DE102011004417A1

DE102011004417A1 - Schaltanordnung für ein Schaltgetriebe

Info

Publication number: DE102011004417A1
Application number: DE201110004417
Authority: DE
Inventors: Guido Bamfaste
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-02-18
Filing date: 2011-02-18
Publication date: 2012-08-23

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltanordnung (1) für ein Schaltgetriebe, die mindestens eine um eine Schwenkachse (a) schwenkbare und in Richtung der Schwenkachse (a) translatorisch verschiebbare Schaltwelle (2) aufweist, wobei die Schaltwelle (2) durch eine Betätigungsvorrichtung (3) bewegt werden kann. Um mit einfachen und kostengünstigen Mitteln einen erhöhten Schaltkomfort erreichen zu können, sieht die Erfindung vor, dass die Übertragung der Bewegung der Betätigungsvorrichtung (3) auf die Schaltwelle (2) mittelbar erfolgt, indem zwischen der Schaltwelle (2) und der Betätigungsvorrichtung (3) ein Übertragungsglied (4) wirksam angeordnet ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Schaltanordnung für ein Schaltgetriebe, die mindestens eine um eine Schwenkachse schwenkbare und in Richtung der Schwenkachse translatorisch verschiebbare Schaltwelle aufweist, wobei die Schaltwelle durch eine Betatigungsvorrichtung bewegt werden kann.
Hintergrund der Erfindung
Eine gattungsgemäße Schaltanordnung wird bei Schaltgetrieben insbesondere in Kraftfahrzeugen eingesetzt und ist hinlänglich bekannt. Exemplarisch sei auf die WO 2010/089224 A1 hingewiesen. Ähnliche Lösungen zeigen die EP 1 116 902 B1 , die DE 199 29 632 A1 , die FR 2 803 252 A1 , die EP 1 557 592 A1 , die EP 1 953 425 A1 und die DE 102 10 972 B4 .
Über Betätigungsvorrichtungen, insbesondere in Form eines Schaltkabels, das in einem Schaltkabelmantel geführt ist, wobei das Ende des Schaltkabelmantels in der Vorrichtung gelagert ist, kann eine Bewegung von einem Schalthebel auf die Schaltwelle übertragen werden, die folglich sowohl geschwenkt als auch translatorisch verschoben werden kann, um die verschiedenen Gänge eines Schaltgetriebes einlegen zu können. Das Schaltkabel greift entsprechend an der Schaltwelle an, um diese zu verschwenken bzw. translatorisch zu verschieben.
In Abhängigkeit von der Konstruktion des Schaltgetriebes sowie von den gegebenen Toleranzen der Bauteile kann es bei Schaltgetrieben zur Übertragung von Axialschwingungen auf den Schalthebel kommen. Dies wird insbesondere in der Einschaltposition der Gänge als Komforteinschränkung wahrgenommen.
Grundsätzlich ist es zwar möglich, die genannten Schwingungen zu vermeiden, indem engere Toleranzen vorgesehen werden. Ferner kann auch konstruktiv versucht werden, eine Abkopplung der äußeren Betätigungselemente durch geeignete Maßnahmen im Getriebe zu erreichen bzw. die Dämpfung der äußeren Betätigungselemente (z. B. des Schalthebels) zu erhöhen. Allerdings ist dies mit einem hohen (insbesondere wirtschaftlichen) Aufwand verbunden.
Bei auftretenden Schwingungen kann bei bereits bestehenden Konstruktionen nur bedingt entgegengewirkt werden. Konstruktive Änderungen bzw. die Einengung von Toleranzen sind mit erheblichem Mehraufwand und folglich Mehrkosten verbunden, weshalb dieser Lösungsansatz zumeist nicht möglich ist. Dämpfungselemente in der Betätigung reduzieren den Wirkungsgrad und haben bei höherem Dämpfungswert ebenso eine Beeinträchtigung des Schaltkomforts zur Folge. Die Schaltung wird dabei zumeist nachteilig als schwergängig, zäh oder auch als „pastös” empfunden.
Die Ursache für die genannten Axialschwingungen, die auf das äußere Betätigungselement übertragen werden, sind Toleranzen im Radsatz des Getriebes (z. B. Losradspiel, Planschlag von Losrad und Kupplungsverzahnung, Spiele in den Synchronisationsbauteilen, Wellendurchbiegung, axiale Verlagerung von Radsatzbauteilen, fehlerhaft oder unzureichende Lagetoleranzen). Diese werden über die Anbindung – zumeist über einen Kugelkopf an der Schaltmasse des Schaltmoduls – auf die äußeren Betätigungselemente (z. B. auf den Schalthebel) übertragen.
