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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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
kreuzen. Demnach sind die Schaltwelle und die Schaltstangen in unterschiedlichen Ebenen
angeordnet.
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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 und des Mitnehmers
axial verschoben und damit ein der Schaltstange zugeordneter Gang
eingelegt, sowie bei einer Gegenbewegung entsprechend ausgelegt.
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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 zwischen zwei aufeinander
folgenden Gängen das Auslegen des anfangs einge legten Lastgangs
und das Synchronisieren und Einlegen des einzulegenden Zielgangs
teilweise zeitlich überschnitten erfolgen, wodurch der
Schaltvorgang insgesamt beschleunigt abläuft.
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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.
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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 Trennkupplung und somit ohne Zugkraftunterbrechung
durchgeführt werden. Da ein derartiger Steuerungsablauf
relativ komplex ist, sind alle bekannten Doppelkupplungsgetriebe
automatisiert ausgebildet, welches einen hohen steuerungstechnischen
Aufwand, wie ein Getriebesteuergerät, Schalt- und Kupplungssteller
sowie Drehzahl- und Positionssensoren, erfordert.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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 und der Schaltpakete nicht geeignet. Zudem
weist diese Schaltvorrichtung einen ungünstig komplexen
Aufbau und einen entsprechend hohen Bauraumbedarf auf.
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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 Schalfinger
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 stehen. Die Schaltschwingen 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.
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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.
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Die
Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen Anspruchs
1, während vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen
der Erfindung in den Unteransprüchen definiert sind.
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Demnach
geht die Erfindung aus von einer 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
sind, 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.
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Des
Weiteren ist vorgesehen, dass die Konvertierungsvorrichtung eine
Schaltwelle mit einem Schaltfinger und mehrere Kopplungselemente
mit jeweils einem Mitnehmer und mindestens eine Kulissenführung
umfasst, wobei die Kopplungselemente tangential-normal zu den Schaltstangen
angeordnet und tangentialbeweglich gelagert sind, wobei die Schaltwelle
senkrecht zu der tangentialen Bewegungsachse der Kopplungselemente
angeordnet und über eine Axialverschiebung durch den Eingriff
des Schaltfingers in einen der Mitnehmer selektiv mit einem der
Kopplungselemente koppelbar ist, und wobei in jeder Kulissenführung
eines Kopplungselementes jeweils ein Führungsbolzen einer
Schaltstange eingreift, der ein Gang einer gemeinsamen Schaltgasse
zugeordnet ist.
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Die
Konvertierungsvorrichtung der erfindungsgemäßen
Schaltvorrichtung ist relativ einfach und Platz sparend aufgebaut
sowie universell verwendbar, also bei Schaltgetrieben mit unterschiedlicher
Anordnung der Gangradsätze und Zuordnung der Gangkupplungen
zu den Schaltpaketen und Schaltstangen einsetzbar. Durch eine Axialverschiebung
der Schaltwelle, die einer Wählbewegung eines zugeordneten
Handschalthebels entspricht, wird diese durch den Eingriff des Schaltfingers
in einen von mehreren Mitnehmern mit dem betreffenden Kopplungselement
gekoppelt. Da das Kopplungselement über mindestens eine,
maximal zwei Kulissenführungen und in diese eingreifende
Führungsbolzen mit mindestens einer oder maximal zwei Schaltstangen in
Stellverbindung steht, wird eine Drehung der Schaltwelle um ihre
Längsachse, die einer Schaltbewegung des Handschalthebels
innerhalb der gewählten Schaltgasse entspricht, in eine
Tangentialverschiebung des Kopplungselementes entlang seiner Längsachse
umgesetzt, dabei über die betreffende Kulissenführung
und den darin eingreifenden Führungsbolzen um etwa 90° umgelenkt,
und somit die zugeordnete Schaltstange axial verschoben, wodurch
die Gangkupplung des betreffenden Gangs ein- oder ausgerückt
wird.
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Durch
die Anzahl und die Ausgestaltung der Kulissenführungen
kann ein Kopplungselement mit nur einer Schaltstange oder mit zwei
Schaltstangen gekoppelt sein, wobei bei einer Kopplung mit zwei Schaltstangen
jeweils nur ein Gang pro Schaltstange ein- und auslegbar ist. Die
Konvertierungsvorrichtung kann somit auf einfache Weise, nämlich
durch eine entsprechende Ausbildung der Kopplungselemente, an verschiedene
Schaltgetriebe mit unterschiedlicher getriebeinterner Anordnung
der Gangradsätze und Zuordnung der Gangkupplungen angepasst
werden.
