DE102007045672A1

DE102007045672A1 - Betätigungseinrichtung für ein Wechselgetriebe eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE102007045672A1
Application number: DE102007045672A
Authority: DE
Inventors: Waldemar Maier; Ioan Stanciu
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-09-25
Filing date: 2007-09-25
Publication date: 2009-04-02
Also published as: WO2009040182A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart eine Betätigungseinrichtung (1) für ein Wechselgetriebe eines Kraftfahrzeuges mit wenigstens zwei miteinander gekoppelten Hebeln (4, 7), die mit einer Schaltwelle (2) zu deren axialer und radialer Bewegung zusammenwirken. Ein Wählhebel (7) ist mit einer Übertragungseinrichtung zur axialen Verschiebung der Schaltwelle (2) gekoppelt, und ein Schalthebel (4) ist zur radialen Verdrehung der Schaltwelle (2) mit dieser drehfest verbunden. Die Übertragungseinrichtung weist wenigstens ein axial an der Schaltwelle (2) festgelegtes Eingriffselement (15) auf, das mit einem Koppelelement (13) zusammenwirkt, das an einem freien Ende eines geraden oder gekröpften Abschnittes (12) des schwenkbar gelagerten Wählhebels (7) angeordnet ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Betätigungseinrichtung für ein Wechselgetriebe eines Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
In Kraftfahrzeugen mit Handschaltgetrieben oder mit automatisiert schaltenden Wechselgetrieben sind Betätigungseinrichtungen zur Verschiebung und Verdrehung einer Schaltwelle notwendig, die in der Regel zwei Hebel umfassen. Der eine Hebel dieser Anordnung, in der Regel der Wählhebel, wird geschwenkt, um die Schaltwelle axial zu verschieben. Hierbei wird eine Wählbewegung am Wählhebel in eine lineare Bewegung der Schaltwelle übertragen. Der andere Hebel, in der Regel der Schalthebel, verdreht die Schaltwelle z. B. zum Schalten und Einlegen der Gänge. Der (Schalt-)Hebel und der (Wähl-)Hebel sind über Gestänge, Seilzüge und dergleichen kinematisch mit einem Handschalthebel bzw. mit Stellmotoren o. dgl. verbunden.
Derartige Betätigungseinrichtungen sind bspw. aus der DE 197 54 760 A1 , aus der DE 101 11 911 A1 , aus der DE 101 38 729 A1 sowie aus der EP 0 933 563 A1 bekannt.
Insbesondere die Koppelung des Wählhebels mit der Schaltwelle ist relativ aufwändig zu fertigen, da eine Schwenkbewegung in eine lineare Stellbewegung übertragen werden muss. Bei den bekannten Schalteinheiten ist dieser Eingriff zur Koppelung der beiden Teile normalerweise aus Blech gefertigt bzw. in einem Ausgleichsgewicht eines im Gießverfahren gefertigten Bauteils integriert.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird darin gesehen, eine einfach und kostengünstig zu fertigende mechanische Koppelung zwischen einem Wählhebel und einer Schaltwelle eines Wechselgetriebes zur Verfügung zu stellen, die eine präzise Übertragung einer Schwenkbewegung des Wählhebels in eine Linearverschiebung der Schaltwelle erlaubt.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die vorliegende Erfindung umfasst eine Betätigungseinrichtung für ein Wechselgetriebe eines Kraftfahrzeuges mit wenigstens zwei miteinander gekoppelten Hebeln, die mit einer Schaltwelle zu deren axialer und radialer Bewegung zusammenwirken. Ein Wählhebel ist mit einer Übertragungseinrichtung zur axialen Verschiebung der Schaltwelle gekoppelt. Ein Schalthebel ist zur radialen Verdrehung der Schaltwelle mit dieser drehfest verbunden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Übertragungseinrichtung wenigstens ein axial an der Schaltwelle festgelegtes Eingriffselement aufweist, das mit einem Koppelelement zusammenwirkt, das an einem freien Ende eines geraden oder gekröpften Abschnittes des schwenkbar gelagerten Wählhebels angeordnet ist.
