DE102007035304A1

DE102007035304A1 - Schalteinrichtung für ein mehrgängiges Zahnräderwechselgetriebe eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE102007035304A1
Application number: DE200710035304
Authority: DE
Inventors: Dieter Kraxner; Joachim Grünberger
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2007-07-27
Filing date: 2007-07-27
Publication date: 2009-01-29

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung für ein mehrgängiges Zylinderräderwechselgetriebe eines Kraftfahrzeuges, mit einem in einem Gehäuse (20) gelagerten, schwenk- und axial verschiebbaren Wähl- und Schaltaktuator (34), wobei durch Schwenken des Aktuators über eine Wählgasse Schaltgassen der Schalteinrichtung anwählbar sind und durch anschließendes axiales Verschieben des Aktuators Gangstufen der Schalteinrichtung schaltbar sind.
Erfindungsgemäß weist eine solche Schalteinrichtung eine erste Schaltgasse für den Rückwärtsgang und einen Vorwärtsgang des Getriebes und eine zweite Schaltgass für weitere Vorwärtsgänge des Getriebes auf. Im Gehäuse ist ein Abweiser (8) schwenkbar gelagert, wobei der Aktuator bei dessen axialem Verschieben in der ersten Schaltgass aus dem einen Vorwärtsgang den Abweiser kontaktiert und diesen schwenkt, wobei der den Aktuator kontaktierende Abweiser den Aktuator in die zweite Schaltgasse schwenkt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung für ein mehrgängiges Zahnräderwechselgetriebe eines Kraftfahrzeuges, mit einem in einem Gehäuse gelagerten, schwenkbaren und axial verschiebbaren Wähl- und Schaltaktuator, wobei durch Schwenken des Aktuator über eine Wählgasse Schaltgassen der Schalteinrichtung anwählbar sind und durch anschließendes axiales Verschieben des Aktuator Gangstufen der Schalteinrichtung schaltbar sind.
Eine solche Schalteinrichtung ist beispielsweise aus der EP 0 849 506 B1 bekannt. Sie weist eine erste Schaltgasse für den Rückwärtsgang, eine zweite Schaltgasse für den ersten und zweiten Vorwärtsgang, eine dritte Schaltgasse für den dritten und vierten Vorwärtsgang sowie eine vierte Schaltgasse für den fünften und sechsten Vorwärtsgang auf. Nachfolgend ist der jeweilige Vorwärtsgang der Einfachheit halber mit Gang bezeichnet.
Bei dieser bekannten Schalteinrichtung kann unkompliziert und schnell vom ersten in den zweiten Gang hochgeschaltet werden, weil diese beiden Gänge in derselben Schaltgasse angeordnet sind und es nur erforderlich ist, zum Schalten den Aktuator axial zu verschieben. Ein Schalten von dieser zweiten Schaltgasse aus deren Neutralstellung in die ersten Schaltgasse, somit den Rückwärtsgang, erfolgt bei Überwindung einer Federkraft beim Anwählen der ersten Schaltgasse über die Wählgasse.
Bekannt sind ferner Schalteinrichtungen, bei denen in der ersten Schaltgasse der Rückwärtsgang und der höchste Vorwärtsgang und in weiteren Schaltgassen die nächst niedrigeren Vorwärtsgänge angeordnet sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schalteinrichtung der eingangs genannten Art so weiter zu bilden, dass bei nicht in derselben Schaltgasse liegenden niedrigsten oder höchsten Vorwärtsgängen ein zwangsweises, schnelles Schalten vom niedrigsten in den zweitniedrigsten Vorwärtsgang bzw. höchsten in den zweithöchsten Vorwärtsgang möglich ist.
Gelöst wird die Aufgabe bei einer Schalteinrichtung der eingangs genannten Art dadurch, dass sie eine erste Schaltgasse für den Rückwärtsgang und für einen Vorwärtsgang des Getriebes und eine zweite Schaltgasse für weitere Vorwärtsgänge des Getriebes aufweist, sowie im Gehäuse ein Abweiser schwenkbar gelagert ist, wobei der Aktuator bei dessen axialem Verschieben in der ersten Schaltgasse aus dem einen Vorwärtsgang den Abweiser kontaktiert und diesen schwenkt, wobei der den Aktuator kontaktierende Abweiser den Aktuator in die zweite Schaltgasse schwenkt.
Gemäß der Erfindung ist somit eine zwangsweise Bewegung des Aktuators darstellbar, wenn dieser aus der Position des einen Vorwärtsganges in Richtung des Rückwärtsganges geschwenkt wird. Ein axiales Verschieben des Aktuators in Richtung des Rückwärtsganges ist aufgrund der Anordnung des Abweisers im Verschiebeweg des Aktuators nicht möglich. Der Aktuator kontaktiert den Abweiser und zwingt diesem damit eine Schwenkbewegung auf. Dies führt dazu, dass der Abweiser seinerseits den Aktuator schwenkt, und zwar in die zweite Schaltgasse. Aufgrund der axialen Bewegung des Aktuators aus der Position des einen Vorwärtsganges bewirkt die Axialbewegung des Aktuators dessen Überführung in die Schaltstellung des nächsthöheren bzw. nächstniedrigeren Ganges. – Obwohl der niedrigste Gang und der zweitniedrigste Gang bzw. der höchste Gang und der zweithöchste Gang nicht in derselben Schaltgasse angeordnet sind, erfolgt ein zwangsweises Verfahren des Aktuators in einer überlagerten axialen Bewegung und Schwenkbewegung in die Position des zweitniedrigsten bzw. zweithöchsten Ganges.