Aufgabe der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltanordnung der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass es mit einfachen und somit kostengünstigen Maßnahmen möglich wird, die erwähnten Schwingungen von der Betätigungseinrichtung der Schaltwelle abzukoppeln. Damit soll ein erhöhter Komfort beim Schalten erreicht werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung der Bewegung der Betätigungsvorrichtung auf die Schaltwelle mittelbar erfolgt, indem zwischen der Schaltwelle und der Betätigungsvorrichtung ein Übertragungsglied wirksam angeordnet ist.
Das Übertragungsglied ist dabei bevorzugt als Hebelelement ausgebildet, das in einer zur Schwenkachse parallelen und von dieser beabstandeten zweiten Schwenkachse schwenkbar und in Richtung der zweiten Schwenkachse translatorisch verschiebbar gelagert ist.
Das Übertragungsglied kann mit der Schaltwelle an einer von der Schwenkachse beabstandeten Stelle direkt oder indirekt mit einem Koppelglied verbunden sein. Das Koppelglied kann dabei an dem Übertragungsglied befestigt sein. Das Koppelglied kann weiterhin mit einem Übertragungselement verbunden sein, das mit der Schaltwelle fest verbunden ist; das Übertragungselement ist dabei bevorzugt stabförmig ausgebildet und erstreckt sich in Richtung der Schwenkachse.
Das Koppelglied ist insbesondere so ausgebildet, dass eine in Verschwenkrichtung und/oder translatorische Verschieberichtung formschlüssige Kopplung zwischen dem Übertragungsglied und der Schaltwelle sicherstellt ist. Hierbei kann insbesondere eine gabelartige Ausgestaltung vorgesehen werden. Möglich ist auch eine Verbindung nach Art eines Gelenklagers. Das Koppelglied kann dabei zwischen dem Übertragungsglied und der Schaltwelle eine drehgelenkige Lagerung herstellen.
Der Abstand zwischen der Schwenkachse der Schaltwelle und dem Koppelglied ist vorzugsweise größer als der Abstand zwischen der zweiten Schwenkachse und dem Koppelglied.
An der Schaltwelle, insbesondere an deren von der Schwenkachse entfernten Ende, ist zumeist eine Schaltmasse angeordnet.
Die Erfindung schlägt also eine (drehwinkelabhängige) Entkopplung des äußeren Betätigungselements vom Schaltmodul bzw. Getriebe mit Hilfe eines Übertragungsglieds (Kurbeltrieb, Kurbelgetriebe) bei eingeschaltetem Gang vor.
Demgemäß erfolgt die Betätigung des Schaltmoduls nicht unmittelbar über das Schaltkabel am Anlenkpunkt (z. B. der Schaltmasse), sondern indirekt über einen Hebel (Übertragungsglied), der versetzt (exzentrisch) zur Schaltmodulwelle (Schaltwelle) gelagert ist. Der Hebel greift mit einer entsprechenden Kopplungsgeometrie an dem Anlenkpunkt (z. B. der Schaltmasse) an. Die beiden Hebel (d. h. derjenige der Schaltwelle und derjenige des Übertragungsglieds) beschreiben bei der Schwenkbewegung unterschiedliche Kreisbahnen (d. h. Kreisbahnen mit unterschiedlichem Radius), was zu einer winkelabhängigen Entkopplung von dem Anlenkpunkt z. B. an der Schaltmasse führt.
Bei geeigneter Auslegung der Drehachsen, der Anlenkpunkte und der Ankopplungsgeometrie können die äußeren Betätigungselemente vollständig vom Getriebe bzw. Schaltmodul entkoppelt werden, so dass keine wahrnehmbaren Komforteinbußen beim Schalten gegeben sind. Eine Schwingungsübertragung auf die äußeren Betätigungselemente ist hierdurch dann in vorteilhafter Weise nicht mehr möglich.
Die vorgeschlagene Konzeption kann bei allen Schaltgetrieben eingesetzt werden, die über eine rotative Bewegung der Schaltmodulwelle bzw. Schaltwelle in Schaltrichtung betätigt werden, ohne dass ein Eingriff in das Getriebe selbst erforderlich wird. Hierdurch können Komforteinbußen einfach und unabhängig vom Getriebe abgestellt werden. Dies kann genutzt werden, um Kosten bei der Getriebefertigung und Auslegung zu senken (Schwingungen können zugelassen werden) oder auch um weitere Qualitäts- bzw. Komfortsteigerungen zu erreichen.
Eine Implementierung in ein Getriebe ist vom Grundkonzept an möglich; es ist aber auch eine Implementierung bei einer bereits fertigen Getriebeanwendung möglich, was entsprechende Kostenvorteile bietet.
Kurze Beschreibung der Figuren
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