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Die
Kopplungselemente der Konvertierungsvorrichtung können
in vielfältiger Weise ausgeführt und in unterschiedlicher
Weise an den Schaltstangen angeordnet sein. Im Hinblick auf geringe
Herstellungskosten und einen geringen Bauraumbedarf ist es jedoch
besonders vorteilhaft, wenn die Kopplungselemente als Profilbleche
ausgebildet sind, bei denen die zugeordneten Kulissenführungen
in Form von Führungsschlitzen mit jeweils zwei zueinander weitgehend
parallelen Steuerkanten ausgeführt sind. Die Profilbleche
können kostengünstig als Blechpressteile und Blechstanzteile
hergestellt werden, wobei die Führungsschlitze entweder
ausgestanzt oder, z. B. mit einer Laserschneideanlage, ausgeschnitten
werden können. Aufgrund der flachen Bauweise der Profilbleche
erfordert die Konvertierungsvorrichtung einen relativ geringen Bauraum.
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Eine
weitere Einsparung von Bauraum ist zudem dadurch erzielbar, dass
die Profilbleche bezüglich der Schaltstangen zumindest
teilweise radial übereinander angeordnet sind. Durch eine
derartige Anordnung der Profilbleche in einem so genannten „Kopplungspaket"
ergeben sich eine besonders kompakte Bauweise aller Bauteile und
die Möglichkeit einer gemeinsamen Lagerung der Profilbleche.
Zudem können die Bauteile der Konvertierungsvorrichtung hierdurch
in einem in dem betreffenden Schaltgetriebe geschlossen montierbaren
Konvertierungsmodul mit Gehäuse zusammengefasst werden.
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Um
die gewünschte Funktionalität auf möglichst
einfache Weise zu erreichen, ist gemäß einer Weiterbildung
vorgesehen, dass ein Führungsbolzen einer Schaltstange,
der zwei Gänge unterschiedlicher Schaltgassen zugeordnet
sind, in jeweils einen Führungsschlitz von zwei Profilblechen
eingreift, denen die Schaltgassen mit jeweils einem der beiden Gänge
zugeordnet sind. Die beiden Führungsschlitze sind jeweils
bevorzugt derart ausgebildet, dass sie bezüglich der tangentialen
Bewegungsachse der Profilbleche im Bereich der Bolzen-Schaltposition des
nicht zugeordneten Gangs parallel verlaufen, im Bereich der Bolzen-Schaltposition
des zugeordneten Gangs seitlich in die Einrückrichtung
der Gangkupplung des betreffenden Gangs gekrümmt sind,
und im Bereich der Bolzen-Neutralposition parallel verlaufen sowie
auf der der Krümmung gegenüberliegenden Seite
jeweils eine Ausnehmung zur Entsperrung des anderen Gangs der betreffenden
Schaltstange aufweisen. Dabei ist es bei ausreichend großem
Abstand der beiden Führungsbolzen auch möglich, dass
die beiden Führungsschlitze im Bereich ihrer parallelen
Abschnitte ineinander übergehen, so dass ein gemeinsamer
paralleler Abschnitt der ineinander übergehenden Führungsschlitze
zur Führung beider Führungsbolzen genutzt wird.
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Wenn
dagegen die Zuordnung der Gänge zu einem Schaltpaket mit
der Zuordnung zu einer gemeinsamen Schaltgasse des Handschalthebels übereinstimmt,
ist zweckmäßig vorgesehen, dass der Führungsbolzen
der betreffenden Schaltstange, der zwei Gänge derselben
Schaltgasse zugeordnet sind, in einen gemeinsamen Führungsschlitz
eines einzigen Profilblechs eingreift, dem die Schaltgasse mit den
betreffenden zwei Gängen zugeordnet ist. Der betreffende Führungsschlitz
ist bevorzugt derart ausgebildet, dass dieser bezüglich
der tangentialen Bewegungsachse des Profilblechs im Bereich der
Bolzen-Schaltposition des ersten zugeordneten Gangs seitlich in
die Einrückrichtung der Gangkupplung des ersten Gangs gekrümmt
ist, im Bereich der Bolzen-Schaltposition des zweiten zugeordneten
Gangs seitlich gegenüberliegend in die Einrückrichtung
der Gangkupplung des zweiten Gangs gekrümmt ist, und im
Bereich der der Bolzen-Neutralposition parallel verläuft.
