DE102010053534A1

DE102010053534A1 - Äußere Schaltung für ein Handschaltgetriebe

Info

Publication number: DE102010053534A1
Application number: DE102010053534A
Authority: DE
Inventors: Sascha BRUDER; Frank Lindner
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2010-12-04
Filing date: 2010-12-04
Publication date: 2012-06-06
Also published as: US20120137814A1; CN102563032B; CN102563032A

Abstract

Eine äußere Schaltung für ein Kfz-Schaltgetriebe umfasst einen in einem Schalt-Freiheitsgrad und einem Wähl-Freiheitsgrad bewegbaren Schalt-Wählhebel, einem um eine Achse (4) schwenkbaren Wählhebel (5), der an den Schalt-Wählhebel gekoppelt ist, um einer Bewegung des Schalt-Wählhebels in dem Wähl-Freiheitsgrad zu folgen, und eine Torsionsfeder (16), die an dem Wählhebel (5) angreift, um den Schalt-Wählhebel in eine Neutralstellung des Wählfreiheitsgrads zu beaufschlagen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine äußere Schaltung für ein Handschaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs.
Eine solche äußere Schaltung umfasst herkömmlicherweise einen Schalt-Wählhebel, der in einer Halterung in zwei Freiheitsgraden bewegbar ist und dessen Stellung über zwei mit dem Handschaltgetriebe verbundene Seilzüge einen in diesem eingelegten Gang bestimmt.
Bei den meisten äußeren Schaltungen ist der Schalt-Wählhebel in einem Kugelgelenk gelagert, d. h. die zwei Freiheitsgrade sind Rotations-Freiheitsgrade. Eine Kulisse, durch die sich der Schalt-Wählhebel erstreckt, beschränkt dessen Bewegungsmöglichkeiten auf eine Bewegung entlang einer Wählgasse und von dieser abzweigender Schaltgassen, an deren Ende sich jeweils die einem Gang des Getriebes entsprechenden Schaltstellungen des Schalt-Wählhebels befinden.
1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer solchen herkömmlichen äußeren Schaltung. Das Kugelgelenk, in dem der Schalt-Wählhebel 1 drehbar gelagert ist, ist im Inneren der Halterung 2 verborgen, genauso wie die Kulisse, die den Schalt-Wählhebel 1 führt. Gestrichelte Linien an der Spitze des Schalt-Wählhebels 1 verdeutlichen den Verlauf der Wählgasse 35 und der Schaltgassen 36. Von einer im Inneren der Halterung 2 aufgenommenen, mit dem Schalt-Wählhebel 1 fest verbundenen Kugel steht radial ein Finger 3 ab, dessen Spitze in einen um eine in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Achse 4 schwenkbaren, in etwa L-förmigen Wählhebel 5 eingreift. Indem sich die Spitze des Fingers 3 bei einer Drehung des Schalt-Wählhebels 1 um eine in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Achse auf und ab bewegt, treibt sie eine Drehung des Wählhebels 5 um die dazu orthogonale Achse 4 an. Ein von der Achse 4 aus nach unten verlaufender Arm des Wählhebels 5 ist an seinem freien Ende mit der Seele eines (zum nicht dargestellten Schaltgetriebe führenden) Seilzugs verbunden. Um sicherzustellen, dass der Schalt-Wählhebel 1 bei nicht eingelegtem Gang immer eine Neutralstellung in der Mitte der Schaltgasse 35 einnimmt, ist eine Schraubenfeder 6 um die Achse 4 herum angeordnet, die zwei radial abstehende Arme 7, 8 aufweist. Wenn, wie in der 1 gezeigt der Schalt-Wählhebel 1 aus der Neutralstellung nach links ausgelenkt und der Finger 3 dementsprechend gegenüber der Neutralstellung abgesenkt ist, lenkt der Finger 3 den unteren Arm 8 nach unten aus, während der obere Arm 7 an einem Vorsprung 9 der Halterung 2 blockiert ist. Die daraus resultierende Spannung der Schraubenfeder 6 treibt den Schalt-Wählhebel 1 solange in Richtung seiner Neutralstellung, bis der Arm 8 seinerseits an der Unterseite des Vorsprungs 9 anschlägt. Wenn die Breite des Fingers 3 in vertikaler Richtung nicht exakt an die Abmessungen des Vorsprungs 9 und den Verlauf der Arme 7, 8 angepasst ist, kann der Finger 3 sich ein Stück weit frei zwischen den Armen 7, 8 bewegen, wenn diese beide am Vorsprung 9 anliegen, oder er hindert einen der Arme 7, 8 daran, mit dem Vorsprung 9 in Kontakt zu kommen. In beiden Fällen ist der Schalt-Wählhebel entlang der Wählgasse 35 ein Stück weit frei beweglich und kann von Fahrterschütterungen zum Zittern und Klappern angeregt werden. Um dies zu vermeiden, müssen die Schraubenfeder 6, der Finger 3 und der Vorsprung 9 in Form und Abmessung genau aufeinander abgestimmt und eng toleriert sein. Um die Entstehung von Geräuschen beim Anschlagen der Arme 7, 8 an den Finger 3 bzw. den Vorsprung 9 zu vermeiden, sind die Arme 7, 8 jeweils mit einem elastischen Überzug aus Gummi versehen. All dies erhöht die Kosten der äußeren Schaltung.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, eine äußere Schaltung anzugeben, die mit geringem Aufwand ein geräuschloses Schalten ermöglicht und eine Ruhestellung des Schalt-Wählhebels spielfrei definiert.