1 schematisch eine Schaltanordnung eines Kfz-Schaltgetriebes in der Draufsicht und
2 schematisch die Anordnung nach 1 in der Seitenansicht (gesehen in Richtung der Schwenkachse).
Ausführliche Beschreibung der Figuren
In den Figuren ist eine Schaltanordnung 1 für ein Handschaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs schematisch dargestellt. Eine Schaltwelle 2 kann um eine Schwenkachse a geschwenkt und in Richtung der Schwenkachse a translatorisch verschoben werden, um – was nicht näher dargestellt, aber hinlänglich bekannt ist – mittels Schaltgabeln die verschiedenen Gänge des Getriebes einzulegen.
In 2 sind hierzu zwei Positionen I und II skizziert. In der oberen (Schwenk) Position I wird beispielsweise der 1., 3. und 5. Gang des Getriebes eingelegt, während in der unteren (Schwenk) Position II der 2., 4. und 6. Gang geschaltet werden kann. Verschiedene Bezugszeichen von Teilen der Vorrichtung sind in der zweiten Position II mit einem Strich versehen, um anzudeuten, wie die jeweiligen Bauteile zu liegen kommen, wenn statt der Position I die Position II eingenommen wird.
Die Schaltwelle 2 weist einen Wellenabschnitt 9 auf, der in Lagerungen 11 sowohl drehbar (schwenkbar) als auch translatorisch in Richtung der Schwenkachse a verschiebbar gelagert ist Am Wellenabschnitt 9 setzt ein Hebelarm 10 an, an dessen Ende eine Schaltmasse 8 angeordnet ist.
Die Betätigung der Schaltwelle 2, d. h. deren Verschwenkung und deren axiale Verschiebung erfolgt mit einer Betätigungsvorrichtung 3, die an sich bekannt ist und die in den Figuren für die translatorische Verschiebung schematisch skizziert ist. Die Betätigungsvorrichtung 2 umfasst einen Schaltkabelmantel 19, in dem ein Schaltkabel 17 geführt ist Der Schaltkabelmantel 19 ist an einer Lagerung 18 im Getriebe gelagert, so dass ein Zug des Schaltkabels 17 eine entsprechende Bewegung im Getriebe verursacht.
Wesentlich ist, dass die Übertragung der Bewegung der Betätigungsvorrichtung 3 auf die Schaltwelle 2 nicht direkt, sondern mittelbar erfolgt, indem nämlich zwischen der Schaltwelle 2 und der Betätigungsvorrichtung 3 ein Übertragungsglied 4 wirksam angeordnet ist.
Bei diesem Übertragungsglied 4 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um einen Wellenabschnitt 12 mit hieran ansetzendem Hebelarm 13. Der Wellenabschnitt 12 ist in einer Lagerung 14 gelagert, so dass das Übertragungsglied 4 um eine zur Schwenkachse a parallele zweite Schwenkachse b schwenken und sich auch translatorisch in Richtung der zweiten Schwenkachse b bewegen kann. Die beiden Schwenkachsen a, b befinden sich in einem Abstand x.
In einem Abstand L₁ von der Schenkachse a ist am Hebelarm 10 der Schaltwelle 2 ein Übertragungselement 7 angeordnet Es handelt sich hierbei um eine stabförmige Struktur, die am Hebelarm 10 befestigt (festgeschweißt) ist und sich in Richtung der Schwenkachse a erstreckt.
Das Übertragungsglied 4 ist mit der Schaltwelle 2 und namentlich mit deren Hebelarm 10 an einer von der Schwenkachse a beabstandeten Stelle 5 mittels des Übertragungselements 7 mit einem Koppelglied 6 verbunden. Das Koppelglied 6 kann als gabelförmige Struktur ausgeführt sein, wobei die Schwenkbewegung des Übertragungselements 4 formschlüssig auf die Schaltwelle 2 übertragen wird, genauso wie eine translatorische Verschiebebewegung in Richtung der Achsen a, b.
Indes ist im Bereich des Koppelglieds 6 ein Gelenkpunkt 15 am Hebelarm 10 vorgesehen, so dass relative Drehbewegungen zwischen dem Hebelarm 13 und dem Hebelarm 10 ausgeglichen bzw. zugelassen werden.
Vom Schaltkabel 17 werden die Bewegungen an einem Anlenkpunkt 16 für das Schaltkabel 17 auf eine Verbindungsstrebe 20 übertragen, die am Hebelarm 13 des Übertragungsglieds 4 befestigt (angeschweißt) ist.
Das Koppelglied 6 befindet sich in einem Abstand L₂ von der Schwenkachse b. Der Abstand L₂ liegt dabei bevorzugt im Bereich zwischen 70% bis 90% des Abstands L₁.
Das Koppelglied 6 verwirklicht also eine Entkopplungsgeometrie, die per Formschluss die Schwenkbewegung und auch die axiale Verschiebebewegung zwischen der Schaltwelle 2 und dem Übertragungsglied 4 überträgt.
Bezugszeichenliste