Bei dem einen Vorwärtsgang, der in derselben Schaltgasse angeordnet ist wie der Rückwärtsgang, handelt es sich somit vorzugsweise um den niedrigsten oder den höchsten Vorwärtsgang des Getriebes. Unter diesem Aspekt sieht eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung vor, dass die erste Schaltgasse den Rückwärtsgang und den ersten Vorwärtsgang, die zweite Schaltgasse den zweiten und den dritten Vorwärtsgang, eine dritte Schaltgasse den vierten und den fünften Vorwärtsgang und eine vierte Schaltgasse den sechsten und den siebten Vorwärtsgang aufweist. Eine andere bevorzugte Ausführungsform sieht unter diesem Aspekt vor, dass die erste Schaltgasse den Rückwärtsgang und den siebten Vorwärtsgang, die zweite Schaltgasse den sechsten und den fünften Vorwärtsgang, eine dritte Schaltgasse den vierten und den dritten Vorwärtsgang und eine vierte Schaltgasse den zweiten und den ersten Vorwärtsgang aufweist.
Die Gestaltung von Aktuator und Abweiser kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen, sofern der erfindungsgemäße Zweck erreicht wird, nämlich mittels des Abweisers den Aktuator von der ersten Schaltgasse in die zweite Schaltgasse zu verschwenken. Es wird als besonders vorteilhaft angesehen, wenn der Aktuator radial außen einen Vorsprung, insbesondere eine Lagerrolle aufweist, die beim axialen Verschieben des Aktuators aus dem ersten Gang den Abweiser kontaktiert. Die Lagerrolle ist demzufolge im Abstand zur Schwenkachse des Aktuators angeordnet, so dass aufgrund dieses Abstandes ein Schwenkmoment in den Aktuator eingeleitet werden kann. Die Ausbildung des mit dem Abweiser in Kontakt gelangenden Abschnitts des Aktuators als Lagerrolle ermöglicht ein Zusammenwirken von Abweiser und Lagerrolle bei minimalen Reibungsverlusten, indem die Lagerrolle insbesondere dann, wenn der Aktuator aus der Stellung des zweitniedrigsten Vorwärtsgangs in den niedrigsten Vorwärtsgang bzw. aus der Stellung des zweithöchsten Vorwärtsganges in den höchsten Vorwärtsgang bewegt wird, am Abweiser entlang abrollen kann. Es wird als besonders vorteilhaft angesehen, wenn der Abweiser auf seiner dem Aktuator zugewandten Seite eine zur Schwenkachse des Abweisers gekrümmte Anlagefläche für den Aktuator, insbesondere für die Lagerrolle des Aktuators aufweist. Diese zur Schwenkachse des Abweisers gekrümmte Anlagefläche ist besonders gut geeignet, den Vorsprung, insbesondere die Lagerrolle des Aktuators, aufzunehmen und damit beim Verschwenken des Abweisers den Aktuator präzise zum Erreichen der benachbarten Schaltgasse zu schwenken. Es wird als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die zur Schwenkbachse des Abweisers gekrümmte Anlagefläche des Abweisers einen Kreisbogen beschreibt. Dieser wirkt mit dem Kreisbogen der Lagerrolle zusammen, wobei der Radius des Kreisbogens der Lagerrolle gleich oder etwas kleiner ist als der Radius der gekrümmten Anlagefläche des Abweisers.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Abweiser mit einer Feder zusammenwirkt, die den Abweiser in einer Neutralstellung positioniert. Diese Neutralstellung entspricht insbesondere der Position, bei der die zur Schwenkachse des Abweisers gekrümmte Anlagefläche des Abweisers in Kontakt mit dem Aktuator bei dessen axialer Verschiebung aus der Position des niedrigsten bzw. höchsten Gangs gelangt. Dies bedeutet, dass dann, wenn der Aktuator außer Kontakt mit dem Abweiser ist, dieser immer die genannte Neutralstellung einnimmt. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Feder entgegengesetzten Schwenkbewegungen des Abweisers aus dessen Neutralstellung entgegenwirkt. Die Feder ist insbesondere haarnadelförmig ausgebildet. Die Feder bewirkt somit einerseits, dass der Abweiser nach dem Ablenken des Aktuators beim Überführen von der Stellung des niedrigsten Ganges in den zweitniedrigsten Gang bzw. beim Überführen von der Stellung des höchsten Ganges in den zweithöchsten Gang in die Neutralstellung geschwenkt wird. Andererseits bewirkt die Feder, dass, wenn der Aktuator von der Stellung des zweitniedrigsten Ganges in die Stellung des niedrigsten Ganges bzw. wenn der Aktuator von der Stellung des zweithöchsten Ganges in die Stellung des höchsten Ganges bewegt wird und hierbei den Abweiser schwenkt, dieser dann, wenn er nicht mehr vom Aktuator kontaktiert wird, in seine Neutralstellung zurückschwenkt. In dem einen Fall wird der eine Schenkel der haarnadelförmigen Feder, im anderen Fall der andere Schenkel der Feder ausgelenkt.