Die Aufgabe wird gelöst, indem bei einer äußeren Schaltung für ein Kfz-Schaltgetriebe mit einem in einem Schalt-Freiheitsgrad und einem Wähl-Freiheitsgrad bewegbaren Schalt-Wählhebel, einem um eine Achse schwenkbaren Wählhebel, der an den Schalt-Wählhebel gekoppelt ist, um einer Bewegung des Schalt-Wählhebels in dem Wähl-Freiheitsgrad zu folgen, und einem Federelement, das den Schalt-Wählhebel in eine Neutralstellung des Wähl-Freiheitsgrades beaufschlagt, das Federelement eine an dem Wählhebel angreifende Torsionsfeder ist.
Die Torsionsfeder kann platzsparend auf der Achse des Wählhebels verlaufen.
Wenn ein erstes Längsende der Torsionsfeder wenigstens in Torsionsrichtung spielfrei an dem Wählhebel und ein zweites Längsende wenigstens in Torsionsrichtung spielfrei an der Halterung der äußeren Schaltung angreift, kann die eine Neutralstellung des Schalt-Wählhebels spielfrei festlegen, so dass jeglicher Auslenkung des Schalt-Wählhebels aus der Neutralstellung eine Rückstellkraft der Torsionsfeder entgegenwirkt.
Ein solcher spielfreier Angriff der Torsionsfeder an dem Wählhebel oder an der Halterung ist realisierbar, indem eines der Längsenden formschlüssig in einer Aussparung der Halterung oder des Wählhebels aufgenommen ist. Um einen solchen Formschluss zu realisieren, kann die Torsionsfeder an ihrem ersten und zweiten Längsende wenigstens eine in axialer Richtung ausgedehnte Facette aufweisen. Vorzugsweise liegen die zwei Facetten im entspannten Zustand der Torsionsfeder in einer gleichen Ebene; dann ist die Neutralstellung des Schalt-Wählhebels bereits vor Einbau der Torsionsfeder eindeutig festgelegt als diejenige Stellung, in der zu den Facetten komplementäre Oberflächen der Aussparungen von Halterung und Wählhebel miteinander fluchten.
Insbesondere können die zwei Facetten Teil einer gleichen im entspannten Zustand ebenen Oberfläche der Torsionsfeder sein. Eine solche Torsionsfeder kann z. B. ein Stab mit Rechteck-Querschnitt sein.
Alternativ kann auch wenigstens eines der Längsenden reibschlüssig in einer Aussparung der Halterung und/oder des Wählhebels aufgenommen sein.
In diesem letzteren Fall ist die Torsionsfeder zweckmäßigerweise wenigstens an diesem einen Längsende und vorzugsweise auf ihrer gesamten Länge zylindrisch.
Die Torsionsfeder kann geschützt in einer hohlen Welle aufgenommen sein.
Um ein Schlingern der Drehachse des Wählhebels im Raum zu vermeiden oder wenigstens zu begrenzen, ist zweckmäßigerweise eine mit dem Wählhebel starr verbundene Welle, bei der es sich um die die Torsionsfeder aufnehmende hohle Welle oder auch um die Torsionsfeder selbst handeln kann, an der Halterung durch wenigstens zwei axial entlang der Welle beabstandete Lager gehalten.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
1, bereits behandelt, eine perspektivische Ansicht einer herkömmlichen äußeren Schaltung;
2 eine Ansicht der Halterungen einer erfindungsgemäßen äußeren Schaltung;
3 einen axialen Schnitt durch eine Aufhängung des Wählhebels gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung;
4 einen zu 3 analogen Schnitt gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung; und
5 einen radialen Schnitt durch die Aufhängung entlang der Ebene V-V der 4.
Bevor die Ausführungsbeispiele im Einzelnen behandelt werden, sei darauf hingewiesen, dass es in der Natur eines Beispiels liegt, dass nicht alle seine im Folgenden beschriebenen Merkmale in den nachfolgenden Patentansprüchen erwähnt sind und dass zu einigen dieser nicht in den Patentansprüchen erwähnten Merkmale Alternativen existieren können, die nicht eigens beschrieben sind. Die Tatsache, dass zwei oder mehr Merkmale in einem gleichen Satz oder in einer anderen Art von Textzusammenhang offenbart werden, ist daher nicht in dem Sinne zu verstehen, dass diese Merkmale einander gegenseitig bedingten; vielmehr kann jedes dieser Merkmale auch mit einem äquivalent eines anderen Merkmals kombiniert werden, sofern nichts Anderes gesagt ist.