Eine Ausnehmung im Bereich der Neutralstellung des Führungsbolzens
ist in diesem Fall nicht erforderlich, da die betreffende Schaltstange
mit dem Führungsbolzen nur über diesen einen Führungsschlitz
des betreffenden Profilblechs betätigt wird.
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Wenn
ein Schaltpaket jedoch nur eine einzige Gangkupplung eines Gangs
enthält und somit der betreffenden Schaltstange nur dieser
eine Gang zugeordnet ist, so ist zweckmäßig vorgesehen,
dass der Führungsbolzen der betreffenden Schaltstange in
einen Führungsschlitz eines einzigen Profilblechs eingreift,
dem die Schaltgasse mit dem betreffenden Gang zugeordnet ist. Der
betreffende Führungsschlitz ist bevorzugt derart ausgebildet,
dass dieser bezüglich der tangentialen Bewegungsrichtung
des Profilblechs im Bereich der Bolzen-Schaltposition des zugeordneten
Gangs seitlich in die Einrückrichtung der Gangkupplung
des betreffenden Gangs gekrümmt ist und im Bereich der
Bolzen-Neutralstellung parallel verläuft.
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Die
tangentialbewegliche Lagerung der Profilbleche ist bevorzugt derart
ausgebildet, dass zumindest eines der Profilbleche beidseitig in
gehäusefesten Führungsschienen tangential entlang
seiner Längserstreckung beweglich gelagert ist, und dass mindestens
ein weiteres Profilblech einseitig in einer gehäusefesten
Führungsschiene sowie gegenüberliegend in einer
an dem anderen Profilblech angeordneten Führungsschiene
tangentialbeweglich gelagert ist, wobei das andere Profilblech beidseitig
in gehäusefesten Führungsschienen gelagert ist.
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Durch
die einseitige Lagerung gegenüber dem anderen Profilblech
braucht dieses erstgenannte Profilblech nicht die gesamte Breite
zwischen den beiden gehäusefesten Führungsschienen
zu überspannen. Mit einer entsprechenden Lagerung können
somit zwei Profilbleche, die unabhängig voneinander tangentialbeweglich
sind, Platz sparend in einer gemeinsamen Ebene nebeneinander angeordnet sein.
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Die
Schaltwelle kann vorteilhaft in einem beliebigen Winkel und normal
zu der tangentialen Bewegungsachse der Profilbleche angeordnet sein,
wobei die Mitnehmer der Profilbleche zur stelltechnischen Kopplung
mit dem Schaltfinger der Schaltwelle entsprechend rechtwinklig zu
der Längsachse der Schaltwelle abgewinkelt sind.
-
Zur
Reduzierung der Stellkräfte zum Ein- und Auslegen der Gänge
sind die Führungsbolzen vorteilhaft jeweils mit einem Nadellager
versehen, deren Außenringe mit den Steuerkanten der zugeordneten Führungsschlitze
in Kontakt sind. Alternativ oder ergänzend hierzu können
die Führungsbolzen und/oder die Steuerkanten der Führungsschlitze auch
jeweils mit einer Gleitbeschichtung, wie z. B. mit einer Teflonbeschichtung,
versehen sein.
-
Zur
Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung
mit Ausführungsbeispielen beigefügt.
