DE102011100649A1 - Actuator unit for gearbox of motor car, has shifting shaft connected with shift lever by vibration decoupling mechanism that comprises lock pawl and ratchet teeth, where pawl and teeth are arranged on shift lever and shaft, respectively - Google Patents
Actuator unit for gearbox of motor car, has shifting shaft connected with shift lever by vibration decoupling mechanism that comprises lock pawl and ratchet teeth, where pawl and teeth are arranged on shift lever and shaft, respectively Download PDFInfo
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Abstract
Description
Es wird eine Betätigungseinheit für ein Schaltgetriebe beschrieben. Die Betätigungseinheit weist eine Schaltwelle auf, die zum Wählen und Schalten von Gängen achsverschieblich und drehbar gelagert ist. Ein Schalthebel zum Übertragen von Schaltkräften auf die Schaltwelle steht dabei mit der Schaltwelle in Wirkverbindung.An operating unit for a manual transmission is described. The actuating unit has a switching shaft, which is mounted for the selection and shifting of gears axially displaceable and rotatable. A shift lever for transmitting shift forces to the shift shaft is in operative connection with the shift shaft.
Aus der Druckschrift
Die Übertragungsvorrichtung weist dazu eine sich linear erstreckende Ratschenvorrichtung mit Sperrklinken auf, die ungeeignet erscheint, um Drehbewegungen an einem herausstehenden Ende einer Schaltwelle zu betätigen.The transmission device has for this purpose a linearly extending ratchet device with pawls, which seems inappropriate to actuate rotational movements at a protruding end of a switching shaft.
Eine Aufgabe ist es, eine Betätigungseinheit für ein Schaltgetriebe zu schaffen, die einen weiter verbesserten Schaltkomfort für ein Fahrzeug aufweist.An object is to provide an operating unit for a manual transmission, which has a further improved shifting comfort for a vehicle.
Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Lösung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.This object is achieved with the subject matter of
Zur Lösung der Aufgabe wird mit einer ersten Ausführungsform eine Betätigungseinheit für ein Schaltgetriebe angegeben. Die Betätigungseinheit weist einen Schalthebel, welcher mit einem Handschalthebel kinematisch gekoppelt ist, sowie eine relativ zu dem Schaltgetriebe axial verschiebbare und durch den Schalthebel um ihre Mittelachse schwenkbare Schaltwelle auf. Der Schalthebel und die Schaltwelle sind dabei über eine Vibrationsentkopplungsmechanik verbunden, welche eine schwenkbare Sperrklinke auf dem Schalthebel und Sperrzähne auf der Schaltwelle aufweist.To achieve the object, an actuating unit for a manual transmission is specified with a first embodiment. The actuating unit has a shift lever, which is kinematically coupled to a manual shift lever, as well as a shift shaft which is axially displaceable relative to the shift transmission and can be pivoted by the shift lever about its central axis. The shift lever and the shift shaft are connected via a vibration decoupling mechanism, which has a pivotable pawl on the shift lever and ratchet teeth on the shift shaft.
Diese Betätigungseinheit hat den Vorteil, dass die Schaltwelle in Schaltpositionen mit ihren Sperrzähnen frei schwingen kann, ohne mit dem Schalthebel und seiner Sperrklinke mechanisch verbunden zu sein. Somit können Vibrationen einer Schaltmuffe im Getriebe, die über eine Schaltgabel und eine mechanische Verbindung mit Schaltfingern auf die Schaltwelle übertragen werden und damit an der Schaltwelle wirksam sind, nicht auf den Schalthebel der Betätigungsvorrichtung übertragen werden, so dass derartige in dem Schaltgetriebe verursachte Vibrationen auch nicht weiter über entsprechende Verbindungsmechaniken, wie einem Druck-Zug-Kabel, auf einen Handschalthebel im Innern eines Fahrzeugs übertragen werden können.This actuator has the advantage that the shift shaft can swing freely in shift positions with their ratchet teeth without being mechanically connected to the shift lever and its pawl. Thus, vibrations of a shift sleeve in the transmission, which are transmitted via a shift fork and a mechanical connection with shift fingers on the shift shaft and thus effective on the shift shaft can not be transferred to the shift lever of the actuator, so that such vibrations caused in the transmission not can be transmitted via a corresponding connection mechanisms, such as a push-pull cable to a manual shift lever inside a vehicle.
