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Die Anmeldung betrifft eine Gangwechselvorrichtung für ein Getriebe, mit der eine Betätigungskraft bei einem Schaltvorgang eines Ganghebels innerhalb eines Fahrzeugs über ein Schaltdomgehäuse auf Schaltgabeln innerhalb des Getriebes unter Aufrechterhaltung einer Vorspannung übertragen wird. Durch die Betätigungskraft wird ein Gang gewechselt. Dabei steht eine Synchronhülse mit einem zugehörigen Gangzahnrad vorspannungsfrei und selbsthemmend in Eingriff. Die Gangwechselvorrichtung weist zur Auswahl einer Schaltgabel im Getriebe eine axial verschiebliche zentrale Schaltwelle in dem Schaltdomgehäuse auf. Zur Verschiebung der Schaltgabel ist auf der Schaltwelle ein erster Schaltarm angeordnet, der beim Schwenken der Schaltwelle die Synchronhülse mittels der Schaltgabel zum selbsthemmenden Eingriff führt.
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Eine derartige Gangwechselvorrichtung für ein mehrgängiges Getriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuggetriebe mit einem Sperrelement ist aus der Druckschrift
DE 100 52 935 A1 bekannt. Die bekannte Schaltvorrichtung hat den Nachteil, dass das Sperrelement mit seinen Sperrvorsprüngen nicht in der Lage ist, Fertigungstoleranzen im Getriebe, die einen engen zulässigen Bereich überschreiten, derart auszugleichen, dass in allen Gängen ein sicheres Schalten ermöglicht wird, ohne dass ein Schalthebel aus dem vorgewählten Gang beim Zukuppeln des Motors aus dem Gang herausspringt und andererseits keine Vibrationen beim Überschreiten von vorgegebenen Toleranzen beim Einlegen eines Ganges an dem Gangschalthebel im Fahrzeug spürbar auftreten.
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Aufgabe der Anmeldung ist es, eine Gangwechselvorrichtung eines Getriebes und ein Verfahren zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen mittels der Gangwechselvorrichtung zu schaffen, welche die Nachteile im Stand der Technik überwindet und größere Fertigungstoleranzen bei der Fertigung von Getrieben zulässt und diese erhöhten Fertigungstoleranzen ausgleicht.
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Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Anmeldung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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In einer ersten Ausführungsform der Anmeldung wird eine Gangwechselvorrichtung für ein Getriebe und ein Verfahren zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen mittels der Gangwechselvorrichtung geschaffen. Mit der Gangwechselvorrichtung wird eine Betätigungskraft bei einem Schaltvorgang eines Ganghebels innerhalb eines Fahrzeugs über ein Schaltdomgehäuse auf Schaltgabeln innerhalb des Getriebes unter Aufrechterhaltung einer Vorspannung übertragen. Durch die Betätigungskraft wird ein Gang gewechselt. Dabei steht eine Synchronhülse mit einem zugehörigen Gangzahnrad vorspannungsfrei und selbsthemmend in Eingriff. Die Gangwechselvorrichtung weist zur Auswahl einer Schaltgabel im Getriebe eine axial verschiebliche zentrale Schaltwelle in dem Schaltdomgehäuse auf.
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Zur Verschiebung der Schaltgabel ist auf der Schaltwelle ein erster Schaltarm angeordnet, der beim Schwenken der Schaltwelle die Synchronhülse mittels der Schaltgabel zum selbsthemmenden Eingriff führt. Der dabei erforderliche Schwenkwinkel der Schaltwelle mit dem Schaltarm ist durch eine Anschlagposition an einem drehfesten Arretierungselement in dem Schaltdomgehäuse derart begrenzt, dass die Schaltgabel mechanisch von der in selbsthemmendem Eingriff stehenden Synchronhülse entkoppelt ist. Für jeden Gang ist eine Anschlagposition auf einem der Arretierungselemente in Bezug auf einen Arretierungsfinger auf der Schaltwelle zum Ausgleich von Fertigungstolleranzen des Getriebes justierbar vorgesehen.