Das Eingriffselement kann insbesondere ein Führungselement aufweisen, mit dem das Koppelelement axial geführt ist. Hierbei kann das Eingriffselement die Gestalt einer Hülse aufweisen, die jedoch fest mit der Schaltwelle verbunden ist. Ggf. kann eine Verdrehung der Hülse auf der Schaltwelle zugelassen werden, um bspw. die Verstellkräfte zu reduzieren. Diese Hülse kann insbesondere aus Kunststoff gefertigt sein, wobei hier vorzugsweise verschleißfeste und reibungsarme Materialien wie Polyamid (PA) oder Polytetrafluorethylen (PTFE) in Frage kommen, da diese die gewünschte Dauerhaltbarkeit liefern können.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Eingriffselement einen Führungssteg auf, der in einem korrespondierenden Führungsschlitz des Koppelelements aufgenommen und geführt ist. Bei dieser Anordnung kann das Koppelelement insbesondere als Rolle ausgebildet sein, die am freien Ende des geraden oder gekröpften Abschnittes des schwenkbar gelagerten Wählhebels drehbar angeordnet ist. Durch weitgehend spielfreie Führung der Rolle in dem Führungssteg erfolgt eine präzise Übertragung der gewünschten Stellbewegung vom Wählhebel auf die Schaltwelle. Diese am Wählhebel angeordnete Rolle kann vorzugsweise aus Kunststoff, wahlweise jedoch auch aus einem geeigneten Metall gefertigt sein. Als Kunststoffe eignen sich ebenfalls insbesondere PA oder PTFE o. dgl. Auch die Hülse bzw. deren Führungssteg kann wahlweise aus Metall gefertigt sein, was ggf. aus Gründen der Steifigkeit und/oder der Dauerhaltbarkeit sinnvoll sein könnte.
Die Hülse kann in geeigneter Weise an der Schaltwelle fixiert sein, bspw. durch Verschraubung oder auch durch Verpressen, so dass eine Relativverdrehung der beiden Teile sowie auch eine axiale Verschiebung gegeneinander ausgeschlossen werden kann. Der Schalthebel, der eine Stellbewegung in eine Verdrehung der Schaltwelle übertragen soll, ist verdrehtest an der Schaltwelle fixiert. Ggf. kann er zusammen mit der Hülse bzw. an deren Außenumfang befestigt sein.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Betätigungseinrichtung ist der Schalthebel einstückig mit der Hülse ausgebildet und an der Schaltwelle drehfest fixiert ist. Bei dieser Variante ist der auf der Schaltwelle zu befestigende Abschnitt des Schalthebels als Hülse ausgebildet, die mit einem geeigneten Eingriff für den Wählhebel versehen ist, so dass dessen Schwenkbewegung die gewünschte axiale Verschiebung der Schaltwelle bewirkt.
Insgesamt werden für die erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung nur wenige Bauteile benötigt, woraus ein geringes Gewicht der gesamten Anordnung resultiert. Die Montage ist einfach und kostengünstig. Die gesamte Fertigung erfordert nur geringen Aufwand und kann mit kostengünstigen Montagewerkzeugen durchgeführt werden. Nicht zuletzt ist die gesamte Anordnung sehr kompakt und ermöglicht eine Platz sparende Übertragung der Wählkraft und Sicherstellung des Wählweges.
Weitere Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nun folgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hervor, die als nicht einschränkendes Beispiel dient und auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt. Gleiche Bauteile weisen dabei grundsätzlich gleiche Bezugszeichen auf und werden teilweise nicht mehrfach erläutert.
1 zeigt eine erste Variante einer Betätigungsanordnung für ein Schaltgetriebe.
2 zeigt eine zweite Variante der Betätigungsanordnung.
