DE102004010258A1 - Innere Getriebeschaltung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine innere Schaltung eines Getriebes mit Schaltschienen. Diese werden im Schaltfingereingriffsbereich mit einer Querkraftabstützung versehen, so dass die Durchbiegung der Schaltschienen nur gering ist und Schwingungen einzelner loser Schaltschienen nicht zulässt.

Description

• Die Erfindung betrifft eine innere Getriebeschaltung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
• Aus der DE 197 42 065 C1 ist bereits eine innere Getriebeschaltung bekannt. Bei dieser ist ein Winkelteil vorgesehen, welches ein Schaltschienenpaket umgreift. Funktion dieses Winkelteiles ist die Führung eines Sperrenträgerteiles. Mit diesem Sperrenträgerteil werden die nicht geschalteten Gänge gesperrt. Das Winkteil ist in einem Schaltfingereingriffsbereich angeordnet. Anstelle des Winkelteiles sind in einer Alternative Gehäuserippen vorgesehen, welche die gleiche Funktion erfüllen. Sowohl diese Gehäuserippen als auch das Winkelteil sind gehäusefest.
• Aus der DE 43 09 861 C1 ist bereits eine weitere innere Getriebeschaltung bekannt. Bei dieser ist in einem Schaltfingereingriffsbereich eine Schaltplatte vorgesehen, welche aus einer äußeren Schaltschiene herausgebogen ist. Diese umgreift jedoch nicht das Schaltschienenpaket.
• Ferner ist aus der DE 102 05 033 A1 eine innere Getriebeschaltung bekannt. Bei dieser ist eine Platte im Schaltfingereingriffsbereich an der äußersten Schaltschiene elastisch abgestützt.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine innere Schaltung zu schaffen, die bei Fehlstellungen und hohen Wähl- und Schaltkräften des Schaltfingers ein Verklemmen der inneren Schaltung sicher ausschließt.
• Erfindungsgemäß wird das Schaltschienenpaket in einem Bereich von zwei Querkraftabstützungen umgriffen, der zwischen den beiden Linearlagerungen an den Enden der Schaltschienen liegt. Zwischen diesen beiden Enden liegt aber auch der Schaltfingereingriffsbereich, so dass die einzelnen Schaltschienen des Schaltschienenpakets nicht vom Schaltfinger gegeneinander aufgeweitet werden können. Der Schaltfinger hat insbesondere keine Möglichkeit, sich zwischen zwei Schaltschienen zu drücken und somit die Schaltschienen aufzubiegen, da diese Querkräfte von den gegeneinander abgestützten Querkraftabstützungen aufgenommen werden. Somit können bei der Erfindung sogar Schaltfinger mit einer spitz zulaufenden Geometrie verwendet werden, ohne dass die Gefahr besteht, dass sich dieser spitz zulaufende Schaltfinger zwischen zwei Schaltschienen drückt. Eine Verbindung zwischen den beiden Querkraftabstützungen nimmt dabei Zugkräfte auf.
• Da die Schaltschienen infolge der erfindungsgemäßen Querkraftabstützung im Bereich zwischen den beiden Enden wesentlich biegesteifer gegen die Durchbiegung der in Querrichtung sehr flachen Schaltschienen sind, wird auch die mit der Schaltschiene gekoppelte Schaltgabel bzw. Schaltschwinge sehr genau in ihrer Stellung zur Schaltmuffe der Schaltkupplungen gehalten. Dabei wird die Verbindung zwischen der Schaltgabel/-schwinge und der Schaltmuffe beispielsweise mittels eines Gleitsteins verwirklicht, der an der Schaltgabel befestigt ist und in einer umlaufenden Ringnut der sich drehenden Schaltmuffe gleitet bzw. geringfügig reibt. Infolge der genauen Positionierung dieses Gleitsteins zur Schaltmuffe kann diese Reibung in vorteilhafter Weise sehr gering gehalten werden. Damit wird das reibungsbedingte Schleppmoment mittels der erfindungsgemäßen inneren Schaltung sehr gering gehalten.
• Durch die geringere Elastische Verformbarkeit der Schaltschienen im Schaltfingereingriff sind die Schalt- und Wählbewegungen im Schaltfingereingriff sehr genau positionierbar.
• Ein Verkippen einzelner Schaltschienen ist in besonders vorteilhafter Weise nicht mehr möglich.
