DE102008028494A1

DE102008028494A1 - Vorrichtung zum Vermeiden von Fehlschaltungen

Info

Publication number: DE102008028494A1
Application number: DE200810028494
Authority: DE
Inventors: Klaus Krämer; Jochen LÖFFELMANN
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-06-14
Filing date: 2008-06-14
Publication date: 2009-12-17
Also published as: CN101603591A; CN101603591B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (11) zum Vermeiden von Fehlschaltungen, die Vorrichtung (11) mit wenigstens einer Schaltwelle (10) und mindestens einer fest auf der Schaltwelle (10) sitzenden Sperre (14), wobei Schaltwelle (10) und Sperre (14) beim Wählen längsbeweglich und beim Schalten relativ zu einem Getriebegehäuseabschnitt (12) schwenkbar sind, und dabei der Sperre (14) in einer Längsrichtung ein Anschlagelement (24) gegenüberliegt.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vermeiden von Fehlschaltungen, die Vorrichtung mit wenigstens einer Schaltwelle und mindestens einer fest auf der Schaltwelle sitzenden Sperre, wobei Schaltwelle und Sperre beim Wählen längsbeweglich und beim Schalten relativ zu einem Getriebegehäuse schwenkbar sind, und dabei der Sperre in einer Längsrichtung ein Anschlagelement gegenüber liegt.
Hintergrund der Erfindung
EP0219957B1 zeigt eine Rückwärtsgangsperre in einer Gangwahleinrichtung. Die Gangwahleinrichtung weist eine Schaltwelle sowie mehreren Schaltschienen auf. Eine der Schaltschienen ist für das Schalten des ersten und zweiten Ganges, eine der Schaltschienen für das Schalten des dritten und vierten sowie eine der Schaltschienen für das Schalten des fünften Ganges und des Rückwärtsganges vorgesehen. Die Schaltwelle ist längsverschiebbar und drehbar gelagert. An der Schaltwelle ist ein Schaltfinger befestigt.
Wenn der Schaltfinger in der Neutralstellung steht, ist dieser zum Wählen der Gasse aus der Neutralstellung längs in eine entsprechende Ausnehmung der jeweiligen Schaltschienen verschiebbar. Wenn der Schaltfinger in einer der Ausnehmungen steht, ist durch wahlweises Schwenken der Schaltwelle um ihre Längsachse im oder entgegen dem Uhrzeigersinn ein Gang schaltbar.
Die in EP0219957B1 gezeigte Rückwärtsgangsperre soll verhindern, dass unbeabsichtigt direkt vom fünften in den Rückwärtsgang geschaltet wird. Die Rückwärtsgangsperre besteht aus einem Stift, einer Feder und aus einer hebelartigen Sperre. Die Sperre ist längsverschiebbar und drehbar auf den Stift angebracht. Der Stift ist in einem Gehäuse fest. Die Längsachse des Stiftes ist längs ausgerichtete und verläuft damit parallel zur Mittelachse der Schaltwelle. Der Sperrhebel ist in Längsrichtung mittels der Kraft der Feder in den Betriebszuständen Neutral (N) in der Gasse des ersten Ganges (1) und zweiten Ganges (2) bzw. dritten Ganges (3) und vierten Ganges (4) – oder wenn die Schaltwelle zum Schalten des fünften Ganges (5) geschwenkt wird, in Schwenkrichtung an einem Anschlag des Gehäuses angeschlagen.
Wenn die Schaltwelle mit Schaltfinger längs aus der Gasse des dritten und vierten Ganges in die Gasse des fünften- und Rückwärtsganges bewegt wird, schlägt der Schaltfinger an einem oberen Vorsprung der Sperre an und nimmt die Sperre in Längsrichtung gegen die Federkraft auf dem Stift mit. Wenn nun der Schaltfinger in dieser Position zum Schalten des Rückwärtsganges verdreht wird, verbleibt der Sperrhebel zunächst in dieser Position. Der Schaltfinger wird in diesem Fall so geführt, dass dieser aus der Gasse des dritten und vierten Ganges in die Gasse des fünften und Rückwärtsganges verschiebbar ist und der Rückwärtsgang eingelegt werden kann. Außerdem kann aus der Gasse des fünften- und Rückwärtsganges der fünfte Gang geschaltet werden.
Wenn der fünfte Gang geschaltet ist, wird der Sperrhebel mittels der Feder auf dem Stift in die Ausgangsstellung zurück verschoben. Beim Schwenken des Schaltfingers auf dem fünften Gang in die Neutralposition schlägt der Schalt finger an einem Anschlag des Sperrhebels an. Beim weiteren Schwenken des Schaltfingers in die Neutralstellung wird der Sperrhebel entgegen der Vorspannung der Feder solange bewegt, bis der Sperrhebel an dem Gehäuse anschlägt. Ein weiteres Schwenken des Schaltfingers und damit ein Einlegen des Rückwärtsganges ist verhindert. Der Schaltfinger wird im eigentlichen Sinne nicht gesperrt sondern umgelenkt.
Wenn die Schaltwelle und damit der Schaltfinger aus der Gasse des fünften- und Rückwärtsganges in Richtung der Gasse des dritten und vierten Ganges verschoben wird, wird der Sperrhebel in die Ausgangsstellung zurück bewegt.
In DE 199 60 194 A1 ist eine sogenannte Schlagsperre beschrieben, die unbeabsichtigtes Schalten des Rückwärtsganges verhindern soll. Eine derartige Vorrichtung sperrt im eigentlichen Sinne auch nicht gegen das Schalten des Rückwärtsganges, sondern signalisiert der Bedienperson mittels einer vorübergehenden Erhöhung der Betätigungskraft am Schalthebel, dass diese im Begriff ist, in die Gasse des Rückwärtsgangs einzuwählen und diesen zu schalten.