Die schematische Darstellung der 1 verdeutlicht den Aufbau und die Funktionsweise einer ersten Variante einer Betätigungseinrichtung 1 für ein Schalt- bzw. Wechselgetriebe eines Kraftfahrzeugs (nicht dargestellt). Die Betätigungseinrichtung 1 weist eine Schaltwelle 2 des Getriebes auf. Diese Schaltwelle 2 ist drehbar und axial verschiebbar in einem Getriebegehäuse 3 gelagert. Stirnseitig an der Schaltwelle 2 ist ein Schalthebel 4 drehfest befestigt, der an seinem freien Ende 5 mit einem Kugelkopf 6 versehen ist. Mittels einer Schwenkbewegung des Schalthebels 4, an dessen Kugelkopf 6 Seilzüge oder Gestängeverbindungen eines Handschalthebels (nicht dargestellt) angreifen können, kann die Schaltwelle 2 um einen definierten Drehwinkelbetrag verdreht werden, was zum Wechsel einer Schaltstufe notwendig ist. Mittels eines zweiten Hebels, des sog. Wählhebels 7, kann die Schaltwelle 2 in axialer Richtung verschoben werden. Auch dieser Wählhebel 7 ist an seinem freien Ende 8 mit einem Kugelkopf 9 versehen, an dem Seilzüge oder Gestängeverbindungen des Handschalthebels (nicht dargestellt) angreifen können. Der Wählhebel 7 weist eine schwenkbare Lagerung 10 an einem Trägerbauteil 11 auf, das Bestandteil des Getriebegehäuses 3 sein kann.
An einem geraden oder gekröpften Abschnitt 12, der dem freien Ende 8 mit dem Kugelkopf 9 gegenüber liegt, weist der Wählhebel 7 ein Koppelelement 13 in Form einer drehbaren Rolle 14 auf, die in einem Eingriffselement 15 in Form einer Hülse 16 mit daran angeordnetem Führungssteg 17 geführt ist. Die Führung besteht in einem Schlitz oder einer Nut 18, die zur weitgehend spielfreien Aufnahme des Führungssteges 17 dient.
Das Eingriffselement 15 bzw. die Hülse 16 ist axial an der Schaltwelle 2 festgelegt, so dass jede Schwenkbewegung des Wählhebels 7 über die weitgehend spielfreie Kraftübertragung der miteinander im Eingriff stehenden Koppel- 13 und Eingriffselemente 15 unmittelbar in einer Axialverschiebung der Schaltwelle 2 resultiert. Wie im gezeigten Ausführungsbeispiel erkennbar, kann der Schalthebel 4 wahlweise am Außenumfang der Hülse 16 angeordnet sein, bspw. mit dieser verpresst. Die Hülse 16 selbst kann ebenfalls mit der Schaltwelle 2 verpresst sein, um Verdrehungen auszuschließen.
Schalthebel 4 und Wählhebel 7 können insbesondere aus kostengünstig herzustellenden und zu verarbeitenden Blechstreifen gefertigt sein. Die Rolle 14 und/oder die Hülse 16 können insbesondere aus einem geeigneten Kunststoff wie Polyamid oder Polytetrafluorethylen o. dgl. gefertigt sein. Wahlweise können die beiden Teile auch aus Metall wie bspw. Messing oder Aluminium, ggf. auch aus beschichtetem Metall gefertigt sein.
Die schematische Darstellung der 2 verdeutlicht den Aufbau und die Funktionsweise einer zweiten Variante der Betätigungseinrichtung 1. Gleiche Teile wie in 1 sind grundsätzlich mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Betätigungseinrichtung 1 weist eine Schaltwelle 2 des Getriebes auf. Diese Schaltwelle 2 ist drehbar und axial verschiebbar in einem Getriebegehäuse 3 gelagert. Stirnseitig an der Schaltwelle 2 ist ein Schalthebel 4 drehfest befestigt, der an seinem freien Ende 5 mit einem Kugelkopf 6 versehen ist. Mittels einer Schwenkbewegung des Schalthebels 4 kann die Schaltwelle 2 um einen definierten Drehwinkelbetrag verdreht werden. Mittels des Wählhebels 7 kann die Schaltwelle 2 in axialer Richtung verschoben werden. Auch der Wählhebel 7 weist an seinem freien Ende 8 einen Kugelkopf 9 auf. Der Wählhebel 7 weist eine schwenkbare Lagerung 10 an einem Trägerbauteil 11 auf, das ggf. Teil des Getriebegehäuses 3 sein kann.
