DE102006061606A1

DE102006061606A1 - Schaltvorrichtung eines manuell schaltbaren KFZ-Getriebes

Info

Publication number: DE102006061606A1
Application number: DE102006061606A
Authority: DE
Inventors: Eckhardt LÜBKE; Matthias Reisch; Bernd Schepperle; Detlef Baasch; Bernhard Sich; Gerhard Gumpoltsberger
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2006-12-27
Publication date: 2008-07-03

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung eines manuell schaltbaren Kfz-Getriebes mit einer Konvertierungsvorrichtung (1) zur getriebeinternen Umsetzung von Wähl- und Schaltbewegungen eines in einem H- oder mehrfach-H-Schaltschema mit jeweils zwei aufeinander folgenden Gängen pro Schaltgasse betätigbaren Handschalthebels. Zur universellen Adaptierbarkeit der Konvertierungsvorrichtung (1) umfasst diese eine tangential-normal zu den Schaltstangen angeordnete Schaltwelle (3) mit mehreren axial und/oder umfangsseitig beabstandet angeordneten Schaltfingern (4) und mehrere jeweils starr mit einer zugeordneten Schaltstange verbundene Mitnehmer (5) mit jeweils mindestens einem Mitnahmeelement, wobei die Schaltwelle (3) über eine Axialverschiebung (9) durch den Kontakt mindestens eines Schaltfingers (4) mit einem Mitnahmeelement selektiv mit mindestens einer und maximal zwei der Schaltstangen koppelbar ist und die Schaltfinger (4) der Schaltwelle (3) sowie die Mitnahmeelemente der Mitnehmer (5) derart ausgebildet und angeordnet sind, dass jeweils eine Kombination aus einem Schaltfinger (4) und einem Mitnahmeelement nur in einer Drehrichtung (12, 13) der Schaltwelle (3) eine Stellverbindung zur Verschiebung der gekoppelten Schaltstange in eine bestimmte Axialrichtung bildet sowie in der Gegendrehrichtung der Schaltwelle (3) unwirksam ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung eines manuell schaltbaren Kfz-Getriebes, bei dem mehrere Gänge unterschiedlicher Übersetzung durch jeweils einen Gangradsatz mit einem drehfest auf einer Getriebewelle angeordneten Festrad und einem drehbar auf einer anderen Getriebewelle gelagerten Losrad gebildet sind, die Gänge getriebeintern durch das Ein- und Ausrücken jeweils einer zwischen dem betreffenden Losrad und der zugeordneten Getriebewelle angeordneten Gangkupplung ein- und auslegbar sind, und die meisten Gangkupplungen paarweise in Schaltpaketen zusammengefasst sind, die formschlüssig mit jeweils einer axial verschiebbaren Schaltstange in Stellverbindung stehen, wobei mindestens ein Schaltpaket die Gangkupplungen von zwei nicht aufeinander folgenden Gängen enthält, und eine Konvertierungsvorrichtung zur getriebeinternen Umsetzung von Wähl- und Schaltbewegungen eines in einem H-Schaltschema oder Mehrfach-H-Schaltschema mit jeweils zwei aufeinander folgenden Gängen pro Schaltgasse betätigbaren Handschalthebels vorgesehen ist.
Ein Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs weist mindestens zwei achsparallele Getriebewellen auf, die selektiv über mehrere Gangradsätze unterschiedlicher Übersetzung miteinander in Triebverbindung bringbar sind. Die Gangradsätze weisen jeweils mindestens ein auf einer der beiden Getriebewellen drehfest angeordnetes Festrad und ein auf der anderen der beiden Getriebewellen drehbar gelagertes Losrad auf. Das Losrad steht mit dem Festrad bevorzugt durch einen unmittelbaren Verzahnungseingriff in Triebverbindung und ist mittels einer zugeordneten Gangkupplung mit der betreffenden Getriebewelle drehfest verbindbar. Durch das Schließen einer Gangkupplung wird somit das Losrad des betreffenden Gangradsatzes mit der zugeordneten Getriebewelle drehfest verbunden und damit der betreffende Gang getriebeintern eingelegt. Durch das Öffnen der Gangkupplung wird die drehfeste Verbindung des Losrades mit der zugeordneten Getriebewelle wieder gelöst und damit der betreffende Gang getriebeintern ausgelegt.
Üblicherweise sind die Gangkupplungen als sperrsynchronisierte oder als unsynchronisierte Klauenkupplungen ausgebildet, die jeweils über eine drehfest und axial verschiebbar auf der betreffenden Getriebewelle angeordnete Schaltmuffe ein- und ausrückbar sind. Zur Betätigung der Schaltmuffe und somit zum getriebeinternen Ein- und Auslegen eines Gangs ist zumeist eine Schaltstange vorgesehen, die achsparallel benachbart zu der betreffenden Getriebewelle angeordnet ist, axial verschiebbar gelagert ist, und über eine starr befestigte sowie in eine äußere Ringnut der Schaltmuffe eingreifende Schaltgabel mit der Schaltmuffe in Wirkverbindung steht.
Alternativ dazu kann die Schaltstange auch über eine formschlüssige Stellverbindung mit einer Schaltschwinge in Wirkverbindung stehen, die zwischen der Schaltstange und der Schaltmuffe angeordnet ist, um eine tangentiale Drehachse schwenkbar gelagert ist, und mit einem gabelförmigen Teil in die äußere Ringnut der Schaltmuffe eingreift.
Zur Begrenzung des Bauraumbedarfs sind die Losräder von zwei benachbarten Gangradsätzen jeweils bevorzugt auf derselben Getriebewelle angeordnet und die betreffenden zwei Gangkupplungen in einem Schaltpaket mit einer gemeinsamen Schaltmuffe zusammengefasst, so dass das Ein- und Auslegen der betreffenden zwei Gänge über eine Axialverschiebung einer einzigen Schaltstange in jeweils entgegengesetzter Richtung erfolgt.
Bei manuell schaltbaren Schaltgetrieben sind üblicherweise die Gangradsätze aufeinander folgender Gänge paarweise axial benachbart zwischen den Getriebewellen angeordnet, weisen jeweils paarweise die gleiche Zuordnung der Fest- und Losräder zu den Getriebewellen und ein gemeinsames Schaltpaket auf, so dass jeweils zwei aufeinander folgende Gänge über eine gemeinsame Schaltstange ein- und auslegbar sind. Damit entspricht die Zuordnung der Gänge zu den Schaltstangen dem üblichen H-Schaltschema oder Mehrfach-H-Schaltschema mit mehreren Schaltgassen und einer die Schaltgassen verbindenden Wählgasse eines Handschalthebels, über den ein Fahrer die Auswahl der Schaltgasse sowie das Ein- und Auslegen eines der gewählten Schaltgasse zugeordneten Gangs manuell steuern kann.
Die getriebeinterne Zuordnung der Gänge zu den Schaltstangen entspricht somit genau der Zuordnung der betreffenden Gänge zu den Schaltgassen in dem Schaltschema des Handschalthebels. Dies ermöglicht eine relativ einfache mechanische Übertragung der Wähl- und Schaltbewegungen des Handschalthebels auf die Schaltstangen und Schaltpakete des Schaltgetriebes. Dabei entspricht eine Wählbewegung des Handschalthebels, also ein Wechsel der Schalthebelposition zwischen zwei Schaltgassen innerhalb der Wählgasse, getriebeintern einem Wechsel der Wirkverbindung eines mit dem Schalthebel in Verbindung stehenden Schaltsteuerelementes zwischen zwei den betreffenden Schaltgassen zugeordneten Schaltstangen, und eine Schaltbewegung des Schalthebels, also ein Wechsel der Schalthebelposition zwischen einer Schaltposition eines ersten Gangs, einer Neutralposition und einer Schaltposition eines zweiten Gangs innerhalb der gewählten Schaltgasse, entspricht getriebeintern einer Axialverschiebung der betreffenden Schaltstange zwischen einer ersten Schaltposition, in welcher der erste Gang eingelegt ist, einer Neutralposition, in welcher beide Gänge ausgelegt sind und einer zweiten Schaltposition, in welcher der zweite Gang eingelegt ist.