Die Vorrichtung besteht aus einer Schaltwelle, einer Führungseinheit, einer Sperre, einem Längsanschlag, einem Anschlagelement und aus Federelementen. Die Schaltwelle ist zum Wählen längsbeweglich und zum Schalten schwenkbar relativ zu dem Getriebegehäuse gelagert. Die Führungseinheit ist an einem Gehäuse oder an einem Flansch des Getriebes fest. Das Vorspannelement ist napfförmig ausgebildet und mit einem Kragen versehen. An den Kragen ist einstückig mit dem Vorspannelement ein Führungsvorsprung ausgebildet. Der Führungsvorsprung greift in eine Führungsbahn. Durch den Boden des Napfes des Vorspannelementes ist die Schaltwelle konzentrisch zum Vorspannelement hindurchgeführt. Die Sperre ist relativ zur Schaltwelle bzw. die Schaltwelle ist relativ zur Sperre beweglich. Auf der Schaltwelle ist ein durch die Schaltwelle längs mitnehmbarer Mitnehmer befestigt, der längs am Boden der Sperre anschlägt.
Zwischen dem auf der Schaltwelle festen Längsanschlag und dem Boden der Sperre ist eine Schraubenfeder angeordnet, die sich in die eine Längsrichtung an dem Längsanschlag und in die andere Richtung an dem Boden abstützt. Eine weitere Schraubenfeder umgreift die zuerst genannte Schraubenfeder und ist in die eine Längsrichtung am Boden der Sperre und in die andere Längsrichtung zum Gehäuse des Getriebes abgestützt. Die Anschlagscheibe umgreift die beiden Federn und ist in der Führungshülse geführt. Zwischen einem Gehäuse festen Längsanschlag und der Anschlagscheibe ist eine weitere Druckfeder angeordnet, die die zuvor genannten Schraubenfedern und somit auch die Schaltwelle umgreift, und die sich an dem zum gehäusefesten Längsanschlag und der Anschlagscheibe längst abstützt.
Die Anschlagscheibe weist umfangsverteilt drei in Längsrichtung in Richtung des Vorspannelementes hervorstehende Abstandshalter auf, die wahlweise je nach Betätigungsstellung der Schaltwelle entweder längs an dem Bord des Vorspannelementes abgestützt oder längs mit Abstand zu diesem angeordnet sind oder aber in korrespondierende Freimachungen des Bords eintauchen und das Vorspannelement somit in Längsrichtung durchdringen können.
Wenn die Schaltwelle in der Neutralposition steht, ist das Vorspannelement mittels der zwischen dem Boden des Vorspannelementes und der zum Gehäuse längs abgestützten Feder in eine Längsrichtung vom Gehäuse weg gegen eine die Führungseinheit aufweisende Führungshülse vorgespannt.
Zum Wählen in eine Richtung wird die Schaltwelle gegen den Widerstand einer Schraubenfeder längs vom Längsanschlag des Gehäuses weg bewegt. Der Mitnehmer entfernt sich längs vom Boden der Sperre. Die Positionen aller weiteren Elemente der Schlagsperre sind im Vergleich zur Neutralstellung unverändert.
Beim Wählen in die entgegengesetzte Richtung wird die Sperre durch die Schaltwelle über den Mitnehmer in Längsrichtung zum gehäusefesten Anschlag hin mitgenommen. Dabei wird die Schaltwelle gegen den Widerstand einer Schraubenfeder bewegt. Die Sperre ist über den Führungsstift in einem linearen Abschnitt der Führungsbahn längsbeweglich geführt aber gegen Verdrehen gehalten.
Wird die Schaltwelle in Längsrichtung über die zuvor gewählter Gasse längs in Richtung des Anschlags am Gehäuse hinaus in die Gasse des Rückwärtsganges geführt, trifft der Bord der Sperre auf die Abstandshalter. Die Anschlagscheibe wird durch die Schaltwelle und gegen den Widerstand einer zweiten Druckfeder in Richtung des Längsanschlags am Gehäuse mitgenommen. Die Betätigungskraft zum Wählen der Gasse nimmt aufgrund des Widerstands von zwei parallel wirkenden Federn spürbar zu. Zeitgleich dazu fährt der Führungsstift der Sperre in einem Kurvenabschnitt der Führungsbahn ein, wodurch die Sperre in Schwenkrichtung um die Schaltwelle solange geschwenkt wird, bis die Abstandshalter auf die Freimachungen treffen und in diese eintauchen. Die Abstandshalter tauchen solange in die Sperre ein, bis die Anschlagscheibe auf einen festen Längsanschlag in der Führungshülse trifft. Ab diesem Moment ist die Wirkung der Vorspannung der zweiten Feder auf die Schaltwelle aufgehoben und die Schaltwelle kann mit normalen Betätigungskräften gegen den Widerstand von nur einer Feder weiter bewegt werden.
Beide zuvor genannten Vorrichtungen sind also beide Vorrichtungen zum Vermeiden von Fehlschaltungen in der Regel aus einem Gang der hohen Übersetzungsstufe in den Rückwärtsgang relativ aufwändig. Der Begriff „Sperre” ist in diesem Sinne zu verstehen. Sperren heißt nicht, dass beispielsweise der Schalthebel von der Bedienperson nicht mehr betätigt werden kann, sondern heißt, dass der Schalthebel aus der Gasse heraus und somit von der Schaltposition „Rückwärtsgang” weg umgelenkt wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache und kostengünstig herzustellende Vorrichtung zum Vermeiden von Fehlschaltungen zu schaffen.
