DE102007016219B4

DE102007016219B4 - Schaltvorrichtung für Geschwindigkeits-Wechselgetriebe

Info

Publication number: DE102007016219B4
Application number: DE200710016219
Authority: DE
Inventors: Johann Märkl
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2007-04-04
Filing date: 2007-04-04
Publication date: 2014-05-22
Anticipated expiration: 2027-04-05
Also published as: DE102007016219A1

Abstract

Schaltvorrichtung für Geschwindigkeits-Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen, mit zumindest einer in einem Getriebegehäuse (16) in beidseitigen Führungen (12, 14) verschiebbar gelagerten Schaltstange (18, 18'), die eine in die Umfangsnut einer Schiebemuffe einer Synchronkupplung eingreifende Schaltgabel (22) trägt, wobei an der Schaltstange (18, 18') oder an der Schaltgabel (22) eine einer Verdrehung der Schaltstange (18, 18') um deren Mittelachse (34) entgegenwirkende dritte Führung (32; 32'; 32'') vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einen Bereich der Schaltstange (18) oder in die Schaltgabel (22) eine achsparallel verlaufende Führungsnut (18c) eingearbeitet ist, die mit einer federnd vorgespannten Kugel (38) einer gehäusefesten Rastierungseinrichtung (36, 38) zusammenwirkt, und dass die Führungsnut (18c) im Querschnitt gesehen V-förmig ausgebildet ist und mit der federnd vorgespannten Kugel (38) der Rastierungseinrichtung (36, 38) zusammenwirkt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung für Geschwindigkeits-Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Eine derartige Schaltvorrichtung ist beispielsweise der DE 101 48 666 A1 oder der DE 10 2004 010 258 A1 entnehmbar. Trotz exakter, beidseitiger Führung derartiger Schaltstangen im Gehäuse des Wechselgetriebes kann nicht ausgeschlossen werden, dass die an der Schaltstange befestigte Schaltgabel durch Schwingungsanregung, Gewichtskraft, etc. ungleichmäßig in der Umfangsnut der Schiebemuffe der zu betätigenden Synchronkupplung des Wechselgetriebes anliegt und somit einem erhöhten Verschleiß ausgesetzt ist sowie Reibungsverluste verursacht. Dies ist insbesondere der Fall, wenn die gehäuseseitigen Lagerungen der Schaltstange nicht koaxial zueinander liegen. Ein Verkippen der Schaltstange innerhalb der beiden Führungen kann darüber hinaus zu erhöhten Betätigungskräften führen.
Aus der DE 14 30 227 A1 ist eine gattungsgemäße Schaltvorrichtung für ein Geschwindigkeits-Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen bekannt. Die Schaltvorrichtung weist eine, einer Verdrehung der Schaltstange um deren Mittelachse entgegenwirkende Führung auf. Aus der DE 695 09 719 T2 ist eine weitere Schaltvorrichtung für ein handgeschaltetes Wechselgetriebe bekannt. Aus der DE 87 10 989 U1 ist eine Gleit- und Führungsbuchse für ein Getriebe in einem Fahrzeug bekannt, das zur Anbringung auf den Schaltschienen und Schalthebeln eingesetzt ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltvorrichtung der gattungsgemäßen Art vorzuschlagen, die mit geringem baulichen Aufwand eine noch exaktere Führung der Schaltstange und der daran befestigten Schaltgabel sicherstellt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung beschreiben die weiteren Patentansprüche.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass an der Schaltstange, vorzugsweise zwischen deren Führungen, oder an der Schaltgabel eine einer Verdrehung der Schaltstange um deren Mittelachse entgegenwirkende dritte Führung mittelbar oder unmittelbar zum Gehäuse vorgesehen ist. Die bevorzugt in Nähe der Schaltgabel oder unmittelbar an der Schaltgabel vorgesehene, dritte Führung eliminiert in baulich einfacher Weise das ansonsten in Führungen unvermeidliche Lagerspiel und stellt eine schwingungsresistente Anbindung der Schaltgabel an der Schaltstange sicher.
Besonders vorteilhaft kann die dritte Führung bzw. deren Kraftangriffspunkt radial außerhalb einer Verbindungsgeraden durch die Lagermitten der beiden ersten Führungen positioniert sein, woraus eine wirkungsvolle Abstützung des von der Schaltgabel auf die Schaltstange ausgeübten Drehmomentes erzielt wird. Die Verbindungsgerade durch die Lagermitten der beiden Führungen bilden dabei mit dem Kraftangriffspunkt der dritten Führung ein aufgespanntes Dreieck.
Die dritte Führung kann in einer fertigungstechnisch besonders einfachen Gestaltung eine von der Schaltstange radial abragende Führungsleiste oder ein Führungsstift sein, der in eine korrespondierende Führungsnut des Gehäuses einragt.