Eine typische Schaltvorrichtung eines manuell schaltbaren Kfz-Getriebes, bei dem die Schaltpakete jeweils die Gangkupplungen von zwei aufeinander folgenden Gängen enthalten und Wähl- und Schaltvorgänge von einem Fahrer manuell über einen Handschalthebel in einem Mehrfach-H-Schaltschema vorgenommen werden, ist beispielsweise in der DE 39 34 733 A1 beschrieben. Die dortige Schaltvorrichtung weist eine Schaltwelle mit einem Schaltfinger auf, die tangential-normal zu den Schaltstangen des Schaltgetriebes ausgerichtet ist und axial verschiebbar sowie um ihre Längsachse drehbar gelagert ist. Unter dem Begriff „tangential-normal" wird eine Anordnung verstanden, bei der die Längsachsen der Schaltwelle und der Schaltstangen im Wesentlichen senkrecht zueinander angeordnet sind, sich jedoch nicht in der gleichen Ebene kreuzen. Demnach sind die Schaltwelle und die Schaltstangen in unterschiedlichen Ebenen angeordnet.
Mittels einer Gestängevorrichtung wird eine Wählbewegung des Handschalthebels in eine Axialverschiebung der Schaltwelle und eine Schaltbewegung des Handschalthebels in eine Drehung der Schaltwelle umgesetzt. Durch eine Axialverschiebung der Schaltwelle wird der Schaltfinger jeweils aus einer formschlüssigen Kopplung mit einem Mitnehmer einer bestimmten Schaltstange gelöst und mit einem Mitnehmer einer anderen Schaltstange formschlüssig gekoppelt. Bei einer derartigen Anordnung wird zumeist durch Anschlagelemente sichergestellt, dass das Lösen und Herstellen der formschlüssigen Kopplung des Schaltfingers der Schaltwelle mit den Mitnehmern der Schaltstangen jeweils nur in der Neutralposition der Schaltstangen möglich ist. Durch eine Drehung der Schaltwelle wird die betreffende Schaltstange mittels des Schaltfingers sowie des Mitnehmers axial verschoben und damit ein der Schaltstange zugeordneter Gang eingelegt, und bei einer Gegenbewegung entsprechend ausgelegt.
Es sind jedoch auch Schaltgetriebe bekannt, bei denen zumindest einige Schaltpakete jeweils die Gangkupplungen von zwei nicht aufeinander folgenden Gängen enthalten. Beispielsweise wird in der DE 41 37 143 A1 ein automatisiertes Schaltgetriebe vorgeschlagen, bei dem die Gangkupplungen des ersten Gangs und des dritten Gangs sowie die Gangkupplungen des zweiten Gangs und des vierten Gangs jeweils in einem gemeinsamen Schaltpaket zusammengefasst sind sowie jeweils durch eine gemeinsame Betätigungseinrichtung ein- und ausrückbar sind. Hierdurch kann bei einem Schaltvorgang zwi schen zwei aufeinander folgenden Gängen das Auslegen des anfangs eingelegten Lastgangs und das Synchronisieren und Einlegen des einzulegenden Zielgangs teilweise zeitlich überschnitten erfolgen, wodurch der Schaltvorgang insgesamt beschleunigt abläuft.
Eine andere bekannte Bauart eines Schaltgetriebes, bei dem zumindest einige Schaltpakete jeweils die Gangkupplungen von zwei nicht aufeinander folgenden Gängen enthalten, ist das Doppelkupplungsgetriebe. Ein typisches Doppelkupplungsgetriebe ist beispielsweise aus der DE 103 05 241 A1 bekannt. Dieses Doppelkupplungsgetriebe weist zwei über jeweils eine Trennkupplung mit einem Antriebsmotor verbindbare Eingangswellen und zwei Vorgelegewellen auf, wobei die Vorgelegewellen über jeweils ein Ausgangsrad mit einem gemeinsamen Abtriebsrad in Triebverbindung stehen. Die Gangradsätze der Gänge sind wechselweise derart auf die beiden Eingangswellen verteilt, dass die ungeraden Gänge der als Zentralwelle ausgebildeten ersten Eingangswelle und die geraden Gänge der als Hohlwelle ausgebildeten zweiten Eingangswelle zugeordnet sind. Die Festräder der Gangradsätze sind jeweils auf den Eingangswellen und die Losräder mit den zugeordneten Gangkupplungen auf den Vorgelegewellen angeordnet, wobei mehrere Paare von Zahnradsätzen jeweils ein gemeinsames Festrad aufweisen. In der sechsgängigen Ausführung dieses Doppelkupplungsgetriebes sind die Gangkupplungen des ersten Gangs und des dritten Gangs, des zweiten Gangs und des sechsten Gangs sowie des Rückwärtsgangs und des vierten Gangs jeweils in einem gemeinsamen Schaltpaket zusammengefasst, wogegen die Gangkupplung des fünften Gangs ein separates Schaltpaket bildet.
Aufgrund der Zuordnung der Gänge zu den Eingangswellen und der Zuordnung der Gänge zu den Schaltpaketen können Schaltvorgänge zwischen zwei aufeinander folgenden Gängen bei gleichzeitig eingelegtem Last- und Zielgang durch ein zeitlich überschnittenes Öffnen der dem Lastgang zugeordneten Trennkupplung sowie Schließen der dem Zielgang zugeordneten Trenn kupplung und somit ohne Zugkraftunterbrechung durchgeführt werden. Da ein derartiger Steuerungsablauf relativ komplex ist, sind alle bekannten Doppelkupplungsgetriebe automatisiert ausgebildet, welches einen hohen steuerungstechnischen Aufwand sowie wie ein Getriebesteuergerät, Schalt- und Kupplungssteller sowie Drehzahl- und Positionssensoren erfordert.
Es ist somit offensichtlich, dass sich für eine manuelle Schaltbetätigung vorgesehene Schaltgetriebe in ihrem inneren Aufbau wesentlich von automatisierten Schaltgetrieben, insbesondere auch von automatisierten Doppelkupplungsgetrieben, unterscheiden. Daher werden manuelle Schaltgetriebe und automatisierte Schaltgetriebe bislang ohne nennenswerte Synergieeffekte in unterschiedlichen Produktionslinien hergestellt. Aufgrund des allgemeinen Kostendrucks besteht aber schon länger ein Bedarf, manuelle Schaltgetriebe und automatisierte Schaltgetriebe baulich einander anzugleichen, um eine höhere Anzahl von Gleichteilen und damit Kosteneinsparungen erzielen zu können.