Die Aufgabe ist mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Vermeiden von Fehlschaltungen in einem Fahrzeuggetriebe weist wenigstens eine Schaltwelle und mindestens eine fest auf der Schaltwelle sitzenden Sperre auf. Dadurch, dass die Sperre fest auf der Schaltwelle sitzt, ist die Sperre mit der Schaltwelle beim Wählen längsbeweglich und beim Schalten relativ zu einem Getriebegehäuse schwenkbeweglich.
Die Längsrichtungen sind durch die Richtungen bestimmt, in die die Mittelachse der Schaltwelle ausgerichtet ist und in die die Schaltwelle beim Wählen längsbeweglich ist.
Das Anschlagelement ist gegenüber der Sperre teilweise längsverschiebbar und dabei mittels einer Führungseinheit längs geführt. Der Verschiebeweg ist des Anschlagelements ist begrenzt aber zumindest so lang, dass Bewegungen der Schaltmechanik zwischen den in Längsrichtung am weitesten voneinander entfernten Gassen gefolgt werden kann. Der Verschiebeweg resultiert aus den Bewegungen beim Wählen zwischen der Gasse des ersten Ganges (1) und zweiten Ganges (2) und der Gasse für den Gang mit der höchsten Gangwahlstufe wie den fünften Gang (5) und dem Rückwärtsgang (R), bei denen die Gasse für den dritten Gang (3) und den vierten Gang (4) gekreuzt wird. In 1a sind anhand eines Beispiels eines Schaltschemas die Verläufe von Führungsbahnen einer Kulissenführung 8 eines 5-Gang Schaltgetriebes dargestellt.
Das Anschlagelement ist mittels der Führungseinheit gegenüber der Sperre in zumindest einem Betriebszustand der Schaltvorrichtung begrenzt verschwenkbar und ansonsten vorzugsweise in den anderen Betriebszuständen relativ zum Getriebegehäuse um die Mittelachse der Schaltwelle und relativ zur Schaltwelle nicht schwenkbar längsbeweglich geführt.
Die Führungseinheit weist mindestens eine Führungsbahn auf, die vorzugsweise mit einem gerade in Längsrichtung ausgerichteten ersten Bahnabschnitt sowie mit einem von der geraden Form abweichenden zweiten Bahnabschnitt versehen ist. Ein Führungsvorsprung, beispielsweise in Form eines Führungsstiftes, greift in die Führungsbahn ein. Durch den Eingriff des Führungsvorsprungs in den ersten Bahnabschnitt ist das Anschlagelement längs geführt und relativ zum Gehäuse und zur Schaltwelle nicht verschwenkbar gehalten. Dazu ist der Führungsvorsprung längsverschiebbar in den ersten Bahnabschnitt aber in umfangsseitig in beide Richtungen in der Führungsbahn nahezu unbeweglich abgestützt. Fertigungs- und montagebedingte Spiele, zwischen Führungsbahn und Vorsprung, die eventuell geringfügige Schwenkbewegungen zulassen, sind hierbei vernachlässigt.
Der Führungsvorsprung ist in dem zweiten Bahnabschnitt wahlweise längs geführt oder begrenzt schwenkbar. Dazu weist der zweite Bahnabschnitt mindestens einen Kurvenabschnitt auf, der die notwendige Freiheit für die Schwenkbewegung gewährt. Unter Kurvenabschnitt sind alle von der Längsrichtung oder von zur Längsrichtung parallelen Richtungen abweichende Verläufe wenigstens einer Flanke der Führungsbahn zu verstehen. Dabei können diese Verläufe kurvenförmig einfach gekrümmt oder mehrfach in gleiche oder wechselnde Richtung gekrümmt sein. Der Verlauf des Kurvenabschnitts ist alternativ dazu abschnittsweise oder insgesamt linear.
Der Führungsvorsprung ist in den zweiten Führungsabschnitt der Führungsbahn zumindest in einem Betriebszustand der Vorrichtung an der Kurvenbahn zwangsgeführt, so dass das Anschlagelement verschwenkt wird. Außerdem bewirkt der Kontakt des Führungsvorsprungs mit dem Kurvenabschnitt, dass das Anschlagelement zumindest zeitweise in eine Längsrichtung von der Sperre weggeführt wird und sich so zur Aufhebung einer Sperrstellung und darüber hinaus von der Sperre löst. In mindestens zwei weiteren Betriebszuständen ist der Führungsvorsprung an dem ersten Abschnitt der Führungsbahn zwangsweise längs geführt.
Das Anschlagelement weist wenigstens einen ersten Anschlag auf, der in Richtung des Sperrelementes gerichtet ist. Vorzugsweise weist das Anschlagelement jedoch zwei der ersten Anschläge auf. Das Sperrelement weist mindestens einen ersten Längsanschlag auf. Des Weiteren ist das Sperrelement mit wenigstens so vielen Eintauchöffnungen versehen, wie das Anschlagelement erste Anschläge aufweist. Erster Längsanschlag und Eintauchöffnung sind umfangsseitig zueinander benachbart, d. h. sie liegen auf einer gemeinsamen gedachten Kreisbahn, deren Mittelpunkt auf der Mittelachse der Schaltwelle liegt, um ein bestimmtes Bogenmaß voneinander entfernt. Das Anschlagelement ist über den ersten Anschlag an dem ersten Längsanschlag des Sperrelements anschlagbar. Außerdem passt der jeweilige erste Anschlag in die benachbarte Eintauchöffnung. Das Anschlagelement ist mittels der Führungseinheit zumindest um die Mittelachse mit einem begrenzten Schwenkwinkel schwenkbar, der mindestens den umfangsseitigen Abstand im Bogenmaß zwischen Längsanschlag und Eintauchöffnung bestimmt.
