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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung gemäß der
im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten
Art.
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Aus
der Fahrzeugtechnik ist eine derartige Schaltungsanordnung zum Wählen
und Schalten eines Ganges bei einem Handschaltgetriebe bekannt. Die
bekannte Schaltungsanordnung umfasst als Rückwärtsgangsperre
einen federbelasteten Riegel, der an der Schaltwelle angelegt ist.
Um in die Rückwärtsgang-Schaltgasse zu gelangen,
muss der Riegel über eine Rampe an der Schaltwelle geführt
werden. Um den Riegel dazu anzuheben, ist eine bestimmte Entsperrkraft
notwendig, die vom Fahrer aufgebracht werden muss. Das Kraftniveau
der Entsperrkraft hängt davon ab, ob ein statischer oder
dynamischer Wählvorgang vom Fahrer durchgeführt wird.
Bei einem statischen Wählvorgang liegt der Riegel bewegungslos
an der Rampe der Schaltwelle an. Somit ist ein großer Kraftaufwand
notwendig, um die Rückwärtsgangsperre zu überwinden.
Bei einem dynamischen Wählvorgang dagegen startet die Bewegung
der Schaltwelle aus der 3/4-Schaltgasse. Somit trifft die Rampe
mit einer gewissen Geschwindigkeit auf den Riegel und hebt diesen
an. Infolgedessen ist beim dynamischen Wählvorgang ein
nur geringer Kraftaufwand erforderlich.
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Folglich
kann ein unbeabsichtigtes Wählen in die Rückwärtsgang-Schaltgasse,
insbesondere bei einem dynamischen Wählvorgang nicht ausgeschlossen
werden. Dies kann zu starken Ratschgeräuschen im Getriebe
führen und bei häufiger Fehlbedienung kann sogar
ein Ausfall des Getriebes auftreten. Um dies zu verhindern, kann
die Sperrkraft für die R-Gangsperre erhöht werden.
Dies bewirkt allerdings, dass bei Schaltungen aus der 1/2-Schaltgasse in
die R-Schaltgasse, also bei einem statischen Wählvorgang,
deutlich höhere Entsperrkräfte aufgebracht werden
müssen. Somit wird dadurch der Schaltkomfort negativ beeinflusst.
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Beispielsweise
aus der Druckschrift
DE
195 11 510 C1 ist eine Nockenscheiben-Anordnung einer Schaltkulisse
für eine Schaltvorrichtung eines Zahnräderwechselgetriebes
bekannt. Bei der bekannten Schaltvorrichtung wird eine Sperrung
der Rückwärtsgang-Schaltgasse durch eine verstellbare
Nockenscheibe realisiert. Die Nockenscheiben kann zwischen einer
die Rückwärtsgang-Schaltgasse sperrenden Grundstellung
und einer Freigangstellung geschwenkt werden. Auch bei dieser bekannten
Schaltvorrichtung ergibt sich das bereits angesprochene Problem
der unterschiedlichen Kraftniveaus der Entsperrkraft bezüglich
des statischen und dynamischen Wählens.
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Die
Druckschrift
DE
10 2005 018 827 A1 offenbart eine andere Ad der Rückwärtsgangsperre, bei
der zwei aufeinander liegende Bleche in einem Getriebegehäuse
gehalten sind, wobei das obere Blech gegenüber dem unteren
Blech geführt ist, so dass das obere Blech ausschließlich
in senkrechter Richtung zu der Ausrichtung der Rückwärtsgang-Schaltgasse
verschiebbar ist. Das untere Blech bildet eine Schaltkulisse mit
einem H-Schaltbild mit sechs Arbeitsgängen und einem Rückwärtsgang.
In der Schaltkulisse ist ein bolzenartiger Schaltfinger geführt.