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Der Vorteil dieser Gangwechselvorrichtung gegenüber der bekannte Gangwechselvorrichtung hat den Vorteil, dass ein aus der obigen Druckschrift bekanntes Sperrelement durch mehrere Arretierungselemente ersetzt wird, bei dem individuell für jeden Gang eine unterschiedliche Anschlagposition oder Sperrposition eingestellt werden kann. Dadurch ist es möglich, selbst extreme Fertigungstoleranzen eines Getriebes nachträglich so auszugleichen, dass die Schaltgabel mechanisch von der in selbsthemmendem Eingriff stehenden Synchronhülse entkoppelt ist.
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Dieses bedeutet einerseits einen erhöhten Fahrkomfort, da selbst bei Überschreiten der Getriebetoleranzen eine Übertragung von Vibrationen aufgrund von Kippmomenten der Synchronhülse über die Schaltgabel und die Gangwechselvorrichtung zu dem im Fahrzeug angeordneten Schalthebel nicht mehr möglich ist, und zum anderen bedeutet es eine erhebliche Kostenreduzierung bei der Getriebeherstellung, da enge Toleranzen für die Getriebeherstellung nicht mehr einzuhalten sind. Beispielsweise müssen bisher für die Gesamtlänge einer Getriebewelle, auf der sich Synchronkupplungselemente befinden, axiale Toleranzen von unter 0,4 mm eingehalten werden. Bei der anmeldungsgemäßen neuen Gangwechselvorrichtung muss eine derart enges und kostenintensives Toleranzregime nicht mehr erfüllt sein, da für jeden Gang individuell die Position der Schaltgabel in Bezug auf die Synchronhülse nachjustierbar oder nacheinstellbar ist.
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Vorzugsweise weist dazu die zentrale Schaltwelle einen zweiten Schaltarm mit einem federvorgespannten Vorspannelement zur Schaltkraftunterstützung des ersten Schaltarms, dessen Ende mit einem Verbindungselement zusammenwirkt, auf. Dieser zweite Schaltarm mit seinem Vorspannelement ermöglicht nicht nur eine Schaltkraftunterstützung des ersten Schaltarms, sondern sorgt dafür, dass unter Vorspannung ein Arretierungsfinger, der drehfest auf der Schaltwelle angeordnet ist, an den jeweiligen Anschlag des Arretierungselements fest anliegt, solange die zugehörige Synchronhülse mit dem Gangzahnrad in einem selbsthemmenden Eingriff steht.
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Um diesen selbsthemmenden Eingriff zu bewirken, sind die Profile der Zähne der Synchronhülse eines Synchronkupplungselements und die Zähne eines Kopplungszahnkranzes des Gangzahnrads mit Profilen ausgestattet, die sich entgegengesetzt in axialen Richtungen verjüngen. Dadurch wird ein selbsthemmender Zustand beim Eingriff der Zähne ineinander erreicht, mit dem eine axiale Zugkraft auf die axial bewegliche Synchronhülse ausgeübt wird, so dass eine Stirnkante der Synchronhülse auf einer Stirnseite des Gangzahnrads einen kraftschlüssigen vorspannungsunabhängigen axialen Anschlag zwischen Synchronkupplungselement und Gangzahnrad bildet.