Im Hinblick darauf wird beispielsweise in der DE 103 43 991 A1 vorgeschlagen, ein manuelles Schaltgetriebe aus einem automatisierten Doppelkupplungsgetriebe abzuleiten, indem die beiden Eingangswellen drehfest miteinander verbunden oder durch eine einzige, entsprechend ausgebildete Eingangswelle ersetzt werden. Die resultierende Eingangswelle steht dann über eine einzige Trennkupplung mit dem Antriebsmotor in Verbindung. Der übrige Aufbau des Doppelkupplungsgetriebes, wie auch die Anordnung der Gangradsätze und die Zuordnung der Gänge zu den Schaltpaketen, wird in der manuell schaltbaren Ausführung unverändert beibehalten, so dass beide Ausführungsformen des Schaltgetriebes eine größtmögliche Übereinstimmung und eine entsprechend hohe Anzahl von Gleichteilen aufweisen sowie in einer gemeinsamen Produktionslinie hergestellt werden können.
Ebenso kann aus dem zuvor beschriebenen automatisierten Schaltgetriebe mit einer Eingangswelle unter Beibehaltung der inneren Getriebestruktur eine manuell schaltbare Ausführung abgeleitet werden. Da aber die Zuordnung der Gänge zu den Schaltpaketen und den Schaltstangen bei einem automatisierten Schaltgetriebe zumeist nicht dem bei manuellen Schaltgetrieben üblichen H-Schaltschema oder Mehrfach-H-Schaltschema eines Handschalthebels mit jeweils zwei aufeinander folgenden Gängen pro Schaltgasse entspricht, ist bei einem daraus abgeleiteten manuellen Schaltgetriebe eine Schaltvorrichtung mit einer Konvertierungsvorrichtung erforderlich, mittels der die Wähl- und Schaltbewegungen des Handschalthebels getriebeintern entsprechend umgesetzt werden.
Eine solche Konvertierungsvorrichtung hat unter anderem die Aufgabe, zum Ein- und Auslegen von zwei Gängen, die einer gemeinsamen Schaltgasse des Handschalthebels, getriebeintern jedoch unterschiedlichen Schaltpaketen und somit zwei Schaltstangen zugeordnet sind, beim Verschwenken des Handschalthebels innerhalb der Schaltgasse wechselweise eine Stellverbindung mit einer der beiden Schaltstangen herzustellen, und die Schwenkbewegung des Handschalthebels in die Schaltposition des betreffenden Gangs und zurück in die Neutralposition in eine entsprechende Axialbewegung der jeweils gekoppelten Schaltstange zum Ein- und Ausrücken der betreffenden Gangkupplung des zugeordneten Schaltpaketes umzusetzen. Da ein entsprechender Bedarf schon seit längerem besteht, liegen bereits mehrere Vorschläge für die technische Ausführung einer derartigen Schaltvorrichtung vor.
So ist in der FR 2 815 103 A1 eine gattungsgemäße Schaltvorrichtung beschrieben, bei der eine Schaltwelle tangential-normal zu mehreren Schaltstangen angeordnet ist und gabelförmige Mitnehmer der Schaltstangen durchdringt, wobei eine Axialverschiebung der Schaltwelle einer Wählbewegung und eine Drehung der Schaltwelle um ihre Längsachse einer Schaltbewegung eines zugeordneten Handschalthebels entspricht. Die Schaltwelle weist mehrere kreisbogenförmige Zahnradsegmente von 90° oder 180° auf, die derart axial beabstandet und umfangsseitig angeordnet sind, dass in den jeweils einer Schaltgasse des Handschalthebels entsprechenden Axialpositionen der Schaltwelle jeweils maximal zwei Zahnradsegmente in Überdeckung mit den Mitnehmern von zwei Schaltstangen stehen und mit an den Mitnehmern partiell angeordneten Zahnstangenelementen in Eingriff bringbar sind.
Durch die Anordnung der kreisbogenförmigen Zahnradsegmente an der Schaltwelle und der Zahnstangenelemente an den Mitnehmern der Schaltstangen sind vielfältige Kopplungskombinationen möglich. So kann die Schaltwelle z. B. zur Schaltung von zwei Gängen einer Schaltgasse des Handschalthebels, die unterschiedlichen Schaltstangen zugeordnet sind, mit den betreffenden beiden Schaltstangen gekoppelt werden. Dabei können durch eine entsprechende Anordnung der Zahnradsegmente und der Zahnstangenelemente auch zwei Gänge einer Schaltgasse gekoppelt werden, deren Schaltstangen zum Ein- und Ausrücken der zugeordneten Gangkupplungen in dieselbe Richtung verschoben werden müssen. Nachteilig an dieser Schaltvorrichtung ist jedoch der hohe Aufwand für die Herstellung der Verzahnungselemente. Des Weiteren besteht bei dieser Schaltvorrichtung die Schwierigkeit, die Schaltwelle in einer Neutralposition einer Schaltgasse jeweils über die zugeordneten Verzahnungselemente einerseits mit der Schaltstange des einen, einzulegenden Gangs zu koppeln und mit der Schaltstange des anderen, nicht einzulegenden Gangs nicht zu koppeln, d. h. beim Einlegen des einen Gangs die Schaltstange des anderen Gangs nicht zu verschieben.
Eine andere Bauform einer gattungsgemäßen Schaltvorrichtung ist aus der DE 102 31 547 A1 bekannt. Dort sind zwei achsparallel zueinander angeordnete Schaltwellen vorgesehen, die tangential-normal zu den Schaltstangen des Schaltgetriebes angeordnet sind, über ein Zahnradpaar entgegengesetzt drehbar miteinander in Triebverbindung stehen, und über beidseitige Mitnehmerkränze an einem der beiden Zahnräder gemeinsam axial verschiebbar sind.
Die erste Schaltwelle steht mit einem Handschalthebel in Stellverbindung, wobei ein Wählvorgang des Handschalthebels einer Axialverschiebung der beiden Schaltwellen und ein Schaltvorgang einer Drehung der ersten Schaltwelle in die eine Richtung sowie einer Drehung der zweiten Schaltwelle in die Gegenrichtung entspricht. Die beiden Schaltstangen weisen mehrere Schaltfinger auf, die derart axial beabstandet sind, dass in den jeweils einer Schaltgasse des Handschalthebels entsprechenden Axialpositionen der Schaltwellen insgesamt maximal zwei Schaltfinger mit entsprechenden U-förmigen Mitnehmern der Schaltstangen in Eingriff stehen. Die Schaltfinger der beiden Schaltwellen und die Mitnehmer der Schaltstangen sind derart ausgebildet, dass mit jedem Schaltfinger jeweils nur eine Axialverschiebung der betreffenden Schaltstange in eine Richtung zum Einlegen des zugeordneten Gangs und zurück zum Auslegen dieses Gangs möglich ist.
Durch die Anordnung der Schaltfinger an den beiden Schaltwellen sind vielfältige Kopplungskombinationen möglich. So kann der Handschalthebel zur Schaltung von zwei Gängen einer Schaltgasse, die unterschiedlichen Schaltstangen zugeordnet sind, mit den betreffenden beiden Schaltstangen gekoppelt werden, wobei durch die Aufteilung und die Ausrichtung der betreffenden beiden Schaltfinger an den beiden Schaltwellen und der zugeordneten Mitnehmer an den Schaltstangen auch zwei Gänge ein- und auslegbar sind, deren Schaltstangen zum Ein- und Ausrücken der betreffenden Gangkupplungen in dieselbe Richtung axial verschoben werden müssen. Nachteilig an dieser Schaltvorrichtung ist jedoch der insbesondere durch die beiden Schaltwellen bedingte hohe Bauraumbedarf.
