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Es wird eine Getriebeschaltvorrichtung eines Schaltgetriebes beschrieben. Die Getriebeschaltvorrichtung weist eine Schaltwelle auf, die in einem Getriebeschaltgehäuse drehbar gelagert ist und mit einem Schalthebel außerhalb des Schaltgetriebes mechanisch in Verbindung steht. Mindestens eine Schaltmechanik, die innerhalb des Schaltgetriebes mit der Schaltwelle in Verbindung steht, ist nach Schwenken des Schalthebels um eine Achse der Schaltwelle in eine Schaltstellung eingerastet.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2006 024 627 A1 ist eine Schaltvorrichtung für ein Getriebe bzw. eine Getriebeschaltvorrichtung, insbesondere für ein Zahnräderwechselgetriebe, eines Kraftfahrzeugs bekannt. Die bekannte Getriebeschaltvorrichtung weist eine mittels eines Schalthebels betätigbare Schaltwelle auf. Dabei wird die Bewegung des Schalthebels auf mindestens ein an dem Schalthebel angebrachtes Ausgleichsgewicht übertragen. Das Ausgleichsgewicht kann sich dabei um eine Drehachse des Schalthebels bewegen. Um bei schnellen Schaltvorgängen Kraftimpulse besser abbauen zu können, ist es vorgesehen, dass das Ausgleichsgewicht derart in einem Führungselement angeordnet ist, dass es sich gegen die Kraft mindestens eines Federelementes bewegen kann.
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Mit einem derartigen federvorgespannten Ausgleichsgewicht an einem Schalthebel außerhalb des Getriebeschaltgehäuses können Vibrationen, die innerhalb des Schaltgetriebes von der Schaltmechanik erzeugt werden, gedämpft werden, da das federelastisch an den Schalthebel angebrachte Ausgleichsgewicht wie ein Schwingungstilger durch gegenphasiges Schwingen in der Lage ist, Vibrationen zu dämpfen.
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Eine Aufgabe eines Aspekts der Erfindung ist es, eine Getriebeschaltvorrichtung zu schaffen, die einen weiter verbesserten Schaltkomfort für ein Fahrzeug aufweist.
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Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Lösung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Getriebeschaltvorrichtung angegeben, die eine Schaltwelle aufweist, die in einem Getriebeschaltgehäuse drehbar gelagert und mit einem Schalthebel mechanisch verbindbar oder verbunden ist. Die Getriebeschaltvorrichtung umfasst ferner mindestens eine auf der Schaltwelle angeordnete, in eine Schaltstellung einrastbare Schaltmechanik, wobei zwischen der Schaltmechanik und dem Schalthebel eine Vibrationsentkoppelmechanik angeordnet ist, wobei die Vibrationsentkoppelmechanik die Schaltwelle für begrenzte Schwingungsamplituden der Schaltmechanik von dem Schalthebel entkoppelt.
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Eine derartige Vibrationsentkopplungsmechanik erlaubt durch Wegfall der Tilgermasse bzw. der Ausgleichsmasse eine erhebliche Gewichtseinsparung gegenüber einer Entkopplung mit Hilfe von Schwingungstilgern bzw. Ausgleichsmassen. Durch mechanische Entkopplung der Schaltwelle mit einem Schaltfinger, der mit der inneren Schaltmechanik in Verbindung steht, und der bisher starren Verbindung zwischen einem aus dem Getriebeschaltgehäuse herausragenden Ende der Schaltwelle und dem Schalthebel, wird zumindest für die Schwingungsamplituden der an dem Schaltfinger anliegenden Drehmomentvibrationen eine vollständige mechanische Entkopplung zwischen Schaltwelle und Schalthebel erreicht.
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Durch die Lage der Vibrationsentkopplungsmechanik am herausragenden Ende der Schaltwelle aus dem Schaltgetriebe sind zudem keinerlei Änderungen innerhalb des Schaltgetriebes vorzunehmen, lediglich beim Übergang von dem herausragende Ende der Schaltwelle auf den außerhalb des Schaltgetriebes angeordneten Schalthebel ist eine Modifikation erforderlich. Somit ergibt sich außerdem eine Lösung, die mit niedrigen Änderungskosten verbunden ist. Darüber hinaus ermöglicht diese Getriebeschaltungsvorrichtung mit Vibrationsentkoppelmechanik eine von einem Fahrer fühlbar verbesserte Schaltqualität, da keine Vibrationen auf den Gangschaltungshebel im Innern des Fahrzeugs bei eingelegtem Gang übertragen werden.
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Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung steht der Schalthebel mit der Schaltwelle bei Schwenkbewegungen des Schalthebels über die Vibrationsentkoppelmechanik in Eingriff, da die Schaltbewegungen einen deutlich größeren Drehwinkel in der Schaltwelle verursachen, als es die Schwingungsamplituden der im Innern des Getriebes erzeugten Vibrationen bilden.
