DE102008033055B4 - Gangwechselvorrichtung für ein Fahrzeug - Google Patents

Gangwechselvorrichtung für ein Fahrzeug Download PDF

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Abstract

Gangwechselvorrichtung für ein Fahrzeug, bei der das Fahrzeug mindestens ein Getriebe (1) hat, in dem sich ein Zahnradsatz (4), eine Kupplung (2), eine Schaltgabel (7), eine Schaltnabe (3) und ein Motor (5) befinden und das durch Folgendes gekennzeichnet ist:
– der Motor (5) treibt über eine Motorwelle (51) eine Schneckenwelle (6) an;
– auf der Schneckenwelle (6) befindet sich eine Schnecke (63) und ein Nockenrad (62);
– der Gangwechsel wird dadurch eingeleitet, dass der Motor (5) die Schneckenwelle (6) in Drehung versetzt, wodurch das Nockenrad (62) gegen die Kupplung (2) drückt und diese löst, während gleichzeitig durch die Schnecke (63) die Schaltnabe (3) gedreht wird, die damit den Gangwechsel durchführt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Gangwechselvorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere die Betätigung von Kupplung und Gangwechsel innerhalb des Getriebes durch einen Servomotor gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Beschreibung des derzeitigen Standes der Technik
  • Herkömmliche automatisch/manuelle Getriebe (AMT) für Fahrzeuge haben eine Steuereinrichtung für das selbsttätige Schließen und Trennen der Kupplung und eine Steuereinrichtung für das Verdrehen der Schaltnabe und damit das Wechseln der Gänge, die beide einen eigenen Antrieb haben. Dies bedeutet nicht nur höheren Platzbedarf, sondern auch höhere Kosten.
  • Für Geländefahrzeuge (ATV) wurde daher ein AMT-System entwickelt, bei dem nur ein Servomotor verwendet wird, der durch Drehen in beiden Richtungen den Kupplungsvorgang und den Gangwechsel durchführt. Der Motor betätigt dabei eine Klinke, die durch Federkraft in die Ruhelage zurückgesetzt wird. Sie führt über die Schaltnabe den Gangwechsel aus und betätigt über einen mit ihr verbundenen Kipphebel das Nockenrad für die Kupplung.
  • Auf diese Weise wird zwar das Platzproblem und die Kostenfrage gegenüber der Lösung mit zwei Motoren gelöst, der Motor muss jedoch in beiden Richtungen bewegt werden. Bei schnell aufeinanderfolgenden Gangwechseln kann dies zu Schaltversagen führen. Die Lösung ist daher als Sackgasse anzusehen. Da überdies das Nockenrad der Kupplung durch die Rückstellkraft der Feder der Klinke betätigt wird, ist die lineare Wirkung auf die Kupplung nicht optimal.
  • Bei obiger Lösung wird von der Klinke eine Stellkraft auf die Schaltnabe ausgeübt, diese muss durch eine Feder in die Ausgangslage zurückgedrückt worden sein, bevor ein weiterer Bewegungsvorgang erfolgen kann. Bei schnell aufeinanderfolgenden Schaltvorgängen kann es vorkommen, dass die Feder noch nicht in ihre Ruhelage zurückgekehrt ist, bevor der nächste Schaltvorgang beginnt.
  • Aus der DE 198 38 146 A1 ist eine ähnliche Gangwechselvorrichtung für ein Fahrzeug bekannt, die über ein Getriebe zwischen Motor und Antriebsrädern und einer Kupplung verfügt, wobei die Kupplung von einem Motor betätigt wird, der auch die Gangschaltung des Getriebes ausführt. Der Motor ist in zwei Richtungen derart antreibbar, dass die Einrückgeschwindigkeit der Getriebekupplung langsamer ist als die Ausrückgeschwindigkeit. Auch hierbei ist ein in zwei Richtungen drehender Motor erforderlich.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Gangwechselvorrichtung für ein Fahrzeug anzugeben, die die oben genannten Nachteile vermeidet.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Gangwechselvorrichtung für Fahrzeuge nach Anspruch 1 gelöst.
  • Die erfindungsgemäße Gangwechselvorrichtung kommt mit weniger Teilen aus und benötigt daher weniger Platz im Getriebe. Außerdem ist sie billiger in der Fertigung.
  • Die erfindungsgemäße Gangwechselvorrichtung benötigt nur einen Motor und eine Schneckenwelle, um den Gangwechsel durchzuführen. Im Inneren des Getriebes treten daher keine Platzprobleme auf und es besteht keine Notwendigkeit es zu vergrößern.
  • Da die Schnecke der Schneckenwelle und das Schneckenrad der Schaltnabe ineinandergreifen, geht der Gangwechsel reibungslos vonstatten.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Es zeigen:
  • 1 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Gangwechselvorrichtung bei einem Fahrzeug,
  • 2 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Gangwechselvorrichtung bei einem Fahrzeug, und
  • 3 und 4 die Funktion der erfindungsgemäßen Gangwechselvorrichtung bei einem Fahrzeug.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführung
  • Die Erfindung betrifft eine Gangwechselvorrichtung für Fahrzeuge mit einem Antriebsmotor und einem Getriebe (1). Wie man aus 1 bis 3 erkennen kann, sind innerhalb des Getriebes (1) mindestens eine Kupplung (2), eine Schaltnabe (3), ein Zahnradsatz (4), ein Motor (5), eine Schneckenwelle (6) und eine Schaltgabel (7) vorgesehen.
  • Die Kupplung (2) wird von der Kurbelwelle (nicht dargestellt) des Antriebsmotors angetrieben und treibt ihrerseits über den Zahnradsatz (4) die Antriebswelle (8) und damit die Räder des Fahrzeugs (nicht dargestellt) an, welches sich dann vorwärts oder rückwärts bewegt.
  • Die Schaltnabe (3) wird von einem Schneckenrad (32) an einem ihrer Enden, das in die Schnecke (63) der Schneckenwelle (6) eingreift, angetrieben. Außerdem wird sie durch die Schaltgabel (7) mit dem Zahnradsatz (4) verbunden. Die Führung (71) der Schaltgabel (7) läuft in der Führungsrinne (31) der Schaltnabe (3). Das andere Ende der Schaltgabel (7) ist mit dem Zahnradsatz (4) verbunden. Wenn die Schaltnabe (3) gedreht wird, können durch die Schaltgabel (7) der Zahnradsatz (4) und das Zahnrad (21) der Kupplung (2) in verschiedenen Kombinationen in Eingriff gebracht werden, wodurch der Gangwechsel durchgeführt wird.
  • Der Zahnradsatz (4) besteht aus Zahnrädern mit verschiedener Größe. Durch Verschieben der Schaltgabel (7) können daher Zahnräder von verschiedener Größe mit dem Zahnrad (21) der Kupplung (2) in Eingriff gebracht werden. Die Drehzahl des Antriebsmotors wird dadurch in verschiedenen Drehzahlen der Antriebswelle (8) umgesetzt, und das Fahrzeug kann mit der gewünschten Geschwindigkeit bewegt werden.
  • Der Motor (5) hat am vorderen Ende eine Welle (51), auf der eine Schneckenverzahnung (511) angebracht ist. Diese greift in das Schneckenrad (61) auf der Schneckenwelle (6) ein und treibt sie so an. Wenn die Schneckenwelle (6) durch den Motor (5) gedreht wird, kann sie gleichzeitig die Kupplung (2) öffnen und die Schaltnabe (3) verdrehen, wodurch der Gangwechsel durchgeführt wird.
  • Auf der Schneckenwelle (6) sitzt in der Höhe der Welle (51) des Motors (5) mindestens ein Schneckenrad (61). Es kann über das Nockenrad (62) der Kupplung (2) diese verrücken, und es kann das Schneckenrad (32) der Schaltnabe (3) mit der Schnecke (63) zum Eingriff bringen. Wenn der Motor (5) die Schneckenwelle (6) antreibt, kann die Schneckenwelle (6) gleichzeitig über das Nockenrad (62) die Kupplung (2) verrücken und über die Schnecke (63) die Schaltnabe (3) verdrehen, wodurch der Gangwechsel erreicht wird.
  • 3 und 4 zeigen die Implementierung der vorliegenden Erfindung. Wenn ein Gangwechsel durchgeführt werden soll, wird der Motor (5) in Gang gesetzt. Über die Schneckenverzahnung (511) auf der Welle (51) und das Schneckenrad (61) auf der Schneckenwelle (6) wird diese in Drehung versetzt. Dadurch betätigt das Nockenrad (62) die Kupplung, die daraufhin löst, womit die Kraftübertragung vom Antriebsmotor zum Getriebe (1) unterbrochen wird.
  • Während das Nockenrad (62) auf der Schneckenwelle (6) die Kupplung (2) öffnet, verdreht die Schnecke (63) auf der Schneckenwelle (6) gleichzeitig die Schaltnabe (3), die wiederum über die Schaltgabel (7) in der Führungsrinne (31) der Schaltnabe (3) den Zahnradsatz (4) verschiebt. Dadurch kann das entsprechende Zahnrad in das Zahnrad (21) der Kupplung (2) eingreifen, was zum Gangwechsel führt.
  • Nachdem der Gang gewechselt ist, drückt das Nockenrad (62), das über die Schneckenwelle (6) vom Motor (5) angetrieben wird, nicht mehr gegen die Kupplung (2), und diese schließt wieder, wodurch die Kraftübertragung vom Antriebsmotor über die Kupplung (2) auf den Zahnradsatz (4) wiederhergestellt und das Fahrzeug über die Antriebswelle (8) in die gewünschte Richtung angetrieben wird.