1: Schaltanordnung
2, 2': Schaltwelle
3: Betätigungsvorrichtung
4, 4': Übertragungsglied
5: beabstandete Stelle
6, 6': Koppelglied
7: Übertragungselement
8, 8': Schaltmasse
9: Wellenabschnitt
10: Hebelarm
11: Lagerung
12: Wellenabschnitt
13: Hebelarm
14: Lagerung
15, 15': Gelenkpunkt
16: Anlenkpunkt Kabel
17: Schaltkabel
18: Lagerung Schaltkabelmantel
19: Schaltkabelmantel
20: Verbindungsstrebe
a: Schwenkachse
b: zweite Schwenkachse
x: Abstand
L₁: Abstand
L₂: Abstand
I: 1. Position (1./3./5. Gang)
II: 2. Position (2./4./6. Gang)

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

WO 2010/089224 A1 [0002]
EP 1116902 B1 [0002]
DE 19929632 A1 [0002]
FR 2803252 A1 [0002]
EP 1557592 A1 [0002]
EP 1953425 A1 [0002]
DE 10210972 B4 [0002]

Claims

Schaltanordnung (1) für ein Schaltgetriebe, die mindestens eine um eine Schwenkachse (a) schwenkbare und in Richtung der Schwenkachse (a) translatorisch verschiebbare Schaltwelle (2) aufweist, wobei die Schaltwelle (2) durch eine Betätigungsvorrichtung (3) bewegt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung der Bewegung der Betätigungsvorrichtung (3) auf die Schaltwelle (2) mittelbar erfolgt, indem zwischen der Schaltwelle (2) und der Betätigungsvorrichtung (3) ein Übertragungsglied (4) wirksam angeordnet ist.
Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsglied (4) als Hebelelement ausgebildet ist, das in einer zur Schwenkachse (a) parallelen und von dieser beabstandeten (x) zweiten Schwenkachse (b) schwenkbar und in Richtung der zweiten Schwenkachse (b) translatorisch verschiebbar gelagert ist.
Schaltanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsglied (4) mit der Schaltwelle (2) an einer von der Schwenkachse (a) beabstandeten Stelle (5) direkt oder indirekt mit einem Koppelglied (6) verbunden ist.
Schaltanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelglied (6) an dem Übertragungsglied (4) befestigt ist.
Schaltanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelglied (6) mit einem Übertragungselement (7) verbunden ist, das mit der Schaltwelle (2) fest verbunden ist.
Schaltanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (7) stabförmig ausgebildet ist und sich in Richtung der Schwenkachse (a) erstreckt.
Schaltanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelglied (6) eine in Verschwenkrichtung und/oder translatorische Verschieberichtung formschlüssige Kopplung zwischen dem Übertragungsglied (4) und der Schaltwelle (2) sicherstellt.
Schaltanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelglied (6) zwischen dem Übertragungsglied (4) und der Schaltwelle (2) eine drehgelenkige Lagerung herstellt.
Schaltanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (L₁) zwischen der Schwenkachse (a) der Schaltwelle (2) und dem Koppelglied (6) größer ist als der Abstand (L₂) zwischen der zweiten Schwenkachse (b) und dem Koppelglied (6).
Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Schaltwelle (2), insbesondere an deren von der Schwenkachse (a) entfernten Ende, eine Schaltmasse (8) angeordnet ist.