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Weiterhin ist es vorgesehen, dass die Schaltwelle an ihrem aus dem Getriebeschaltgehäuse herausragenden Ende zum Schalthebel hin ein Querschnittsprofil mit Radialvorsprüngen aufweist, wobei das Querschnittsprofil von einem um die Schaltwellenachse an dem herausragenden Ende der Schaltwelle schwenkbaren Ringelement umgeben ist. Das Ringelement ist an dem Schalthebel fixiert und weist ein inneres Querschnittsprofil auf, das Mitnehmervorsprünge aufweist, die von den Radialvorsprüngen beabstandet sind. Durch diese Beabstandung ist es in möglich, dass erst bei Überwindung des Abstandes durch Schaltbewegungen am Schalthebel der Eingriff zwischen Schalthebel und Schaltwelle möglich ist, indem die Radialvorspünge mit den Mitnehmervorsprüngen in Eingriff kommen. Solange das nicht der Fall ist, kann sich die Schaltwelle, die mit der inneren Schaltmechanik über einen oder mehrere Schaltfinger verbunden ist, im Rahmen der Schwingungsamplituden der Vibrationen, die in dem Schaltgetriebe entstehen, ungehindert bewegen, ohne dass der Schalthebel selbst bewegt wird.
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Erst nach Überwinden des Abstandes zwischen Radialvorsprüngen und Mitnehmervorsprüngen beim Schwenken des Schalthebels in eine der Schaltstellungen wird dieser Abstand überwunden. Nach Einrasten der Schaltwelle in eine Schaltposition wird wieder der Vibrationsentkopplungsmechanismus freigegeben, indem sich erneut der Abstand zwischen Radialvorsprüngen und Mitnehmervorsprüngen zwischen dem Ende der Schaltwelle und dem umgebenden Ring des Schalthebels ausbildet.
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In einer weiteren Ausführungsform weist der Schalthebel ein federelastisch vorgespanntes Arretierungselement auf, das für vorgegebene Schaltwinkelstellungen des Schalthebels mit einer ortsfesten Kulisse in Eingriff steht und die Vibrationsentkoppelmechanik in den Schaltwinkelstellungen freigibt. Somit muss lediglich außerhalb des Getriebeschaltgehäuses eine Kulisse, beispielsweise mit drei Rasterungen für zwei Schaltstellungen und eine Neutralstellung, angeordnet werden, um beim Einrasten der Schaltwelle in eine der Schaltstellungen oder in der Neutralstellung die Vibrationsentkopplungsmechanik freizugeben.
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Anstelle einer ortsfesten Montage der Kulisse an dem Getriebeschaltgehäuse, kann auch die Schaltkulisse direkt an dem Schalthebel vorgesehen werden und das Arretierungselement kann ortsfest an einem Gehäuse des Schaltgetriebes fixiert sein. In beiden Fällen ist es vorgesehen, dass die Schaltkulisse halbkreisförmig koaxial zur Achse der Schaltwelle angeordnet ist.
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Ferner ist es auch möglich, dass sowohl die Schaltkulisse als auch das in die Schaltkulisse einrastende Arretierungselement nicht ortsfest, sondern beweglich angeordnet sind, wobei die Schaltkulisse drehfest mit der Schaltwelle verbunden ist und das federelastisch vorgespannte Arretierungselement an dem Schalthebel fixiert ist.
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Weiterhin ist es vorgesehen, dass das Arretierungselement eine federelastisch vorgespannte Halbkugelschale aufweist, die mit entsprechenden Aussparungen der Kulisse in den Schaltwinkelstellungen in Eingriff bringbar ist. Die Halbkugelschale kann dabei von einer Schraubenfeder vorgespannt sein.
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Um in den Schaltstellungen keinerlei Kräfte oder Drehmomente der Schaltwelle auf den Schalthebel zu übertragen, ist es erforderlich, dass sich das obere Ende der Schaltwelle relativ frei gegenüber dem Schalthebel im Bereich des vorgesehenen Abstandes zwischen Radialvorsprung und Mitnehmervorsprung bewegen kann. Dazu ist es in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Kulisse in den vorgegebenen Schaltwinkelstellungen eine radial begrenzte Toleranzschwenkwinkelrille aufweist, deren radiale Länge in Umfangsrichtung dem Abstand zwischen den Radialvorsprüngen und den Mitnehmervorsprüngen entspricht. Das Arretierungselement ist in der Toleranzschwenkwinkelrille der Kulisse im Bereich der radialen Länge gleitverschieblich angeordnet oder kann mit einer federelastisch vorgespannten Kugel in der Toleranzschwenkwinkelrille abrollen, ohne Drehmomente auf den Schaltwinkel zu übertragen.