Zweckmäßig ist ein Anschlag zum Begrenzen der Schwenkbewegung des Abweisers in der Schwenkrichtung vorgesehen, in der der Abweiser beim Abweisen den Aktuator schwenkt. Hierdurch ist sichergestellt, dass der Abweiser eine definierte Endstellung einnimmt und in dieser Endstellung der Aktuator definiert entlang der gekrümmten Anlagefläche des Abweisers, insbesondere mittels der Lagerrolle, geführt wird. Der Aktuator führt somit eine definierte überlagerte axiale Bewegung und Drehbewegung aus.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass Mittel zum Schwenken des Abweisers, und zwar entgegen der Schwenkrichtung, in der der Abweiser beim Abweisen den Aktuator schwenkt, vorgesehen sind, insbesondere mechanisch, elektrisch und/oder magnetisch wirksame Mittel zum Schwenken des Abweisers vorgesehen sind. Werden diese Mittel beaufschlagt, führt dies dazu, dass der Abweiser bezüglich Schaltbewegungen in der ersten Schaltgasse unwirksam ist, mit der Folge, dass vom niedrigsten bzw. höchsten Gang in den Rückwärtsgang geschaltet werden kann oder aber, von der zweiten Schaltgasse ausgehend, die erste Schaltgasse angewählt und von dort in den Rückwärtsgang geschaltet werden kann.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass beim Überführen des Aktuators in die erste Schaltgasse der Aktuator, insbesondere dessen Lagerrolle, den Abweiser in einem Bereich des Abweisers zwischen dessen Schwenkachse und dem Kontaktbereich des Aktuators kontaktiert, der vom Aktuator beim Verschieben in der ersten Schaltgasse aus dem niedrigsten bzw. höchsten Gang kontaktiert wird. Eine solche Anordnung ermöglicht ein Verschwenken des Aktuators von der zweiten in die erste Schaltgasse, wobei der Abweiser durch den Aktuator verschwenkt wird und bei Erreichen der ersten Schaltgasse ein axiales Verschieben des Aktuators in die Stellung des niedrigsten bzw. höchsten Ganges oder des Rückwärtsganges erfolgen kann. Beim Überführen des Aktuators in die Stellung des Rückwärtsganges wird die Feder wieder in ihre Neutralstellung bewegt. Beim Überführen des Aktuators von der Position des Rückwärtsgangs in die Position des niedrigsten bzw. höchsten Ganges kontaktiert der Aktuator den Abweiser und schwenkt diesen entgegen der Wirkung der Feder; bei Erreichen der Stellung des niedrigsten bzw. höchsten Ganges bewirkt die Feder das Zurückschwenken des Abweisers, so dass dieser im erfindungsgemäßen Sinne beim Überführen des Aktuators von der Stellung des niedrigsten bzw. höchsten Ganges in die Stellung des zweitniedrigsten Ganges bzw. zweithöchsten Ganges den Aktuator abweist.
Bei der Schalteinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist es somit beim Schalten von dem niedrigsten Gang in den zweitniedrigsten Gang bzw. vom höchsten Gang in den zweithöchsten Gang nicht erforderlich, eine Rückwärtsgang-Sperre vorzusehen, sondern es erfolgt ein aktives Abweisen des Aktuators.
Vorzugsweise erfolgt das axiale Verschieben des Aktuators mittels eines Schaltstellers und das Schwenken des Aktuators mittels eines Vorwahlstellers.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung der Zeichnung und der Zeichnung selbst, ohne hierauf beschränkt zu sein.
In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht, ohne hierauf beschränkt zu sein. Es stellt dar:
1 in schematischer Darstellung eine Schaltkulisse zur Verdeutlichung einer Wählgasse und der vier Schaltgassen und der anwählbaren acht Gänge sowie das Zusammenwirken von Abweiser und Lagerrolle des Aktuators beim Schalten vom ersten in den zweiten Gang,
2 eine Ansicht einer Bestandteil der Schalteinrichtung bildenden Kontrolleinheit mit dem Bestandteil dieser bildenden Aktuator sowie Abweiser und weiterer Funktionsteile der Kontrolleinheit, veranschaulicht für die Schaltstellung des Rückwärtsgangs,
3 eine Darstellung gemäß 2, für die Vorwählstellung der ersten Schaltgasse (Neutralstellung zwischen dem Rückwärtsgang und dem ersten Gang),
4 eine Darstellung gemäß der 2 und 3, veranschaulicht für die Schaltstellung des ersten Ganges,
5 eine Darstellung gemäß der 2 bis 4, veranschaulicht für die Mitte des Schaltweges zwischen dem ersten und dem zweiten Gang,
6 eine Darstellung gemäß der 2 bis 5, veranschaulicht für die Schaltstellung des zweiten Gangs.
