DE102013221358A1

DE102013221358A1 - Schaltvorrichtung

Info

Publication number: DE102013221358A1
Application number: DE201310221358
Authority: DE
Inventors: Uwe Schwarz; Jochen Löffelmann
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2013-10-22
Filing date: 2013-10-22
Publication date: 2015-04-23
Also published as: WO2015058763A1

Abstract

Schaltvorrichtung (1, 10) für ein Wechselgetriebe eines Kraftfahrzeugs, mit einer Schaltwelle (9), die entlang ihrer Längsachse in eine Wählrichtung verschiebbar und mittels eines Schalthebels (2, 21) um ihre Längsachse in eine Schaltrichtung drehbar ist, wobei der Schalthebel (2, 21) kraftschlüssig mit einem drehfest mit der Schaltwelle (9) verbundenen Mitnehmerhebel (13, 22) koppelbar ist, indem entweder an dem Schalthebel (2, 21) oder an dem Mitnehmerhebel (13, 22) ein Zapfen (12) angeordnet ist, der in eine Ausnehmung (14) des jeweils anderen Bauteils eingreift, wobei zwischen dem Zapfen (12) und der Ausnehmung (14) Spiel vorhanden ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung für ein Wechselgetriebe eines Kraftfahrzeugs, mit einer Schaltwelle, die entlang ihrer Längsachse in eine Wählrichtung verschiebbar und mittels eines Schalthebels um ihre Längsachse in eine Schaltrichtung drehbar ist.
Hintergrund der Erfindung
Eine derartige Schaltvorrichtung ist aus der DE 10 2011 007 251 A1 bekannt. Die Schaltvorrichtung umfasst üblicherweise die Schaltwelle, die mittels eines Wählhebels axial verschiebbar ist. Auf diese Weise wird eine bestimmte Gasse in einem Getriebe ausgewählt. Zusätzlich ist ein Wählhebel vorgesehen, der geschwenkt werden kann, um die Schaltwelle zu verdrehen, um einen Gang des Wechselgetriebes einzulegen bzw. zu schalten. Die beiden Hebel sind jeweils über einen Seilzug oder ein Gestänge mit einem Handschalthebel verbunden.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, eine derartige Schaltvorrichtung mit einem Schaltgewicht mit einem Tilger oder Tilgerelement zu versehen, um einen harten Endanschlag zu dämpfen und Schwingungen, die aus dem Getriebe kommen, zu reduzieren. Dadurch soll erreicht werden, dass der Fahrer ein Vibrieren des Schalthebels weder sieht noch spürt. Die dämpfenden Eigenschaften des Tilgers reduzieren die Massenträgheitskräfte des Schaltgewichts und schonen dadurch die Endanschlags-Elemente. Das Schaltgewicht inklusive des Dämpfers werden bei der bereits bekannten Ausführung nur während des Schaltvorgangs, nicht jedoch beim Anwählen der Schaltgasse bewegt, was allerdings einen gewissen baulichen Aufwand erfordert.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltvorrichtung anzugeben, die einen einfachen Aufbau aufweist und kostengünstig herstellbar ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Schaltvorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Schalthebel kraftschlüssig mit einem drehfest mit der Schaltwelle verbundenen Mitnehmerhebel koppelbar ist, indem entweder an dem Schalthebel oder an dem Mitnehmerhebel ein Zapfen angeordnet ist, der in eine Ausnehmung des jeweils anderen Bauteils eingreift, wobei zwischen dem Zapfen und der Ausnehmung Spiel vorhanden ist.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass eine Schwingungsentkopplung zwischen dem Schalthebel und der Schaltwelle erzielt werden kann, indem zwischen dem Zapfen und der Bohrung Spiel vorgesehen wird, wodurch die gewünschte Abkopplung bewirkt wird. Ein Kraftschluss zwischen Mitnehmerhebel und Schalthebel findet somit erst dann statt, wenn eine Relativbewegung zwischen Mitnehmerhebel und Schalthebel, insbesondere eine Drehbewegung, stattgefunden hat. Im Ruhzustand, wenn kein Kraftschluss zwischen Schalthebel und Mitnehmerhebel vorhanden ist, sind die beiden Bauteile hinsichtlich der Übertragung von Schwingungen voneinander entkoppelt. Dementsprechend wird verhindert, dass Vibrationen, die im Getriebe entstehen und auf die Schaltwelle übertragen werden, weiter auf den Schalthebel und somit über den Seilzug auf den Handschalthebel übertragen werden. Die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung bewirkt somit, dass Schwingungen und Vibrationen nicht vom Fahrer wahrgenommen werden können.
Bei der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung wird es bevorzugt, dass der Zapfen an dem Schalthebel und die Ausnehmung an dem Mitnehmerhebel ausgebildet ist. Grundsätzlich ist jedoch auch eine umgekehrte Ausgestaltung denkbar, bei der der Zapfen an dem Mitnehmerhebel und die Ausnehmung an dem Schalthebel angeordnet ist.