• Mittels der Erfindung können generell Toleranzen bzw. Spiel in der inneren Schaltung und dem Getriebe sehr genau eingestellt werden, wodurch auch die äußere Schaltung exakter schaltbar ist, die beispielsweise als manuelles Schaltgestänge oder Seilzugsystem ausgestaltet sein kann.
• Die innere Schaltung kann allerdings auch mittels Stellgliedern bedient werden, wie diese beispielsweise bei automatisierten Schaltgetrieben und hilfskraftunterstützten Schaltgetrieben vorgesehen sind. Bei elektrischen Stellgliedern verbiegen bzw. verklemmen unzulässig hohe Wähl-/Schaltkräfte somit nicht die Schaltschienen, sondern führen zu einem Anstieg des vom Elektromotors aufgenommenen Stromes, so dass die Fehlschaltung von dem Steuergerät sensiert werden kann.
• Dadurch, dass die Schaltschienen im Schaltfingereingriffsbereich mit einer Querkraftabstützung versehen sind, ist die Durchbiegung der Schaltschienen nur gering und Schwingungen einzelner loser Schaltschienen werden nicht zugelassen.
• In besonders vorteilhafter Weise können die beiden Querkraftabstützung sowohl überhalb als auch unterhalb des Schaltschienenpaketes miteinander verbunden sein. Zur Herstellung dieser Verbindung kann in besonders vorteilhafter Weise eine Schwalbenschwanzführung vorgesehen sein. Eine solche Schwalbenschwanzführung lässt in Längsrichtung der Schaltschienen eine Verschieblichkeit der Querkraftabstützungen gegeneinander zu, so dass eine einfache Montage gewährleistet ist. Zusätzlich können die Querkraftabstützungen in besonders vorteilhafter Weise mittels eines zusätzlichen Verbindungsbauteils miteinander verbunden sein, welches die besagte Verschieblichkeit der Schwalbenschwanzführung blockiert. Das Verbindungsbauteil kann insbesondere als Querbolzen ausgestaltet sein.
• Alternativ zur Schwalbenschwanzführung können jedoch auch andere Verbindungen vorgesehen sein. Insbesondere können auch andere Verbindungen vorgesehen sein, die in Längsrichtung der Schaltschienen eine Verschieblichkeit der Querkraftabstützungen gegeneinander zulassen.
• Dieser Querbolzen kann zusätzliche Gleitstreben bewegungsfest aufnehmen, welche zwischen den Schaltschienen angeordnet sind, so dass die vorzugsweise aus Stahl hergestellten Schaltschienen nicht gegeneinander mit einem relativ hohen Reibwert reiben, sondern eine Gleitpaarung mit den Gleitstreben bilden, welche beispielsweise aus einem Kunststoff oder einem Lagerwerkstoff aus einer Bronze hergestellt sind. Diese beiden Werkstoffe weisen in Paarung mit Stahl einen sehr niedrigen Gleitwert auf.
• Der Querbolzen kann auch aus einem anderen Material, als Stahl hergestellt sein.
• In besonders vorteilhafter Weise kann eine Bohrung mit Öleinlaufschräge in einer oder jeder Gleitstrebe auf der Oberseite vorgesehen sein. Diese Bohrung mit Öleinlaufschräge kann auf den Gleitstreben für zusätzliches Schmieröl zwischen den einzelnen Schaltschienen sorgen.
• In besonders vorteilhafter Weise können die Querkraftabstützungen und die Gleitstreben gleichartig ausgestaltet sein, so dass eine kostengünstige Serienfertigung insbesondere als Spritzgussbauteil möglich ist.
• Die Querkraftabstützung kann in besonders vorteilhafter Weise an den Schaltschienen selbst erfolgen. Die Querkraftabstützung kann aber in einer alternativen Ausgestaltung auch gegenüber dem Getriebegehäuse erfolgen, innerhalb dessen die innere Schaltung angeordnet ist.
• Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus den weiteren Patentansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung vor.
• Die Erfindung ist nachfolgend in der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert.
• Dabei zeigen:
• 1 ein Vorgelegewellengetriebe, dessen Gehäuse im Bereich von Schaltschienen und einer Zusatzführung ausgebrochen dargestellt ist,
• 2 fünf demontierte Führungssegmente der Zusatzführung, einen Haltebügel und einen Sicherungsbolzen,
• 3 die Schaltschienen aus 1 in einem Schaltschienenpaket, welches von der montierten Zusatzführung zusammengehalten ist,
• 4 die montierte Zusatzführung aus 3, wobei diese neben zwei Querkraftabstützungen drei Gleitstreben aufweist und
• 5 ein Ende der Schaltschienen, welche an diesem Ende in einem Lineargleitlager gelagert sind, wobei die Schaltschienen mittels der Gleitstreben gemäß 4 beabstandet sind.