Damit verbessert sich deutlich der Schaltkomfort für den Fahrer des Fahrzeugs. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass in einem Schaltgetriebe selbst keinerlei strukturelle oder mechanische Veränderungen vorzunehmen sind, sondern lediglich eine neue Betätigungseinheit anstelle des herkömmlichen Schalthebels an der Schaltwelle vorzusehen ist. Außerdem entfallen aufwendige Schwingungstilgermassen, die bisher außerhalb des Schaltgetriebes im Bereich des Schalthebels vorgesehen werden, um Vibrationsübertragungen auf den Schalthebel durch gegenphasiges Schwingen zu dämpfen. Somit wird gleichzeitig eine Gewichtsverringerung für das Fahrzeug erreicht, da derartige schwingungsdämpfende Massen entfallen. Außerdem ermöglicht die auf dem Schalthebel angeordnete Sperrklinke eine vollständige mechanische Entkopplung und nicht nur eine Dämpfung zwischen einem vibrierenden Schaltwellenende und dem Schalthebel an dem Schaltgetriebe.This significantly improves the shifting comfort for the driver of the vehicle. Another advantage is that in a manual transmission itself no structural or mechanical changes are to be made, but only a new operating unit is provided instead of the conventional shift lever on the shift shaft. In addition, eliminates complex Schwingungstilgermassen that are previously provided outside of the gearbox in the range of the shift lever to dampen vibration transmission to the shift lever by antiphase swinging. Thus, a weight reduction for the vehicle is achieved at the same time, since such vibration-damping masses omitted. In addition, arranged on the shift lever pawl allows complete mechanical decoupling and not only a damping between a vibrating shift shaft end and the shift lever on the transmission.
In einer weiteren Ausführungsform ist dazu der Schalthebel an einem äußeren Ende der Schaltwelle drehbar gelagert. Diese drehbare Lagerung zwischen Schaltwellenende und Schalthebel sichert einerseits die vollständige Entkopplung zwischen diesen beiden Komponenten, wenn die auf dem Schalthebel angeordnete Sperrklinke nicht mit den Sperrzähnen auf dem äußeren Ende der Schaltwelle in Eingriff steht.In a further embodiment, the shift lever is rotatably mounted on an outer end of the shift shaft for this purpose. This rotatable bearing between the switching shaft end and shift lever ensures on the one hand the complete decoupling between these two components when the shift lever arranged on the pawl is not engaged with the ratchet teeth on the outer end of the shift shaft.
Weiterhin ist es vorgesehen, dass die Vibrationsentkopplungsmechanik der Betätigungseinheit eine ortsfeste Kulissenkontur mit Rastpositionen für die Sperrklinke aufweisen kann. Dabei kann die Kulissenkontur das äußere Ende der Schaltwelle halbringförmig radial umgeben.Furthermore, it is provided that the vibration decoupling mechanism of the actuating unit may have a fixed slide contour with detent positions for the pawl. In this case, the backdrop contour surrounding the outer end of the switching shaft half ring shaped radially.
Ein Vorteil ist, dass die Rastpositionen der ortsfesten Kulissenkontur an die Gangschaltpositionen von Schaltfinger der Schaltwelle angepasst werden können, so dass die ortsfeste Kulissenkontur eine mittlere neutrale Rastposition aufweist, in der kein Gang geschaltet ist. Außerdem können zwei Rastpositionen in Schaltwinkelstellungen des Schalthebels in Endbereichen der Kulissenkontur angeordnet sein. In diesen zwei Rastpositionen sind somit Gangschaltpositionen vorgesehen. Der Schalthebel kann aus einer neutralen Rastposition in vorteilhafter Weise in eine Schaltposition unter Einklinken der Sperrklinke mit den Sperrzähnen des äußeren Endes der Schaltwelle die Schaltwelle mit ihren Schaltfingern in eine Gangschaltposition überführen. Dabei kann eine der beiden Rastpositionen in den Endbereichen ein Hochschalten eines Ganges und die andere der beiden Rastpositionen der Kulissenkontur ein Herunterschalten eines Ganges vorsehen.One advantage is that the detent positions of the fixed link contour can be adapted to the gearshift positions of shift finger of the shift shaft, so that the fixed link contour has a central neutral detent position in which no gear is engaged. In addition, two locking positions can be arranged in switching angle positions of the shift lever in end regions of the link contour. In these two locking positions are thus Gearshift positions provided. The shift lever can advantageously convert the shift shaft with its shift fingers from a neutral detent position into a shift position by engaging the detent pawl with the detent teeth of the outer end of the selector shaft into a gearshift position. In this case, one of the two locking positions in the end regions provide an upshift a gear and the other of the two locking positions of the link contour downshift a gear.
