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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung für ein mehrgängiges Schaltgetriebe
gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Eine
bekannte Schalteinrichtung kann sowohl in einem Getriebegehäuse als
auch in einem Schaltgehäuse
angeordnet sein, wobei die Art von Gehäuse für die Erfindung nicht wesentlich
ist. Im weiteren Text wird ein Getriebegehäuse beschrieben, ohne dass
ein Schaltgehäuse
deshalb ausgeschlossen ist. Die Schalteinrichtung ist als Einschienenschaltung
ausgeführt,
wobei eine axiale Bewegung einer Schaltwelle zum Gangauswahl und
eine Drehbewegung der Schaltwelle zur Schalten erfolgt. Auf der
Schaltwelle ist ein Mitnahmefinger angeordnet, durch welchen der
gewünschte
Gang ausgewählt wird
und die Schaltkraft übertragen
wird. Die Wähl- bzw.
Schaltkraft wird mittels einer Kolbenstange und/oder eines Kabels
zu einem Wähl-
bzw. Schalthebel übertragen.
Der Wähl-
und Schalthebel ist außerhalb
vom Getriebegehäuse
angeordnet und steht mit der Schaltwelle in Wirkverbindung, um die
Wähl- bzw.
Schaltkraft zur Schaltwelle zu übertragen.
Der Schalthebel ist normalerweise am einen Ende der Schaltwelle
angebracht und drehfest mit der Schaltwelle verbunden.
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Die
Schaltwelle ist durch eine Lagerung und eine Führung gelagert, welche die
Axialbewegungen und die Drehbewegung der Schaltwelle ermöglichen. Die
Lagerung und die Führung
sind im Getriebegehäuse
vorgesehen, jede an einem Ende der Schaltwelle, wobei die Lagerung
den größten Teil
der Masse der Schaltwelle abstützt
und somit Friktionswiderstand und Verschleiß in der Führung gering sind. Bei einer
Wählbewegung
wird die ganze Schaltwelle einen axialen Hub ausführen, somit
auch der Schalthebel. Um den Hub der Schaltwelle beziehungsweise des
Schalthebels zu ermöglichen,
ist Platz im Einbauraum des Getriebes dafür vorgesehen. Der maximale
axiale Hub ist normalerweise etwa 18 mm, aber variiert mit der Anzahl
der Gänge.
Im Getriebegehäuse,
bevor die Schaltwelle aus dem Getriebegehäuse tritt, ist eine Dichtung
angeordnet. Die Dichtung verhindert Ölleckage und hindert Schmutz
aus der Umgebung daran ins Getriebe einzudringen. Da die Lagerung
der Schaltwelle die Masse der Schaltwelle trägt, wird die Lagerung einen
Verschleiß während des
Betriebs aufweisen, was zu einem erhöhten Spiel in der Lagerung
und der Dichtung führt.
Des Weiteren führt
der Verschleiß der
Lagerung dazu, dass eine erhöhte
Wähl- bzw.
Schaltkraft eingesetzt werden muss, um die Schaltung durchzuführen. Diese
Veränderung
bleibt normalerweise vom Fahrer unbemerkt, da die Veränderung
schrittweise erfolgt. Außerdem
entstehen durch den Verschleiß der
Dichtung Ölleckagen
und Schmutz kann in die Lagerung und das Getriebe eindringen, was
dort den Verschleiß erhöhen und
im schlimmsten Fall zu einem Ausfall des Getriebes führen kann.
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Platz
ist eine Mangelware in den Fahrzeugen heutzutage und der axiale
Hub der Schaltwelle bzw. Schalthebel ist damit nicht wünschenswert.
Weitere Probleme mit dem Stand der Technik sind die Friktion in
der Lagerung durch den Verschleiß des Lagers, sowie erhöhte Verschmutzung
im Getriebe und Ölleckagen,
was alles zu einer kürzeren
Lebensdauer des Getriebes führt.
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Ein
weiteres Problem bei der beschriebenen Schalteinrichtung ist der
geringe Unterschied zwischen einer dynamischen und statischen Wählbewegung.
Zwischen dem Getriebegehäuse
und der Schaltwelle sind Rastierungen vorgesehen, um einfacher den
gewünschten
Gang zu finden. Die Rastierung besteht beispielsweise aus einem
Bolzen, welcher durch Federkraft in eine gegenüberliegende Nut eingedrückt wird.
Wenn eine Rastierung, beispielsweise zwischen dem Getriebegehäuse und
der Schaltwelle während
eines dynamischen Wählverfahrens überfahren
wird, ist keine oder nur eine geringe Kraft, wegen der hohen kinematischen
Energie der Schaltwelle notwendig, um sie zu überfahren, was zu einem unerwünschten
Auswählen
eines Rückwärtsganges führen kann.