An seinem geraden oder gekröpften Abschnitt 12, der dem freien Ende 8 mit dem Kugelkopf 9 gegenüber liegt, weist der Wählhebel 7 eine Rolle 14 als Koppelelement 13 auf, die in dem Steg 17 der als Eingriffselement 15 ausgebildeten Hülse 16 geführt ist. Die Führung besteht in einem Schlitz oder einer Nut 18, die zur weitgehend spielfreien Aufnahme des Führungssteges 17 dient. Die Hülse 16 ist Bestandteil des Schalthebels 4, der damit axial an der Schaltwelle 2 festgelegt ist, so dass jede Schwenkbewegung des Wählhebels 7 über die weitgehend spielfreie Kraftübertragung der miteinander im Eingriff stehenden Koppel- 13 und Eingriffselemente 15 unmittelbar in einer Axialverschiebung der Schaltwelle 2 resultiert.
Schalthebel 4 und Wählhebel 7 können insbesondere aus kostengünstig herzustellenden und zu verarbeitenden Blechstreifen gefertigt sein. Die Rolle 14 kann insbesondere aus einem geeigneten Kunststoff wie Polyamid oder Polytetrafluorethylen o. dgl. gefertigt sein. Wahlweise kann sie auch aus Metall wie bspw. Messing oder Aluminium, ggf. auch aus beschichtetem Metall gefertigt sein.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen denkbar, die von dem erfindungsgemäßen Gedanken Gebrauch machen und deshalb ebenfalls in den Schutzbereich fallen.

1: Betätigungseinrichtung
2: Schaltwelle
3: Getriebegehäuse
4: Schalthebel
5: freies Ende
6: Kugelkopf
7: Wählhebel
8: freies Ende
9: Kugelkopf
10: Lagerung
11: Trägerbauteil
12: gerader oder gekröpfter Abschnitt
13: Koppelelement
14: Rolle
15: Eingriffselement
16: Hülse
17: Führungssteg
18: Nut

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19754760 A1 [0003]
- DE 10111911 A1 [0003]
- DE 10138729 A1 [0003]
- EP 0933563 A1 [0003]

Claims

Betätigungseinrichtung (1) für ein Wechselgetriebe eines Kraftfahrzeuges mit wenigstens zwei miteinander gekoppelten Hebeln (4, 7), die mit einer Schaltwelle (2) zu deren axialer und radialer Bewegung zusammenwirken, wobei ein Wählhebel (7) mit einer Übertragungseinrichtung zur axialen Verschiebung der Schaltwelle (2) gekoppelt ist, und wobei ein Schalthebel (4) zur radialen Verdrehung der Schaltwelle (2) mit dieser drehfest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungseinrichtung wenigstens ein axial an der Schaltwelle (2) festgelegtes Eingriffselement (15) aufweist, das mit einem Koppelelement (13) zusammenwirkt, das an einem freien Ende eines geraden oder gekröpften Abschnittes (12) des schwenkbar gelagerten Wählhebels (7) angeordnet ist.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingriffselement (15) wenigstens ein Führungselement zur axialen Führung des Koppelelements (13) umfasst.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingriffselement (15) einen Führungssteg (17) aufweist, der in einem korrespondierenden Führungsschlitz bzw. einer Nut (18) des Koppelelements (13) aufgenommen und geführt ist.
Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (13) als Rolle (14) ausgebildet ist, die am freien Ende des geraden oder gekröpften Abschnittes (12) des schwenkbar gelagerten Wählhebels (7) drehbar angeordnet ist.
Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingriffselement (15) als Hülse (16) ausgebildet ist, die drehfest mit der Schaltwelle (2) verbunden ist.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalthebel (4) am Außenumfang der Hülse (16) drehfest fixiert ist.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalthebel (4) einstückig mit der Hülse (16) ausgebildet und an der Schaltwelle (2) drehfest fixiert ist.
Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingriffselement (15) aus Kunststoff, insbesondere aus PA oder aus PTFE gefertigt ist.
Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (13) aus Kunststoff, insbesondere aus PA oder aus PTFE gefertigt ist.