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Die axiale Position des axialen Anschlags der Synchronkupplungselemente hängt von den Fertigungstoleranzen des Getriebes ab. Werden diese Fertigungstoleranzen größer als das Spiel zwischen einer Schaltgabel und einer Ringnut in einer Synchronhülse, so besteht die Gefahr, dass entweder die Synchronhülse mit ihren verjüngten Zahnprofilen nicht ausreichend tief in den Kopplungszahnkranz des Gangzahnrads eingreift und der Gang wieder herausspringt oder dass die Schaltgabel unter bleibender Vorspannung die Synchronkupplung mit ihren profilierten Zähnen in den Kupplungszahnkranz des Gangzahnrads presst, ohne dass ein axialer Anschlag der Stirnseiten von Synchronhülse und Gangzahnrad erreicht wird. In beiden Fällen kann die Fehlstellung der Synchronhülse erfasst werden und nachträglich mit Hilfe der anmeldungsgemäßen Gangwechselvorrichtung nachjustiert bzw. korrigiert werden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass in dem Schaltdomgehäuse zwei Anschläge pro Arretierungselement für zweiseitig wirksame Synchronkupplungen vorgesehen sind. Das hat den Vorteil, dass in dem Schaltdomgehäuse in Bezug auf die Schaltwelle lediglich die halbe Anzahl an Arretierungselementen erforderlich ist. So kann zum Beispiel ein Getriebe mit fünf Vorwärtsgängen und einem synchronisierten Rückwärtsgang mit Hilfe von lediglich drei Arretierungselementen nachjustiert und eingestellt werden. Dazu wird eine Mehrzahl von unterschiedlich bemaßten Arretierungselementen vorgehalten und nach Messen und Berechnen der erforderlichen Anschlagpositionen für einen entsprechenden auf der Schaltwelle mit schwenkenden Arretierungsfinger kann dann die Reihenfolge und Anzahl der Arretierungselemente aus dem Vorrat entnommen werden, um für die Schaltgabel eine berührungsfreie Position in der Ringnut der Synchronhülse während des selbsthemmenden Eingriffs derselben in den Kupplungszahnkranz des Gangzahnrads sicherzustellen.
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Weiterhin ist es vorgesehen, dass das federvorgespannte Vorspannelement des zweiten Schaltarms ein Drehmoment auf den ersten Schaltarm und auf einen an der Schaltwelle angeordneten Arretierungsfinger derart ausübt, dass der Arretierungsfinger nach Eingriff eines Synchronkupplungszahnkranzes in den Kopplungszahnkranz des Gangzahnrads weiterhin kraftschlüssig an dem Arretierungselement des jeweiligen Ganges anliegt, so dass in vorteilhafter Weise die Schaltgabel in einer Position gehalten wird, in der sie, solange der Gang eingelegt ist, keine Vorspannung auf die Synchronhülse ausübt, da der Arretierungsfinger durch den Anschlag an die Anschlagposition des Arretierungselements zuverlässig sicherstellt, dass die Schaltgabel berührungsfrei in der Nut der Synchronhülse gehalten wird.
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Ein Verfahren zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen eines Getriebes mittels einer Gangwechselvorrichtung gemäß der Anmeldung weist die nachfolgenden Verfahrensschritte auf. Zunächst wird ein Getriebe mit moderaten Fertigungstoleranzen kostengünstig gefertigt. Wenn das Getriebe fertig gestellt ist, werden axiale Positionsabweichungen in Bezug auf eine kraftschlüssige axiale selbsthemmende Position zwischen Synchronkupplungselement und Gangzahnrad gemessen. Danach wird der Schwenkwinkel definiert, um die erforderlichen Anschlagpositionen eines Arretierungsfingers an Arretierungselementen für jeden einzelnen Gang aufgrund der Messergebnisse festzulegen. Danach werden aus einem Vorrat Arretierungselemente mit ihren Führungsnasen in einer axialen Führungsnut des Schaltdomgehäuses drehfest gegenüber der Schaltwelle angeordnet, wobei die Arretierungselemente die entsprechend berechneten Anschlagpositionen bereitstellen. Mit diesem Verfahren ist der Vorteil verbunden, dass mit herkömmlichen Komponenten eine Nachjustage zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen eines Getriebes möglich ist.