In einem ungünstigen
Fall wird das ganze Getriebe von so einer Fehlschaltung zerstört.
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Daher
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schalteinrichtung
eines Schaltgetriebes darzustellen, welche den Unterschied zwischen
statischem und dynamischem Schalten verringert, weniger Platz in
Anspruch nimmt und weniger Verschleiß an der Lagerung der Schaltwelle
aufweist.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch die Merkmale des Anspruchs 1. Ausgestaltungen sind Gegenstand von
Unteransprüchen.
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Die
Aufgabe wird dadurch gelöst,
dass die bewegte Masse der Schaltwelle während einer Wählbewegung
reduziert wird und dadurch die Belastung der Lagerung und somit
auch der Verschleiß reduziert
wird. Des Weiteren wird durch die reduzierte Masse ein größerer Unterschied
zwischen einem dynamischen und einem statischen Wählvorgang
geschaffen, da die bewegte Masse reduziert ist und somit auch die
kinetischen Energie der Schaltwelle während einer Wählbewegung.
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Erfindungsgemäß wird der
Schalthebel von der Axialbewegung der Schaltwelle entkoppelt, wobei
die Lagerung am Ende der Schaltwelle, an welchem der Schalthebel
angeordnet ist, nur die Drehbewegungen zum Schalten lagert und somit
die bewegte Masse während
einer Wählbewegung
reduziert wird. Außerdem
wird das Ende der Schaltwelle, an welchem der Schalthebel angeordnet
ist, keine axiale Bewegung weder in der Lagerung noch in der Dichtung
ausführen
und damit wird der Verschleiß in der
Lagerung und Dichtung reduziert, sowie das Eindringen von Schmutz
in die Lagerung verringert.
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Eine
vorteilhafte Ausführung
der Schalteinrichtung ist ausgebildet mit einer Schaltwelle, welche einen
ersten und einen zweiten Teil aufweist, wobei der erste Teil mit
dem Wählhebel
in Wirkverbindung steht und der zweite Teil mit dem Schalthebel
in Wirkverbindung steht. Die beiden Teile sind mittels einer drehfesten
Verbindung mit einem axialen Freiheitsgrad zusammengefügt. Die
Schaltwelle ist auf dem zweiten Teil im Getriebegehäuse mittels
einer Lagerung gelagert, wobei die Lagerung ein Gleit- oder Wälzlager
sein kann und nur Drehbewegungen aufnimmt. Bei einer Wählbewegung
bewegt sich der erste Teil der Schaltwelle axial relativ zu dem
zweiten Teil, wobei der axiale Hub des ersten Teils der Schaltwelle
im zweiten Teil ausgeführt
wird und der zweite Teil stillstehend bleibt. Der zweite Teil weist
zudem im Innenraum, wo die drehfeste Verbindung der beiden Teile
aufhört,
einen Hohlraum auf, um Platz für
die Hubbewegung des ersten Teils sicher zu stellen.
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In
einer bevorzugten Ausführung
der Schalteinrichtung besteht die Verbindung zwischen dem ersten
und zweiten Teil der Schaltwelle aus einer Verzahnung. Eine Verzahnungsverbindung
zwischen zwei Teilen einer Welle entspricht der gestellten Anforderungen
an eine Verbindung, welche drehfest ist und einen axialen Freiheitsgrad
aufweist.
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Eine
alternative Ausführung
der Schalteinrichtung weist einen Spline-Verband zwischen dem ersten und zweiten
Teil der Schaltwelle auf. Auch der Spline-Verband entspricht den
gestellten Anforderungen an eine Verbindung, welche drehfest ist
und einen axialen Freiheitsgrad aufweist.
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Weitere
Vorteile der Erfindung ergeben sich aus unter Bezugnahme auf die
Zeichnungen prinzipmäßig beschriebenen
Ausführungsbeispielen.
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Es
zeigen:
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1 eine
Schalteinrichtung nach Stand der Technik und
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2 eine
Schalteinrichtung mit einem von der Wählbewegung entkoppelten Schalthebel.
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Die
in 1 gezeigte Schalteinrichtung ist aus dem Stand
der Technik bekannt und weist eine Schaltwelle 1 auf, welche
zu einer axialen Bewegung zu einer Gangauswahl von einem Wählhebel 2 angeregt
wird und zu einer drehenden Bewegung zu einem Schalten von einem
Schalthebel 3 angeregt wird. Die Gangauswahl und die Schaltkraft
werden durch einen nicht gezeigten Mitnahmefinger von der Schaltwelle 1 weitergeleitet.