Das obere Blech weist zwei Kerben auf, in die eine federbelastete
Rastkugel eingerastet ist. Wenn die Rastkugel in die rechte Kerbe
eingreift, wird das obere Blech in einer Stellung gehalten, in der
die Rückwärtsgang-Schaltgasse freigegeben ist. Zum
Sperren der Rückwärtsgang-Schaltgasse wird durch
den Schaltfinger das obere Blech nach rechts verschoben. Dabei rastet
die Rastkugel in der linken Kerbe ein. In dieser Stellung kann der
Schaltfinger nicht mehr in die Rückwärtsgang-Schaltgasse
gewählt werden. Somit ist die Rückwärtsgangsperre
aktiv.
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Schließlich
beschreibt die Druckschrift
DE 100 64 609 A1 eine weitere Schalteinrichtung
eines Schaltgetriebes zum Wählen und Schalten von Gän gen.
Die Schalteinrichtung umfasst eine gehäuseseitig befestigte
Kulisse, in deren Schaltbild ein an einer Schaltwelle befestigter
Stift eingreift. Je nach Schalt- oder Wählstellung der
Schaltwelle steht der Stift im Eingriff mit einer Führungsbahn
in der Kulisse. Die senkrechten Führungsbahnen führen
beim Schalten eines Ganges innerhalb einer Gasse und die waagerechte
Führungsbahn führt beim Wählen der jeweiligen
Gasse. Eine Rückwärtsgangsperre ist nicht vorgesehen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Schaltungsanordnung
der eingangs beschriebenen Gattung vorzuschlagen, bei der ein unbeabsichtigtes
Schalten des Rückwärtsgangs beziehungsweise des
Kriechgangs sicher verhindert wird und zudem der Unterschied bei
der Entsperrkraft hinsichtlich eines statischen Wählvorganges
und eines dynamischen Wählen möglichst gering
ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale
des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere Vorteile und mögliche
Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und
den Zeichnungen.
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Demzufolge
wird eine Schaltungsanordnung zum Wählen und Schalten eines
Ganges bei einem Handschaltgetriebe eines Fahrzeuges vorgeschlagen,
welche eine Schalteinrichtung umfasst, die von einem Schalthebel
betätigbar ist, der entlang eines H-Schaltbildes oder dergleichen
bewegbar ist und der mit einer in einem Gehäuse gelagerten
Schaltwelle gekoppelt ist, deren axiale und rotatorische Bewegungen
den Wähl- und Schaltvorgang bei einer Schalteinrichtung
realisieren, wobei als Rückwärtsgangsperre zumindest
ein von der Schaltwelle betätigbares Führungselement
oder dergleichen vorgesehen ist, welches mit zumindest einem Sperrelement zum
unbeabsichtigten Schalten des Rückwärtsganges
und/oder des Kriechganges in Wirkverbindung bringbar ist. Das Sperrelement
kann beispielsweise als Sperrhülse, Sperrscheibe oder dergleichen
ausgebildet sein.
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Auf
diese Weise wird bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
das Wählverhalten optimiert und durch die vorgesehene Rückwärtsgangsperre
die Möglichkeit des unbeabsichtigten Wählens des
Rückwärtsgang und/oder des Kriechganges ausgeschlossen.
Somit werden sicherheitskritische Fahrsituationen bei dem Fahrzeug
verhindert. Aufgrund der Art und Weise der Rückwärtsgangsperre gibt
es in vorteilhafter Weise keinen Unterschied mehr bezüglich
des Kraftniveaus beim statischen und dynamischen Wählen,
da nur noch ein statisches Wählen möglich ist.
Ferner befindet sich das Sicherungssystem in der Schalteinrichtung
selbst und ist somit gegen äußere Einflüsse,
wie Toleranzen oder Elastizitäten in dem Übertragungssystem
unempfindlich. Zudem sind keine Leitungen, Sensoren und Aktuatoren
für die Rückwärtsgangsperre erforderlich.
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Im
Rahmen einer vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen
sein, dass das Sperrelement eine Führungsbahn oder dergleichen
zum Führen des Führungselements mit zumindest
einem Funktionsflächenabschnitt und zumindest eine Rastierstellung
zum Sperren und Freigeben der Rückwärtsgang-Schaltgasse
und/oder der Kriechgang-Schaltgasse aufweist. Somit werden die Wähl- und
Schaltbewegungen der Schaltwelle durch das Zusammenwirken des Führungselements
mit dem jeweiligen Funktionsflächenabschnitt sowie der
Rastierstellung des Sperrelements derart begrenzt, das ein unbeabsichtigtes
Wählen in die Rückwärtsgang-Schaltgasse
und/oder in die Kriechgang-Schaltgasse verhindert wird.