-
In
dieser zeigt
-
1 eine
perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform der
Konvertierungsvorrichtung einer erfindungsgemäßen
Schaltvorrichtung mit einer Schaltwelle und mehreren Profilblechen,
-
2 eine
Draufsicht auf die Konvertierungsvorrichtung gemäß 1 senkrecht
auf die Profilbleche,
-
3 eine
perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der
Konvertierungsvorrichtung einer erfindungsgemäßen
Schaltvorrichtung mit einer Schaltwelle und mehreren Profilble chen,
-
4 eine
Draufsicht auf die Konvertierungsvorrichtung gemäß 3 senkrecht
auf die Profilbleche,
-
5a eine
Draufsicht auf ein erstes und ein drittes Profilblech der Konvertierungsvorrichtung
gemäß 2 und 4 mit vier
zugeordneten Schaltstangen in einer Neutralstellung beider Pro filbleche,
-
5b eine
Draufsicht auf die beiden Profilbleche und die vier zugeordneten
Schaltstangen gemäß 5a in
einer ersten Schaltstellung des ersten Profilblechs,
-
5c eine
Draufsicht auf die beiden Profilbleche und die vier zugeordneten
Schaltstangen gemäß 5a in
einer zweiten Schaltstellung des ersten Profilblechs,
-
5d eine
Draufsicht auf die beiden Profilbleche und die vier zugeordneten
Schaltstangen gemäß 5a in
einer ersten Schaltstellung des dritten Profilblechs,
-
5e eine
Draufsicht auf die beiden Profilbleche und die vier zugeordneten
Schaltstangen gemäß 5a in
einer zweiten Schaltstellung des dritten Profilblechs,
-
6a eine
Draufsicht auf ein zweites Profilblech der Konvertierungsvorrichtung
gemäß 2 und 4 mit zwei
zugeordneten Schaltstangen in einer Neutralstellung des zweiten
Profilblechs,
-
6b eine
Draufsicht auf das Profilblech und die beiden zugeordneten Schaltstangen
gemäß 6a in
einer ersten Schaltstellung des zweiten Profilblechs,
-
6c eine
Draufsicht auf das Profilblech und die beiden zugeordneten Schaltstangen
gemäß 6a in
einer zweiten Schaltstellung des zweiten Profilblechs,
-
7a eine
Draufsicht auf ein viertes Profilblech der Konvertierungsvorrichtung
gemäß 2 und 4 mit einer
zugeordneten Schaltstange in einer Neutralstellung des vierten Profilblechs
und
-
7b eine
Draufsicht auf das Profilblech und die zugeordnete Schaltstange
gemäß 7a in einer
Schaltstellung des vierten Profilblechs.
-
Eine
erste Ausführungsform einer Konvertierungsvorrichtung 1.1 der
erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung ist in 1 in
einer perspektivischen Ansicht und in 2 in einer
radialen Draufsicht dargestellt. Die Konvertierungsvorrichtung 1.1 umfasst eine
Schaltwelle 2 mit einem Schaltfinger 3 und mehrere
Kopplungselemente 6 mit jeweils einem Mitnehmer 14, 24, 34, 44 sowie
maximal zwei Kulissenführungen 7. Die Schaltwelle 2 ist
axialverschiebbar sowie um ihre Längsachse drehbar gelagert
und weist zur Einleitung einer Axialkraft bzw. einer Axialverschiebung
einen Wählhebel 4 sowie zur Einleitung eines Drehmomentes
bzw. einer Drehbewegung einen Schalthebel 5 auf.
-
Die
Kopplungselemente 6 sind vorliegend als Profilbleche 11, 21, 31, 41 ausgebildet,
bei denen die zugeordneten Kulissenführungen 7 jeweils
in Form von Führungsschlitzen 12, 13, 22, 23, 32, 33, 42 mit
jeweils zwei zueinander weitgehend parallelen Steuerkanten ausgeführt
sind. Die Profilbleche 11, 21, 31, 41 sind
bezüglich zugeordneter Schaltstangen 15, 25, 35, 45 tangentialnormal
angeordnet. Sie erstrecken sich daher in unterschiedlichen Ebenen oberhalb
und/oder unterhalb der Schaltstangen, wobei die jeweilige Bewegungsachse 10 der
Profilbleche 11, 21, 31, 41 senkrecht
zu den Längsachsen der Schaltstangen 15, 25, 35, 45 ausgerichtet
ist. Demnach sind die Profilbleche 11, 21, 31, 41 zumindest teilweise
radial übereinander angeordnet und entsprechend der angegebenen
Bewegungsachse 10 jeweils tangential verschiebbar gelagert.