Eine weitere Bauart der gattungsgemäßen Schaltvorrichtung wird in der DE 102 53 471 A1 vorgeschlagen. Bei dieser bekannten Schaltvorrichtung ist eine Schaltwelle radial-normal zu den Schaltstangen angeordnet und durch so genannte Schaltrahmen mehrerer Schaltstangen geführt. Die Schaltwelle steht in Stellverbindung mit einem Handschalthebel, wobei eine Axialverschiebung der Schaltwelle einer Wählbewegung und eine Drehung der Schaltwelle um ihre Längsachse einer Schaltbewegung des Handschalthebels entspricht. Die Schaltwelle weist mehrere Schaltfinger auf, die derart axial beabstandet und umfangsseitig angeordnet sind, dass in den jeweils einer Schaltgasse des Handschalthebels entsprechenden Axialpositionen der Schaltwelle jeweils maximal zwei Schaltfinger in Eingriff mit den Mitnehmerelementen von zwei Schaltrahmen stehen. Durch die Ausbildung und Anordnung der Schaltfinger an der Schaltwelle sowie der Mitnehmerelemente in den Schaltrahmen der Schaltstangen sind vielfältige Kopplungskombinationen und eine freie Wahl der Bewegungsrichtungen der Schaltstangen möglich. Nachteilig an dieser Schaltvorrichtung ist jedoch der vergleichsweise komplizierte sowie aufwendig herzustellende geometrische Aufbau der Schaltwelle mit den Schaltfingern und zusätzlichen Sperrnocken sowie der Schaltrahmen mit den entsprechenden Mitnehmer- und Sperrelementen.
Eine dazu alternative Ausführungsform einer gattungsgemäßen Schaltvorrichtung geht aus der DE 103 16 163 A1 hervor. Bei der dortigen Schaltvorrichtung wird eine Wählbewegung eines Handschalthebels über einen Hebel in einen Pendelhebel eingeleitet, der an beiden Enden formschlüssig mit jeweils einer auf einer Schaltwelle drehbar und axial verschiebbar gelagerten Schaltbuchse in Stellverbindung steht. Die beiden Schaltbuchsen weisen mehrere Schaltfinger auf, die durch eine Axialverschiebung jeweils mit einem Schaltmaul einer von mehreren Schaltplatten in Eingriff bringbar sind. Die Schaltplatten sind jeweils starr mit einer Schaltgabel eines Schaltpaketes verbunden. Bei einem Eingriff eines Schaltfingers in ein Schaltmaul einer Schaltplatte bewirkt eine Drehung der betreffenden Schaltbuchse eine Axialverschiebung der betreffenden Schaltgabel und somit das Ein- und Ausrücken der betreffenden Gangkupplung des zugeordneten Schaltpaketes. Die beiden Schaltbuchsen stehen hierzu über jeweils eine Hebelvorrichtung mit einer Kulissenscheibe in Verbindung, in die über einen Hebel eine Schaltbewegung des Handschalthebels eingeleitet wird. Die beiden Hebelvorrichtungen stehen über jeweils einen Führungsbolzen mit einer zugeordneten Kulissenführung der Kulissenscheibe in Eingriff, die derart ausgebildet sind, dass, ausgehend von einer neutralen Mittelstellung, eine Drehung der Kulissenscheibe in die eine Richtung nur eine Bewegung der einen Hebelvorrichtung und eine Drehung der dieser zugeordneten einen Schaltbuchse in eine entsprechende Richtung bewirkt, und dass eine Drehung der Kulissenscheibe in die andere Richtung nur eine Bewegung der anderen Hebelvorrichtung und eine Drehung der dieser zugeordneten anderen Schaltbuchse in die Gegenrichtung bewirkt.
Diese bekannte Schaltvorrichtung ist für ein auf einem Doppelkupplungsgetriebe basierendes manuelles Schaltgetriebe konzipiert, wobei die beiden Schaltwellen mit den Schaltbuchsen und den Hebelvorrichtungen jeweils einem der beiden Teilgetriebe des ursprünglichen Doppelkupplungsgetriebes zugeordnet sind. Aufgrund des Aufbaus und der Funktionsweise der Schaltvorrichtung müssen die Gänge einer Schaltgasse des Handschalthebels jeweils unterschiedlichen Teilgetrieben des ursprünglichen Doppelkupplungsgetriebes zugeordnet sein. Diese Schaltvorrichtung ist daher für andere Schaltgetriebe und selbst für Doppelkupplungsgetriebe mit einer anderen getriebeinternen Zuordnung der Gangradsätze sowie der Schaltpakete nicht geeignet. Zudem weist diese Schaltvorrichtung einen ungünstig komplexen Aufbau und einen entsprechend hohen Bauraumbedarf auf.
Schließlich ist aus der DE 10 2004 006 682 A1 noch eine gattungsgemäße Schaltvorrichtung bekannt, bei der eine Schaltwelle für jeden Gang bzw. für jede Gangkupplung einen Schaltfinger aufweist. Die Schaltwelle ist achsparallel zu den Getriebewellen angeordnet, wobei eine Wählbewegung des Handschalthebels in eine Drehung der Schaltwelle um ihre Längsachse und eine Schaltbewegung des Handschalthebels in eine Axialverschiebung der Schaltwelle umgesetzt wird. Durch eine Drehung der Schaltwelle werden maximal zwei Schaltfinger mit jeweils einer Schaltschwinge in Eingriff gebracht, die mit den Schaltpaketen der betreffenden Gänge in Stellverbindung sind. Die Schalt schwingen weisen derart ausgebildete Mitnehmer auf, dass diese mittels der zugeordneten Schaltfinger jeweils nur in eine Gangeinlegerichtung und zurück in die Neutralposition verschwenkbar sind. Daraus folgt, dass die Gangradsätze und die Gangkupplungen von zwei jeweils einer Schaltgasse des Handschalthebels zugeordneten Gängen bezüglich ihrer Schaltpakete auf axial entgegengesetzten Seiten angeordnet sein müssen, und dass jedes Schaltpaket mit zwei Gangkupplungen jeweils mit zwei unabhängig voneinander und in entgegengesetzter Richtung betätigbaren Schaltschwingen in Stellverbindung stehen muss. Der mögliche Aufbau eines manuellen Schaltgetriebes, bei dem diese bekannte Schaltvorrichtung zur Anwendung kommen soll, unterliegt somit einigen Einschränkungen und muss zudem ungünstig viel Bauraum zur Unterbringung der jeweils zwei Schaltschwingen pro Schaltpaket beinhalten.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schaltvorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, deren Konvertierungsvorrichtung bei möglichst einfachem und Platz sparendem Aufbau universell an alle möglichen Anordnungen der Gangradsätze und der Schaltpakete adaptierbar ist.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 darin, dass die Konvertierungsvorrichtung eine tangential-normal zu den Schaltstangen angeordnete Schaltwelle mit mehreren axial und/oder umfangsseitig beabstandet angeordneten Schaltfingern und mehrere jeweils starr mit einer zugeordneten Schaltstange verbundene Mitnehmer mit jeweils mindestens einem Mitnahmeelement umfasst, wobei die Schaltwelle über eine Axialverschiebung durch den Kontakt mindestens eines Schaltfingers mit einem Mitnahmeelement selektiv mit mindestens einer und maximal zwei der Schaltstangen koppelbar ist, und die Schaltfinger der Schaltwelle und die Mitnahmeelemente der Mitnehmer derart ausgebildet und angeordnet sind, dass jeweils eine Kombination aus einem Schaltfinger und einem Mitnahmeelement nur in einer Drehrichtung der Schaltwelle eine Stellverbin dung zur Verschiebung der gekoppelten Schaltstange in eine bestimmte Axialrichtung bildet und in der Gegendrehrichtung der Schaltwelle unwirksam ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 9.