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Um
eine gewünschte Schaltung in den Rückwärtsgang
oder in den Kriechgang durchführen zu können,
ist es erforderlich, das Sperrelement aus einer ersten Rastierstellung,
bei der sich das Sperrelement in der Neutral-Stellung befindet,
in eine zweite Rastierstellung zu verdrehen, bei der sich das Sperrelement
in der Gang-ein-Stellung befindet. Somit ist der Fahrer gezwungen
vor der Wahl des Rückwärtsganges oder des Kriechganges
kurzzeitig den ersten beziehungsweise bei einem Getriebe mit einem
Bereichsgruppengetriebe den fünften Vorwärtsgang
anzuwählen, um auf diese Weise die Verdrehung des Sperrelements
in die zweite Rastierstellung zu erreichen, so dass der Rückwärtsgang
beziehungsweise der Kriechgang geschaltet werden kann. Durch das
kurzzeitige Anwählen des ersten beziehungsweise fünften
Vorwärtsganges wird das Getriebe über die Synchronisierung
bis annähernd zum Stillstand gebremst. Der Rückwärtsgang
beziehungsweise der Kriechgang kann somit problemlos, das heißt
ohne Ratschen eingelegt werden. Dadurch werden Schäden
an den Schalteinrichtungen verhindert. In vorteilhafter Weise wird
durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung
auch ein Schalten aus höheren Gängen direkt in
den Rückwärtsgang beziehungsweise in den Kriechgang
ausgeschlossen.
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Weiterhin
kann beim Wählen in die Rückwärtsgang-
bzw. Kriechgang-Schaltgasse ein Kraftanstieg der Wählkraft
wirksam werden, der auf ein gewünschtes, definiertes Niveau
ausgelegt werden kann. Dies ist beispielsweise durch eine zusätzliche Wählfeder
realisierbar, die erst beim Wählen in die Rückwärtsgang-
bzw. Kriechgang-Schaltgasse wirksam wird.
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Beispielsweise
kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen
sein, dass die beiden Rastierstellungen an dem äußeren
Umfang des Sperrelements vorgesehen sind. Es sind auch andere Anordnungsmöglichkeiten
denkbar. Beispielsweise können die Rastierstellungen auch
an einer Stirnseite oder am Innenumfang des Sperrelements vorgesehen
sein.
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Eine
mögliche Ausgestaltung der Erfindung kann vorsehen, dass
das Sperrelement drehbar in dem Gehäuse gelagert und axial
abgestützt ist, so dass das Sperrelement über
das in der Führungsbahn bewegbare Führungselement
lediglich verdreht werden kann. Eine Bewegung des Sperrelements
in axialer Richtung wird aufgrund der axialen Abstützung
an dem Gehäuse verhindert.
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Eine
mögliche konstruktive Ausführungsform der Erfindung
kann vorsehen, dass als Führungselement ein mit der Schaltwelle
drehfest verbundenes Schlüsselblech oder dergleichen mit
zumindest einem radial nach außen ausgerichteten stiftartigen Vorsprung
oder dergleichen vorgesehen ist. Der Vorsprung wird in der Führungsbahn
des Sperrelements durch entsprechende Bewegungen der Schaltwelle geführt.
Durch eine Bewegung der Schaltwelle wird der Vorsprung mit einer
als Funktionsflächenabschnitt ausgebildeten Anschlagfläche
des Sperrelements in Kontakt gebracht, so dass die Bewegung der
Schaltwelle dadurch in axialer Richtung begrenzt wird, solange sich
das Sperrelement in der ersten Rastierstellung befindet. Es sind
auch andere konstruktive Formen des Führungselements möglich. Beispielsweise
kann das Führungselement auch als Querstift ausgebildet
sein, der z. B. in einer Bohrung der Schaltwelle befestigt ist.