1 zeigt eine Schaltkulisse 1 für einen manuell zu betätigenden Schalthebel, der durch jeweilige, nicht mit einer Bezugsziffer versehene Kreiskontur bezüglich eines in der Schaltkulisse geführten Stiftes dargestellt ist. Dieser Stift ist in unterschiedlichen Positionen dargestellt, nämlich der Position "R", der der Schaltstellung des Rückwärtsgangs des Getriebes entspricht, ferner den Positionen "1", "2", "3", "4", "5", "6" und "7", die den jeweiligen Vorwärtsgängen 1 bis 7 entsprechen, schließlich ist mit "N" die Neutralstellung des Schalthebels gezeigt.
Wie der 1 zu entnehmen ist, erfolgt das Anwählen der einzelnen Schaltgassen mittels einer Wählgasse 2 und das Schalten der acht Gänge – Rückwärtsgang und sieben Vorwärtsgänge – entlang vier senkrecht zur Wählgasse 2 angeordneter Schaltgassen 3, 4, 5 und 6. Der Rückwärtsgang und der erste Gang sind derselben Schaltgasse 3 zugeordnet, der zweite und der dritte Gang der dieser benachbarten Schaltgasse 4.
In der 1 ist schematisch ein um eine Achse 7 schwenkbarer Abweiser 8 verdeutlicht. Der Abweiser 8 weist im Bereich seines der Schaltgasse 3 zugewandten Endes eine zur Schwenkachse des Abweisers 8 hin gekrümmte Anlagefläche 9 und im Bereich seines anderen Endes einen parallel zur Achse 7 angeordneten Lagerstift 10 auf. Benachbart dem den Lagerstift 10 aufweisenden Ende des Abweisers 8 ist eine exzentrisch gelagerte Justierschraube 11 angeordnet. Mit der Achse 7, dem Lagerstift 10 und der Justierschraube 11 wirkt eine haarnadelförmig ausgebildete Feder 12 zusammen, deren Wendelabschnitt 13 von der Achse 7 durchsetzt wird und von dem zwei Schenkelabschnitte 14 und 15 der Feder 12 zunächst einander kreuzend abgehen, um dann, bezogen auf die mit durchgezogenen Linien veranschaulichte Neutralstellung der Feder 12 parallel zu verlaufen, wobei die Schenkelabschnitte 14 und 15 auf abgewandten Seiten des Lagerstifts 10 und der Justierschraube 11 an diesen anliegen.
Da die Feder 12 aufgrund der Schenkelabschnitte 14 und 15 in beiden Schwenkrichtungen des Abweisers 8 um dessen Achse 7 wirksam ist, nimmt der Abweiser 8, wie 1 mit durchgezogenen Linien veranschaulicht, die Neutralposition ein. Wird der Abweiser 8, wie in 1 mit punktierten Linien veranschaulicht, entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt, lenkt der Lagerstift 10 den Winkelabschnitt 14 der Feder 12 aus. Bei einem Verschwenken des Abweisers 8, ausgehend von der Neutralstellung, im Uhrzeigersinn, würde der Schenkelabschnitt 15 vom Lagerstift 10 ausgeschwenkt. Beim Ausschwenken des Lagerstifts verbleibt jeweils der nicht ausgeschwenkte Schenkelabschnitt in Anlage an der Justierschraube 11. Durch Schwenken der exzentrisch gelagerten Justierschraube 11 lässt sich die Neutralstellung des Abweisers 8 justieren.
Die Darstellung der 1 dient ausschließlich der grundsätzlichen Veranschaulichung der Funktion der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung. Der Abweiser kann an unterschiedlichen, geeigneten Stellen zwischen Schalthebel und Zahnräderwechselgetriebe angeordnet sein, dort, wo ein allgemein als Aktuator bezeichnetes Funktionsteil eine Drehbewegung vollführt, die der Bewegung des Schalthebels entlang der Wählgasse 2 entspricht, sowie Axialbewegungen in entgegengesetzten Richtungen vollführt, die den Schaltbewegungen in der jeweiligen Schaltgasse 3, 4, 5 bzw. 6 entsprechen.
Über ein nicht dargestelltes Federelement zur Wählkrafterzeugung befindet sich der Aktuator bzw. der Schalthebel dann, wenn er sich in der Wählgasse 2 befindet und nicht extern beaufschlagt wird, in der Stellung "N", somit in dem Bereich der Wählgasse 2, in dem ein Schalten in der Schaltgasse 5 möglich ist.