• 1 zeigt ein Vorgelegewellengetriebe, dessen Getriebegehäuse 1 im Bereich von einem Schaltschienenpaket 2 und einer Zusatzführung 3 ausgebrochen dargestellt ist. Schaltschienen 4, 5, 6, 7 des Schaltschienenpakets 2 sind dabei einzeln in 3 ersichtlich und an deren beiden Enden längsverschieblich gelagert, wie dies auch beispielsweise in der DE 43 09 861 C1 oder alternativ in der DE 198 32 380 C2 dargestellt ist.
• Die Schaltschienen 4, 5, 6, 7 bestehen aus Flachstählen, die hochkant ausgerichtet sind. Diese Schaltschienen 4, 5, 6, 7 sind parallel zueinander ausgerichtet, so dass diese das Schaltschienenpaket 2 bilden. Die Funktion der Schaltschienen 4, 5, 6, 7 entspricht im wesentlich der gleichen Funktion, wie diese in der DE 43 09 861 C1 oder alternativ in der DE 198 32 380 C2 dargestellt ist. D.h., jede Schaltschiene 4 bzw. 5 bzw. 6 bzw. 7 ist in nicht näher dargestellter weise bewegungsfest mit einer nicht näher dargestellten Schaltgabel verbunden. Diese Schaltgabeln weisen an deren beiden Gabelenden Gleitsteine auf, die jeweils in eine umlaufende Ringnut einer der jeweiligen Gabel zugeordneten axialverschieblichen Schaltmuffe greifen. Mittels dieser Schaltmuffen sind jeweils ein bis zwei Gänge ein und ausrückbar. Dabei greifen die Gleitsteine in diametral gegenüberliegende Bereiche der Schaltmuffe.
• Zur Axialverschiebung der Schaltschienen 4, 5, 6, 7 weisen diese jeweils eine Schaltnut 8, 9, 10, 11 auf. Die Schaltnuten 8, 9, 10, 11 fluchten miteinander, wenn sich das Vorgelegewellengetriebe in der Neutralstellung befindet. Ein nicht näher dargestellter Schaltfinger ist innerhalb der – Schaltnuten 8, 9, 10, 11 quer verschieblich, so dass mittels Querverschiebung des Schaltfingers innerhalb der Schaltnuten 8, 9, 10, 11 eine Schaltschiene 4 bzw. 5 bzw. 6 bzw. 7 ausgewählt werden kann. Wird der Schaltfinger um seine parallel zu den Schaltnuten 8, 9, 10, 11 liegenden Schaltwellenschwenkachse geschwenkt, so wird die jeweils ausgewählte Schaltschiene 4 bzw. 5 bzw. 6 bzw. 7 je nach Schwenkrichtung nach vorne oder nach hinten verschoben. In einem Bereich nahe diesem Schaltfingereingriff 12 wird das Schaltschienenpaket 2 von der Zusatzführung 3 umgriffen, welche die Schaltschienen 4, 5, 6, 7 auch in Querrichtung abstützt. Diese Zusatzführung 3 besteht aus fünf in 2 dargestellten Führungssegmenten. Diese fünf Führungssegmente sind fest miteinander verbunden. Während zwei äußere Führungssegmente als Querkraftabstützungen 13, 14 ausgebildet sind und seitlich am Schaltschienenpaket 2 anliegen, sind die drei inneren Führungssegmente als Gleitstreben 15, 16, 17 ausgebildet und zwischen den Schaltschienen 4, 5, 6, 7 angeordnet, so dass jeweils eine Gleitstrebe 15 bzw. 16 bzw. 17 zwischen zwei Schaltschienen
• – 4 und 5 bzw.
• – 5 und 6 bzw.
• – 6 und 7
angeordnet ist. Um ein reibungsarmes Gleiten der Schaltschienen 4, 5, 6, 7 in Längsrichtung zu ermöglichen, sind die Gleitstreben 15, 16, 17 und Querkraftabstützungen 13, 14 aus einem Werkstoff hergestellt, der einen niedrigen Reibungskoeffizienten μ in der Werkstoffpaarung mit Stahl aufzeigt. Solch ein Werkstoff kann insbesondere ein Kunststoff wie Nylon, Polyvinylchlorid oder Tetrafluorethylen oder aber auch ein Gleitlagerwerkstoff wie Bronze sein. Um zu verhindern, dass sich der Schaltfinger beim schnellen und ungenauen Schalten von den Schaltnuten 8, 9, 10, 11 ausgehend zwischen zwei Schaltschienen
• – 4 und 5 bzw.