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Bei
einer möglichen Ausführungsvariante der Erfindung
kann vorgesehen sein, dass die Funktionsflächenabschnitte
entlang der Führungsbahn in der Mantelfläche des
als Sperrhülse ausgebildeten Sperrelements vorgesehen sind.
Es sind auch andere Anordnungsmöglichkeiten denkbar.
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Zum
Sperren der Rückwärtsgang-Schaltgasse und/oder
der Kriechgang-Schaltgasse kann als Funktionsflächenabschnitt
die bereits erwähnte Anschlagfläche vorgesehen
sein. Bevorzugt ist die Anschlagfläche parallel zur Umfangrichtung
des Sperrelements ausgerichtet, um somit die axiale Bewegung der
Schaltwelle in die Rückwärtsgang-Schaltgasse und/oder
Kriechgang-Schaltgasse zu verhindern.
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Zum
Wählen in die Rückwärtsgang-Schaltgasse
und die Kriechgang-Schaltgasse ist es somit erforderlich, dass das
Sperrelement durch Verdrehen in die zweite Rastierstellung zum Freigeben
der Rückwärtsgang-Schaltgasse gebracht wird. Dazu
ist gemäß einer nächsten Weiterbildung
der Erfindung vorgesehen, dass die Führungsbahn eine Schaltfläche
als Funktionsflächenabschnitt oder dergleichen aufweist,
die bevorzugt parallel zur axialen Ausrichtung der Schaltwelle verläuft.
Auf diese Weise kann durch Verdrehen der Schaltwelle auch das Sperrelement
verdreht werden, um die zweite Rastierstellung zu erreichen. Es
sind auch andere konstruktive Ausgestaltungen der Schaltfläche
möglich.
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Um
bei freigegebener Rückwärtsgangsperre in die Rückwärtsgang-Schaltgasse
wählen zu können, kann gemäß einer
nächsten Ausgestaltung der Erfindung ein axialer Endbereich
oder dergleichen an der Führungsbahn als Funktionsflächenabschnitt vorgesehen
sein. Der Endbereich wird auch als Rückwärtsgang-
beziehungsweise Kriechgang-Nut bezeichnet. Das Führungselement
der Schaltwelle kann diesen Endbereich der Führungsbahn
erst erreichen, wenn die Schaltwelle verdreht wird. Beim Verdrehen
der Schaltwelle wird auch das Sperrelement verdreht, bis das Sperrelement
die zweite Rastierstellung erreicht hat. Denn nur so kann die Anschlagfläche
in der Führungsbahn umgangen werden.
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Gemäß einer
nächsten Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein,
dass als weiterer Funktionsflächenabschnitt beispielsweise
zum Rückstellen des Führungselements und zum Verstellen der
Rastierstellungen an dem Sperrelement beim Auslegen des Rückwärtsganges
oder des Kriechganges eine Steuerkante vorgesehen ist. Vorzugsweise kann
die Steuerkante als Schräge mit vorbestimmter Steigung
oder dergleichen ausgebildet sein. Es sind auch andere konstruktive
Ausbildungen an der Führungsbahn denkbar.
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Im
Rahmen einer möglichen Ausführungsvariante bei
der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung kann
vorgesehen sein, dass die Rastierstellungen als erste Rastierausnehmung
und als zweite Rastierausnehmung ausgebildet sind, mit denen wechselweise
eine korrespondierende federbelastete Kugelraste in Formschluss
bringbar ist. Durch den Formschluss zwischen der Kugelraste und
der jeweiligen Rastierausnehmung wird die zugeordnete Rastierstellung
zeitweise fixiert, so dass ein unbeabsichtigtes Verstellen der gewählten
Rastierstellung nicht möglich ist.