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Zum Messen der Schwenkwinkel und der erforderlichen Anschlagpositionen wird eine Messachse anstelle der Schaltwelle in das Schaltdomgehäuse eingebracht und für jeden einzelnen Gang werden die optimale Anschlagposition und damit das optimale Arretierungselement festgelegt.
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Die Anmeldung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
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1 zeigt eine Prinzipskizze einer Gangwechselvorrichtung in einer neutralen Position;
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2 zeigt eine Prinzipskizze der Gangwechselvorrichtung gemäß 1 in einer selbsthemmenden Eingriffsposition;
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3 zeigt eine Prinzipskizze der Gangwechselvorrichtung gemäß 1 in unzureichender Eingriffsposition;
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4 zeigt eine Prinzipskizze der Gangwechselvorrichtung gemäß 1 in einer übermäßigen Eingriffsposition;
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5 zeigt eine Prinzipskizze einer Gangwechselvorrichtung mit einem teilweise aufgeschnittenen Schaltdomgehäuse gemäß einer Ausführungsform der Anmeldung;
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6 zeigt schematisch ein Detail der 5.
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1 zeigt eine Prinzipskizze einer Gangwechselvorrichtung 1 in einer neutralen Position eines Ganghebels im Fahrzeug und einer Schaltwelle 9. Dabei zeigt 1A eine Prinzipskizze eines Schaltdomgehäuses 3, die 1B eine Prinzipskizze der sich gegenüberstehenden Zahnkränze 22 und 34 eines Synchronkupplungselements 7 und eines Gangzahnrads 8 und in 1C ist eine Prinzipskizze eines Teilbereichs innerhalb des Getriebes 5 mit einer Schaltgabel 4 zum Wechseln des Ganges dargestellt.
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Die Schaltwelle 9 ist gemäß 1A in einem Schaltdomgehäuse 3 angeordnet und weist einen zweiten Schaltarm 24 auf, der von einem Vorspannelement 25 in der hier gezeigten neutralen Position gehalten wird. An der Schaltwelle 9 ist darüber hinaus ein erster Schaltarm 10 angeordnet, der länger als der zweite Schaltarm 24 mit dem Vorspannelement 25 ist. Mit seinem freien Ende 26 ragt der erste Schaltarm 10 in ein Kopplungselement 23 hinein, wobei das Kopplungselement 23 über Verbindungselemente 27 mit den in 1C gezeigten inneren Komponenten des Getriebes 5 gekoppelt ist. Diese Verbindungselemente 27 verbinden mechanisch das freie Ende 26 des ersten Schaltarms 10 mit unterschiedlichen Schaltgabeln 4 des Getriebes 5, wenn die Schaltwelle in dieser neutralen Position aus der Zeichenebene heraus oder in die Zeichenebene hinein innerhalb des Schaltdomgehäuses 3 verschoben wird.
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Über die Verbindungselemente 27 kann eine Betätigungs- und Vorspannkraft von der Gangwechselvorrichtung 1 auf eine der Schaltgabeln 4 innerhalb des Getriebes 5 übertragen werden. In der neutralen Position, wie sie 1 zeigt, ist die Schaltgabel 4 in einer Ringnut 36 einer Synchronhülse 6 eines Synchronkupplungselements 7 angeordnet, ohne einen der Ringränder 37 und 38 der Ringnut 36 zu berühren oder auf diesem zu schleifen. Die Schaltgabel 4 sorgt somit für die neutrale Position der Synchronhülse 6 in einem Abstand von einem Gangzahnrad 8. die Synchronhülse 6 kann auf dem Synchronkupplungselement 7 axial gleitend mit Hilfe der Schaltgabel 6 in den Richtungen A und B verschoben werden.