Bei der bevorzugten Variante, bei der der Zapfen an dem Schalthebel und die Ausnehmung an dem Mitnehmerhebel ausgebildet ist, ist der Zapfen vorzugsweise an der Unterseite des Schalthebels ausgebildet, der Mitnehmerhebel ist vorzugsweise unterhalb des Schalthebels angeordnet. Um eine sichere Verbindung zwischen dem Mitnehmerhebel und der Schaltwelle zu gewährleisten, kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der Mitnehmerhebel und die Schaltwelle mittels einer Welle-Nabe-Verbindung drehfest miteinander gekoppelt sind. Die Schaltwelle kann dazu ein entsprechendes Nabenprofil an der Außenseite aufweisen, auf das der Mitnehmerhebel gesteckt werden kann.
Bei der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung wird es bevorzugt, dass an dem Schalthebel ein Schaltgewicht angeordnet ist, vorzugsweise kann an dem Schalthebel auch ein Tilger angeordnet sein. Der Tilger ist so ausgebildet, dass er störende Schwingungen eliminiert.
Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, dass der Schalthebel der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung ein Lagerauge zur drehbaren Befestigung des Schalthebels auf der Schaltwelle aufweist. Durch das Lager wird die Drehbewegung des Schalthebels ermöglicht. Die Lagerung kann vorzugsweise mittels eines Gleitlagers oder eines Wälzlagers erfolgen, dementsprechend kann das Lagerauge Bestandteil eines Gleitlagers oder eines Wälzlagers sein.
Bei der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung kann es vorgesehen sein, dass der Mitnehmerhebel mittels einer Mutter, die einen angeformten rohrförmigen Distanzhalter aufweist, gegen eine Kappe und diese gegen einen Absatz der Schaltwelle gedrückt wird.
Eine Ausführung der Erfindung sieht vor, dass der Zapfen näher an der Schaltwelle angeordnet ist als ein mit einem Handschalthebel koppelbares oder gekoppeltes Krafteinleitungselement, insbesondere ein Kugelzapfen.
Eine alternative Variante der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung sieht vor, dass der Zapfen weiter von Schaltwelle entfernt angeordnet ist als ein mit einem Handschalthebel koppelbares oder gekoppeltes Krafteinleitungselement, insbesondere ein Kugelzapfen.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht;
2 eine perspektivische Ansicht des Schalthebels von unten gesehen;
3 eine perspektivische Ansicht eines Mitnehmerhebels;
4 eine vergrößerte, teilweise aufgebrochene Darstellung eines Details der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung;
5 eine teilweise geschnittene Ansicht eines Details der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung ähnlich wie 4;
6 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung in einer geschnittenen Ansicht; und
7 die in 6 gezeigte Schaltvorrichtung in einer um 90° gedrehten Seitenansicht.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Die in 1 gezeigte Schaltvorrichtung 1 ist Bestandteil eines Wechselgetriebes eines Kraftfahrzeugs. Die Schaltvorrichtung 1 umfasst einen Schalthebel 2 mit einem Hebel, der an seinem äußeren Ende ein Schaltgewicht 3 aufweist. Zusätzlich ist ein Tilger 4 vorgesehen, der dazu dient, einen harten Endanschlag bei der Bewegung des Schalthebels 2 und des Schaltgewichts 3 zu vermeiden. An der Unterseite des Schalthebels 2 befindet sich ein Kugelzapfen 6, der über einen Seilzug mit einem Handschalthebel im Innenraum eines Kraftfahrzeugs verbunden werden kann.
Die Schaltvorrichtung 1 umfasst neben dem Schalthebel 2 einen Wählhebel 7, der ebenfalls mit einem Kugelzapfen 8 versehen ist und der über einen zweiten Seilzug mit dem Handschalthebel verbunden werden kann. Wenn der Fahrer den Handschalthebel betätigt, wird der Wählhebel 7 geschwenkt, wodurch eine Schaltwelle 9 entlang ihrer Längsachse in eine Wählrichtung verschoben wird. Wenn die richtige axiale Position erreicht ist, verdreht der Schalthebel 2 die Schaltwelle 9, woraufhin ein Schaltvorgang durch eine der auf der Schaltwelle 9 angeordneten Schalt- und Rastierhülsen 10 ausgelost wird.
2 zeigt den Schalthebel 2 von unten in einem vergrößerten Maßstab. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Lagestelle 5 als Gleitlager ausgebildet. Das Schaltgewicht 3 ist an einem Hebel 11 angebracht, der über den Tilger 4 an dem Schalthebel 2 befestigt ist.
In 2 erkennt man, dass der Schalthebel 2 an seiner Unterseite einen nach unten abstehenden Zapfen 12 aufweist. Der in 3 gezeigte Mitnehmerhebel 13 weist eine Ausnehmung 14 auf, in die der Zapfen 12 einsetzbar ist. Zusätzlich weist der Mitnehmerhebel 13 ein Nabenprofil 15 auf, so dass er drehfest mit der Schaltwelle 9 verbindbar ist.
Der Außendurchmesser des Zapfens 12 und der Innendurchmesser der Ausnehmung 14 sind dabei so aufeinander abgestimmt, dass dazwischen Spiel vorgesehen ist.