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Vorzugsweise
kann die Kugelraste in einer Ausnehmung oder dergleichen des Gehäuses
angeordnet sein. Es sind auch andere Anordnungsmöglichkeiten
denkbar.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann
vorsehen, dass zumindest zwei Kugelrasten vorgesehen sind, welche
z. B. in einem Winkel von 180° zueinander versetzt angeordnet
sind. Dies setzt voraus, dass auch zumindest ein zweites Paar Rastierausnehmungen
an dem Sperrelement vorgesehen ist. Auch die beiden Paare der Rastierausnehmungen
sind hierbei in einem Winkel von etwa 180° zueinander versetzt
angeordnet. Es sind auch andere Winkel möglich. Die Rastierausnehmungen
können in einem geringfügig anderen Winkel angeordnet
sein. Dadurch können vielfältigere Steuerfunktionen
gestaltet werden, weil eine Unabhängigkeit von der einen
Rastierausnehmung bzw. Rastierfunktion zur anderen gegeben ist.
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Ebenso
kann es vorgesehen sein, dass das Schlüsselblech zumindest
zwei Vorsprünge aufweist, welche in einem Winkel von etwa
180° zueinander versetzt angeordnet sind. Auch hier wird
vorausgesetzt, dass das Sperrelement zumindest zwei Führungsbahnen
aufweist, welche in einem Winkel von etwa 180° zueinander
versetzt angeordnet sind. Dadurch können die von dem Vorsprung
auf das Sperrelement wirkenden Momente und Kräfte ausgeglichen werden,
so dass keine einseitigen Belastungen an dem Sperrelement und dem
Schlüsselblech auftreten. Auch hier können andere
Winkel zur Anordnung der Vorsprünge und der Führungsbahnen
verwendet werden.
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Das
Wählkraftniveau zum Wählen in die Rückwärtsgang-Schaltgasse
oder in die Kriechgang-Schaltgasse kann auf jede beliebige Höhe
ausgelegt werden. Mit besonderem Vorteil bleibt dieses über
die gesamte Lebensdauer und bei allen Betriebsbedingungen annähernd
konstant.
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Mit
der erfindungsgemäßen vorgeschlagenen Schaltungsanordnung
wird auch das dieser Anordnung zu Grunde liegende Verfahren beansprucht.
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Nachfolgend
wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen näher
erläutert. Es zeigen:
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1 eine
schematische, dreidimensionale Teilansicht eines möglichen
Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen
Schaltungsanordnung;
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2 eine
teilgeschnittene, dreidimensionale Ansicht der Schaltungsanordnung
gemäß 1;
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3 eine
vergrößerte dreidimensionale Ansicht der Schaltungsanordnung
gemäß 1;
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4 eine
Prinzipdarstellung der Schaltungsanordnung mit einer Schaltwelle
in Neutral im Bereich der 3/4-Schaltgasse und einer Sperrhülse
in Neutral;
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5 eine
Prinzipdarstellung der Schaltungsanordnung mit der Schaltwelle in
Neutral im Bereich der 1/2-Schaltgasse und der Sperrhülse
in Neutral;
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6 eine
Prinzipdarstellung der Schaltungsanordnung mit der Schaltwelle in
Neutral im Bereich der 1/2-Schaltgasse ohne Rückwärtsgangsperre;
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7 eine
Prinzipdarstellung der Schaltungsanordnung mit der Schaltwelle in
Neutral im Bereich der Rückwärtsgang-Schaltgasse
und
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8 ein
Diagramm mit verschiedenen Wählkraftverläufen über
dem Wählweg.
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In
den 1 bis 3 ist ein mögliches
Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Schaltungsanordnung zum Wählen und Schalten eines Ganges
bei einem nicht weiter dargestellten Handschaltgetriebe eines Fahrzeuges
gezeigt, wobei lediglich die für die Erfindung relevanten
Bauteile dargestellt und beschrieben werden. Die in den 1 bis 3 dargestellten
Ansichten unterscheiden sich insbesondere dadurch, dass in den 2 und 3 verschiedene
Bauteile zur besseren Übersichtlichkeit ausgeblendet sind.