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Die Synchronhülse 6 weist einen Synchronkupplungszahnkranz 22 mit Innenverzahnung und Zähnen 30 auf. Das in Pfeilrichtung A gegenüberliegende Gangzahnrad 8 weist einen dem Synchronkupplungszahnkranz 22 gegenüberliegenden äußeren Kupplungszahnkranz 34 auf. Die Zähne 35 des Kupplungszahnkranzes 34 und die Zähne 30 des Synchronkupplungszahnkranzes 22 weisen ein abgefastes Profil an ihren axialen Zahnspitzen 42 und 43, wie es 1B zeigt, auf, um einen Eingriff der Zahnkränze zum axialen Verschieben der Synchronhülse 6 in Richtung A zu erleichtern. Dabei wird von der Synchronhülse 6 eine Verschiebung 17 zurückgelegt, bis eine Stirnkante 31 der Synchronhülse 6 und eine Stirnkante 32 des Gangzahnrads 8 in Richtung A kraftschlüssig aufgrund der Profile 28 und 29 der Zähne 30 bzw. 35 der Synchronhülse 6 bzw. des Kupplungszahnkranzes 34 des Gangrads 8 aneinander liegen.
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Die ineinander greifenden Zahnkränze 22 und 34 der Synchronhülse 6 und des Gangzahnrads 8 sind nicht nur an den Spitzen 42 und 43 abgefast, sondern nach Erreichen einer maximalen Breite b erneut in axialer Richtung verjüngt. Die Zwischenräume 39 zwischen zwei benachbarten Zähnen 30 bzw. 35 sind dabei geringfügig größer als die maximale Breite b des Profils in axialer Richtung nach den Spitzen 42 und 43. Durch diese Profilierung der Zähne 30 und 35 gemäß 1B wird ein Kraft- und Formschluss zwischen der Stirnkante 31 der Synchronhülse 6 und einer Stirnseite 32 des Gangzahnrads 8 erreicht.
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Dabei unterstützt das verjüngende axial ausgerichtete Profil 29 des Kopplungszahnkranzes 34 des Gangzahnrads 8 und das in axialer Richtung verjüngte Profil 28 der Zähne 30 der Synchronhülse 6, dass nach Überwinden der maximalen Breite b ein Verschieben der Synchronhülse 6 in Richtung A auf den Kupplungszahnkranz 34 des Gangzahnrads 8 zu, die Synchronhülse 6 bzw. der Zahnkranz 22 derselben in den Zahnkranz 34 des Gangzahnrads 8 hineingezogen wird. Die Synchronhülse 6 wird somit axial, ohne eine Vorspannung auf die Schaltgabel 4 auszuüben, so weit verschoben, bis die Stirnkante 31 der Synchronhülse 6 auf der Stirnseite 32 des Gangzahnrads 8 einen axialen Anschlag 33, wie er in der nächsten Figur gezeigt wird, erreicht hat.
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Um sicherzustellen, dass die Schaltgabel 6 nach Einrasten der Zahnkränze 22 und 34 ineinander und Erreichen des Anschlags 33 die Schaltgabel 4 von der Synchronhülse 6 mechanisch entkoppelt ist, weist die Schaltwelle 9 eine zusätzliche Arretierungsfinger 21 auf, der auf der zentralen Schaltwelle 9 mitrotiert. Dieser Arretierungsfinger 21 begrenzt das Verschieben der Schaltgabel 4, indem der Arretierungsfinger 21 beim Schwenken der zentralen Welle 9 gegen eine Anschlagposition 11 eines Arretierungselementes 18 gepresst wird. Während der Arretierungsfinger 21 mit der zentralen Schaltwelle 9 geschwenkt wird, bleibt das Arretierungselement in dem Schaltdomgehäuse 3 durch eine Führungsnase 48 in einer axialen Führungsnut fixiert und bewegt sich nicht. Dadurch ist es möglich, dass die Schaltgabel 4 in einer Entkopplungsposition gehalten wird, während die Synchronhülse 6 und der Kopplungszahnkranz 34 des Gangzahnrads 8 miteinander selbsthemmend in Eingriff stehen.