• – 5 und 6 bzw.
• – 6 und 7
quetscht und somit die Schaltschienen 4, 5, 6, 7 aufweitet, ist das Spiel zwischen den Flächen der Führungssegmente und den Schaltschienen 4, 5, 6, 7 sehr gering.
• Die Führungssegmente sind gleichartig ausgestaltet, so dass dieses kostengünstig in der Serienfertigung hergestellt werden können. Insbesondere können die Führungssegmente als Kunststoffspritzgussteile hergestellt sein. Die Führungssegmente haben im wesentlichen die Form von flachen Führungsplatten, welche an den beiden Enden mit dicken Verstärkungen 18, 19 versehen sind. Da die Führungssegmente gleichartig ausgestaltet sind, werden die Führungssegmente im folgenden vorwiegend anhand des einen als Querkraftabstützung 13 verwendeten Führungssegmentes beschrieben. In die eine Verstärkung 18 ist beidseitig jeweils eine lange keilförmig hinterschnittene Kerbe 20 eingearbeitet, die auf eine in die anderen Verstärkung 19 eingearbeitete keilförmig hinterschnittene Kerbe 21 weist. Somit bildet sich auf jeder Seite des Führungssegmentes eine Schwalbenschwanzführung 20/21 bzw. 23. Die Schwalbenschwanzführungen 20/21 bzw. 23 stellen in Längsrichtung eine bewegliche und in Querrichtung eine bewegungsfeste Verbindung her. Die Längsbeweglichkeit der Führungssegmente gegeneinander wird allerdings mittels eines Querbolzens 24 blockiert, der im eingebauten Zustand der Zusatzführung durch miteinander fluchtende Querbohrungen in
• – den unteren Verstärkungen 19 und
• – einem Haltebügel 25
gesteckt ist. Dieser Querbolzen 24 weist an dessen beiden Enden umlaufende Ringnuten auf, in die jeweils ein Axialsicherungsring DIN 6799 eingesetzt ist. Mittels der Schwalbenschwanzführung 20/21 bzw. 23 und dem Querbolzen 24 wird somit die in sich bewegungsfeste Einheit der Zusatzführung gebildet, so dass sich die in 4 gezeigte montierte Zusatzführung ergibt. Die eine äußere Querkraftabstützung 13 ist mittels des Haltebügels 25 bewegungsfest mit der einen äußeren Schaltschiene 7 verbunden. Dazu weist der Haltbügel 25 neben der besagten Verbindung mittels des Querbolzens 24 zusätzlich eine Verbindung mit der äußeren Schaltschiene 7 auf. Dabei erstreckt sich der Haltebügel 25 von der Öffnung im 90°-Winkel durch ein Fenster 26 der flachen Führungsplatten in eine Nut der äußeren Schaltschiene 7, die ähnlich der Schaltnut 9 jedoch in die Unterkante der Schaltschiene 7 eingearbeitet ist. Eine vordere bzw. eine hintere Fläche des Haltebügels 25 stützt sich bei Längsverschiebungen einer Schaltschiene 7 somit im Fenster 26 an der äußeren Schaltschiene 7 ab. Um die besagten fertigungstechnischen Vorteile zu erzielen, weisen sämtliche Führungssegmente solch ein Fenster auf, obwohl aus funktioneller Sicht nur das eine äußere Führungssegment eines solchen Fensters 26 bedarf.
• 5 zeigt ein Ende der Schaltschienen 4, 5, 6, 7, welche an diesem Ende in einem Lineargleitlager gelagert sind, wobei die Schaltschienen mittels der Gleitstreben 15, 16, 17 beabstandet sind. Fertigungsbedingt zeigt das Schaltschienenpaket Toleranzen auf, welche durch die Zusatzführung in Schaltfingernähe ausgeschlossen werden.
• In 3 sind Bohrungen mit Öleinlaufschrägen 95, 96, 97, 98, 99 ersichtlich. Diese Öleinlaufschrägen 95, 96, 97, 98, 99 mit Bohrungen sind jeweils in jedem Führungssegment auf der Oberseite vorgesehen. Diese Bohrungen mit Öleinlaufschrägen 95, 96, 97, 98, 99 sorgen für zusätzliches Schmieröl zwischen den einzelnen Schaltschienen 4, 5, 6, 7.