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Die
erfindungsgemäße Schaltungsanordnung umfasst eine
nicht weiter dargestellte Schalteinrichtung mit Schaltelementen,
die über einen Schalthebel und über eine Schaltwelle 1 betätigt
werden können, wobei der Schalthebel entlang eines H-Schaltbildes
beziehungsweise eines überlagerten H-Schaltbildes bewegbar
ist. Der Schalthebel ist mit der in einem Gehäuse 2 gelagerten
Schaltwelle 1 gekoppelt. Die Schaltwelle 1 kann
axial und rotatorisch bewegt werden, um den Wähl- und Schaltvorgang bei
der Schalteinrichtung zu realisieren. Die Schaltwelle 1 ist über
ein Federelement 7 in axialer Richtung in dem Gehäuse
gefedert angeordnet, so dass sich der Schalthebel und die Schaltwelle 1 in
ihrer Ausgangsstellung in der 3/4-Schaltgasse befinden.
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Als
Rückwärtsgangsperre ist bei der vorgeschlagenen
Schaltungsanordnung ein von der Schaltwelle 1 betätigbares
Führungselement 5 vorgesehen, welches mit einer
Sperrhülse 3 zum unbeabsichtigten Schalten eines
Rückwärtsganges und/oder eines Kriechganges in
Wirkverbindung bringbar ist.
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Dazu
ist die Sperrhülse 3 koaxial zur Schaltwelle 1 angeordnet.
Die Sperrhülse 3 ist drehbar in dem Gehäuse 2 gelagert
und stützt sich axial gegen einen Deckel 4 des
Gehäuses 2 ab. Der Deckel 4 ist an das
Gehäuse 2 angeschraubt, wie in 1 gezeigt.
Das Führungselement ist als Schlüsselblech 5 ausgebildet,
welches drehfest mit der Schaltwelle 1 verbunden ist, das
insbesondere in 3 dargestellt ist. Das Schlüsselblech 5 weist
zwei radial nach außen gerichtete stiftartige Vorsprünge 6, 6' auf,
die hier in einem Winkel von 180° zueinander versetzt angeordnet
sind.
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Die
Wirkverbindung zwischen der Schaltwelle 1 beziehungsweise
dem Schlüsselblech 5 einerseits und der Sperrhülse 3 andererseits
wird durch eine Führungsbahn 8 zum Führen
des Vorsprungs 6 des Schlüsselblechs 5 realisiert.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Führungsbahnen 8, 8' an
der Mantelfläche der Sperrhülse 3 angeordnet,
welche in einem Winkel von etwa 180° zueinander versetzt
sind.
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Jede
Führungsbahn 8, 8' weist mehrere Funktionsflächenabschnitte
auf, an denen der jeweilige Vorsprung 6, 6' des
Schlüsselblechs 5 entlang geführt wird.
Ferner sind zwei Rastierstellungen zum Sperren und Freigeben der
Rückwärtsgang-Schaltgasse bzw. der Kriechgang-Schaltgasse
an der Sperrhülse 3 vorgesehen. Die beiden Rastierstellungen werden
durch eine erste Rastierausnehmung 9 und eine zweite Rastierausnehmung 10 an
der Mantelfläche der Sperrhülse 3 gebildet
(siehe 4 bis 7). Die erste Rastierausnehmung 9 entspricht der
Neutral-Stellung der Sperrhülse 3 und die zweite Rastierausnehmung 10 entspricht
der Gang-ein-Stellung der Sperrhülse 3. Bei dem
gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein zweites Paar Rastierausnehmungen
an der Sperrhülse 3 vorgesehen, die in einem Winkel
von etwa 180° zueinander versetzt angeordnet sind. Dies
ist in den Figuren nicht weiter dargestellt.
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Um
die jeweilige Rastierstellung zu fixieren, sind an dem Gehäuse 2 mit
den Rastierausnehmungen 9, 10 korrespondierende
und federbelastete Kugel rasten 11, 11' angeordnet.
Die Kugelrasten 11, 11' sind jeweils wechselseitig
mit einer der Rastierausnehmung 9 oder 10 in Formschluss
bringbar, um eine gewünschte Rastierstellung zu halten.
Auch die Kugelrasten 11, 11' sind hier in einem
Winkel von 180° zueinander versetzt in dem Gehäuse 2 angeordnet.