Betätigungsstellungen sind allgemein die Stellungen und die Wege dazwischen, die die Elemente aufgrund bestimmter Bewegungen der Schaltwelle und des Schaltmechanismus beim Wählen von Gassen oder Schalten von Gängen bzw. in der Neutralstellung bestimmungsgemäß in der Vorrichtung zu einander einnehmen bzw. zurücklegen.
Die erste Betätigungsstellung umfasst alle Wähl- und Schaltstellungen, in oder zwischen Gassen, außer denen, die zum Schalten der Gangstufe mit hoher Übersetzung bzw. des Rückwärtsgangs vorgesehen sind. Im Schaltschema nach 1a entspricht dies Bewegungen und Stellungen auf der Bahn 1 zwischen drittem Gang (3) und viertem Gang (4), der Bahn 3 zwischen erstem Gang (1) und zweiten Gang (2) und auf der Bahn 4 zwischen der Gasse (1)–(2) und der Gasse (3)–(4).
Erfindungsgemäß ist das Anschlagelement, zumindest der erste Anschlag, in der ersten Betätigungsstellung längs von der Sperre frei. Zwischen dem ersten Anschlag und dem Sperrelement ist ein Längsspalt ausgebildet. Umfangsseitig oder radial können Anschlagelement und Sperre sich jedoch berühren und aneinander geführt sein. Das ist z. B. dann der Fall, wenn das Anschlagelement eine konzentrisch zur Mittelachse der Schaltwelle angeordneten Hülse ist und das Sperrelement außer einem radial ausgerichteten Scheibenabschnitt auch noch einen radialen Kragen oder Hülsenabschnitt aufweist. Der Hülsenabschnitt kann das Anschlagelement umgreifen oder ist von dem Anschlagelement umgriffen. Bestimmte Positionen lassen in der Betätigungsstellung, beispielsweise beim Schalten, auch wahlweise das Schwenken des Anschlagelements zu.
Die zweite Betätigungsstellung ist eine Stellung, aus der heraus in den Rückwärtsgang (R) geschaltet werden kann, ist alternativ auch die Stellung im Rückwärtsgang, die Stellung, aus der aus dem Rückwärtsgang heraus geschaltet werden kann und die Stellung, aus der der Gang mit der höchsten Gangwahlstufe geschaltet werden kann. Das entspricht in der Darstellung nach 1a beispielsweise einem Teilabschnitt der Bahn 5 zwischen der Gasse (3)–(4) und der Gasse (5)–(R) und Stellungen auf der Bahn 2 in der Gasse (5)–(R) zwischen der neutralen Stellung N₅ und dem Rückwärtsgang (R) nach 1a.
Erfindungsgemäß schlägt das Anschlagelement in der zweiten Betätigungsstellung mit dem ersten Anschlag an dem ersten Längsanschlag der Sperre an. In dieser Stellung ist das Anschlagelement zum Schalten des Rückwärtsgangs oder der höchsten Gangwahlstufe schwenkbar.
Die dritte Betätigungsstellung ist eine Stellung, in der der Gang mit der höchsten Gangwahlstufe eingelegt ist. Die dritte Betätigungsstellungen ist demnach die Sperrstellung, aus der aus der höchsten Gangwahlstufe für Vorwärtsfahrt nicht unbeabsichtigt in den Rückwärtsgang geschaltet werden kann und aus der somit umgelenkt wird. Im Beispiel des Schaltschemas nach 1a entspricht das der Position H, aus der aus dem fünften Gang nicht unmittelbar in den Rückwärtsgang geschaltet werden kann.
Wenn aus der höchsten Gangwahlstufe heraus in den Rückwärtsgang geschaltet werden könnte, würde dies durch das Schwenken der Schaltwelle aus dem Gang mit der höchsten Gangstufe eingeleitet werden. Das Schwenken der Schaltwelle aus der Stellung der höchsten Gangwahlstufe bewirkt jedoch, dass Führungsvorsprung und Kurvenabschnitt der zweiten Führungsbahn aneinander anschlagen.
Die von der Schaltwelle eingeleitete und in Umfangsrichtung gerichtete Betätigungskraft wird an dem Kurvenabschnitt unter anderem in einen längsgerichteten Vektor zerlegt, der das Anschlagelement zwangsweise von der Sperre in Längsrichtung wegführt. Gleichzeitig wird die Kraft in einen in Umfangsrichtung gerichteten Vektor zerlegt, der das Anschlagelement nach dem Verlassen der Eintauchöffnung verdreht – und zwar so, dass der erste Anschlag in die Ausgangsstellung zurück geführt und in eine Position gebracht wird, in der er der Eintauchöffnung nicht mehr längs gegenüber liegt. Dieser Vorgang verläuft synchron mit einer Längsbewegung des Anschlagelements, so dass das Anschlagelement in eine Stellung geführt wird, in der sich der erste Anschlag und die Sperre voneinander trennen und die somit wieder der ersten Betätigungsstellungen spricht.
Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass einer oder mehrere erste Anschläge an einen Abstandshalter ausgebildet sind. Abstandshalter sind Vorsprünge, die von dem Anschlagelement in Richtung der Sperre abstehen und an deren Frontseite in Längsrichtung jeweils ein erster Anschlag ausgebildet ist. Zwischen den Abstandshaltern sind zweite Anschläge ausgebildet. Die zweiten Anschläge sind in Richtung Sperre gerichtet. Das Anschlagelement schlägt mit den zweiten Anschlägen an der Sperre an, wenn die Abstandshalter mit den ersten Anschlägen in die jeweilige Eintauchöffnung eingetaucht sind. Das Anschlagelement ist vorzugsweise eine Hülse aus Blech und einteilig mit den Abstandshaltern ausgebildet. Alternativ dazu kann das Abstandselement auch ein scheibenförmiges Segment sein, von dem in Längsrichtung die Abstandshalter abstehen.