Alternativ und unmittelbar an der Schaltgabel angreifend kann eine von einem nabenförmigen Abschnitt der Schaltgabel, der auf der Schaltstange festgelegt ist, radial abragende Führungsleiste bzw. ein Führungsstift in eine korrespondierende Führungsnut des Gehäuses einragen.
Erfindungsgemäß ist in einen Bereich der Schaltstange oder in die Schaltgabel eine achsparallel verlaufende Führungsnut eingearbeitet, die mit einem federnden Element einer gehäusefesten Rastierungseinrichtung zusammenwirkt. Durch die federnde Vorspannung der dritten Führung können in vorteilhafter Weise Toleranzen ausgeglichen und eine definierte Schwingungsdämpfung der Schaltvorrichtung erzielt werden.
Die Führungsnut ist erfindungsgemäß im Querschnitt gesehen V-förmig ausgebildet und wirkt mit einer federnd vorgespannten Kugel der Rastierungseinrichtung zusammen. Ferner kann die Schaltstange in bekannter Weise im Querschnitt gesehen rechteckförmig ausgebildet und beidseitig in wälzgelagerten Führungen verschiebbar gelagert sein, wobei die besagte Führungsnut bevorzugt umformtechnisch bzw. spanlos in die Schaltstange eingearbeitet sein kann.
Anstelle der im Querschnitt rechteckförmigen Schaltstange können auch Schaltstangen aus einem Rohr- oder Rundmaterial verwendet werden, bei denen das Führungselement ein Zapfen oder Stift bzw. in Umkehrung eine eingefräste Nut ist. Die Führungsfunktion kann darüber hinaus auch durch ein weiteres Bauteil, z. B. durch einen in der Schaltschiene oder -gabel integrierten oder daran befestigten Sensorarm (Positionssensor), wahrgenommen werden.
Die mit der Rastierungseinrichtung zusammenwirkende Führungsnut kann jedoch auch in einem an der Schaltstange oder der Schaltgabel angeordneten, leistenförmigen Führungsteil ausgebildet sein, das an der Schaltstange oder Schaltgabel in geeigneter Weise befestigt ist.
Insbesondere kann das Führungsteil aus Kunststoff in kostengünstiger Weise auf die Schaltstange oder die Schaltgabel aufgespritzt sein.
Schließlich kann ggf. die Rastierungseinrichtung mit der vorhandenen Gangrastierungseinrichtung zu einer Baueinheit verbunden sein, wobei die in Verdrehrichtung der Schaltstange formschlüssig wirkende Führungsnut zugleich mit in axialer Richtung formschlüssig wirkenden Vertiefungen zur Gangrastierung der Schaltgabel versehen ist.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt in:
1 eine Schaltvorrichtung für ein Geschwindigkeits-Wechselgetriebe in Kraftfahrzeugen, mit einer beiderseits in einem Getriebegehäuse gelagerten Schaltstange, einer an der Schaltstange befestigten Schaltgabel, einer Gangrastierungseinrichtung und einer dritten Führung der Schaltvorrichtung;
2 einen Schnitt gemäß Linie II-II der 1 durch die dritte Führung der Schaltvorrichtung mit einer an die Schaltgabel angeformten Führungsleiste und einer im Getriebegehäuse angeordneten Führungsnut;
3 einen Schnitt gemäß Linie III-III der 1 durch die dritte Führung der Schaltvorrichtung mit einer Führungsnut in der Schaltstange und einer mit der Führungsnut zusammenwirkenden Rastierungseinrichtung; und
4 eine alternative Gestaltung der dritten Führung gemäß 3 mit einem auf die Schaltstange aufgespritzten Führungsteil mit integrierter Führungsnut.
Die 1 zeigt in Draufsicht eine Schaltvorrichtung 10 für ein Geschwindigkeits-Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen, mit einer in beidseitigen Führungen 12, 14 in einem nur an den relevanten Stellen angedeuteten Getriebegehäuse 16 verschiebbar gelagerten Schaltstange 18, die mit einer gehäusefesten Gangrastierungseinrichtung 20 zusammenwirkt und eine Schaltgabel 22 trägt. Ferner ist eine Betätigungseinrichtung 24 an der Schaltgabel 22 vorgesehen, mittels der in bekannter Weise Gänge vorwählbar und durch Verschieben der Schaltgabel 18 schaltbar sind. Das Wechselgetriebe kann ein manuell oder automatisch funktionierendes Schaltgetriebe oder ein Doppelkupplungsgetriebe sein.
Die Schaltgabel 22 weist einen nabenförmigen Abschnitt 22a auf, der über einen Arm 22b den Gabelteil 22c der Schaltgabel 22 trägt. Der etwa halbkreisförmige Gabelteil 22c greift in nicht dargestellter Weise in eine Umfangsnut einer Schiebemuffe einer Synchronkupplung ein, die zusammen mit kuppelbaren Loszahnrädern des Wechselgetriebes auf einer Getriebewelle mit einer Drehachse 26 angeordnet ist.