2 zeigt in gegenüber 1 vergrößertem Maßstab lediglich einen Ausschnitt einer Halterung 2 der erfindungsgemäßen äußeren Schaltung; der in dieser Halterung 2 über ein Kugelgelenk gelagert Schalt-Wählhebel 1 entspricht dem in 1 gezeigten. Ebenfalls wie im Falle der 1 steht von der im Innern der Halterung 2 verborgenen Kugel des Schalt-Wählhebels ein Finger 3 ab, dessen Spitze in einem Schaft 10 am Ende eines im Wesentlichen horizontalen Arms 11 des im Wesentlichen L-förmigen Wählhebel 5 eingreift und von dem ein zweiter, sich von der Achse 4 abwärts erstreckender Arm 12 an einen zur inneren Schaltung führenden Seilzug 13 gekoppelt ist.
Der Wählhebel 5 ist an einer in der Perspektive der 2 vom Betrachter abgewandten Seite mit einem hohlen Achsstutzen versehen, der drehbar in einen unmittelbar benachbarten Lagerbock 15 der Halterung 2 eingreift und in diesem verborgen ist. Eine in dem Achsstutzen drehfest fixiert zylindrische Torsionsfeder 16 erstreckt sich entlang der Drehachse 4 des Wählhebels 5 bis zu einem zweiten Lagerbock 17, wo sie drehfest an der Halterung 2 fixiert ist.
3 zeigt einen schematischen Schnitt entlang der Achse 4 durch den Wählhebel 5, die Torsionsfeder 16 und die Lagerböcke 15, 17. Der hier mit 14 bezeichnete Achsstutzen des Wählhebels 5 ist in einer Bohrung des Lagerbocks 15 mit geringem, die Drehung des Wählhebels 5 um die Achse 4 soeben nicht behinderndem Spiel aufgenommen. Ein distales Ende des Achsstutzens 14 ist mit einem Außengewinde 18 versehen. Eine sich durch den Achsstutzen 14 erstreckende Bohrung 19 weist an dem distalen Ende eine konische Aufweitung 20 auf. Zwischen dem Achsstutzen 14 und einer zum Aufschrauben auf das Außengewinde 18 vorgesehenen Überwurfmutter 21 ist ein Keilring 22 mit zu der Aufweitung 20 komplementärem, hier trapezförmigem Querschnitt auf die Torsionsfeder 16 aufgeschoben. Wenn beim Aufschrauben der Überwurfmutter 21 auf das Außengewinde 18 der Keilring 22 unter Druck gerät, wird er in Kontakt mit den Wänden der Aufweitung 20 radial nach innen gedrückt, so dass er ein Längsende 24 der Torsionsfeder 16 einklemmt und in Torsionsrichtung spielfrei reibschlüssig mit dem Wählhebel 5 verbindet.
Ein Stutzen 23 von zu dem Achsstutzen 14 analoger Gestalt ist an dem zweiten Lagerbock 17 ausgebildet, und auch auf den Stutzen 23 ist eine Überwurfmutter 21 aufschraubbar, um einen Keilring 22 unter Druck zu setzen und gegen das zweite Längsende 25 der Torsionsfeder 6 zu pressen.
Wenn beim Festziehen der Überwurfmuttern 21 die in die Aufweitungen 20 des Achsstutzens 14 bzw. des Stutzens 23 eingreifenden Spitzen der Keilringe 22 in die Torsionsfeder 16 einschneiden, treiben sie deren Längsenden 24 bzw. 25 auseinander, bzw. sie erzeugen eine Zugspannung in dem Mittelteil der Torsionsfeder 16, die den Wählhebel 5 gegen eine Stirnfläche 26 des Lagerbocks 15 gedrückt hält und auf diese Weise zur Fixierung der Drehachse 4 des Wählhebels 5 im Raum beiträgt.
4 zeigt einen Längsschnitt durch die Aufhängung des Wählhebels 5 gemäß einer zweiten Ausgestaltung, und 5 zeigt einen Querschnitt durch die Aufhängung entlang der in 4 mit V-V bezeichneten Ebene. Der Achsstutzen des Wählhebels 5 ist hier zu einer rohrförmigen zylindrischen Welle verlängert, die sich durch eine eng tolerierte Bohrung des dem Wählhebel 5 zugewandten Lagerbocks 15 hindurch erstreckt und in einem Stutzen 28 des gegenüberliegenden Lagerbocks 17 drehbar aufgenommen ist. Das in den Stutzen 28 eingreifende Ende der hohlen Welle 27 ist mit einer außen umlaufenden Nut 29 versehen. Die Nut 29 dient zur Fixierung der Welle 27 in axialer Richtung mit Hilfe eines aufgesteckten, durch seitliche Schlitze 30 (siehe 5) des Stutzens 28 in die Nut 29 eingreifenden Drahtbügels 31. Eine Torsionsfeder 32 in Form eines Vierkantprofils ist mit einem ihrer Längsenden 24 in eine rechteckige Öffnung 33 des Wählhebels 5 und mit ihrem anderen Längsende 25 in eine entsprechende Öffnung 34 in einer Stirnwand des Lagerbocks 17 passgenau eingesteckt. Um ein Einschieben der Torsionsfeder 32 in die Öffnungen beim Einschieben der Welle 27 in die Lagerböcke 15, 17 zu erleichtern, können die Öffnungen 33, 34 zu einer Seite konisch aufgeweitet sein. Die Flanken 37 des Vierkantprofils sind in entspanntem Zustand eben, so dass die Neutralstellung, der der Schalt-Wählhebel unter dem Einfluss der Torsionsfeder 32 zustrebt, stets die Stellung ist, in der die Ränder der Öffnungen 33, 34 miteinander fluchten.
Bezugszeichenliste