• Anstelle der im Ausführungsbeispiel genannten Schaltgabeln können auch Schaltschwingen Anwendung finden.
• Die Führungssegmente können vorzugsweise in der Schaltnut für eine Querschaltung oder auch näher zur Führungsnut positioniert werden.
• Bei den beschriebenen Ausführungsformen handelt es sich nur um beispielhafte Ausgestaltungen. Eine Kombination der beschriebenen Merkmale für unterschiedliche Ausführungsformen ist ebenfalls möglich. Weitere, insbesondere nicht beschriebene Merkmale der zur Erfindung gehörenden Vorrichtungsteile, sind den in den Zeichnungen dargestellten Geometrien der Vorrichtungsteile zu entnehmen.

Claims (10)

1. Innere Getriebeschaltung mit mehreren parallel zueinander angeordneten Schaltschienen (4, 5, 6, 7), welche an deren beiden Enden im Getriebegehäuse (1) längsverschieblich gelagert sind, wobei ein Schaltfingereingriff (12) zwischen den besagten Enden liegt und wobei die beiden äußersten Schaltschienen (4, 7) in einem Bereich zwischen den besagten Enden von zwei gegen Aufweitung gesicherten Querkraftabstützungen (13, 14) umgriffen werden.
2. Innere Getriebeschaltung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Querkraftabstützungen (13, 14) ausschließlich gegenüber einer Schaltschiene (7 bzw. 4) in Längsrichtung der Schaltschienen (4, 5, 6, 7) abgestützt ist.
3. Innere Getriebeschaltung nach einem der vorhergehenden dadurch gekennzeichnet, dass die Querkraftabstützungen (13, 14) mit Gleitstreben (15, 16, 17) verbunden sind, welche sich zwischen jeweils zwei Schaltschienen (4 und 5 bzw. 5 und 6 bzw. 6 und 7) erstrecken.
4. Innere Getriebeschaltung nach Patentanspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitstreben (15, 16, 17) ein derart enges Spiel zu den Schaltschienen (4 und 5 bzw. 5 und 6 bzw. 6 und 7) aufweisen, dass eine Schaltschiene (4 bzw. 5 bzw. 6 bzw. 7) bei Längsverschiebung an zumindest einer Gleitstrebe (15, 16, 17) entlang gleitet.
5. Innere Getriebeschaltung nach Patentanspruch 3 oder 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitstreben (15, 16, 17) und die Querkraftabstützungen (13, 14) als gleichartige Bauteile ausgeführt sind.
6. Innere Getriebeschaltung nach einem der Patentansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Querkraftabstützungen (13, 14) an einem Ende eine quer ausgerichtete Ausnehmung (Bohrung) aufweisen, durch welche ein Verbindungsbauteil (Querbolzen 24) gesteckt ist, welches die Verschieblichkeit der Querkraftabstützungen (13, 14) gegeneinander in Längsrichtung der Schaltschienen (4, 5, 6, 7) begrenzt.
7. Innere Getriebeschaltung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Gleitstrebe (15 bzw. 16 bzw. 17) ebenfalls eine quer ausgerichtete Ausnehmung (Bohrung) aufweist, durch welche das Verbindungsbauteil (Querbolzen 24) gesteckt ist, um die Verschieblichkeit der Gleitstreben (15, 16, 17) gegeneinander in Längsrichtung der Schaltschienen (4, 5, 6, 7) zu begrenzen.
8. Innere Getriebeschaltung nach einem der vorhergehenden dadurch gekennzeichnet, dass die Querkraftabstützungen (13, 14) Schwalbenschwanzführungen (20/21 bzw. 23) als Verbindungskomponente aufweisen.
9. Innere Getriebeschaltung nach einem der Patentansprüche 6 oder 7 dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Querkraftabstützung (13) eine Ausnehmung (Fenster 26) aufweist, durch welche ein mit dem Verbindungsbauteil verbundener Haltbügel (25) gesteckt ist, der in Längsrichtung der Schaltschienen (4, 5, 6, 7) abstützbar ist.
10. Innere Getriebeschaltung nach einem der vorhergehenden dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einer Gleitstrebe eine Bohrung mit Öleinlaufschräge (95, 96, 97, 98, 99) vorgesehen ist, um Schmieröl zwischen die einzelnen Schaltschienen (4, 5, 6, 7) zu leiten.