-
Hierzu
ist das zweite Profilblech 21 beidseitig in gehäusefesten
Führungsschienen 8, 9 und die übrigen
Profilbleche 11, 31, 41 jeweils einseitig
in einer gehäusefesten Führungsschiene 8, 9 und
gegenüberliegend in jeweils einer an dem zweiten Profilblech 21 angeordneten,
in den Figuren jedoch nicht näher dargestellten Führungsschiene
tangentialbeweglich gelagert. In jeden Führungsschlitz 12, 13, 22, 23, 32, 33, 42 der
Profilbleche 11, 21, 31, 41 greift
jeweils ein Führungsbolzen 16, 26, 36, 46 einer
zugeordneten Schaltstange 15, 25, 35, 45 ein,
wodurch eine permanente Stellverbindung zwischen den Profilblechen 11, 21, 31, 41 und
den jeweils zugeordneten Schaltstangen 15, 25, 35, 45 besteht.
-
Die
Mitnehmer 14, 24, 34, 44 der
Profilbleche 15, 25, 35, 45 sind
bezüglich der Schaltwelle 2 axial gestaffelt angeordnet.
Somit wird über eine Axialverschiebung 20 der
Schaltwelle 2, die einer Wählbewegung eines zugeordneten
Handschalthebels entspricht, durch den Eingriff des Schaltfingers 3 in
einen der Mitnehmer 14, 24, 34, 44 selektiv
eine Stellverbindung der Schaltwelle 2 mit einem der Profilbleche 11, 21, 31, 41 hergestellt.
Durch eine Drehung 30 der Schaltwelle 2 um ihre
Längsachse, die einer Schaltbewegung des zugeordneten Handschalthebels
innerhalb der gewählten Schaltgasse entspricht, wird das
durch den zuvor erfolgten Wählvorgang gekoppelte Profilblech 11, 21, 31, 41 der
Länge nach verschoben sowie über den Eingriff
eines Führungsbolzens 16, 26, 36, 46 in
einen der Führungsschlitze 12, 13, 22, 23, 32, 33, 42 eine
zugeordnete Schaltstange 15, 25, 35, 45 axial
verschoben und damit ein zugeordneter Gang G1, G2, G3, G4, G5, G6
bzw. R ein- oder ausgelegt.
-
Unter
Zugrundelegung des in 1 und 2 beispielhaft
angegebenen Schaltschemas 40 der Schaltwelle 2 wird
nachfolgend anhand der 5a bis 7b die Übertragung
alter Schaltvorgänge von der Schaltwelle 2 auf
die jeweils betreffende Schaltstange 15, 25, 35, 45 näher
erläutert.
-
In 5a sind
das erste Profilblech 11 und das dritte Profilblech 31 zusammen
mit den mit diesen in Stellverbindung stehenden Schaltstangen 15, 25, 35, 45 in
einer Draufsicht entsprechend 2 abgebildet,
wobei sich alle abgebildeten Bauteile in ihrer Neutralstellung befinden.
-
Durch
eine entsprechende Stellverbindung steht die erste Schaltstange 15 mit
einem Schaltpaket in Verbindung, das vorliegend nur die Gangkupplung
des zweiten Gangs G2 beinhaltet, so dass der ersten Schaltstange 15 nur
der zweite Gang G2 zugeordnet ist, wobei die erforderliche Axialverschiebung
zum Einlegen des zweiten Gangs G2 mit einem Richtungspfeil angegeben
ist. Die erste Schaltstange 15 steht durch den Eingriff
ihres Führungsbolzens 16 in einen ersten Führungsschlitz 12 des
ersten Profilblechs 11 mit diesem in Stellverbindung. Der
erste Führungsschlitz 12 verläuft bezüglich
der tangentialen Bewegungsachse 10 im Bereich der Bolzen-Schaltposition 49 eines
vorliegend fiktiven nicht zugeordneten Gangs sowie im Bereich der
Bolzen-Neutralposition 48 parallel, ist im Bereich der Bolzen-Schaltposition 47 des
zugeordneten zweiten Gangs G2 seitlich in die Einrückrichtung
der Gangkupplung des zweiten Gangs G2 gekrümmt, und weist
im Bereich der Bolzen-Neutralposition 48 auf der der Krümmung
gegenüberliegenden Seite eine Ausnehmung 50 zur
Entsperrung des fiktiven anderen Gangs der ersten Schaltstange 15 auf.