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2 zeigt eine Prinzipskizze der Gangwechselvorrichtung 1 in einer selbsthemmenden Eingriffsposition. In dieser selbsthemmenden Eingriffsposition wurde die Synchronhülse 6 durch die besonderen Profile 28 und 29 der Zähne 30 bzw. 35 der Zahnkränze 22 bzw. 34 gebracht. Die Synchronhülse 6 wird dabei in einem axialen Anschlag 33 gehalten, indem eine Stirnkante 31 der Synchronhülse 6 mit einer Stirnseite 32 des Gangzahnrads 8 beim Eingreifen der Zahnkränze 22 und 34 aneinander fixiert werden. Da der Arretierungsfinger 21 durch das Arretierungselement 18 am Weiterschwenken in dem Schaltgehäuse 3 gehindert wird, kann die Schaltgabel 4 eine Schaltgabelposition 40 einnehmen, in der die Schaltgabel 4 mechanisch von der Synchronhülse 6 entkoppelt ist.
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Folglich werden Kippbewegungen der Synchronhülse 6 nicht über die Verbindungselemente 27 und das Kopplungselement 23 an die Schaltwelle 9 und damit an den Schalthebel im Innern des Fahrzeugs weitergegeben. Diese Entkopplung ist jedoch nur gewährleistet, wenn enge Toleranzen bei der Herstellung des Getriebes 5 eingehalten werden und entsprechend enge Fertigungstoleranzen bei der Herstellung der Einrichtung des Schaltdomgehäuses 3 eingehalten werden. Die nachfolgenden zwei Figuren zeigen Probleme, wenn diese engen Toleranzen für ein Getriebe 5 in Abstimmung mit dem Arretierungsfinger 21 in dem Schaltdomgehäuse 3 nicht eingehalten werden.
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3 zeigt eine Prinzipskizze der Gangwechselvorrichtung 1 gemäß 1 in unzureichender Eingriffsposition. Werden die Fertigungstoleranzen im Getriebe 5 und/oder die Fertigungstoleranzen in dem Schaltdomgehäuse 3 nicht eingehalten, so kann es zu einer unzureichenden Eingriffsposition dadurch kommen, dass die Arretierungsfinger 21 bereits an der Anschlagposition 11 des Arretierungselements 18 anliegt, bevor beim Verschieben der Synchronhülse 6 die Zähne 30 die maximale Breite b der profilierten Zähne 35 erreicht haben. Eine Folge dieses unzureichenden Eingriffs ist ein Herausspringen des eingelegten Ganges, so dass der Gangschalthebel im Innern des Fahrzeugs zurück in den Freilauf springt.
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4 zeigt eine Prinzipskizze der Gangwechselvorrichtung 1 gemäß 1 in einer übermäßigen Eingriffsposition. Eine übermäßige Eingriffsposition kann aufgrund von nicht eingehaltenen Toleranzen dadurch auftreten, dass beim Verschieben der Synchronhülse 6 der Anschlag 33 bereits erreicht ist, bevor in dem Schaltdomgehäuse 3 der Arretierungsfinger 21 an der Anschlagposition 11 des Arretierungselements 18 anliegt.
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In diesem Fall wird eine Vibration, beispielsweise verursacht durch Kippbewegungen der Synchronhülse 6, über die Schaltgabel 4, die Verbindungselemente 27 und das Kopplungselement 23 sowie über den ersten Schaltarm 10 an die zentrale Schaltwelle 9 und damit an den im Innern des Fahrzeugs angeordneten Ganghebel übertragen. Das Problem, das in den 3 und 4 aufgezeigt wird, kann nur gelöst werden, wenn enge Fertigungstoleranzen bei der Getriebefertigung eingehalten werden. Um ein Sicherstellen von engen Toleranzen für axiale Positionen von Synchronkupplungselementen 7, Getriebezahnrädern 8 sowie dem Schaltdomgehäuse 3 in der Getriebefertigung und der Herstellung des Schaltdomgehäuses 3 einzuhalten, sind kostenintensive Toleranzvorschriften erforderlich. Ein derart strenge und kostenintensives Toleranzregime wird mit Hilfe des Gegenstands der Anmeldung überwunden. Dazu zeigt 5 eine Prinzipskizze einer Gangwechselvorrichtung 2 mit einem teilweise aufgeschnittenen Schaltdomgehäuse 3 gemäß einer Ausführungsform der Anmeldung.