1 veranschaulicht das grundsätzliche erfindungsgemäße Prinzip: Der Aktuator, veranschaulicht durch die Schaltposition "1", kontaktiert bei dessen axialem Verschieben in der ersten Schaltgasse 3 aus der Stellung des ersten Ganges den Abweiser 8 im Bereich der Anlagefläche 9 und es schwenkt der Abweiser 8 den Aktuator in die zweite Schaltgasse 4, so dass der Aktuator dann, wenn diese grundsätzliche Bewegungsrichtung beibehalten wird, zwangsläufig in die Position des zweiten Ganges überführt wird. Ein Rückschalten vom zweiten in den ersten Gang ist ohne weiteres deshalb möglich, weil beim Schalten vom zweiten in den ersten Gang der Aktuator zwar den Abweiser 8 kontaktiert, dieser aber aus der Neutralstellung im Uhrzeigersinn entgegen der Kraft der Feder 12 weg schwenkt. Aus der Stellung "N" ist grundsätzlich ein Schalten des Rückwärtsgangs möglich. Dies deshalb, weil beim Überführen des Aktuators in die erste Schaltgasse 3 der Aktuator den Abweiser 8 in einem Bereich 16 kontaktiert, der zwischen der Schwenkachse 7 des Aktuators und der Anlagefläche 9 des Aktuators angeordnet ist. Dies hat zur Folge, dass beim Überführen des Aktuators aus der Wählgasse 2 in die Schaltgasse 1 der Aktuator der Abweiser 8 kontaktiert und im Uhrzeigersinn weg schwenkt, so dass nun der Schaltvorgang zum Erreichen des Rückwärtsgangs erfolgen kann. Ein direktes Schalten vom ersten Gang in den Rückwärtsgang ist möglich, wenn über externe Mittel, insbesondere mechanisch, elektrisch und/oder magnetisch wirksame Mittel, der Abweiser 8 beaufschlagt wird, dahingehend, dass er im Uhrzeigersinn aus dem Bereich der ersten Schaltgasse 3 schwenkt.
Das in 1 veranschaulichte Loch 17 dient dem Anschrauben der Kulisse 1 an einem Gehäuse. Mit der Bezugsziffer 18 sind zahnartige, teilweise abgeflachte Vorsprünge veranschaulicht, die dem exakten Führen des Schalthebels bzw. Aktuators bei der Bewegung in der Wählgasse 2 und/oder den Schaltgassen 3 bis 6 dienen.
Ausgehend von der Prinzipdarstellung gemäß 1 veranschaulicht die 2 die Ausgestaltung eines konkreten Ausführungsbeispiels für den Funktionszustand des Rückwärtsgangs und die 3 bis 6 diese Anordnung für andere Funktionszustände. Demzufolge wird zur grundsätzlichen Beschreibung dieses Ausführungsbeispiels der Schalteinrichtung zunächst auf die Darstellung der 2 Bezug genommen:
Veranschaulicht ist eine Kontrolleinheit 19, die Bestandteil der Schalteinrichtung bildet. Diese weist ein Gehäuse 20 mit Unterteil und Deckel 21 auf, wobei nur der Deckel 21 gezeigt ist. Bei manuellem Betätigen des Schalthebels wird bei dessen Bewegung entlang der Wählgasse 2 über einen nicht dargestellten Seilzug eine Welle 22 verschwenkt, die drehfest einen Vorwahlsteller 23 aufnimmt. Bei manuellem Betätigen des Schalthebels wird bei dessen Bewegung entlang der jeweiligen Schaltgasse 3, 4, 5 bzw. 6 über einen weiteren nicht dargestellten Seilzug eine Welle 24 verschwenkt, die drehfest einen Schaltsteller 25 aufnimmt. Ein als Blattfeder 26 ausgebildetes, im Deckel 21 gelagertes Federelement nimmt im Bereich seines lagerfernen Endes eine Rolle 27 auf, die unter Federeinwirkung eine Stirnfläche 28 eines mit dem Vorwahlsteller 23 verbundenen Ansatzes 29 kontaktiert, wobei die Stirnfläche 28 unterschiedliche Kurvenabschnitte aufweist, so dass in Abhängigkeit von der Schwenkbewegung des Vorwahlstellers 23 unterschiedliche Federkräfte über das Federelement 26 in diesen eingeleitet werden. Es sind somit unterschiedliche Kräfte zum Überführen des Aktuators bzw. des Schalthebels in der Wählgasse 2 zum Erreichen der einzelnen Schaltgassen 3 bis 6 erforderlich und es ergibt sich insbesondere hierdurch die in 1 veranschaulichte Neutralstellung "N".
Der Schaltsteller 25 ist auf seiner einem Kugeldruckstück 30 zugewandten Stirnfläche mit drei Stirnflächenbereichen 31, 32 und 33 versehen, wobei der Schaltsteller 25 in seiner den Schaltstellungen "R", "2", "4" und "6" entsprechenden Schaltstellung mit seinem Stirnflächenbereich 31 das Kugeldruckstück 30 kontaktiert, in der Stellung, der der Position der Wählgasse 2 entspricht, somit der Stellung "N" der Stirnflächenbereich 32 das Kugeldruckstück 30 kontaktiert und in der der Schaltstellung "1", "3", "5" und "7" der Stirnflächenbereich 33 das Kugeldruckstück 30 kontaktiert und hierbei jeweils das Kugeldruckstück 30 mit dem Stirnflächenbereich 31 bzw. 32 bzw. 33 rastiert.