Ein wichtiges Element in der Vorrichtung ist ein oder sind mehrere Federelemente, mit dem bzw. mit denen das Anschlagelement in der ersten Betätigungsstellungen gegen einen gehäusefesten Anschlag und in der zweiten und dritten Betätigungsstellung gegen das Sperrelement vorgespannt ist. Außerdem signalisiert ein derartiges Federelement alternativ durch Erhöhung der Betätigungskraft am Schalthebel der Bedienperson im Fahrzeug, dass diese im Begriff ist, aus dem Gang der höchsten Gangwahlstufe in den Rückwärtsgang zu schalten und deshalb umgelenkt wird. Federelemente sind vorzugsweise eine alternativ auch zwei oder mehrere Schraubenfedern die konzentrisch zur Mittelachse der Schaltwelle angeordnet sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, längs entlang der Mittelachse 9 der Schaltwelle 10 geschnitten, in der die Stellung der Elemente, welche in 1a der mit dem Punkt (N) markierten Schaltstellung „Neutral” entspricht.
1a das Schaltschema zur Kulissenführung,
1b die aus Federelement, Anschlagelement und Sperre gebildete Baugruppe der Vorrichtung nach 1 mit Blick auf die Führungseinheit in einer in 1 bzw. 1a abgebildeten Stellung zueinander,
2 einen Längsschnitt durch das Ausführungsbeispiel nach 1, in der die Stellung der Elemente, welche in 2a der mit dem Punkt R markierten Schaltstellung entspricht,
2a das Schaltschema zur Kulissenführung,
2b die aus Federelement, Anschlagelement und Sperre gebildete Baugruppe der Vorrichtung nach 2 mit Blick auf die Führungseinheit in einer in 2 bzw. 2a abgebildeten Stellung zueinander
3 einen Längsschnitt durch das Ausführungsbeispiel nach 1 in der Stellung der Elemente, welche in 3a der mit dem Punkt H markierten höchsten Gangwahlstufe, beispielsweise dem fünften Gang, entspricht,
3a das Schaltschema zur Kulissenführung,
3b die aus Federelement, Anschlagelement und Sperre gebildete Baugruppe der Vorrichtung nach 3 mit Blick auf die Führungseinheit in einer in 3 bzw. 3a abgebildeten Stellung zueinander,
4 der Teil einer Gesamtansicht der Vorrichtung nach 1 in die mit dem Richtungspfeil X markierte Richtung,
5 eine Gesamtansicht eines Ausführungsbeispieles einer Sperre, die in der Vorrichtung nach 1 verbaut ist,
6 die Ansicht der Sperre nach 5 von vorne,
7 bis 9 verschiedene Ansichten eines mit der Sperre nach 5 korrespondierenden Anschlagelements,
10 eine Darstellung des Einzelteiles eines Funktionselements der Vorrichtung nach 1 und
10a das Schaltschema zur Kulissenführung.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
Die 1, 2 und 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 11. Die Vorrichtung 11 ist in einem Abschnitt eines Gehäuses 12 aufgenommen. Die Vorrichtung 11 weist eine Schaltwelle 10 auf, die in Richtung des Doppelpfeils 13 entlang ihrer Mittelachse 9 relativ zu dem Gehäuse 12 verschiebbar ist. Außerdem ist die Schaltwelle 10 um die Mittelachse 9 zum Gehäuse 12 schwenkbar in dem Gehäuse 12 gelagert.
Auf der Schaltwelle 10 sitzt fest eine Sperre 14. Die Sperre 14 ist ein Kaltumformteil aus Blech und weist einen radial ausgerichteten Scheibenabschnitt 15, einen Kragen 16 und einen röhrenartig ausgebildeten Schaft 17 auf. Die Sperre 14 ist mit dem Schaft 17 auf die Welle aufgepresst. Wie auch aus 5 und 6 hervorgeht, weist die Sperre 14 zwei längs durch den Scheibenabschnitt 15 hindurchgehenden Eintauchöffnungen 18 auf. In Umfangsrichtung neben den Eintauchöffnungen sind die ersten Längsanschläge 6 an dem Scheibenabschnitt 15 ausgebildet. Die Eintauchöffnungen 18 sind in diesem Falle radial offene Aussparungen, können aber alternativ auch als längs ausgerichtete Durchgangslöcher bzw. längs ausgerichtete Sacklöcher mit geschlossenen umlaufenden Rand ausgebildet sein.
Auf dem in Längsrichtung ausgerichteten Kragen 16 sitzt bewegungsfest ein hülsenartig ausgebildetes Funktionselement 19, an dem beispielsweise ein Schaltfinger 20 oder eine Rastkontur 21 befestigt ist. Auf die Rastkontur 21 wirkt federvorgespannt ein Arretierelement 22. Durch das Zusammenwirken von Rastkontur 21 und Arretierelement 22 wird die Schaltwelle 10 in bestimmten und mit dem in 1a abgebildeten Schaltschema symbolisierten Stellungen arretiert.
Das hülsenförmig ausgebildete Anschlagelement 24 sitzt konzentrisch zur Mittelachse 9 auf einem Bund 23 des Gehäuseabschnitts 12 und ist mit einer Füh rungseinheit 25 relativ zu dem Gehäuseabschnitt 12 längsbeweglich geführt.
Die Führungseinheit 25 ist aus zwei Führungsvorsprüngen 26 und 27, aus Aufnahmen 28 und 29 für die Führungsvorsprünge 26 und 27 und aus zwei Führungsbahnen 30 und 31 gebildet.