Die Konvertierungsvorrichtung der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung ist funktionstechnisch ähnlich aufgebaut wie die aus der DE 102 31 547 A1 bekannte Schaltvorrichtung. Im Unterschied dazu weist die vorliegende Konvertierungsvorrichtung jedoch nur eine einzige Schaltwelle auf, wodurch Bauraum und Gewicht eingespart werden. Die in der jeweiligen, jeweils einer Schaltgasse des zugeordneten Handschalthebels entsprechenden Axialstellung der Schaltwelle erforderliche Kopplung der Schaltwelle mit mindestens einer und maximal zwei der Schaltstangen, der beziehungsweise denen die Gänge der betreffenden Schaltgasse zugeordnet sind, wird ausschließlich über die Anordnung und Ausbildung der Schaltfinger der Schaltwelle und der Mitnahmeelemente der jeweils starr mit einer der Schaltstangen verbundenen Mitnehmer erzielt. Dabei ist die Kopplung der Schaltwelle mit einer der Schaltstangen über einen Schaltfinger und ein zugeordnetes Mitnahmeelement des betreffenden Mitnehmers jeweils nur einseitig, also in einer Kombination aus einer bestimmten Drehrichtung der Schaltwelle und einer bestimmten Verschiebungsrichtung der betreffenden Schaltstange, wirksam. Hieraus lassen sich jedoch vorteilhaft zwei Gänge einer Schaltgasse mit beliebiger Anordnung und Zuordnung der Gangradsätze und Gangkupplungen jeweils in einer gemeinsamen Schaltgasse zusammenfassen, d. h. in einer einzigen Axialstellung der Schaltwelle betätigen, also durch eine entgegengesetzte Drehung der Schaltwelle ein- und auslegen.
Die betreffenden zwei Gänge können derselben Schaltstange oder zwei verschiedenen Schaltstangen zugeordnet sein. Ebenso können die zwei Gänge einer Schaltgasse, wenn sie unterschiedlichen Schaltstangen zugeordnet sind, in entgegengesetzten Axialrichtungen oder in derselben Axialrichtung der Schaltstangen ein- und auslegbar sein.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungen der Schaltfinger und der Mitnehmer zur Erzielung der unterschiedlichen Kopplungsfunktionen zwischen einer bestimmten Drehrichtung der Schaltwelle und einer bestimmten Verschiebungsrichtung einer zugeordneten Schaltstange vorgestellt.
Hierzu ist zweckmäßig mindestens einer der Schaltfinger für eine Drehung der Schaltwelle im Uhrzeigersinn wirksam ausgebildet und mindestens ein zugeordnetes Mitnahmeelement eines der Mitnehmer als ein Mitnehmerarm mit einer inneren Druckfläche ausgebildet, die auf der tangential im Uhrzeigersinn liegenden Seite angeordnet ist, weitgehend normal, also senkrecht, zu den Schaltstangen ausgerichtet ist, und in einer bestimmten Axialstellung der Schaltwelle mit dem betreffenden Schaltfinger in Stellkontakt steht.
Zur Betätigung einer Schaltstange in die entgegengesetzte Axialrichtung ist entsprechend mindestens einer der Schaltfinger für eine Drehung der Schaltwelle im Gegenuhrzeigersinn wirksam ausgebildet und mindestens ein zugeordnetes Mitnahmeelement eines der Mitnehmer als ein Mitnehmerarm mit einer inneren Druckfläche ausgebildet, die auf der tangential im Gegenuhrzeigersinn liegenden Seite angeordnet ist, weitgehend normal zu den Schaltstangen ausgerichtet ist, und in einer bestimmten Axialstellung der Schaltwelle mit dem betreffenden Schaltfinger in Stellkontakt steht.
Zur Erzielung einer Richtungsumkehrung des Zusammenwirkens zwischen einer bestimmten Drehrichtung der Schaltwelle und einer bestimmten Axialverschiebung einer der Schaltstangen ist mindestens einer der Schaltfinger für eine Drehung der Schaltwelle im Uhrzeigersinn wirksam ausgebildet und mindestens einem der Mitnehmer ein Kipphebel mit einer inneren Druckfläche zugeordnet, die auf der tangential im Uhrzeigersinn liegenden Seite angeordnet ist, weitgehend normal zu den Schaltstangen ausgerichtet ist, und in einer bestimmten Axialstellung der Schaltwelle mit dem betreffenden Schaltfinger in Stellkontakt steht, wobei der Kipphebel um eine zu der Schaltwelle achsparallele Drehachse schwenkbar gelagert ist und über eine bezüglich der Drehachse diagonal gegenüberliegende äußere Druckfläche mit einer inneren Druckfläche des betreffenden Mitnehmers in Stellkontakt steht.
Zur Betätigung einer Schaltstange in die entgegengesetzte Axialrichtung ist entsprechend mindestens einer der Schaltfinger für eine Drehung der Schaltwelle im Gegenuhrzeigersinn wirksam ausgebildet und mindestens einem der Mitnehmer ein Kipphebel mit einer inneren Druckfläche zugeordnet, die auf der tangential im Gegenuhrzeigersinn liegenden Seite angeordnet ist, weitgehend normal zu den Schaltstangen ausgerichtet ist, und in einer bestimmten Axialstellung der Schaltwelle mit dem betreffenden Schaltfinger in Stellkontakt steht, wobei der Kipphebel um eine zu der Schaltwelle achsparallele Drehachse schwenkbar gelagert ist und über eine bezüglich der Drehachse diagonal gegenüber liegende äußere Druckfläche mit einer inneren Druckfläche des betreffenden Mitnehmers in Stellkontakt steht.
Die Kipphebel, die ein einfaches und Platz sparendes Mittel zur Umkehrung einer Axialverschiebung der jeweiligen Schaltstange darstellen, könnten im Prinzip an einem gehäusefesten Bauteil, wie einer Gehäuserippe, drehbar gelagert sein, welches aber die Herstellung des Getriebegehäuses und die Montage zumindest der Schaltstangen und der Konvertierungsvorrichtung erschweren würde. Es ist daher besonders vorteilhaft, wenn die Kipphebel jeweils drehbar auf einem Achsbolzen gelagert sind, der in einem dem zugeordneten Mitnehmer axial gegenüberliegend benachbarten und in der entsprechenden Axialstellung der Schaltwelle arretierten Mitnehmer befestigt ist. Wenn sich also die Schaltwelle in einer Axialstellung befindet, in der ein Gang bzw. die zugeordnete Schaltstange über den zugeordneten Mitnehmer mittels eines Kipphebels betätigt wird, so ist der axial benachbarte Mitnehmer, in dem der Achsbol zen des Kipphebels befestigt ist, axial unverschiebbar arretiert und damit die Funktion des Kipphebels gewährleistet.
Um eine unbeabsichtigte Axialverschiebung der jeweils nicht gekoppelten Mitnehmer und der mit diesen verbundenen Schaltstangen generell zu verhindern, weisen die Mitnehmer bezüglich ihrer Bewegungsachse vorteilhaft axial außen beidseitig jeweils eine Sperrkante auf, die jeweils mit einer Sperrfläche eines zugeordneten Sperrbalkens zusammenwirkt, der jeweils achsparallel zu der Schaltwelle angeordnet ist, zusammen mit der Schaltwelle axial verschiebbar ist, und an seiner Sperrfläche mehrere axial beabstandete Ausnehmungen zur positionsabhängigen Entsperrung jeweils eines Mitnehmers aufweist.