Im Gehäuse 20 ist der Aktuator 34 in Richtung des Doppelpfeiles A axial verschiebbar gelagert und um seine Achse 35 schwenkbar. Der Aktuator 34 weist eine Tangentialnut 36 auf, in die ein Ansatz 37 des Schaltstellers 25 eingreift. Eine Schwenkbewegung des Schaltstellers mittels der Welle 24 führt somit zu einer Axialbewegung des Aktuators 34 in drei unterschiedliche Positionen, die den drei Rastierstellungen zwischen dem Schaltsteller 25 und dem Kugeldruckstück 30 entsprechen. Der Vorwahlsteller 23 weist einen Ansatz 38 auf, der in eine Radialnut 37 des Aktuators 34 eingreift. Der Aktuator 34 ist zusätzlich in einer Schaltführung 40 axial geführt. Neben dem Aktuator ist und insofern wird zur Vermeidung von Wiederholungen und im übrigen vollinhaltlich auf die Beschreibung gemäß der 1 Bezug genommen, neben dem Aktuator 34 der Abweiser 8 angeordnet, der um die Achse 7, die im Deckel 21 gelagert ist, schwenkbar ist. Im Deckel 21 ist ferner die Justierschraube 11 gelagert. Die Verwendung findende Feder 12 ist in der Darstellung der 2 nicht sichtbar, da sie unterhalb des Abweisers 8 angeordnet ist. Die jeweiligen Schaltstellungen "R", "1", "2", "3", "4", "5", "6", "7" und die Neutralstellung "N" entsprechen den Stellungen einer Lagerrolle 41, die um eine in Radialrichtung des Aktuators 34 angeordnete Achse frei drehbar ist. Diese Lagerrolle 41 stellt somit einen radial äußeren Vorsprung des Aktuators 34 dar, wobei die Lagerrolle 41 beim axialen Verschieben des Aktuators aus dem ersten Gang den Abweiser 8 im Bereich der Anlagefläche 9 kontaktiert.
Im Gehäuse 20 ist schließlich eine Stellschraube 42 gelagert, deren vordere, in das Innere des Gehäuses 20 ragende Stirnfläche 43 einen Anschlag für den Abweiser 8 bei dessen Bewegung entgegen dem Uhrzeigersinn darstellt, somit bei einer Bewegung, in der die Abweisfunktion beim Bewegen aus dem ersten Gang erfolgt. Der durch die Stellschraube 42 bewirkte Anschlag stellt sicher, dass der Abweiser 8 eine definierte Endstellung bei dessen Verschwenkung entgegen dem Uhrzeigersinn einnimmt und in dieser Endstellung die Lagerrolle 41 definiert entlang der Anlagefläche 9 abrollen kann, mit der Konsequenz, dass der Aktuator 34 eine definierte überlagerte axiale Bewegung und Drehbewegung ausführt. Die Stellschraube 42 ist hohl ausgebildet und es durchsetzt deren Durchgang 44 ein axial in diesem verstellbarer, nicht veranschaulichter Schaltstift eines mechanisch, elektrisch und/oder magnetisch wirksamen, gleichfalls nicht gezeigten Mittels zum Schwenken des Abweisers im Uhrzeigersinn, so dass dieser aus der Bahn der ersten Schaltgasse 3 gelangt.
Der Aktuator 34 ist auf seiner in der 2 nicht einsehbaren Seite radial außen mit einem Schaltfinger versehen, der, je nach Position des Aktuators 34 in Nuten von vier Schaltstangen einführbar ist – jeweils in die Nut einer Schaltstange – wobei jede Schaltstange die Schaltbewegung einer der Schaltgassen 3 bis 6 ausführt. Die Wahl der jeweiligen Schaltgasse erfolgt durch das Bewegen des Schaltfingers entlang der Wahlgasse 2.
2 zeigt die Position des Aktuators 34 und insbesondere dessen Lagerrolle 41 bei eingelegtem Rückwärtsgang. Der Schaltsteller 25 befindet sich hierbei in einer Position, bei der das Kugeldruckstück 30 den Stirnflächenbereich 31 kontaktiert. Beim Schalten vom Rückwärtsgang in den ersten Gang entlang der Schaltgasse 3 kontaktiert die Lagerrolle 41 des Aktuators 34 den Abweiser im Bereich 16 und schwenkt diesen entgegen der Kraft der Feder 12, konkret entgegen der Kraft des Schenkelabschnitts 15 im Uhrzeigersinn. Die Zwischenstellung, die die Lagerrolle 41 und damit der Aktuator 34 in der Position der Wählgasse 2 – Neutralstellung – einnimmt, ist in 3 veranschaulicht. In dieser ist der Schaltsteller 25 so weit verschwenkt, dass das Kugeldruckstück 30 den Stirnflächenbereich 32 kontaktiert. 4 zeigt die Position von Lagerrolle 41 und damit von Aktuator 34 in der Schaltstellung des ersten Gangs. Vor Erreichen dieser Schaltstellung gelangt die Lagerrolle 41 außer Kontakt mit dem Abweiser 8, der unter der Einwirkung der Feder 12 in seine Neutralstellung zurück verschwenkt wird. Bei eingelegtem ersten Gang ist der Schaltsteller 25 so weit verschwenkt, dass das Kugeldruckstück 30 den Stirnflächenbereich 33 kontaktiert.