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In
den 4 bis 7 sind jeweils Prinzipdarstellungen
der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung mit
der Schaltwelle 1 in verschiedenen Wählstellungen
gezeigt, wobei die gleichen Bauteile wie in den 1 bis 3 vorgesehen
sind, welche jedoch nur schematisch angedeutet sind, aber mit den
gleichen Bezugszeichen wie in den 1 bis 3 bezeichnet
sind. Der Vorsprung 6 ist in den 4 bis 7 als
Stift ausgebildet, der in einer Bohrung der Schaltwelle befestigt
ist. Anhand dieser Prinzipdarstellungen wird die Funktionsweise
der Rückwärtsgangsperre näher erläutert.
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In 4 ist
die Schaltwelle 1 in der Neutral-Stellung im Bereich der
3/4-Schaltgasse angeordnet und die Sperrhülse 3 befindet
sich ebenfalls in der Neutral-Stellung. Dies entspricht der ersten
Rastierausnehmung 9 an der Sperrhülse 3,
wobei diese Rastierstellung durch die Kugelraste 11 gehalten wird.
In der Neutral-Position ist eine in der Führungsbahn 8, 8' als
axialer Endbereich 12 ausgebildete Rückwärtsgang-Nut
oder Kriechgang-Nut um etwa 15° tangential aus der Neutralebene
E_NEUTRAL heraus geschwenkt. Ferner ist die Neutralachse der Schaltwelle 1 mit
A_N_W und die Neutralachse der Sperrhülse 3 mit
A_N_H bezeichnet sowie die Achse der Sperrhülse 3 mit
AH und die Achse der Schaltwelle 1 mit AW bezeichnet.
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Bei
einem Gassenwechsel von der 3/4-Schaltgasse in die 1/2-Schaltgasse
wird eine axiale Bewegung der Schaltwelle 1 vorgesehen,
so dass der Vorsprung 6 gegen eine als Funktionsflächenabschnitt
ausgebildete Anschlagfläche 13 in der Führungsbahn 8 der
Sperrhülse 3 anschlägt beziehungsweise
geführt wird. Somit ist ein Gassenwechsel in die Rückwärtsgang-Schaltgasse
nicht möglich, wie in 5 gezeigt,
da in dieser Stellung die Rückwärtsgang sperre
aktiv ist. Die axialen Bewegungen der Schaltwelle 1 in
Richtung Rückwärtsgang und in Richtung 3/4-Schaltgasse
sind durch Pfeile in 5 angedeutet.
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Um
die Rückwärtsgangsperre aufzuheben und ein Wählen
und Schalten des Rückwärtsganges zu ermöglichen,
ist es erforderlich, dass der erste Vorwärtsgang beziehungsweise
bei einem Getriebe mit einem Bereichsgruppengetriebe der fünfte
Vorwärtsgang kurz angewählt wird, wodurch der
Vorsprung 6 an eine als Funktionsflächenabschnitt
ausgebildete Schaltfläche 14 anschlägt.
Dadurch wird die Sperrhülse 3 soweit verdreht,
dass die Kugelraste 11 in die zweite Rastierausnehmung 10 bewegt
wird, so dass sich die Sperrhülse 3 in der Gang-ein-Rastierstellung
befindet, welches der zweiten Rastierausnehmung 10 entspricht.
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Nach
dem Rückschalten der Schaltwelle 1 in die Neutral-Stellung
ist das Wählen in die Rückwärtsgang-Schaltgasse
beziehungsweise in die Kriechgang-Schaltgasse freigegeben, welches
in 6 gezeigt ist. Eine zusätzliche Erschwerung
gegen unbeabsichtigtes Wählen des Rückwärtsganges
beziehungsweise des Kriechganges kann durch eine zusätzliche
Wählfeder 16 erfolgen, die erst beim Wählbeginn
in die Rückwärtsgang- bzw. Kriechgang-Schaltgasse
wirksam wird (siehe 2).
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In 7 ist
schließlich die Rückwärtsgang-Schaltgasse
beziehungsweise die Kriechgang-Schaltgasse erreicht und durch Verdrehen
der Schaltwelle 1 kann dann je nach Drehrichtung der Schaltwelle 1 der
Rückwärtsgang oder der Kriechgang geschaltet werden.