-
Ebenso
steht die zweite Schaltstange 25 durch eine entsprechende
Stellverbindung mit einem Schaltpaket in Verbindung, in dem vorliegend
die Gangkupplungen des ersten Gangs G1 und des dritten Gangs G3
zusammengefasst sind, so dass der zweiten Schaltstange 25 der
erste Gang G1 und der dritte Gang G3 zugeordnet sind, wobei die
erforderlichen Axialverschiebungen zum Einlegen der Gänge G1
bzw. G3 mit Richtungspfeilen angegeben sind. Die zweite Schaltstange 25 steht
durch den Eingriff ihres Führungsbolzens 26 in
einen zweiten Führungsschlitz 13 des ersten Profilblechs 11 ebenfalls mit
diesem in Stellverbindung. Der zweite Führungsschlitz 13 verläuft
bezüglich der tangentialen Bewegungsachse 10 im
Bereich der Bolzen-Schaltposition 49 des nicht zugeordneten
dritten Gangs G3 sowie im Bereich der Bolzen-Neutralposition 48 parallel,
ist im Bereich der Bolzen-Schaltposition 47 des zugeordneten
ersten Gangs G1 seitlich in die Einrückrichtung der Gangkupplung
des ersten Gangs G1 gekrümmt, und weist im Bereich der
Bolzen-Neutralposition 48 auf der der Krümmung
gegenüberliegenden Seite eine Ausnehmung 50 zur
Entsperrung des dritten Gangs G3 auf, der mittels des zweiten Profilblechs 21 ein-
und ausgelegt wird.
-
Beide
Führungsschlitze 12 und 13 sind im Bereich
ihrer parallelen Abschnitte überlappend angeordnet bzw.
gehen dort ineinander über. Durch eine Tangentialverschiebung 10 des
ersten Profilblechs 11 sind somit der erste Gang G1 und
der zweite Gang G2 ein- und auslegbar, wobei die beiden betreffenden
Schaltstangen 15, 25 hierzu jeweils in dieselbe
Richtung axial verschoben werden.
-
Die
Schaltstellung des ersten Profilblechs 11 und der zweiten
Schaltstange 25 bei eingelegtem erstem Gang G1 ist in 5b dargestellt.
Die Schaltstellung des ersten Profilblechs 11 und der ersten Schaltstange 15 bei
eingelegtem zweitem Gang G2 ist in 5c abgebildet.
-
Der
dritten Schaltstange 35 sind der vierte Gang G4 und der
sechste Gang G6 zugeordnet, wobei die erforderlichen Axialverschiebungen
zum Einlegen der Gänge G4 und G6 mit Richtungspfeilen angegeben
sind. Die dritte Schaltstange 35 steht durch den Eingriff
ihres Führungsbolzens 36 in einen ersten Führungsschlitz 32 des
dritten Profilblechs 31 mit diesem in Stellverbindung.
Der erste Führungsschlitz 32 des dritten Profilblechs 31 ist
mit spiegelsymmetrischer Anordnung weitgehend identisch zu dem ersten
Führungsschlitz 12 des ersten Profilblechs 11 ausgebildet
und weist im Bereich der Bolzen-Neutralposition 48 auf
der der Krümmung gegenüberliegenden Seite eine Ausnehmung 50 zur
Entsperrung des vierten Gangs G4 auf, der mittels des zweiten Profilblechs 21 ein-
und ausgelegt wird.
-
Der
vierten Schaltstange 45 sind der Rückwärtsgang
R und der fünfte Gang G5 zugeordnet, wobei die erforderlichen
Axialverschiebungen zum Einlegen der Gänge R bzw. G5 mit
Richtungspfeilen angegeben sind. Die vierte Schaltstange 45 steht durch
den Eingriff ihres Führungsbolzens 46 in einen zweiten
Führungsschlitz 33 des dritten Profilblechs 31 ebenfalls
mit diesem in Stellverbindung. Der zweite Führungsschlitz 33 des
dritten Profilblechs 31 ist mit spiegelsymmetrischer Anordnung
weitgehend identisch zu dem zweiten Führungsschlitz 13 des
ersten Profilblechs 11 ausgebildet und weist im Bereich der
Bolzen-Neutralposition 48 auf der der Krümmung gegenüberliegenden
Seite eine Ausnehmung 50 zur Entsperrung des Rückwärtsgangs
R auf, der mittels des vierten Profilblechs 41 ein- und
ausgelegt wird.