1: Schalt-Wählhebel
2: Halterung
3: Finger
4: Achse
5: Wählhebel
6: Schraubenfeder
7: Arm
8: Arm
9: Vorsprung
10: Schaft
11: Arm
12: Arm
13: Seilzug
14: Achsstutzen
15: Lagerbock
16: Torsionsfeder
17: Lagerbock
18: Außengewinde
19: Bohrung
20: Aufweitung
21: Überwurfmutter
22: Keilring
23: Stutzen
24: Längsende
25: Längsende
26: Stirnfläche
27: Welle
28: Stutzen
29: Nut
30: Schlitz
31: Drahtbügel
32: Torsionsfeder
33: Öffnung
34: Öffnung
35: Schaltgasse
36: Wählgasse
37: Flanke

Claims

Äußere Schaltung für ein Kfz-Schaltgetriebe mit einem in einem Schalt-Freiheitsgrad und einem Wähl-Freiheitsgrad bewegbaren Schalt-Wählhebel, einem um eine Achse (4) schwenkbaren Wählhebel (5), der an den Schalt-Wählhebel gekoppelt ist, um einer Bewegung des Schalt-Wählhebels in dem Wähl-Freiheitsgrad zu folgen, und einem Federelement (16; 32), das den Schalt-Wählhebel in eine Neutralstellung des Wählfreiheitsgrads beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (16; 32) eine an dem Wählhebel (5) angreifende Torsionsfeder (16; 32) ist.
Äußere Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Torsionsfeder (16; 32) sich auf der Achse (4) des Wählhebels (5) erstreckt.
Äußere Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Torsionsfeder (16; 32) ein erstes und ein zweites Längsende (24; 25) aufweist, und dass das erste Längsende (24) wenigstens in Torsionsrichtung spielfrei an dem Wählhebel (5) und das zweite Längsende (25) wenigstens in Torsionsrichtung spielfrei an einer Halterung (2) der äußeren Schaltung angreift.
Äußere Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Längsenden (24, 25) der Torsionsfeder (32) formschlüssig in einer Aussparung der Halterung (2) oder des Wählhebels (5) aufgenommen ist.
Äußere Schaltung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das die Torsionsfeder (32) an ihrem ersten und zweiten Längsende wenigstens eine in axialer Richtung ausgedehnte Facette aufweist, und dass die zwei Facetten im entspannten Zustand der Torsionsfeder (32) in einer gleichen Ebene liegen.
Äußere Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Facetten Teil einer gleichen im entspannten Zustand ebenen Oberfläche (37) der Torsionsfeder (32) sind.
Äußere Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Längsenden (24, 25) der Torsionsfeder (16) reibschlüssig in einer Aussparung der Halterung (2) oder des Wählhebels (5) aufgenommen ist.
Äußere Schaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Torsionsfeder (16) wenigstens an dem wenigstens einen Längsende (24; 25) zylindrisch ist.
Äußere Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Torsionsfeder (16) in einer hohlen Welle (27) aufgenommen ist.
Äußere Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Wählhebel (5) starr verbundene Welle (27) an der Halterung (2) durch wenigstens zwei axial beabstandete Lager (15; 17) gehalten ist.