Die beiden Sperrbalken sind bevorzugt über zwei axial endseitige Trägerbleche miteinander verbunden, die drehbar und axialfest auf der Schaltwelle gelagert sind, so dass die Sperrbalken unmittelbar zusammen mit der Schaltwelle axial verschoben werden und damit die betreffenden Mitnehmer durch eine jeweilige Überdeckung einer Sperrkante mit einer zugeordneten Ausnehmung in der entsprechenden Richtung entsperrt sind. Aufgrund des Anliegens der Sperrflächen an den Sperrkanten der übrigen Mitnehmer ist eine zusätzliche Verdrehsicherung der Sperrbalken bzw. der Trägerbleche nicht erforderlich.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung gegenüber bekannten Schaltvorrichtungen besteht auch darin, dass die Bauteile der Konvertierungsvorrichtung in einem vormontierbaren Konvertierungsmodul zusammengefasst werden können. Hierdurch wird die variable Anordnung der Konvertierungsvorrichtung an verschiedenen Positionen innerhalb des jeweiligen Schaltgetriebes und die wahlweise Montage in einem auch für eine automatisiert schaltbare Ausführung vorgesehenen Schaltgetriebe wesentlich erleichtert und somit kostengünstiger gestaltet.
Zur Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung mit Ausführungsbeispielen beigefügt.
In diesen zeigt:
1 eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Konvertierungsvorrichtung einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung mit einer Schaltwelle und mehreren Mitnehmern und
2 eine Seitenansicht der Konvertierungsvorrichtung gemäß 1 in achsparalleler Blickrichtung zu zugeordneten Schaltstangen.
Eine bevorzugte Ausführungsform einer Konvertierungsvorrichtung 1 der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung ist in 1 in einer perspektivischen Ansicht von schräg außen und in 2 in einer Seitenansicht mit Blickrichtung 2 gemäß 1 dargestellt. Die Konvertierungsvorrichtung 1 umfasst eine Schaltwelle 3 mit mehreren axial und umfangsseitig beabstandet angeordneten Schaltfingern 4 und mehrere Mitnehmer 5, die jeweils über ein ringförmiges Verbindungselement 6 mit einer zugeordneten, in den Figuren nicht abgebildeten Schaltstange starr verbunden sind. Die Schaltwelle 3 ist tangential-normal zu den Schaltstangen angeordnet, axial verschiebbar sowie um ihre Längsachse drehbar gelagert, und weist zur Einleitung einer Axialkraft bzw. einer Axialverschiebung einen Wählhebel 7 und zur Einleitung eines Drehmomentes bzw. einer Drehbewegung einen Schalthebel 8 auf.
Die Schaltwelle 3 ist über eine Axialverschiebung 9, die einer Wählbewegung eines mit der Schaltwelle 3 in Stellverbindung stehenden Handschalthebels zur Auswahl einer von mehreren Schaltgassen entspricht, durch den Eingriff jeweils eines Schaltfingers 4 in einen der Mitnehmer 5 selektiv mit jeweils mindestens einer und maximal zwei der Schaltstangen derart verbindbar, dass die jeweils gekoppelten Schaltstangen durch eine Drehung 10 der Schaltwelle 3 um ihre Längsachse, die einer Schaltbewegung des zugeordneten Handschalthebels zum Ein- und Auslegen eines Gangs innerhalb der gewähl ten Schaltgasse entspricht, jeweils nur zum Ein- und Auslegen der Gänge der gemeinsamen Schaltgasse entlang einer axialen Bewegungsachse 11 verschiebbar sind.
Der erste Schaltfinger 4a, der dritte Schaltfinger 4c und der fünfte Schaltfinger 4e sind für eine Drehung der Schaltwelle 3 im Uhrzeigersinn 12 wirksam ausgebildet und hierzu benachbart zu den Mitnehmern 5 umfangsseitig im Uhrzeigersinn 12 versetzt angeordnet. Der zweite Schaltfinger 4b und der vierte Schaltfinger 4d sind für eine Drehung der Schaltwelle 3 im Gegenuhrzeigersinn 13 wirksam ausgebildet und hierzu benachbart zu den Mitnehmern 5 umfangsseitig im Gegenuhrzeigersinn 13 versetzt angeordnet.
Der erste Mitnehmer 5a ist mit zwei axial und tangential beabstandeten Mitnehmerarmen 14a und 14b versehen. Der erste Mitnehmerarm 14a ist auf der tangential im Uhrzeigersinn 12 liegenden Seite angeordnet und weist eine innere Druckfläche 15a auf, die weitgehend normal, also senkrecht zu den Längsachsen der Schaltstangen ausgerichtet ist und durch eine entsprechende Axialverschiebung 9 der Schaltwelle 3 mit dem ersten Schaltfinger 4a in Stellkontakt bringbar ist. Der zweite Mitnehmerarm 14b ist auf der tangential im Gegenuhrzeigersinn 13 liegenden Seite angeordnet und weist eine, hier nicht sichtbare, innere Druckfläche 15b auf, die weitgehend normal, also senkrecht zu den Längsachsen der Schaltstangen ausgerichtet ist und durch eine entsprechende Axialverschiebung 9 der Schaltwelle 3, wie es in 2 abgebildet ist, mit dem zweiten Schaltfinger 4b in Stellkontakt bringbar ist.
Der zweite Mitnehmer 5b ist mit einem Mitnehmerarm 14a versehen, der auf der tangential im Uhrzeigersinn 12 liegenden Seite angeordnet ist und eine innere Druckfläche 15a aufweist, die weitgehend normal zu den Schaltstangen ausgerichtet ist und durch eine entsprechende Axialverschiebung 9 der Schaltwelle 3 mit dem dritten Schaltfinger 4c in Stellkontakt bringbar ist. Des weiteren ist dem zweiten Mitnehmer 5b ein Kipphebel 16a mit einer inneren Druckflä che 17a zugeordnet, die auf der tangential im Uhrzeigersinn 12 liegenden Seite angeordnet ist, weitgehend normal zu den Schaltstangen ausgerichtet ist, und durch eine entsprechende Axialverschiebung 9 der Schaltwelle 3, wie es in 2 abgebildet ist, mit dem fünften Schaltfinger 4e in Stellkontakt bring bar ist.
Der Kipphebel 16a ist um einen in dem axial benachbarten dritten Mitnehmer 5c befestigten achsparallelen Achsbolzen 18a schwenkbar gelagert und steht über eine bezüglich seiner Drehachse diagonal gegenüberliegende äußere Druckfläche 19a mit einer inneren Druckfläche 20a des zweiten Mitnehmers 5b in Stellkontakt.
Der dritte Mitnehmer 5c ist mit einem Mitnehmerarm 14b versehen, der auf der tangential im Gegenuhrzeigersinn 13 liegenden Seite angeordnet ist und eine innere Druckfläche 15b aufweist, die weitgehend normal zu den Schaltstangen ausgerichtet ist und durch eine entsprechende Axialverschiebung 9 der Schaltwelle 3 mit dem vierten Schaltfinger 4d in Stellkontakt bringbar ist.
Des Weiteren ist dem dritten Mitnehmer 5c ein Kipphebel 16b mit einer inneren Druckfläche 17b zugeordnet, die auf der tangential im Gegenuhrzeigersinn 13 liegenden Seite angeordnet ist, weitgehend normal zu den Schaltstangen ausgerichtet ist, und durch eine entsprechende Axialverschiebung 9 der Schaltwelle 3 ebenfalls mit dem vierten Schaltfinger 4d in Stellkontakt bringbar ist. Der Kipphebel 16b ist um einen in dem axial benachbarten vierten Mitnehmer 5d befestigten achsparallelen Achsbolzen 18b schwenkbar gelagert und steht über eine bezüglich seiner Drehachse diagonal gegenüberliegende äußere Druckfläche 19b mit einer inneren Druckfläche 20b des dritten Mitnehmers 5c in Stellkontakt.