-
Analog
zu den Führungsschlitzen 12, 13 des ersten
Profilblechs 11 sind auch die beiden Führungsschlitze 32, 33 des
dritten Profilblechs 31 im Bereich ihrer parallelen Abschnitte überlappend
angeordnet bzw. gehen dort ineinander über. Durch eine
Tangentialverschiebung 10 des dritten Profilblechs 31 sind
somit der fünfte Gang G5 und der sechste Gang G6 ein- und
auslegbar, wobei die beiden betreffenden Schaltstangen 35, 45 hierzu
jeweils in dieselbe Richtung axial verschoben werden. Die Schaltstellung
des dritten Profilblechs 31 und der vierten Schaltstange 45 bei
eingelegtem fünftem Gang G5 ist in 5d dargestellt.
Die Schaltstellung des dritten Profilblechs 31 und der
dritten Schaltstange 35 bei eingelegtem sechstem Gang G6
ist in 5e abgebildet.
-
In 6a ist
das zweite Profilblech 21 zusammen mit den mit diesem in
Stellverbindung befindlichen Schaltstangen 25, 35 in
einer radialen Draufsicht entsprechend 2 abgebildet,
wobei sich alle abgebildeten Bauteile in ihrer Neutralstellung befinden.
-
Wie
schon bekannt ist, sind der zweiten Schaltstange 25 der
erste Gang G1 und der dritte Gang G3 zugeordnet. Die zweite Schaltstange 25 steht
durch den Eingriff ihres Führungsbolzens 26 in einen
radial über dem zweiten Führungsschlitz 13 des
ersten Profilblechs 11 angeordneten ersten Führungsschlitz 22 des
zweiten Profilblechs 21 auch mit diesem in Stellverbindung.
Der erste Führungsschlitz 22 verläuft
bezüglich der tangentialen Bewegungsachse 10 im
Bereich der Bolzen-Schaltposition 49 des nicht zugeordneten
ersten Gangs G1 sowie im Bereich der Bolzen-Neutralposition 48 parallel,
ist im Bereich der Bolzen-Schaltposition 47 des zugeordneten
dritten Gangs G3 seitlich in die Einrückrichtung der Gangkupplung
des dritten Gangs G3 gekrümmt, und weist im Bereich der
Bolzen-Neutralposition 48 auf der der Krümmung
gegenüberliegenden Seite eine Ausnehmung 50 zur
Entsperrung des ersten Gangs G1 auf, der wie oben beschrieben wurde
mittels des ersten Profilblechs 11 ein- und ausgelegt wird.
-
Ebenso
sind der dritten Schaltstange 35 bekanntlich der vierte
Gang G4 und der sechste Gang G6 zugeordnet. Die dritte Schaltstange 35 steht durch
den Eingriff ihres Führungsbolzens 36 in einen radial über
dem ersten Führungsschlitz 32 des dritten Profilblechs 31 angeordneten
zweiten Führungsschlitz 23 des zweiten Profilblechs 21 auch
mit diesem in Stellverbindung. Der zweite Führungsschlitz 23 ist
mit punktsymmetrischer Anordnung weitgehend identisch zu dem ersten
Führungsschlitz 22 ausgebildet und weist im Bereich
der Bolzen-Neutralposition 48 auf der der Krümmung
gegenüberliegenden Seite eine Ausnehmung 50 zur
Entsperrung des sechsten Gangs G6 auf, der mittels des dritten Profilblechs 31 ein-
und ausgelegt wird.
-
Durch
eine Tangentialverschiebung 10 des zweiten Profilblechs 21 sind
somit der dritte Gang G3 und der vierte Gang G4 ein- und auslegbar,
wobei die beiden betreffenden Schaltstangen 25, 35 hierzu
jeweils in entgegengesetzte Richtungen axial verschoben werden.
Die Schaltstellung des zweiten Profilblechs 21 und der
zweiten Schaltstange 25 bei eingelegtem drittem Gang G3 ist
in 6b gezeigt. Die Schaltstellung des zweiten Profilblechs 21 und
der dritten Schaltstange 35 bei eingelegtem viertem Gang
G4 ist in 6c dargestellt.
-
In 7a ist
das vierte Profilblech 41 zusammen mit der mit diesem in
Stellverbindung befindlichen Schaltstange 45 in einer radialen
Draufsicht entsprechend 2 abgebildet, wobei sich alle
abgebildeten Bauteile in ihrer Neutralstellung befinden.