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5 zeigt eine Prinzipskizze einer Gangwechselvorrichtung 2 mit einem teilweise aufgeschnittenen Schaltdomgehäuse 3 gemäß einer Ausführungsform der Anmeldung. In dem Schaltdomgehäuse 3 ist die Schaltwelle 9 angeordnet, die in Richtung E und F achsverschieblich ist und in den Richtungen C und D geschwenkt werden kann. Dazu ist die Schaltwelle mit einem Übertragungshebel 41 verbunden, der ein Verbindungselement 44 aufweist. Das Verbindungselement 44 ist mit einem nicht gezeigten Zug-Druckkabel als Schaltkabel verbunden, wobei der Übertragungshebel 41 mit Hilfe einer Verbindungsschraube 46 auf der Schaltwelle 9 fixiert ist.
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Ein Gleitelement 47 sorgt für die Führung der Schaltwelle in dem Schaltdomgehäuse 3. Ein Hauptzylinder 45 weist im unteren Bereich den ersten Schaltarm 10 auf, der mit der Schaltwelle 9 verbunden ist und in den Richtungen C und D geschwenkt wird und über ein Koppelelement 23 und das Verbindungselement 27 diese Drehbewegung in eine axiale Verschiebung in Richtung A und B der Schaltgabel 6 überträgt. In dem Hauptzylinder 45 ist darüber hinaus eine Hauptkontur mit dem Vorspannelement 25 und dem zweiten Schaltarm 24 angeordnet. Ein mit dem Schaltdomgehäuse gegen Verdrehung gesicherter und mit dem Schaltdomgehäuse 3 formschlüssig verbundener Arretierungszylinder 50 weist die Arretierungselemente 18, 19 und 20 auf, die mit dem auf der Schaltwelle 9 fixierten Arretierungsfinger 21 zusammenwirken und damit die axiale Bewegung der Schaltgabel 6 in Pfeilrichtung A und B begrenzen. Die Wirkungsweise des Arretierungszylinders 50 mit den für jeden Gang abgestimmten Arretierungselementen 18, 19 und 20 zeigt die nächste Figur.
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6 zeigt den Arretierungszylinder 50 schematisch im Detail. Dazu zeigt 6A einen Querschnitt durch das Schaltdomgehäuse 3 entlang der Schnittlinie B-B in 6B. Dieser Querschnitt zeigt die Welle 9 im Bereich eines Arretierungsfingers 21, der in Richtung C um den Schaltwinkel α mit der Schaltwelle 9 geschwenkt werden kann und in Richtung D mit dem Schaltwinkel α geschwenkt wird, während er in der gezeigten Stellung axial zu den einzelnen den Gängen zugeordneten Arretierungselementen 18, 19 und 20, wie sie in 6B angeordnet sind, verschoben werden kann. An dem Anschlag 13 wird der Schaltwinkel α durch das Arretierungselement 19 begrenzt, wenn das Verbindungselement 44 um den Schwenkwinkel α'' in Richtung C'' verschwenkt wird.