In 2 zeigt ein Pfeil den Kraftfluss an, wenn eine Kraft über den Kugelzapfen 6 in den Schalthebel 2 eingeleitet wird.
Wenn durch eine Betätigung des Handschalthebels durch den Fahrer eine Kraft in die Schaltvorrichtung 1 eingeleitet wird, wird die Kraft auf den Kugelzapfen 6 an der Unterseite des Schalthebels 2 von dem Seilzug übertragen. Über den Schalthebel 2 gelangt die Kraft zu dem Zapfen 12. Da die Kraft im Wesentlichen senkrecht zur Lagerstelle 5 angreift, wird der Schalthebel 2, der drehbar auf der Schaltwelle 9 gelagert ist, gedreht. Eine Kraftübertragung zwischen Schalthebel 2 und Schaltwelle 9 findet jedoch erst dann statt, wenn eine Relativbewegung zwischen Schalthebel 2 und Mitnehmerhebel 13 dazu geführt hat, dass das Spiel zwischen dem Zapfen 12 und der Ausnehmung 14 „verbraucht” worden ist, d. h. wenn der Zapfen 12 die Ausnehmung 14 berührt. Erst dann wird das über den Seilzug eingeleitete Drehmoment über den Schalthebel 2 und den Zapfen 12 auf den Mitnehmerhebel 13 übertragen, der drehfest mit der Schaltwelle 9 gekoppelt ist. Durch das aufgebrauchte Drehmoment wird die Schaltwelle 9 gedreht, wodurch ein Schaltvorgang ausgelöst wird.
4 ist eine detaillierte, teilweise aufgebrochene Ansicht des oberen Bereichs der Schaltvorrichtung 1. Anhand von 4 wird der Kraftschluss nochmals erläutert. An dem Kugelzapfen 6 ist im montierten Zustand ein Seilzug eingehängt, über den eine Zugkraft eingeleitet wird. Diese Zugkraft wird über den Kugelzapfen 6, den Schalthebel 2 und den Zapfen 12 in den Mitnehmerhebel 13 eingeleitet. Da der Mitnehmerhebel 13 drehfest mit der Schaltwelle 9 verbunden ist, wird die Kraft auf die Schaltwelle 9 übertragen. Da allerdings zwischen dem Zapfen 12 und der Ausnehmung 14 Spiel vorhanden ist, sind die Schaltwelle 9 und der Schalthebel 2 voneinander entkoppelt, wodurch verhindert wird, dass Vibrationen oder Schwingungen von der Schaltwelle 9 auf den Schalthebel 2 übertragen werden, die ansonsten an dem Handschalthebel sichtbar oder spürbar wären. Das zwischen den Zapfen 12 und der Ausnehmung 14 vorgesehene Spiel wird so festgelegt, dass in den üblichen Betriebsbereichen keine Schwingungen übertragen werden. Je größer die Ausnehmung 14 des Mitnehmerhebels 13 ist, desto mehr muss der Schalthebel 2 und das damit gekoppelte Schaltgewicht 3 verdreht werden, bevor die Schaltwelle 9 verdreht wird.
5 ist eine ähnliche Ansicht wie 4 und zeigt einen Schnitt durch das obere Ende der Schaltwelle. In 5 erkennt man, dass auf die Schaltwelle 9 eine Hutmutter 16 aufgeschraubt ist, die an ihrer Unterseite einen angeformten rohrförmigen Distanzhalter 17 aufweist. Der Distanzhalter 17 gewährleistet, dass der Schalthebel 2 ausreichend Spiel besitzt, so dass er sich relativ zur Schaltwelle 9 drehen kann. Gleichzeitig presst die Hutmutter 16 den Mitnehmerhebel 13 sowie eine darunter angeordnete Kappe 18 gegen einen Absatz an der Schaltwelle 9, der jedoch in der Ansicht von 5 nicht sichtbar ist.
Anstelle des an die Hutmutter 16 angeformten Distanzhalters 17 kann alternativ auch ein Distanzring vorgesehen sein.
Bei einer Betätigung des Handschalthebels überträgt der drehbar auf der Schaltwelle 9 gelagerte Schalthebel 2 eine Kraft auf den Zapfen 12, der sich an der Unterseite des Schalthebels 2 befindet. Der Zapfen 12 greift in die Ausnehmung 14 des Mitnehmerhebels 13 ein, bei einer eingeleiteten Kraft wird der Zapfen 12 gegen die Ausnehmung 14 gedrückt. Dadurch wird ein Drehmoment von dem Zapfen 12 auf den Mitnehmerhebel 13 übertragen, der formschlüssig mit der Schaltwelle 9 gekoppelt ist, wodurch die Schaltwelle 9 gedreht wird. In 5 ist der Kraftschluss schematisch durch einen Pfeil 19 dargestellt.
Die 6 und 7 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Schaltvorrichtung 20, die größtenteils wie die Schaltvorrichtung 1 gemäß den 1 bis 4 aufgebaut ist. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist der Zapfen 12 näher an der Schaltwelle 9 angeordnet als der als Krafteinleitungselement dienende Kugelzapfen 6.
Bei dem in den 6 und 7 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Zapfen 12 hingegen weiter von der Schaltwelle 9 entfernt angeordnet als der Kugelzapfen 6. Abgesehen davon weist auch die Schaltvorrichtung 20 einen Schalthebel 21 auf, an dem der Hebel 11 mit dem Schaltgewicht 3 angeordnet ist. Wenn eine Kraft in den Kugelzapfen 6 eingeleitet wird, wird diese Kraft auf den Schalthebel 21 übertragen, an dem der Kugelzapfen 6 befestigt ist. Der Zapfen 12 steht von dem Schalthebel 21 nach oben ab. Sobald das Spiel zwischen dem Zapfen 12 und der Ausnehmung 14 in dem Mitnehmerhebel 22 aufgebraucht ist, wird die Schaltwelle 9 durch den Mitnehmerhebel 22 gedreht.
Bezugszeichenliste