-
Wie
weiter oben erläutert sind der vierten Schaltstange 45 der
fünfte Gang G5 und der Rückwärtsgang
R zugeordnet. Die vierte Schaltstange 45 steht durch den
Eingriff ihres Führungsbolzens 46 in einen radial
unter dem zweiten Führungsschlitz 33 des dritten
Profilblechs 31 angeordneten Führungsschlitz 42 des
vierten Profilblechs 41 auch mit diesem in Stellverbindung.
Der Führungsschlitz 42 ist bezüglich
der tangentialen Bewegungsachse 10 im Bereich der Bolzen-Schaltposition 47 des
zugeordneten Rückwärtsgangs R seitlich in die
Einrückrichtung der Gangkupplung des Rückwärtsgangs
R gekrümmt. Im Bereich der Bolzen-Schaltposition 49 des
nicht zugeordneten fünften Gangs G5 und im Bereich der
Bolzen-Neutralposition 48 auf der der Krümmung
gegenüberliegenden Seite ist der Führungsschlitz 42 freigeschnitten.
Durch letzteres ist der fünfte Gang G5, der mittels des
dritten Profilblechs 31 ein- und ausgelegt wird, in der
Neutralstellung des vierten Profilblechs 41 entsperrt.
Durch eine Tangentialverschiebung 10 des vierten Profilblechs 41 ist
somit nur der Rückwärtsgang R ein- und auslegbar.
Die Schaltstellung des vierten Profilblechs 41 und der
vierten Schaltstange 45 bei eingelegtem Rückwärtsgang
R ist in 7b dargestellt.
-
In
einer zweiten Ausführungsform der Konvertierungsvorrichtung 1.2 der
erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung, die in 3 in
einer perspektivischen Ansicht und in 4 in einer
radialen Draufsicht dargestellt ist, unterscheidet sich von der
ersten Ausführungsvariante gemäß 1 und 2 nur dadurch, dass
die Schaltwelle 2 um die Bewegungsachse 10 der
Profilbleche 11, 21, 31, 41 um
etwa 90° gedreht angeordnet ist, und die Mitnehmer 14, 24, 34, 44 der
Profilbleche 11, 21, 31, 41 entsprechend rechtwinklig
zu der Längsachse der Schaltwelle 2 abgewinkelt
sind.
-
- 1.1
- Konvertierungsvorrichtung
- 1.2
- Konvertierungsvorrichtung
- 2
- Schaltwelle
- 3
- Schaltfinger
- 4
- Wählhebel
- 5
- Schalthebel
- 6
- Kopplungselement
- 7
- Kulissenführung
- 8
- Führungsschiene
- 9
- Führungsschiene
- 10
- Bewegungsachse
- 11
- (erstes)
Profilblech
- 12
- (erster)
Führungsschlitz
- 13
- (zweiter)
Führungsschlitz
- 14
- Mitnehmer
- 15
- (erste)
Schaltstange
- 16
- Führungsbolzen
- 20
- Axialverschiebung
- 21
- (zweites)
Profilblech
- 22
- (erster)
Führungsschlitz
- 23
- (zweiter)
Führungsschlitz
- 24
- Mitnehmer
- 25
- (zweite)
Schaltstange
- 26
- Führungsbolzen
- 30
- Drehung
- 31
- (drittes)
Profilblech
- 32
- (erster)
Führungsschlitz
- 33
- (zweiter)
Führungsschlitz
- 34
- Mitnehmer
- 35
- (dritte)
Schaltstange
- 36
- Führungsbolzen
- 40
- Schaltschema
- 41
- (viertes)
Profilblech
- 42
- Führungsschlitz
- 44
- Mitnehmer
- 45
- (vierte)
Schaltstange
- 46
- Führungsbolzen
- 47
- Bolzen-Schaltposition
- 48
- Bolzen-Neutralposition
- 49
- Bolzen-Schaltposition
- 50
- Ausnehmung
- G1
- erster
(Vorwärts-)Gang
- G2
- zweiter
(Vorwärts-)Gang
- G3
- dritter
(Vorwärts-)Gang
- G4
- vierter
(Vorwärts-)Gang
- G5
- fünfter
(Vorwärts-)Gang
- G6
- sechster
(Vorwärts-)Gang
- R
- Rückwärtsgang
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 3934733
A1 [0008]
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- - DE 10253471 A1 [0021]
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- - DE 102004006682 A1 [0024]