5 veranschaulicht eine Zwischenposition beim Schalten vom ersten Gang in den zweiten Gang. Wird durch Schwenken des Schaltstellers 25 der Aktuator 34 aus seiner die Schaltstellung des ersten Gangs repräsentierenden Stellung herausbewegt, gelangt die Lagerrolle 41 in Anlage mit der Anlagefläche 9 des Abweisers. Der Abweiser 9 schwenkt geringfügig entgegen dem Uhrzeigersinn und überlagert damit der Axialbewegung des Aktuators 34 aufgrund der Kontaktierung der Lagerrolle 41 eine Schwenkbewegung. In der in 5 gezeigten Mittelstellung zwischen dem ersten und dem zweiten Gang, somit bei Erreichen einer Position der Schwenkachse der Lagerrolle 41, die der Position der Wählgasse 2 entspricht, schlägt der Abweiser 8 an der Stirnfläche 43 der Stellschraube 42 an und kann damit nicht weiter entgegen dem Uhrzeigersinn schwenken. Die Anlagefläche 9 ist damit stationär, so dass entlang dieser die weitere Abrollbewegung der Lagerrolle 41 vonstatten geht, mit der Folge einer weiteren Axialverschiebung des Aktuators 34 in Richtung des zweiten Ganges und einer weiteren Schwenkbewegung des Aktuators 34 in Richtung der zweiten Schaltgasse 4. Die Zwischenstellungen der Lagerrolle 41 entsprechen den in der 1 gezeigten Zwischenstellungen des Schalthebels. Die 6 zeigt die nach Abschluss dieser Schaltbewegung erreichte Schaltstellung für den zweiten Gang. In der Zwischenstellung hat zunächst das Kugeldruckstück 30 den Stirnflächenbereich 32 des Schaltstellers 25 kontaktiert, in der Schaltstellung des zweiten Ganges kontaktiert das Kugeldruckstück 30 den Stirnflächenbereich 31. Des Weiteren ist der Aktuator 34 und damit die Lagerrolle 41 um die Achse 35 geschwenkt worden. Das Schalten der Gänge der Schaltgassen 4, 5 und 6 erfolgt wie vorbeschrieben, mit dem Unterschied, dass dort der Abweiser 8 nicht wirksam ist.
Beim Zurückschalten vom zweiten in den ersten Gang kontaktiert in der Zwischenstellung die Lagerrolle 41 den Bereich 16 des Abweisers 8 und schwenkt diesen entgegen der Wirkung der Kraft der Feder 12 im Uhrzeigersinn. Ein Schalten vom ersten Gang in den Rückwärtsgang wird dadurch möglich, indem die den Durchgang 44 durchsetzenden Mittel aktiviert werden und der Abweiser 8 mittels dieser aktiv im Uhrzeigersinn aus dem Bereich der Schaltgasse 3 geschwenkt wird.
Es ist ohne Weiteres nachvollziehbar, dass das zu dieser Ausführungsform beschriebene Prinzip ohne Weiteres auf ein Getriebe übertragen werden kann, bei dem der ersten Schaltgasse der Rückwärtsgang und der höchste Vorwärtsgang, insbesondere der siebte Vorwärtsgang des Getriebes zugeordnet ist. Die zweite Schaltgasse weist den fünften und sechsten Vorwärtsgang, die dritte Schaltgasse den dritten und vierten Vorwärtsgang, die vierte Schaltgasse den ersten und zweiten Vorwärtsgang auf. In einem solchen Fall befindet sich, im Unterschied zu der beschriebenen Ausführungsform nach 1, bei der der Rückwärtsgang vorne links angeordnet ist, der Rückwärtsgang beispielsweise hinten rechts. Der Abweiser 8 ist modifiziert zwischen dem Rückwärtsgang und dem siebten Vorwärtsgang anzuordnen, konkret wäre bei dieser Modifikation die schematische Darstellung der Schaltkulisse gemäß 1, allerdings auf dem Kopf stehend angeordnet betrachtet, zugrunde zu legen und eine Umnummerierung dahingehend vorzunehmen, dass die Positionen "1", "2", "3", "4", "5", "6" und "7" in "7", "6", "5", "4", "3", "2", "1" umzubenennen sind.