Die Führungsvorsprünge 26 und 27 sind separate Stifte, die in die als Bohrungen ausgebildeten Aufnahmen 28 bzw. 29 eingeschlagen sind. Alternativ zu der dargestellten Variante ist es auch denkbar, dass die Führungsvorsprünge beispielsweise einteilig mit dem Anschlagelement ausgebildet sind und in entsprechende zum Gehäuseabschnitt feste oder in dieses direkt eingebrachte Führungsbahnen eingreifen.
Das Anschlagelement 24 ist mittels eines Federelements 40 in Längsrichtung vorgespannt. Das Federelement 40 ist eine Schraubenfeder, ist auf dem Bund 23 zentriert und ist in die in 1 mit dem Richtungspfeil 41 markierte Längsrichtung an einem Längsanschlag 42 abgestützt. In die andere Richtung ist das Federelement 40 gegen das Anschlagelement 24 vorgespannt.
Die 7 bis 9 zeigen das Anschlagelement 24 als Einzelteil in verschiedenen Ansichten. Das Anschlagelement 24 ist aus einem Grundkörper 34 gebildet. Aus dem Grundkörper 34 stehen in eine Längsrichtung zwei Abstandshalter 35 hervor. Die Abstandshalter 35 sind einteilig mit dem Grundkörper 34 ausgebildet. Aus dem Grundkörper 34 sind die Führungsbahnen 30 und 31 ausgestanzt. Die Längsrichtung gerichteten Stirnseiten der Abstandshalter 35 sind erste Anschläge 44. Die umfangsseitig zwischen den Abstandshaltern 35 ausgebildeten Stirnseiten des Grundkörpers 34 sind zweite Anschläge 45.
Die Führungsbahnen 30 und 31 sind von der Geometrie her identisch, jedoch sind die Führungsbahnen 30 und 31 einander verkehrt spiegelbildlich gegenüberliegend an dem Anschlagelement 24 ausgebildet. Jede Führungsbahn 30, 31 weist einen ersten Führungsabschnitt 32 und einen zweiten Führungsabschnitt 33 auf, wie aus den Darstellungen der 7 und 8 sowie auch aus den Darstellungen der 1b bis 3b hervorgeht. In den Darstellungen der 1b bis 3b ist jedoch nur jeweils eine der Führungsbahnen 30 erkennbar, da die andere aufgrund der Darstellung verdeckt ist. In der Darstellung nach 8 liegen die geraden Abschnitte der Führungsbahnen 30 und 31 übereinander. Der zweite Führungsabschnitt 33 der Führungsbahn 30 ist in dieser Darstellung verdeckt und deshalb nur gestrichelt dargestellt.
10 zeigt eine Einzelteildarstellung des Funktionselements 19 in einer Gesamtansicht. Das Funktionselement 19 ist eine Hülse. In der dargestellten Ansicht ist eine Befestigungsöffnung 36 und mehrere Durchgangsöffnungen 37 bzw. Aussparungen 38 gezeigt, die jedoch im Zusammenhang mit der Erfindung nicht relevant sind. Die Befestigungsöffnung 36 ist für die Aufnahme des Schaltfingers 20 vorgesehen. Eine weitere strukturierte Durchgangsöffnung ist die Kulissenführung 8, durch deren Geometrie der Verlauf der Bahnen 1 bis 5 gemäß Schaltschema beispielsweise nach 1a bzw. 10a festgelegt ist.
Aus den 1 bis 4 ist ersichtlich, dass die Führungsbahnen der Kulisse 8 und die Führungsbahnen 31 so radial übereinanderliegen, dass diese zugleich von dem Führungsvorsprung 27 durchgriffen sind.
4 zeigt eine Teilansicht der Vorrichtung 11, in der der Eingriff des Führungsvorsprungs 27 in die Führungsbahnen der Kulisseentführung 8 und in die Führungsbahn 31 perspektivisch dargestellt sind. Das hülsenförmige Funktionselement 19 umgreift das ebenfalls hülsenförmig ausgebildete Anschlagelement 24. Der Führungsvorsprung 27 sitzt in der Aufnahme 29 in dem Gehäuseabschnitt 12, der in diesem Fall der Deckel eines nicht weiter dargestellten Schaltdomes ist. Die Aufnahme 29 ist ein Durchgangsloch, in das der als Stift ausgebildete Führungsvorsprung 27 nach der Montage der Vorrichtung 11 von außen eingeschlagen wird. Der Führungsvorsprung 24 sichert damit gleichzeitig die Schaltwelle 10 mit Sperrelement 14 und mit Funktionselement 19 sowie das Anschlagelement 24 gegen Herausfallen.
Die Kulissenführung 8 und die Führungsbahn 31 kooperieren in Abhängigkeit von den Stellungen der Schaltwelle 10 in der Vorrichtung 11 miteinander.

– 1 bis 3 – Das Funktionselement 19 sitzt fest auf der Sperre 14, so dass dieses bei Längsbewegungen der Schaltwelle 10 längs mitgenommen und bei Schwenkbewegungen mitgeschwenkt wird. Längsbewegungen und Schwenkbewegungen der Schaltwelle 10 sind durch das Eingreifen des Führungsvorsprungs 27 in die Kulissenführung 8 begrenzt, da sich der Führungsvorsprung 27 ortsfest zum Gehäuseabschnitt 12 abstützt.