In einer weiteren Ausführungsform kann auf der schwenkbaren Sperrklinke eine Rastierfeder angeordnet sein, die zur Arretierung der Sperrklinke in den Rastpositionen einrastbar ist. Mit einer derartigen Rastierfeder kann somit nach Überwindung der federelastischen Sperre und nach Einklinken der Sperrklinke in die Sperrzähne des herausstehenden Endes der Schaltwelle eine Änderung der Winkelstellung der Schaltwelle folgen.In a further embodiment, a locking spring can be arranged on the pivotable pawl, which can be latched in the latching positions for locking the pawl. With such a locking spring can thus follow after overcoming the resilient lock and after latching the pawl in the ratchet teeth of the protruding end of the shift shaft, a change in the angular position of the shift shaft.
Dazu kann die Rastierfeder eine federelastisch vorgespannte Kugel aufweisen, die das Einrasten in die drei vorgegebenen Rastpositionen der ortsfesten Kulisse sichert.For this purpose, the locking spring having a resiliently biased ball, which secures the engagement in the three predetermined locking positions of the fixed link.
In einer weiteren Ausführungsform ist auf dem Schalthebel ein Schwenkgelenk angeordnet, an dem die Sperrklinke Schwenk- oder kippbar befestigt ist und bei Drehwinkelbewegungen des Schalthebels drehrichtungsabhängig mit unterschiedlich ausgerichteten Sperrzähnen des äußeren Endes der Schaltwelle in Eingriff steht. Die drehrichtungsabhängig ausgerichteten Sperrzähne sichern gleichzeitig, dass die Sperrklinke an dem Sperrhebel bei Umkehr der Schwenkrichtung an dem Schwenkgelenk mit dem äußeren Ende der Schaltwelle in Eingriff steht.In a further embodiment, a pivot joint is arranged on the shift lever, on which the pawl is pivotally or tiltably mounted and rotational direction of the shift lever rotationally depending with differently oriented locking teeth of the outer end of the shift shaft is engaged. The direction of rotation dependent aligned ratchet teeth at the same time ensure that the pawl on the locking lever upon reversal of the pivoting direction at the pivot joint with the outer end of the switching shaft is engaged.
Dazu weist in einer weiteren Ausführungsform die schwenkbare Sperrklinke Sperrschenkel auf, die in den Rastpositionen der Sperrklinke einen radialen Abstand von den Sperrzähnen aufweisen. Dabei sind die Sperrschenkel durch Drehbewegungen des Schalthebels mit den Sperrzähnen des äußeren Endes der Schaltwelle in Eingriff bringbar. Während der radiale Abstand zwischen Sperrschenkel und Sperrzähnen dafür sorgt, dass das freistehende Ende der Schaltwelle mit den Sperrzähnen ungehindert in den Gangschaltpositionen schwingen kann, wird bei Betätigung des Schalthebels die Sperrklinke mit einem der Sperrschenkel in Eingriff zu den Sperrzähnen des äußeren Endes der Schaltwelle automatisch gebracht, so dass die Schaltwelle mit dem Schalthebel in Eingriff ist.For this purpose, in a further embodiment, the pivotable pawl locking legs, which have a radial distance from the ratchet teeth in the locking positions of the pawl. The locking legs can be brought by rotational movements of the shift lever with the ratchet teeth of the outer end of the shift shaft in engagement. While the radial distance between locking legs and ratchet teeth ensures that the freestanding end of the shift shaft with the ratchet teeth can swing freely in the gearshift positions, upon actuation of the shift lever, the pawl with one of the locking legs is automatically brought into engagement with the ratchet teeth of the outer end of the shift shaft so that the shift shaft is engaged with the shift lever.
Dabei steht der Schalthebel über die Vibrationsentkoppelungsmechanik der Betätigungseinheit während der Drehbewegungen des Schalthebels beim Umschalten der Rastpositionen mit der Schaltwelle in Eingriff, bis die geänderte Rastposition der ortsfesten Kulissenkontur erreicht ist und die Sperrklinke automatisch sich aus der Eingriffsposition mit den Sperrzähnen ausklinkt.In this case, the shift lever is on the vibration decoupling mechanism of the operating unit during the rotational movements of the shift lever when switching the locking positions with the shift shaft engaged until the changed locking position of the fixed link contour is reached and the pawl automatically disengages from the engaged position with the ratchet teeth.