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Derartige Getriebeschaltvorrichtungen mit Vibrationsentkopplungsmechanik sind beispielsweise zum Einsatz in Schaltgetrieben geeignet, so dass Kraftfahrzeuge mit derartigen Schaltgetrieben ausgerüstet werden können und dem Fahrer einen vibrationsfreien Schaltkomfort bieten können. Dazu weist ein derartiges Schaltgetriebe eine Schaltmechanik auf, welche die Schaltwelle über Schaltfinger und Schaltgabeln wahlweise mit Schaltmuffen von Gangzahnrädern innerhalb des Schaltgetriebes verbindet. Die Schaltmechanik ist nach Schwenken des Schalthebels um eine Achse der Schaltwelle in eine Schaltstellung eines der Gangzahnräder eingerastet.
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Es werden nun Ausführungsformen anhand der beigefügten Figuren näher beschrieben.
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1 zeigt eine schematische, perspektivische Ansicht einer Getriebeschaltvorrichtung gemäß einer Ausführungsform;
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2 zeigt eine Prinzipskizze der Getriebeschaltvorrichtung der Ausführungsform gemäß 1;
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3 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Vibrationsentkopplungsmechanik einer Getriebeschaltvorrichtung gemäß 1.
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1 zeigt eine Ansicht einer Getriebeschaltvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform. In dieser Ausführungsform ist von der Getriebeschaltvorrichtung 1 in einem oberen Bereich ein Getriebeschaltgehäuse 3 zu sehen, das einen ringförmigen Ansatz 22 aufweist, mit dem das Getriebeschaltgehäuse 3 in eine Öffnung eines Schaltgetriebegehäuses 21 eines Schaltgetriebes 5 eingeschoben und über einen Flansch 23 des Getriebeschaltgehäuses 3 fixiert werden kann. In das Schaltgetriebe 5 ragt somit eine Schaltwelle 2 hinein, die mit einer Schaltmechanik 6 zusammenwirkt. Von dieser Schaltmechanik 6 ist hier lediglich der Übergang von der Schaltwelle zur Schaltmechanik mit Hilfe eines unteren Schaltfingers 24 zu sehen.
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Aus dem Getriebeschaltgehäuse 3 ragt ein Ende 9 der Schaltwelle 2 heraus, an dem ein Schalthebel 4 angeordnet ist. Der Übergang zwischen dem Schalthebel 4 und dem Ende 9 der Schaltwelle 2 weist eine Vibrationsentkopplungsmechanik 8 auf. Diese Vibrationsentkopplungsmechanik 8 umfasst eine Kulisse 16 mit Aussparungen 17 als Rasterpositionen, in die ein Arretierungselement 15, das an dem Schalthebel 4 fixiert ist, eingreifen kann. Neben dem Arretierungselement 15, das an dem Schalthebel 4 fixiert ist, befindet sich ein weiteres Arretierungselement 19 ortsfest in dem Getriebeschaltgehäuse 3, das in Schaltstellungen der Schaltwelle 2 einrastbar ist.
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In der Kulisse 16 ist eine Toleranzschwenkwinkelrille 20 für das Arretierungselement 15 des Schalthebels 4 vorgesehen. Die radiale Länge dieser Toleranzschwenkwinkelrille 20 ist auf die Auslenkungen von Schwingungsamplituden der Vibrationen der Schaltwelle beschränkt. Für zwei Schaltstellungen und eine neutrale Stellung des Schalthebels 4 sind folglich drei Aussparungen 17 auf der Schaltkulisse 16 vorgesehen. Damit wird sichergestellt, dass die Schaltwelle 2 ungehindert vibrieren kann, ohne dass der Schalthebel 4 davon bewegt wird und die Vibrationen an einen Gangschaltungshebel im Innern des Fahrzeugs übertragen werden.
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2 zeigt eine Prinzipskizze der Getriebeschaltvorrichtung 1 der Ausführungsform gemäß 1. Die Schaltwelle 2 weist eine Schaltwellenachse 7 auf, mit der ein unterer Schaltfinger 24 und ein oberer Schaltfinger 26 geschwenkt werden können, die mit einer hier nicht gezeigten inneren Schaltmechanik über entsprechende Gelenke verbunden sind, so dass sich Vibrationen der Schaltmechanik über die Schaltfinger 24 und 26 auf die Schaltwelle 2 übertragen.
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Ein federelastisch vorgespanntes Arretierungselement 19 steht mit der Schaltwelle 2 in Verbindung. Die Schaltwelle 2 weist für das Arretieren beispielsweise auf ihrem Umfang verteilt drei Arretierungspositionen auf, nämlich eine Arretierungsposition für eine erste Schaltstellung, eine weitere Arretierungsposition für eine neutrale Stellung und eine weitere Arretierungsposition für eine zweite Schaltstellung des Schalthebels.