1: Schaltvorrichtung
2: Schalthebel
3: Schaltgewicht
4: Tilger
5: Lagerstelle
6: Kugelzapfen
7: Wählhebel
8: Kugelzapfen
9: Schaltwelle
10: Schalt- und Rastierhülse
11: Hebel
12: Zapfen
13: Mitnehmerhebel
14: Ausnehmung
15: Nabenprofil
16: Hutmutter
17: Distanzhalter
18: Kappe
19: Pfeil
20: Schaltvorrichtung
21: Schalthebel
22: Mitnehmerhebel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011007251 A1 [0002]

Claims

Schaltvorrichtung (1, 10) für ein Wechselgetriebe eines Kraftfahrzeugs, mit einer Schaltwelle (9), die entlang ihrer Längsachse in eine Wählrichtung verschiebbar und mittels eines Schalthebels (2, 21) um ihre Längsachse in eine Schaltrichtung drehbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalthebel (2, 21) kraftschlüssig mit einem drehfest mit der Schaltwelle (9) verbundenen Mitnehmerhebel (13, 22) koppelbar ist, indem entweder an dem Schalthebel (2, 21) oder an dem Mitnehmerhebel (13, 22) ein Zapfen (12) angeordnet ist, der in eine Ausnehmung (14) des jeweils anderen Bauteils eingreift, wobei zwischen dem Zapfen (12) und der Ausnehmung (14) Spiel vorhanden ist.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (12) an dem Schalthebel (2, 21) und die Ausnehmung (14) an dem Mitnehmerhebel (13, 22) ausgebildet ist.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (12) an der Unterseite des Schalthebels (2) ausgebildet ist und der Mitnehmerhebel (13) unterhalb des Schalthebels (2) angeordnet ist.
Schaltvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmerhebel (13, 22) und die Schaltwelle (9) mittels einer Welle-Nabe-Verbindung drehfest miteinander gekoppelt sind.
Schaltvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Schalthebel (2, 21) ein Schaltgewicht (3) und/oder ein Tilger (4) angeordnet ist.
Schaltvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalthebel (2, 21) ein Lagerauge zur drehbaren Befestigung des Schalthebels (2, 21) auf der Schaltwelle (9) aufweist.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerauge Bestandteil eines Gleitlagers oder eines Wälzlagers ist.
Schaltvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmerhebel (13, 22) mittels einer Hutmutter (16), die einen angeformten rohrförmigen Distanzhalter aufweist, gegen eine Kappe (18) und diese gegen einen Absatz der Schaltwelle (9) gedrückt wird.
Schaltvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (12) näher an der Schaltwelle (9) angeordnet ist als ein mit einem Handschalthebel koppelbares oder gekoppeltes Krafteinleitungselement, insbesondere ein Kugelzapfen (6).
Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (12) weiter von der Schaltwelle (9) entfernt angeordnet ist als ein mit einem Handschalthebel koppelbares oder gekoppeltes Krafteinleitungselement, insbesondere ein Kugelzapfen (6).