Weiterhin ist es vorgesehen, dass der radiale Abstand für unbegrenzte Schwingungsamplituden der Vibrationen des äußeren Endes der Schaltwelle die Schaltwelle von dem Schalthebel entkoppelt. Erst bei Schaltbewegungen des Schalthebels zwischen benachbarten Rastpositionen kann den radialen Abstand zwischen Sperrklinkenschenkeln und Sperrzähnen unter Kopplung der Schaltwelle mit dem Schalthebel überbrückt werden. Damit ermöglicht diese Betätigungseinheit eine praktisch unbegrenzte Entkopplung zwischen Schaltwelle und Schalthebel, solange der Schalthebel in einer der Rastpositionen der ortsfesten Kulissenkontur verbleibt.Furthermore, it is provided that the radial distance for unlimited vibration amplitudes of the vibrations of the outer end of the switching shaft decouples the switching shaft of the shift lever. Only when switching movements of the shift lever between adjacent detent positions, the radial distance between pawl legs and ratchet teeth can be bridged with coupling of the shift shaft with the shift lever. Thus, this actuator unit allows a virtually unlimited decoupling between the shift shaft and shift lever, as long as the shift lever remains in one of the detent positions of the fixed link contour.
Ein weiterer Aspekt betrifft ein Schaltgetriebe, das eine Betätigungseinheit entsprechend der oberen Ausführungsformen aufweist.Another aspect relates to a manual transmission having an actuator unit according to the above embodiments.
Dabei kann die Betätigungseinheit mittels des Schalthebels, der Vibrationsentkopplungsmechanik, der Schaltwelle und Schaltfingern Schaltgabeln wahlweise mit Schaltmuffen von Gangzahnrädern innerhalb des Schaltgetriebes verbinden.In this case, the operating unit by means of the shift lever, the vibration isolation mechanism, the shift shaft and shift fingers shift forks connect optionally with shift sleeves of gear wheels within the gearbox.
Außerdem ist es vorgesehen, dass an der Schaltwelle innerhalb des Schaltgetriebes eine Rastierfeder in auf dem Umfang der Schaltwelle für vorgegebene Schaltwinkelstellungen der Schaltfinger verteilt angeordneten Arretierungspositionen einrastbar ist. Diese Arretierungspositionen auf dem Umfang der Schaltwelle innerhalb des Schaltgetriebes entsprechen den Gangschaltpositionen des Zusammenwirkens von Schalthebel und herausstehendem Ende der Schaltwelle.In addition, it is provided that on the shift shaft within the gearbox a Rastierfeder in the distributed on the circumference of the shift shaft for predetermined switching angle positions of the shift finger arranged locking positions can be latched. These locking positions on the circumference of the shift shaft within the gearbox correspond to the gearshift positions of the interaction of shift lever and protruding end of the shift shaft.
Es werden nun Ausführungsformen anhand der beigefügten Figuren näher beschrieben.Embodiments will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
Über die Schaltfinger
Eine Sperrklinke
Um dennoch durch Drehwinkelbewegungen des Schalthebels
Wie
Somit kann die Schaltwelle
Bei Fortsetzung der Krafteinwirkung in Pfeilrichtung A auf den Schalthebel
Sobald keine Kraft mehr auf den Schalthebel
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Betätigungseinheitoperating unit
- 22
- Schaltgetriebemanual transmission
- 33
- Schalthebelgear lever
- 44
- Schaltwelleshift shaft
- 55
- herausragendes Endeoutstanding ending
- 66
- GangschaltungspositionGearshift position
- 77
- GangschaltungspositionGearshift position
- 88th
- GangschaltungspositionGearshift position
- 99
- Schaltfingershift finger
- 1010
- Schaltfingershift finger
- 1111
- VibrationsentkopplungsmechanikVibration isolation mechanism
- 1212
- Sperrklinkepawl
- 1313
- Sperrzahnratchet
- 1414
- Sperrzahnratchet
- 1515
- Sperrzahnratchet
- 1616
- Sperrzahnratchet
- 1717
- Kulissenkontursetting contour
- 1818
- Rastpositiondetent position
- 1919
- Rastpositiondetent position
- 2020
- Rastpositiondetent position
- 2121
- Rastierfederdetent spring
- 2222
- KugelBullet
- 2323
- Rastierfederdetent spring
- 2424
- Schwenkgelenkpivot
- 2525
- Sperrschenkelblocking leg
- 2626
- Sperrschenkelblocking leg
- 2727
- Achse der Schaltwelle DrehwinkelAxis of the selector shaft Angle of rotation
- aa
- radialer Abstandradial distance
- AA
- Pfeilarrow
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 10226480 B4 [0002] DE 10226480 B4 [0002]
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Publications (1)
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ID=47019564
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DE201110100649 Withdrawn DE102011100649A1 (en) | 2011-05-05 | 2011-05-05 | Actuator unit for gearbox of motor car, has shifting shaft connected with shift lever by vibration decoupling mechanism that comprises lock pawl and ratchet teeth, where pawl and teeth are arranged on shift lever and shaft, respectively |
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