Die Gangrastierungseinrichtung 20 weist eine gehäusefeste Aufnahme 28 auf, in der ein federnd vorgespanntes Rastierelement bzw. eine Kugel 30 verschiebbar gelagert ist, die mit drei korrespondierenden Vertiefungen 18a zur Fixierung einer mittleren Neutralstellung und zwei links und rechts davon positionierten Gangstellungen der Schaltstange 18 versehen sind.
Die Gangrastierungseinrichtung 20, die Schaltgabel 22 und die Betätigungseinrichtung 24 sind der besseren Darstellung wegen in einer einheitlichen Zeichnungsebene gezeichnet. Tatsächlich können sie abhängig von den baulichen Gegebenheiten im Wechselgetriebe umfangsmäßig versetzt um die Schaltstange 18 positioniert sein.
Zwischen den beidseitigen Führungen 12, 14 der Schaltstange 18 im Getriebegehäuse 16 ist eine dritte Führung 32 vorgesehen, die gemäß 1 an dem nabenförmigen Abschnitt 22a der Schaltgabel 22 angeordnet ist und deren Kraftangriffspunkt 32a radial außerhalb der Schaltstangenmittelachse liegt. Damit spannt eine Verbindungsgerade 34 durch die Führungen 12, 14 der Schaltstange 18 bzw. durch deren Lagermittelpunkte mit dem Kraftangriffspunkt der dritten Führung 32 ein Dreieck auf, mit entsprechender Stabilisierung und Abstützung der Schaltgabel 22 um die Mittelachse 34 der Schaltstange 18.
Die dritte Führung 32 gemäß 1 ist gebildet durch eine an den nabenförmigen Abschnitt 22a der Schaltgabel 22 angeformte Führungsleiste 32b, die nahezu spielfrei in eine in das Getriebegehäuse 16 (oder ein dort befestigtes Führungsteil) eingearbeitete Führungsnut 16a in axialer Richtung verschiebbar eingreift.
Die Schaltstange 18' (vgl. gestrichelte Linien in der 1) kann in an sich bekannter Weise auch verschränkt innerhalb des Getriebegehäuses 16' verschiebbar angeordnet sein und an entsprechender Stelle eine Schaltgabel 22 tragen. Die besagte Verbindungsgerade 34' verläuft dann wie eingezeichnet schräg zur Verschieberichtung der Schaltstange 18'. Auch hier gilt, dass die dritte Führung 32 außerhalb der Verbindungsgeraden 34' wie vorstehend beschrieben anzuordnen ist.
Die 2 zeigt in vereinfachter Darstellung eine alternative Gestaltung der dritten Führung 32', bei der die Schaltstange 18 wie ersichtlich im Querschnitt rechteckförmig (als Schaltschiene) gestaltet ist, wobei ein an die Schaltstange 18 angeformter Vorsprung unmittelbar als Führungsleiste 18b dient, die wie in 1 in die Führungsnut 16a des Getriebegehäuses 16 verschiebbar eingreift.
Die beidseitigen Führungen 12, 14 der Schaltstange 18 gemäß 2 sind in bekannter Weise als wälzgelagerte Führungen (nicht näher dargestellt) ausgeführt.
Die 3 zeigt ein weiteres, alternatives Ausführungsbeispiel einer dritten Führung 32'' der im Querschnitt rechteckförmigen Schaltstange 18, mit einer in dem Getriebegehäuse 16 angeordneten Rastierungseinrichtung, die sich aus einer Schraubendruckfeder 36 und einem Rastierelement bzw. einer Kugel 38 zusammensetzt, die in einer entsprechenden gehäusefesten Aufnahme (nicht dargestellt) oder direkt in einer Bohrung 16b des Getriebegehäuses 16 eingesetzt sind.
Die federnd gegen die Schaltstange 18 vorgespannte Kugel 38 wirkt mit einer in die Schmalseite der Schaltstange 18 eingearbeiteten, in axialer Richtung verlaufenden Führungsnut 18c zusammen, wobei die Flanken der im Querschnitt V-förmig ausgeführten Führungsnut 18c formschlüssig einem Verdrehen der Schaltstange 18 um deren Mittelachse bzw. Verbindungsgerade 34 entgegenwirken.
Gemäß 4 kann die Führungsnut 18c an der Schaltstange 18 zur Bildung der vorbeschriebenen, dritten Führung 32'' auch in einem leistenförmigen Führungsteil 18d ausgeführt sein, das an der Schaltstange 18 (bei metallischer Ausführung insbesondere durch Schweißen) befestigt ist. Dabei kann das Führungsteil 18d aus Kunststoff unmittelbar wie ersichtlich auf die Schaltstange 18 aufgespritzt sein, wobei in nicht ersichtlicher Weise zur Herstellung einer festen, formschlüssigen Verbindung in der Schaltstange 18 Durchbrüche vorgesehen sind.
Die Rastierungseinrichtung 36, 38 der dritten Führung 32'' kann in nicht dargestellter Weise mit der Gangrastierungseinrichtung 20 zu einer Baueinheit verbunden sein, wobei die in Verdrehrichtung formschlüssig wirkende Führungsnut 18c der Schaltstange 18 zugleich mit den in axialer Richtung formschlüssig wirkenden Vertiefungen 18a auszuführen ist.