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Wie 5 zeigt, ist mit diesem Schwenkwinkel α eine axiale Verschiebung der Schaltgabel 6 in Richtung A verbunden. Die Schaltgabel wird durch den Anschlag 13 in einer nicht schleifenden Position einer Synchronhülse arretiert. Beim Schwenken der Schaltwelle 9 in Pfeilrichtung D wird der Arretierungsfinger 21 in die Anschlagposition 14 verfahren, womit die Schaltgabel in einem zweiten Gang eines doppelseitig wirkenden Synchronkupplungselements arretiert wird. Durch die Auswahl von Arretierungselementen mit unterschiedlichem Schwenkwinkel α bzw. α' kann somit die Arretierung der Schaltgabel für jeden einzelnen Gang individuell eingestellt werden. Dieses zeigt die 6B mit den in dem Arretierungszylinder 50 übereinander angeordneten Arretierungselementen 18, 19 und 20 und ihren Anschlagpositionen 11 bis 16 für beispielsweise fünf Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang. Zur Fixierung der Arretierungselemente 18, 19 und 20 weist das Schaltdomgehäuse 3 eine Führungsnut 49 auf, in der Führungsnasen der Arretierungselemente 18, 19 und 20 hineinragen.
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Die Auswahl der Arretierungselemente 18, 19 und 20 aus einem Vorrat von Arretierungselementen kann nach Fertigstellung des Schaltgetriebes individuell für jeden der Gänge erfolgen. Darüber hinaus zeigt 6B, dass mit der Drehbewegung der Welle in Richtung C und D der Arretierungsfinger 21 in die zwei Arretierungspositionen für die Schaltgabel eines doppelseitig wirkenden Synchronkupplungselements geschwenkt werden kann und durch Bewegen in axialer Richtung E und F im Leerlauf zu unterschiedlichen Schaltgabeln geschoben werden kann. Somit ist es möglich, durch Einbau des Arretierungszylinders 50 individuell an die unterschiedlichen Fertigungsergebnisse der Getriebefertigung angepasste Arretierungselemente auszuwählen und in dem Arretierungszylinder 50 zu stapeln.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gangwechselvorrichtung (1. Ausführungsform)
- 2
- Gangwechselvorrichtung (2. Ausführungsform)
- 3
- Schaltdomgehäuse
- 4
- Schaltgabel
- 5
- Getriebe
- 6
- Synchronhülse
- 7
- Synchronkupplungselement
- 8
- Gangzahnrad
- 9
- Schaltwelle
- 10
- erster Schaltarm
- 11
- Anschlagposition (erster Gang)
- 12
- Anschlagposition (zweiter Gang)
- 13
- Anschlagposition (dritter Gang)
- 14
- Anschlagposition (vierter Gang)
- 15
- Anschlagposition (fünfter Gang)
- 16
- Anschlagposition (Rückwärtsgang)
- 17
- Verschiebung der Synchronhülse
- 18
- Arretierelement
- 19
- Arretierelement
- 20
- Arretierelement
- 21
- Arretierungsfinger
- 22
- Synchronkupplungszahnkranz
- 23
- Kopplungselement
- 24
- zweiter Schaltarm
- 25
- Vorspannelement
- 26
- Ende des ersten Schaltarms
- 27
- Verbindungselement
- 28
- Profil der Zähne von 6
- 29
- Profil der Zähne von 34
- 30
- Zähne der Synchronhülse
- 31
- Stirnkante der Synchronhülse
- 32
- Stirnkante des Gangzahnrads
- 33
- axialer Anschlag
- 34
- Kopplungszahnkranz
- 35
- Zähne des Kopplungszahnkranzes
- 36
- Ringnut
- 37
- Ringnutrand
- 38
- Ringnutrand
- 39
- Zwischenraum
- 40
- Schaltgabelposition
- 41
- Übertragungshebel
- 42
- Zahnspitze
- 43
- Zahnspitze
- 44
- Verbindungselement
- 45
- Hauptzylinder
- 46
- Verbindungsschraube
- 47
- Gleitelement
- 48
- Führungsnase
- 49
- Führungsnut
- 50
- Arretierungszylinder
- α
- Schwenkwinkel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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