sperreinrichtung
- 3
- Gleitanordnung
- 4
- Gehäuse
- 5
- Profilkörper
- 6
- Nut
- 7
- Ausbuchtung
- 8
- Achse
- 9
- Achse
- 10
- Achse