Der vierte Mitnehmer 5d ist mit einem Mitnehmerarm 14a versehen, der auf der tangential im Uhrzeigersinn 12 liegenden Seite angeordnet ist und eine innere Druckfläche 15a aufweist, die weitgehend normal zu den Schaltstangen ausgerichtet ist und durch eine entsprechende Axialverschiebung 9 der Schaltwelle 3 mit dem fünften Schaltfinger 4e in Stellkontakt bringbar ist.
Demzufolge besteht in einer ersten, links von der in 2 abgebildeten Axialstellung liegenden Axialstellung der Schaltwelle 3, die einer ersten Schaltgasse des zugeordneten Handschalthebels entspricht, nur bei einer Drehung der Schaltwelle 3 im Uhrzeigersinn 12 eine Stellverbindung zwischen der Schaltwelle 3 und der mit dem ersten Mitnehmer 5a verbundenen ersten Schaltstange, wobei die erste Schaltstange zum Einlegen des betreffenden Gangs normal in die Zeichenebene von 2 hinein verschoben wird.
In einer zweiten, in 2 explizit abgebildeten Axialstellung der Schaltwelle 3, die einer zweiten Schaltgasse des zugeordneten Handschalthebels entspricht, besteht bei einer Drehung der Schaltwelle 3 im Uhrzeigersinn 12 eine Stellverbindung zwischen der Schaltwelle 3 und der mit dem zweiten Mitnehmer 5b verbundenen zweiten Schaltstange, wobei die zweite Schaltstange zum Einlegen des betreffenden Gangs aufgrund der Umlenkung durch den Kipphebel 16a normal aus der Zeichenebene von 2 heraus verschoben wird, und bei einer Drehung der Schaltwelle 3 im Gegenuhrzeigersinn 13 eine Stellverbindung zwischen der Schaltwelle 3 und der ersten Schaltstange, wobei die erste Schaltstange zum Einlegen des betreffenden Gangs ebenfalls normal aus der Zeichenebene von 2 heraus verschoben wird.
In einer dritten, rechts von der in 2 abgebildeten Axialstellung liegenden Axialstellung der Schaltwelle 3, die einer dritten Schaltgasse des zugeordneten Handschalthebels entspricht, besteht bei einer Drehung der Schaltwelle 3 im Uhrzeigersinn 12 eine Stellverbindung zwischen der Schaltwelle 3 und der zweiten Schaltstange, wobei die zweite Schaltstange zum Einlegen des betreffenden Gangs normal in die Zeichenebene von 2 hinein verschoben wird, und bei einer Drehung der Schaltwelle 3 im Gegenuhrzeigersinn 13 eine Stellverbindung zwischen der Schaltwelle 3 und der mit dem dritten Mitnehmer 5c verbundenen dritten Schaltstange, wobei die dritte Schaltstange zum Einlegen des betreffenden Gangs normal aus der Zeichenebene von 2 heraus verschoben wird.
In einer vierten, weiter rechts von der in 2 abgebildeten Axialstellung liegenden Axialstellung der Schaltwelle 3, die einer vierten Schaltgasse des zugeordneten Handschalthebels entspricht, besteht bei einer Drehung der Schaltwelle 3 im Uhrzeigersinn 12 eine Stellverbindung zwischen der Schaltwelle 3 und der mit dem vierten Mitnehmer 5d verbundenen vierten Schaltstange, wobei die vierte Schaltstange zum Einlegen des betreffenden Gangs normal in die Zeichenebene von 2 hinein verschoben wird, und bei einer Drehung der Schaltwelle 3 im Gegenuhrzeigersinn 13 eine Stellverbindung zwischen der Schaltwelle 3 und der dritten Schaltstange, wobei die dritte Schaltstange zum Einlegen des betreffenden Gangs aufgrund der Umlenkung durch den Kipphebel 16b ebenfalls normal in die Zeichenebene von 2 hinein verschoben wird.
Zur beidseitigen Arretierung der in den jeweiligen Axialstellungen der Schaltwelle 3 nicht gekoppelten Schaltstangen und zur einseitigen Arretierung der jeweils gekoppelten Schaltstangen in axialer Richtung der der aktuellen Schaltgasse jeweils nicht zugeordneten Gänge weisen die Mitnehmer 5 bezüglich ihrer Bewegungsachsen 11 axial außen beidseitig jeweils eine Sperrkante 21b auf, die jeweils mit einer Sperrfläche 22a eines zugeordneten Sperrbalkens 23a, 23b zusammenwirkt.
Die beiden Sperrbalken 23a, 23b sind achsparallel zu der Schaltwelle 3 angeordnet und zusammen mit der Schaltwelle 3 axial verschiebbar gelagert. An ihren Sperrflächen 22a weisen die beiden Sperrbalken 23a, 23b jeweils mehrere axial beabstandete Ausnehmungen 24a, 24b zur positionsabhängigen Entsperrung jeweils eines Mitnehmers 5 in der entsprechenden Axialrichtung auf. Die axiale Verschiebbarkeit der Sperrbalken 23a, 23b wird dadurch erzielt, dass diese über zwei axial endseitige Trägerbleche 25a, 25b miteinander verbunden sind, die über entsprechend übermaßige Bohrungen drehbar und über zwei fest mit der Schaltwelle 3 verbundene Ringelemente 26a, 26b axialfest auf der Schaltwelle 3 gelagert sind. Ein Mitdrehen der Sperrbalken 23a, 23b wird ohne weitere Vorkehrungen dadurch verhindert, dass die Sperrflächen 22a der Sperrbalken 23a, 23b an den Sperrkanten 21b der jeweils nicht bzw. in der betreffenden Richtung nicht axial verschiebbaren Mitnehmer 5 anliegen.
Der erste Schaltfinger 4a ist einstückig mit dem ersten Ringelement 26a verbunden, wogegen die übrigen Schaltfinger 4b, 4c, 4c, 4e einstückig mit einem Rohrelement 27 verbunden sind, das zwischen den Ringelementen 26a, 26b drehfest und axialfest auf der Schaltwelle 3 angeordnet ist, und an dem auch der Wählhebel 7 befestigt ist.