– 1, 1a und 1b – Das Anschlagelement 24 ist mittels des Federelements 40 immer in die zum Richtungspfeil 41 entgegengesetzte Richtung vorgespannt. In der ersten Betätigungsstellung, die in 1 dargestellt ist, ist das Anschlagelement 24 ohne Kontakt zum Sperrelement 15. Längs zwischen Anschlagelement 24 und der Sperre 14 bzw. längs zwischen den ersten Anschlägen 44 und der Sperre 14 ist ein Luftspalt 7 ausgebildet. Das Anschlagelement 24 schlägt mit der jeweiligen Innenkontur 46 der Führungsbahnen 30 und 31 an dem Führungsvorsprung 26 bzw. 27 an, die in diesem Fall zum Gehäuseabschnitt 12 feste zweite Länganschläge (43) bilden. Gleichzeitig steht der Führungsvorsprung 27 in der Kulissenführung 8 in der Neutralstellung (N).
– 2, 2a und 2b – In der dargestellten zweiten Betätigungsstellung wurde die Schaltwelle 10 mit Sperre 14 in die mit dem Richtungspfeil 41 gekennzeichnete Richtung gegen den Widerstand des Federelements 40 soweit längs verschoben, dass der Scheibenabschnitt 15 der Sperre 14 mit dem ersten Längsanschlag 6 an den ersten Anschlägen 44 zunächst anschlug und dann das Anschlagelement 24 in diese Richtung mitgenommen wurde. Dadurch lösten sich Führungsvorsprünge 26 und 27 sowie die Innenkonturen 46 der Führungsbahnen 30 bzw. 31 voneinander. Das Funktionselement 19 wurde an dem Führungsvorsprung 27 auf dem Weg von der Neutralstellung (N) nach 1 bis in die Stel lung (N₅) nach 2, in der Bahn 5 längs und nicht um die Mittelachse 9 schwenkbar geführt. Das Anschlagelement 24 ist mittels der Führungsvorsprünge 26 und 27 in die ersten und linearen Führungsabschnitte 32 und 33 hinein längsbeweglich aber nicht verschwenkbar geführt.
– 2, 2a und 2b – Erst wenn der Führungsvorsprung 27 in Position (N₅) steht, ist es möglich, die Schaltwelle 10 mit Sperre 14 und Funktionselement 19 innerhalb der Bahn 5 zu schwenken. Die Schaltwelle 10 kann aus der Stellung (N₅) in Richtung R oder in Richtung (5) geschwenkt werden. Das Anschlagelement 24 ist aufgrund der in die ersten Führungsabschnitte 32 und 33 eingreifenden Führungsvorsprünge 26 und 27 nicht schwenkbar. Demnach wird beim Schwenken der Schaltwelle 10 die Sperre 14 gegenüber dem Anschlagelement 24 geschwenkt. Beim Schalten des Rückwärtsgangs, also beim Schwenken in Richtung R gleiten die Abstandshalter 35 bzw. die ersten Anschläge 44 vorgespannt an dem ersten Längsanschlag 6 des Scheibenabschnitts 15 in Umfangsrichtung entlang. Wenn der Rückwärtsgang eingelegt ist, steht der Führungsvorsprung 27 in der Kulissenführung 8 in der Stellung R und die ersten Anschläge 44 liegen nach wie vor an dem Scheibenabschnitt 15 an.
– 3, 3a und 3b – Dritte Betätigungsstellung – Beim Schalten in den fünften Gang und damit beim Schwenken in Richtung (5) ist das Anschlagelement 24 aufgrund der in die ersten Führungsabschnitte 32 und 33 eingreifenden Führungsvorsprünge 26 und 27 nicht schwenkbar. Beim Schwenken in Richtung (5) gleiten die Abstandshalter 35 bzw. die ersten Anschläge 44 zunächst vorgespannt an dem Scheibenabschnitt 15 in Umfangsrichtung bis die Anschläge 44 bzw. die Abstandshalter 35 auf die Eintauchöffnungen 18 und aufgrund der Vorspannung des Federelements 40 in die Eintauchöffnungen 18 einschnappen. Die ersten Anschläge 44 sind danach berührungsfrei zur Sperre, jedoch ist das Anschlagelement 24 über die Abstandshalter 35 in Umfangsrichtung abge stützt. Das Anschlagelement 24 schlägt mit den zweiten Anschlägen 45 an den ersten Längsanschlägen 6 der Sperre 14 an. Der Führungsvorsprung 27 steht in der Bahn 2 in der Position (H). Die Lage der Führungsbahnen 30 und 31 gegenüber den Führungsvorsprüngen 26 und 27 hat sich aufgrund der mit dem Einschnappen verbundenen Längsbewegung des Anschlagelementes 24 so geändert, dass die Führungsvorsprünge 26 und 27 zunächst am Anfang des zweiten Führungsabschnitts 33 der jeweiligen Führungsbahn 30 bzw. 31 stehen (Position des gestrichelt dargestellten Führungsvorsprungs 26 nach 3b).