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Aus
der in 6 dargestellten Position kann auch in den zweiten
Vorwärtsgang geschaltet werden, wobei sich dabei die Sperrhülse 3 in
die erste Rastierausnehmung 9 zurück bewegt, da
der Vorsprung 6 an einer als Funktionsflächenabschnitt
ausgebildeten Steuerkante 15 anschlägt. In diesem
Zu stand wird die Rückwärtsgangsperre durch nicht
weiter dargestellte Mitnehmerzungen und Schaltschienen der Schalteinrichtung
realisiert.
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Die
als Schräge ausgebildete Steuerkante 15 dient
ferner dazu die Sperrhülse 3 nach dem Herausnehmen
des Rückwärtsganges beziehungsweise des Kriechganges
und anschließendem Bewegen der Schaltwelle 1 in
die 3/4-Schaltgasse wieder in ihre Sperrstellung zurückzustellen,
dies entspricht der ersten Rastierausnehmung 9, in der
sich dann die Sperrhülse 3 befindet. Hiermit ist
gewährleistet, dass die Sperrhülse 3 sofort
in Sperrstellung gedreht wird, wenn der Vorsprung 6 in
die 3/4-Schaltgasse bewegt wird.
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In 8 ist
ein Diagramm dargestellt, in dem mehrere Wählkraftverläufen
idealisiert über den Wählweg dargestellt sind.
Der durchgezogene Verlauf I entspricht dem Verlauf der Wählkraft
die zunächst aufgebracht werden muss, um von der 3/4-Schaltgasse
in die 1/2-Schaltgasse zu gelangen. Aus dem Verlauf ist zu erkennen,
dass hierbei zunächst eine nahezu konstante, niedrige Kraft
erforderlich ist. Durch den senkrechten Anstieg des Verlaufes I
soll verdeutlicht werden, dass das Wählen der Rückwärtsgang-Schaltgasse
unüberwindlich ist, da die erforderliche Wählkraft
quasi ins unendliche ansteigt.
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Der
strichpunktierte Verlauf II zeigt den Wählkraft-Verlauf
beim erlaubten Wählen der Rückwärtsgang-Schaltgasse.
Aus diesem Verlauf ist ersichtlich, dass dazu eine ansteigende Wählkraft
erforderlich ist. Das Kraftniveau beim Wählen von der 1/2-Schaltgasse
in die Rückwärtsgang- bzw. Kriechgang-Schaltgasse
liegt somit entsprechend höher als das Kraftniveau beim
Wählen von der 3/4-Schaltgasse in die 1/2-Schaltgasse,
was von einem Fahrzeugführer beim Wählen in die
entsprechende Schaltgasse wahrgenommen wird.
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Schließlich
zeigt der Verlauf III einen alternativen Wählkraft-Verlauf
zum Wählen der Rückwärtsgang-Schaltgasse,
der anfangs ein bestimmtes Wählkraftniveau erfordert und
dann konstant weiter verläuft. Dieser Verlauf III kann
beispielsweise durch die Verwendung einer zusätzlichen
Wählfeder realisiert werden.
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- 1
- Schaltwelle
- 2
- Gehäuse
- 3
- Sperrhülse,
Sperrelement
- 4
- Deckel
- 5
- Schlüsselblech
- 6,
6'
- Vorsprung
- 7
- Federelement
- 8,
8'
- Führungsbahn
- 9
- erste
Rastierausnehmung
- 10
- zweite
Rastierausnehmung
- 11,
11'
- Kugelraste
- 12
- axialer
Endbereich
- 13
- Anschlagfläche
- 14
- Schaltfläche
- 15
- Steuerkante
- 16
- Federelement
- A_N_W
- Neutralachse
der Schaltwelle
- A_N_H
- Neutralachse
der Sperrhülse
- E_NEUTRAL
- Neutralebene
- AH
- Achse
der Sperrhülse
- AW
- Achse
der Schaltwelle
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 19511510
C1 [0004]
- - DE 102005018827 A1 [0005]
- - DE 10064609 A1 [0006]