Claims (5)

  1. Gangwechselvorrichtung für ein Fahrzeug, bei der das Fahrzeug mindestens ein Getriebe (1) hat, in dem sich ein Zahnradsatz (4), eine Kupplung (2), eine Schaltgabel (7), eine Schaltnabe (3) und ein Motor (5) befinden und das durch Folgendes gekennzeichnet ist: – der Motor (5) treibt über eine Motorwelle (51) eine Schneckenwelle (6) an; – auf der Schneckenwelle (6) befindet sich eine Schnecke (63) und ein Nockenrad (62); – der Gangwechsel wird dadurch eingeleitet, dass der Motor (5) die Schneckenwelle (6) in Drehung versetzt, wodurch das Nockenrad (62) gegen die Kupplung (2) drückt und diese löst, während gleichzeitig durch die Schnecke (63) die Schaltnabe (3) gedreht wird, die damit den Gangwechsel durchführt.
  2. Gangwechselvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Motorwelle (51) eine Schneckenverzahnung (511) hat.
  3. Gangwechselvorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Schneckenverzahnung (511) auf der Motorwelle (51) und ein Schneckenrad (61) auf der Schneckenwelle (6) in Eingriff stehen.
  4. Gangwechselvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Schaltnabe (3) an einem Ende ein Schneckenrad (32) hat.
  5. Gangwechselvorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Schnecke (63) der Schneckenwelle (6) und das Schneckenrad (32) am Ende der Schaltnabe (3) in Eingriff stehen.
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