– 3b und 1 – Lösen der dritten Betätigungsstellung – zu Beginn des zweiten Führungsabschnitts 33 trifft die jeweilige Führungsvorsprungs 26 bzw. 27 auf eine Kurvenbahn 39. Zwangskräfte in Umfangsrichtung, die beim Schwenken von der Schaltwelle 10 über die Sperre 14 auf den Abstandshalter 35 übertragen werden, teilen sich am Kontakt des Führungsvorsprungs 26 bzw. 27 mit der Kurvenbahn 39 in radialer und axiale Kraftkomponenten, die zum einen die Längsverschiebung des Anschlagelements 24 und damit zunächst das Herausheben der Abstandshalter 35 aus den Eintauchöffnungen 18 und dann ein Verdrehen der ersten Anschläge 44 gegenüber den Eintauchöffnungen 18 bewirken

1: Bahn einer Kulissenführung
2: Bahn einer Kulissenführung
3: Bahn einer Kulissenführung
4: Bahn einer Kulissenführung
5: Bahn einer Kulissenführung
6: erster Längsanschlag
7: Luftspalt
8: Kulissenführung
9: Mittelachse
10: Schaltwelle
11: Vorrichtung
12: Abschnitt eines Gehäuses
13: Doppelpfeil
14: Sperre
15: Scheibenabschnitt
16: Kragen
17: Schaft
18: Eintauchöffnung
19: Funktionselement
20: Schaltfinger
21: Rastkontur
22: Arretierelement
23: Bund
24: Anschlagelement
25: Führungseinheit
26: Führungsvorsprung
27: Führungsvorsprung
28: Aufnahme
29: Aufnahme
30: Führungsbahn
31: Führungsbahn
32: Führungsabschnitt
33: Führungsabschnitt
34: Grundkörper
35: Abstandshalter
36: Befestigungsöffnung
37: Durchgangsöffnung
38: Aussparung
39: Kurvenbahn
40: Federelement
41: Richtungspfeil
42: Längsanschlag
43: zweiter Längsanschlag
44: erster Anschlag
45: zweiter Anschlag
46: Innenkontur

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 0219957 B1 [0002, 0004]
- DE 19960194 A1 [0008]

Claims

Vorrichtung (11) zum Vermeiden von Fehlschaltungen, die Vorrichtung (11) mit wenigstens einer Schaltwelle (10) und mindestens einer fest auf der Schaltwelle (10) sitzenden Sperre (14), wobei Schaltwelle (10) und Sperre (14) beim Wählen längsbeweglich und beim Schalten relativ zu einem Getriebegehäuseabschnitt (12) schwenkbar sind, und dabei der Sperre (14) in einer Längsrichtung ein Anschlagelement (24) gegenüber liegt, welches: – durch die Sperre (14) zumindest teilweise längs verschiebbar und gegenüber der Sperre (14) schwenkbar ist, – zumindest mittels wenigstens einer Führungseinheit (25) zum Gehäuse längs geführt ist, wobei die Führungseinheit (25) aus mindestens einer Führungsbahn (30, 31) und mindestens einem in die Führungsbahn (30, 31) eingreifenden Führungsvorsprung (26, 27) gebildet ist, – mittels der Führungseinheit (25) gegenüber der Sperre (14) verschwenkbar und von der Sperre (14) längs lösbar in Längsrichtung wegbewegbar ist, – mindestens einen auf die Sperre (14) gerichteten ersten Anschlag (44) aufweist, – in wenigstens einer ersten Betätigungsstellung längs von der Sperre (14) frei ist, – zumindest in einer zweiten Betätigungsstellung mit dem ersten Anschlag (44) gegen einen ersten Längsanschlag (6) an der Sperre (14) angeschlagen und dabei gegenüber der Sperre (14) schwenkbar ist, und welches zumindest in einer dritten Betätigungsstellung gegenüber dem Getriebegehäuseabschnitt (12) in wenigstens eine Umfangsrichtung schwenkfest geführt sowie mit dem ersten Anschlag (44) in eine umfangsseitig zu dem ersten Längsanschlag (6) benachbarte Eintauchöffnung (18) eingetaucht ist und dabei in zumindest eine Umfangsrichtung unbeweglich in der Eintauchöffnung (18) abgestützt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Anschlagelement (24) mit einem zweiten Anschlag (45) versehen ist, welcher: – auf die Sperre (14) gerichtet ist, – längs sowie in Umfangsrichtung zu dem ersten Anschlag (44) versetzt angeordnet ist, wobei das Anschlagelement (24) in der dritten Betätigungsstellung mit dem zweiten Anschlag (45) an den ersten Längsanschlag (6) angeschlagen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, in der das Anschlagelement zwei in Umfangsrichtung zueinander beabstandete der ersten Anschläge (44) aufweist und die Sperre (14) mit zwei der Eintauchöffnungen (18) versehen ist, wobei jeder der ersten Anschläge (44) zumindest in der dritten Betätigungsstellung jeweils in eine der Eintauchöffnungen (18) eingetaucht ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, in der das Anschlagelement (24) in der ersten Betätigungsstellung an einem zweiten Längsanschlag (43) angeschlagen ist, wobei der zweite Längsanschlag (43) in die gleiche Längsrichtung gewandt ist wie der erste Längsanschlag (6).
Vorrichtung nach Anspruch 4, in der der zweite Längsanschlag (43) an dem Führungsvorsprung (26, 27) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, in der der Führungsvorsprung (26, 27) ortsfest zum Gehäuseabschnitt (12) gehalten ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, in der die Führungsbahn (30, 31) an dem Anschlagelement (24) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, in der das Anschlagelement (24) eine konzentrisch zur Mittelachse (9) der Schaltwelle (10) angeordnete Hülse ist, die längs einem sich quer zur Mittelachse (9) erstreckenden Scheibenabschnitt (15) der Sperre (14) gegenüberliegt, wobei die Eintauchöffnung (18) in dem Scheibenabschnitt (15) ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, in der das Anschlagelement (24) mittels wenigstens eines Federelementes (40) in Richtung der Sperre (14) vorgespannt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, in der das Federelement (40) in die eine Längsrichtung ortsfest zum Gehäuseabschnitt (12) abgestützt und in entgegengesetzte Längsrichtung gegen das Anschlagelement (24) vorgespannt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, in der das Anschlagelement (24) mittels des Federelementes (40) in der ersten Betätigungsstellung gegen den zweiten Längsanschlag (43), in der zweiten Betätigungsstellung über den ersten Anschlag (44) gegen die Sperre (14) und in der dritten Betätigungsstellung mit dem zweiten Anschlag (45) gegen die Sperre (14) vorgespannt ist.