1: Schaltkulisse
2: Wählgasse
3: Schaltgasse
4: Schaltgasse
5: Schaltgasse
6: Schaltgasse
7: Achse
8: Abweiser
9: Anlagefläche
10: Lagerstift
11: Justierschraube
12: Feder
13: Wendelabschnitt
14: Schenkelabschnitt
15: Schenkelabschnitt
16: Bereich
17: Loch
18: Zahn
19: Kontrolleinheit
20: Gehäuse
21: Deckel
22: Welle
23: Vorwahlsteller
24: Welle
25: Schaltsteller
26: Federelement
27: Rolle
28: Stirnfläche
29: Ansatz
30: Kugeldruckstück
31: Stirnflächenbereich
32: Stirnflächenbereich
33: Stirnflächenbereich
34: Aktuatur
35: Achse
36: Tangentialnut
37: Ansatz
38: Ansatz
39: Ansatz
40: Schaltführung
41: Lagerrolle
42: Stellschraube
43: Stirnfläche
44: Durchgang

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 0849506 B1 [0002]

Claims

Schalteinrichtung für ein mehrgängiges Zahnräderwechselgetriebe eines Kraftfahrzeuges, mit einem in einem Gehäuse (20) gelagerten, schwenkbaren und axial verschiebbaren Wähl- und Schaltaktuator (34), wobei durch Schwenken des Aktuators (34) über eine Wählgasse Schaltgassen (3, 4, 5, 6) der Schalteinrichtung anwählbar sind und durch anschließendes axiales Verschieben des Aktuators (34) Gangstufen der Schalteinrichtung schaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung eine erste Schaltgasse (3) für den Rückwärtsgang und für einen Vorwärtsgang des Getriebes und eine zweite Schaltgasse (4) für weitere Vorwärtsgänge des Getriebes aufweist, sowie im Gehäuse (20) ein Abweiser (8) schwenkbar gelagert ist, wobei der Aktuator (34) bei dessen axialem Verschieben in der ersten Schaltgasse (3) aus dem einen Vorwärtsgang den Abweiser (8) kontaktiert und diesen schwenkt, wobei der den Aktuator (34) kontaktierende Abweiser (8) den Aktuator (34) in die zweite Schaltgasse (4) schwenkt.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Vorwärtsgang der niedrigste oder der höchste Vorwärtsgang des Getriebes ist.
Schalteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schaltgasse (3) den Rückwärtsgang und den ersten Vorwärtsgang, die zweite Schaltgasse (4) den zweiten und den dritten Vorwärtsgang, eine dritte Schaltgasse (5) den vierten und den fünften Vorwärtsgang und eine vierte Schaltgasse (6) den sechsten und den siebten Vorwärtsgang aufweist.
Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schaltgasse den Rückwärtsgang und den siebten Vorwärtsgang, die zweite Schaltgasse den sechsten und den fünften Vorwärtsgang, eine dritte Schaltgasse den vierten und den dritten Vorwärtsgang und eine vierte Schaltgasse den zweiten und den ersten Vorwärtsgang aufweist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (34) radial außen einen Vorsprung, insbesondere eine Lagerrolle (41) aufweist, die beim axialen Verschieben des Aktuators (34) aus dem einen Vorwärtsgang den Abweiser (8) kontaktiert.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abweiser (8) auf seiner dem Aktuator (34) zugewandten Seite eine zur Schwenkachse (7) des Abweisers (8) gekrümmte Anlagefläche (9) für den Aktuator (34), insbesondere für die Lagerrolle (41) des Aktuators (34) aufweist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abweiser (8) mit einer Feder (12) zusammenwirkt, die den Abweiser (8) in einer Neutralstellung positioniert.
Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (12) Schwenkbewegungen des Abweisers (8) aus dessen Neutralstellung in entgegengesetzten Bewegungsrichtungen entgegenwirkt.
Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (12) haarnadelförmig ausgebildet ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschlag (43) zum Begrenzen der Schwenkbewegung des Abweisers (8) in der Schwenkrichtung vorgesehen ist, in der der Abweiser (8) beim Abweisen den Aktuator (34) schwenkt.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Schwenken des Abweisers (8) entgegen der Schwenkrichtung, in der der Abweiser (8) beim Abweisen den Aktuator (34) schwenkt, vorgesehen sind, insbesondere mechanisch, elektrisch und/oder magnetisch wirksame Mittel zum Schwenken des Abweisers (8) vorgesehen sind.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass beim Überführen des Aktuators (34) in die erste Schaltgasse (3) der Aktuator (34), insbesondere dessen Lagerrolle (41), den Abweiser (8) in einem Bereich des Abweisers (8) zwischen dessen Schwenkachse (7) und dem Kontaktbereich (16) des Abweisers (8) kontaktiert, der vom Aktuator (34) beim Verschieben in der ersten Schaltgasse (3) aus dem einen Vorwärtsgang kontaktiert wird.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das axiale Verschieben des Aktuators (34) mittels eines Schaltstellers (25) und das Schwenken des Aktuators (34) mittels eines Vorwahlstellers (23) erfolgt.