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Aus dem Getriebeschaltgehäuse ragt ein oberer Teil der Schaltwelle heraus, wobei das obere Ende 9 ein Vibrationsentkopplungsprofil aufweist, das in 3 näher erläutert wird. Beabstandet von der Schaltwelle 2 ist im Bereich des oberen Endes 9 eine Schaltkulisse 16 angeordnet, die entsprechende Aussparungen 17 aufweist, in die ein an dem Schalthebel 4 fixiertes Arretierungselement 15 mit einer Halbkugelschale 18 hineinragt. Diese Kulisse 16 ist beabstandet von der Schaltwelle 2 angeordnet und weist drei Aussparungen 17 auf, in welche die Halbkugelschale 18 des Arretierungselements 15 einrasten kann.
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Das weitere federelastisch vorgespannte Arretierungselement 19 kann in Schaltstellungen der Schaltwelle 2 innerhalb des Getriebeschaltgehäuses einrasten, um eine jeweilige Mittelstellung der Schaltwelle 2 in Arretierungspositionen zu sichern. Nach Einrücken der Schaltwelle 2 in eine der Schaltstellungen kann sich die Schaltwelle 2 innerhalb der Schaltstellung in der Größenordnung der Schwingungsamplituden der Vibrationen verdrehen, ohne dass sich der Schalthebel 4 außerhalb des Getriebeschaltgehäuses 3 bewegt, solange Vibrationsamplituden unterhalb des in der nachfolgenden 3 gezeigten Abstandes a zwischen einem Radialvorsprung und einem Mitnehmervorsprung bleiben.
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3 zeigt eine Draufsicht auf eine Vibrationsentkopplungsmechanik 8 einer Getriebeschaltvorrichtung 1 gemäß 1. Das obere Ende 9 der Schaltwelle 2 weist ein Querschnittsprofil 10 auf, das Radialvorsprünge 11 besitzt, Diese Radialvorsprünge 11 korrespondieren mit Mitnehmervorsprüngen 14 eines Ringelements 12, das ein entsprechendes inneres Querschnittsprofil 13 aufweist. Das Ringelement 12 ist mit dem Schalthebel 4 fest verbunden. Auf dem Schalthebel 4 ist ein Arretierungselement 15 angeordnet, das mit einer Kulisse 16 zusammenwirkt. Diese Kulisse 16 weist drei Aussparungen 17 für zwei Schaltstellungen und eine Neutralstellung auf.
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Wird der Schalthebel 4 von der hier gezeigten mittleren Position in eine Schaltposition geschwenkt, dann rastet das Arretierungselement 15 in eine der Aussparungen 17 ein. Dabei nimmt das Ringelement 12 aufgrund seines inneren Querschnittprofils 13 das Ende 9 der Schaltwelle 2 mit, da die Radialvorsprünge 11 des Querschnittsprofils 10 der Schaltwelle 2 mit den Mitnehmervorsprüngen 14 des Ringelements 12 beim Schwenken des Schalthebels 4 in Eingriff stehen. Ist schließlich die Schaltposition erreicht, so wirken die Arretierungselemente 15 und 19 des Schalthebels 4 bzw. der Schaltwelle 2 derart zusammen, dass sich wieder der mechanisch entkoppelnde Abstand a zwischen den Radialvorsprüngen 11 und den Mitnehmervorsprüngen 14 ausbildet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Getriebeschaltvorrichtung
- 2
- Schaltwelle
- 3
- Getriebeschaltgehäuse
- 4
- Schalthebel
- 5
- Schaltgetriebe
- 6
- Schaltmechanik
- 7
- Achse einer Schaltwelle
- 8
- Vibrationsentkopplungsmechanik
- 9
- Ende der Schaltwelle
- 10
- Querschnittsprofil am Ende der Schaltwelle
- 11
- Radialvorsprung
- 12
- Ringelement
- 13
- Querschnittsprofil des Ringelements
- 14
- Mitnehmervorsprung des Ringelementprofils
- 15
- Arretierungselement
- 16
- Kulisse
- 17
- Aussparung
- 18
- Halbkugelschale
- 19
- Arretierungselement der Schaltwelle
- 20
- Toleranzschwenkwinkelrille
- 21
- Schaltgetriebegehäuse
- 22
- ringförmiger Ansatz
- 23
- Flansch
- 24
- unterer Schaltfinger
- 26
- oberer Schaltfinger
- a
- Abstand zwischen Radialvorsprung und Mitnehmervorsprung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006024627 A1 [0002]