Claims

Schaltvorrichtung für Geschwindigkeits-Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen, mit zumindest einer in einem Getriebegehäuse (16) in beidseitigen Führungen (12, 14) verschiebbar gelagerten Schaltstange (18, 18'), die eine in die Umfangsnut einer Schiebemuffe einer Synchronkupplung eingreifende Schaltgabel (22) trägt, wobei an der Schaltstange (18, 18') oder an der Schaltgabel (22) eine einer Verdrehung der Schaltstange (18, 18') um deren Mittelachse (34) entgegenwirkende dritte Führung (32; 32'; 32'') vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einen Bereich der Schaltstange (18) oder in die Schaltgabel (22) eine achsparallel verlaufende Führungsnut (18c) eingearbeitet ist, die mit einer federnd vorgespannten Kugel (38) einer gehäusefesten Rastierungseinrichtung (36, 38) zusammenwirkt, und dass die Führungsnut (18c) im Querschnitt gesehen V-förmig ausgebildet ist und mit der federnd vorgespannten Kugel (38) der Rastierungseinrichtung (36, 38) zusammenwirkt.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Führung (32; 32'; 32'') bzw. deren Kraftangriffspunkt (32a) radial außerhalb einer Verbindungsgeraden (34) durch die Lagermitten der beiden ersten Führungen (12, 14) positioniert ist.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine von der Schaltstange (18) radial abragende Führungsleiste (18b) in eine korrespondierende Führungsnut (16a) des Getriebegehäuses (16) einragt.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine von einem nabenförmigen Abschnitt (22a) der Schaltgabel (22), der auf der Schaltstange (18) festgelegt ist, radial abragende Führungsleiste (32b) in eine korrespondierende Führungsnut (16a) des Getriebegehäuses (16) einragt.
Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltstange (18) im Querschnitt gesehen rechteckförmig ausgebildet und beidseitig in wälzgelagerten Führungen (12, 14) verschiebbar gelagert ist.
Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Rastierungseinrichtung (36, 38) zusammenwirkende Führungsnut (18c) in einem an der Schaltstange oder der Schaltgabel angeordneten, leistenförmigen Führungsteil (18d) ausgebildet ist.
Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsteil (18d) aus Kunststoff auf die Schaltstange (18) oder die Schaltgabel (22) aufgespritzt ist.
Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltvorrichtung zur Festlegung einer Axialposition der Schaltgabel eine Gangrastierungseinrichtung (20) aufweist, die mit Vertiefungen (18a) der Schaltstange oder der Schaltgabel zusammenwirkt.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastierungseinrichtung (36, 38) mit der Gangrastierungseinrichtung (20) zu einer Baueinheit verbunden ist, wobei die in Verdrehrichtung formschlüssig wirkende Führungsnut (18c) zugleich mit in axialer Richtung formschlüssig wirkenden Vertiefungen (18a) versehen ist.