1: Konvertierungsvorrichtung
2: Blickrichtung
3: Schaltwelle
4: Schaltfinger
4a: erster Schaltfinger
4b: zweiter Schaltfinger
4c: dritter Schaltfinger
4d: vierter Schaltfinger
4e: fünfter Schaltfinger
5: Mitnehmer
5a: erster Mitnehmer
5b: zweiter Mitnehmer
5c: dritter Mitnehmer
5d: vierter Mitnehmer
6: Verbindungselement
7: Wählhebel
8: Schalthebel
9: Axialverschiebung
10: Drehung
11: Bewegungsachse
12: Uhrzeigersinn
13: Gegenuhrzeigersinn
14a: Mitnehmerarm
14b: Mitnehmerarm
15a: innere Druckfläche
15b: innere Druckfläche
16a: Kipphebel
16b: Kipphebel
17a: innere Druckfläche
17b: innere Druckfläche
18a: Achsbolzen
18b: Achsbolzen
19a: äußere Druckfläche
19b: äußere Druckfläche
20a: innere Druckfläche
20b: innere Druckfläche
21b: Sperrkante
22a: Sperrfläche
23a: Sperrbalken
23b: Sperrbalken
24a: Ausnehmung
24b: Ausnehmung
25a: Trägerblech
25b: Trägerblech
26a: Ringelement
26b: Ringelement
27: Rohrelement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 3934733 A1 [0008]
- DE 4137143 A1 [0010]
- DE 10305241 A1 [0011]
- DE 10343991 A1 [0014]
- FR 2815103 A1 [0017]
- DE 10231547 A1 [0019, 0029]
- DE 10253471 A1 [0022]
- DE 10316163 A1 [0023]
- DE 102004006682 A1 [0025]

Claims

Schaltvorrichtung eines manuell schaltbaren Kfz-Getriebes, bei dem mehrere Gänge unterschiedlicher Übersetzung durch jeweils einen Gangradsatz mit einem drehfest auf einer Getriebewelle angeordneten Festrad und einem drehbar auf einer anderen Getriebewelle gelagerten Losrad gebildet sind, die Gänge getriebeintern durch das Ein- und Ausrücken jeweils einer zwischen dem betreffenden Losrad und der zugeordneten Getriebewelle angeordneten Gangkupplung ein- und auslegbar sind, und die meisten Gangkupplungen paarweise in Schaltpaketen zusammengefasst sind, die formschlüssig mit jeweils einer axial verschiebbaren Schaltstange in Stellverbindung stehen, wobei mindestens ein Schaltpaket die Gangkupplungen von zwei nicht aufeinander folgenden Gängen enthält, und eine Konvertierungsvorrichtung (1) zur getriebeinternen Umsetzung von Wähl- und Schaltbewegungen eines in einem H-Schaltschema oder mehrfach-H-Schaltschema mit jeweils zwei aufeinander folgenden Gängen pro Schaltgasse betätigbaren Handschalthebels vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Konvertierungsvorrichtung (1) eine tangential-normal zu den Schaltstangen angeordnete Schaltwelle (3) mit mehreren axial und/oder umfangsseitig beabstandet angeordneten Schaltfingern (4) und mehrere jeweils starr mit einer zugeordneten Schaltstange verbundene Mitnehmer (5) mit jeweils mindestens einem Mitnahmeelement umfasst, wobei die Schaltwelle (3) über eine Axialverschiebung (9) durch den Kontakt mindestens eines Schaltfingers (4) mit einem Mitnahmeelement selektiv mit mindestens einer und maximal zwei der Schaltstangen koppelbar ist, und die Schaltfinger (4) der Schaltwelle (3) sowie die Mitnahmeelemente der Mitnehmer (5) derart ausgebildet und angeordnet sind, dass jeweils eine Kombination aus einem Schaltfinger (4) und einem Mitnahmeelement nur in einer Drehrichtung (12, 13) der Schaltwelle (3) eine Stellverbindung zur Verschiebung der gekoppelten Schaltstange in eine bestimmte Axialrichtung bildet sowie in der Gegendrehrichtung der Schaltwelle (3) unwirksam ist.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Schaltfinger (4a, 4c, 4e) für eine Drehung der Schaltwelle (3) im Uhrzeigersinn (12) wirksam ausgebildet ist, dass mindestens ein zugeordnetes Mitnahmeelement eines der Mitnehmer (5a, 5b, 5d) als ein Mitnehmerarm (14a) mit einer inneren Druckfläche (15a) ausgebildet ist, die auf der tangential im Uhrzeigersinn (12) liegenden Seite angeordnet ist, weitgehend normal zu den Schaltstangen ausgerichtet ist, und in einer bestimmten Axialstellung der Schaltwelle (3) mit dem betreffenden Schaltfinger (4a, 4c, 4e) in Stellkontakt steht.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Schaltfinger (4b, 4d) für eine Drehung der Schaltwelle (3) im Gegenuhrzeigersinn (13) wirksam ausgebildet ist, dass mindestens ein zugeordnetes Mitnahmeelement eines der Mitnehmer (5a, 5c) als ein Mitnehmerarm (14b) mit einer inneren Druckfläche (15b) ausgebildet ist, die auf der tangential im Gegenuhrzeigersinn (13) liegenden Seite angeordnet ist, weitgehend normal zu den Schaltstangen ausgerichtet ist, und in einer bestimmten Axialstellung der Schaltwelle (3) mit dem betreffenden Schaltfinger (4b, 4d) in Stellkontakt steht.
Schaltvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Schaltfinger (4e) für eine Drehung der Schaltwelle (3) im Uhrzeigersinn (12) wirksam ausgebildet ist, dass mindestens einem der Mitnehmer (5b) ein Kipphebel (16a) mit einer inneren Druckfläche (17a) zugeordnet ist, die auf der tangential im Uhrzeigersinn (12) liegenden Seite angeordnet ist, weitgehend normal zu den Schaltstangen ausgerichtet ist, und in einer bestimmten Axialstellung der Schaltwelle (3) mit dem betreffenden Schaltfinger (4e) in Stellkontakt steht, wobei der Kipphebel (16a) um eine zu der Schaltwelle (3) achsparallele Drehachse schwenkbar gelagert ist und über eine bezüglich der Drehachse diagonal ge genüberliegende äußere Druckfläche (19a) mit einer inneren Druckfläche (20a) des betreffenden Mitnehmers (5b) in Stellkontakt steht.
Schaltvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Schaltfinger (4d) für eine Drehung der Schaltwelle (3) im Gegenuhrzeigersinn (13) wirksam ausgebildet ist, dass mindestens einem der Mitnehmer (5c) ein Kipphebel (16b) mit einer inneren Druckfläche (17b) zugeordnet ist, die auf der tangential im Gegenuhrzeigersinn (13) liegenden Seite angeordnet ist, weitgehend normal zu den Schaltstangen ausgerichtet ist, und in einer bestimmten Axialstellung der Schaltwelle (3) mit dem betreffenden Schaltfinger (4d) in Stellkontakt steht, wobei der Kipphebel (16b) um eine zu der Schaltwelle (3) achsparallele Drehachse schwenkbar gelagert ist und über eine bezüglich der Drehachse diagonal gegenüberliegende äußere Druckfläche (19b) mit einer inneren Druckfläche (20b) des betreffenden Mitnehmers (5c) in Stellkontakt steht.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kipphebel (16a, 16b) drehbar auf einem Achsbolzen (18a, 18b) gelagert ist, der in einem dem zugeordneten Mitnehmer (5b, 5c) axial gegenüberliegend benachbarten und in der entsprechenden Axialstellung der Schaltwelle (3) arretierten Mitnehmer (5c, 5d) befestigt ist.
Schaltvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmer (5) bezüglich ihrer Bewegungsachsen (11) axial außen beidseitig jeweils eine Sperrkante (21b) aufweisen, die jeweils mit einer Sperrfläche (22a) eines zugeordneten Sperrbalkens (23a, 23b) zusammenwirkt, der jeweils achsparallel zu der Schalt-welle (3) angeordnet ist, zusammen mit der Schaltwelle (3) axial verschiebbar ist, und an seiner Sperrfläche (22a) mehrere axial beabstandete Ausnehmungen (24a, 24b) zur positionsabhängigen Entsperrung jeweils eines Mitnehmers (5) aufweist.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Sperrbalken (23a, 23b) über zwei axial endseitige Trägerbleche (25a, 25b) miteinander verbunden sind, die drehbar und axialfest auf der Schaltwelle (3) gelagert sind.
Schaltvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile (3 bis 27) der Konvertierungsvorrichtung (1) in einem vormontierbaren Konvertierungsmodul zusammengefasst sind.