Die Schaltwelle 1 ist im Getriebegehäuse 6 gelagert durch
die Lagerung 4 und eine gegenüberliegende nicht gezeigte
Führung, wobei
die Lagerung 4 die Masse der Schaltwelle trägt. Vor
dem Ende der Schaltwelle 1, auf welcher der Schalthebel 3 angeordnet
ist, ist eine Dichtung 5 angeordnet, um Ölleckage
zu verhindern und Schmutz von dem Getriebeinnenraum fernzuhalten. Des
Weiteren ist ein Schutzblech 7 am gleichen Ende der Schaltwelle 1 vorgesehen,
um den Teil der Schaltwelle 1, welcher außerhalb
des Getriebegehäuses 6 sich
befindet, vor einer Verschmutzung zu schützen. Abstand A ist der Abstand
zwischen der Befestigung des Wählhebels 2 und
der Wand des Getriebegehäuses 6 und
der Abstand a ist der Abstand zwischen der Wand des Getriebegehäuses 6 und
dem Ende der Schaltwelle 1. Der Abstand a ist variabel,
da die Schaltwelle 1 einen axialen Hub bei einer Wählbewegung
ausführt,
was dazu führt,
dass im Einbauraum des Getriebes Platz für den Hub vorhanden sein muss.
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2 zeigt
eine erfindungsgemäße Schalteinrichtung,
welche sich im Aufbau von der in 1 gezeigten
Schalteinrichtung dadurch unterscheidet, dass die Schaltwelle in
einen ersten und einen zweiten Teil 8, 9 aufgeteilt
ist und daher einen kürzeren und
fixen Abstand b zwischen der Wand des Getriebegehäuses 6 und
dem Ende der Schaltwelle 1 aufweist. Der erste Teil 8 weist
an seinem in 2 linken Ende eine nicht gezeigte
Führung
auf. Mittels einer drehfesten Verbindung 11, beispielsweise
eine Verzahnung oder ein Spline-Verband,
ist der erste Teil mit dem zweiten Teil 9 drehfest verbunden,
wobei die Verzahnung 11 eine axiale Bewegung des ersten Teils 8 erlaubt.
An dem zweiten Teil 9 ist der Schalthebel 3 drehfest
befestigt, so dass eine Schaltkraft vom Schalthebel 3 zum
zweiten Teil 9 der Schaltwelle über die drehfeste Ver bindung 11 übertragen
werden kann. Der zweite Teil 9 ist mit einer Lagerung 4 im Getriebegehäuse 6 gelagert.
Die Kraft zum Wählen wird
vom Wählhebel 2 durch
eine Drehbewegung mit einem exzentrischen Mitnehme auf den ersten
Teil 8 der Schaltwelle 1 übertragen, wobei die dadurch
ausgeführte
Hubbewegung nur vom ersten Teil 8 ausgeführt wird.
Der zweite Teil 9 weist innerhalb der drehfesten Verbindung 11 einen
Hohlraum 10 auf, welcher zwei Funktionen hat, erstens um
eine Herstellung der drehfesten Verbindung 11 zu erleichtern
und zweitens um Platz für
den Hub des ersten Teils 8 zu schaffen. Der Abstand A zwischen
der Befestigung des Wählhebels 2 und
der Wand des Getriebegehäuses 6 wird
nicht durch die erfindungsgemäßen Veränderungen
beeinflusst.
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Durch
die erfindungsgemäße Schalteinrichtung
wird die bewegte Masse der Schaltwelle 1 während einer
Wählbewegung
reduziert und dadurch die Belastung der Lagerung 4 und
somit auch der Verschleiß reduziert.
Des Weiteren wird durch die reduzierte Masse ein größerer Unterschied
zwischen einem dynamischen und einem statischen Wählvorgang
geschaffen, da die bewegte Masse reduziert ist und somit auch die
kinetische Energie der Schaltwelle 1 während einer Wählbewegung.
Des Weiteren wird weniger Bauraum in Anspruch genommen, da die Schaltwelle 1 keine
Hubbewegung außerhalb
des Getriebegehäuses 1 durchführt.
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- 1
- Schaltwelle
- 2
- Wählhebel
- 3
- Schalthebel
- 4
- Lagerung
- 5
- Dichtung
- 6
- Getriebegehäuse
- 7
- Schutzblech
- 8
- erster
Teil
- 9
- zweiter
Teil
- 10
- Hohlraum
- 11
- drehfeste
Verbindung