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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf eine Doppelschaltgabel und genauer gesagt auf eine Doppelschaltgabel mit einer verbesserten Struktur von Schaltgabeln zum Schalten zu zwei selektiven Zahnrädern mit synchronisierten Naben und Hülsen.
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STAND DER TECHNIK
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Ein Schaltmechanismus eines Handschaltgetriebes wird unter Bezugnahme auf 1 beschrieben, um das Verständnis der vorliegenden Erfindung zu vereinfachen.
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Wie in 1 gezeigt, umfasst ein Schaltmechanismus eines Handschaltgetriebes 1 einen Schalthebel 4, der direkt in einem Gehäuse 2 des Handschaltgetriebes 1 angeordnet ist, um sich drehen zu können und eine Betriebskraft, die durch einen Fahrer angelegt wird, zu übertragen. Eine Schaltstange 6 ist mit einem unteren Ende des Schalthebels 4 gekoppelt und bewegt sich durch eine Betriebskraft des Schalthebels 4 axial. Eine Schaltgabel 10 ist an einem Ende der Schaltstange 6 fixiert und greift mit einer Hülse 8 eines Synchronisierers ineinander.
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In dieser Ausgestaltung ist eine Vielzahl von Schaltstangen 6 in dem Handschaltgetriebe 1 vorgesehen, wobei ein Schaltansatzstück 7 an einem anderen Ende der Schaltstange 6 ausgebildet ist. Ein Steuerfinger 5 ist mit dem Schaltansatzstück 7 im Eingriff und an dem unteren Ende des Schalthebels 4 ausgebildet.
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In dieser Ausgestaltung greift der Steuerfinger 5 des Schalthebels 4 mit dem Schaltansatzstück 7 von einer der Schaltstangen 6 ineinander. Das Schaltansatzstück 7 ist mit dem Steuerfinger 5 im Eingriff und bewegt sich durch die Betriebskraft, welche an den Schalthebel 4 angelegt wird, axial.
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Die Schaltgabel 10 ist aus einem Gabelsitz 12, der an dem einen Ende der Schaltstange 6 ausgebildet ist, und einem Gabelgreifer 14 ausgestaltet, welcher an einer Unterseite des Gabelsitzes 12 ausgebildet ist und die Hülse 8 greift. Das eine Ende der Schaltstange 6 geht durch den Gabelsitz 12 hindurch, wobei der Gabelsitz 12 und die Schaltstange 6 durch Halterungen befestigt sind.
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Der Gabelgreifer 14 weist eine halbkreisförmige Form auf, um in eine Hülsenrille 8a, welche an der Hülse 8 ausgebildet ist, eingepasst zu werden, sodass sich die Hülse 8 drehen und axial bewegen kann. Ein nicht gezeigtes Blockelement ist an einem Abschnitt angebracht, welcher mit einer Innenseite der Hülsenrille 8a des Gabelgreifers 14 in Kontakt kommt.
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In dem Schaltmechanismus des Handschaltgetriebes dieser Ausgestaltung greift, wenn ein Gang durch den Schalthebel 4 ausgewählt wird, der Steuerfinger 5 des Schalthebels mit einem der Schaltansatzstücke 7 ineinander, wobei, wenn der Schalthebel 4 zum Schalten betrieben wird, der Steuerfinger 5 des Schalthebels 4 das Schaltansatzstück 7 in einer Axialrichtung der Schaltstange 6 bewegt.
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Daher bewegen sich die Schaltgabel 10, welche an der Schaltstange 6 fixiert ist, und die Hülse 8, wenn sich die Schaltstange 6 aufgrund des Schaltansatzstücks 7 bewegt. Wenn sich die Hülse 8 bewegt, wird das Schaltzahnrad 16 synchronisiert und in Eingriff gebracht.
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In einer 7-Gang-Handschaltung, wie in 2 gezeigt, sind fünf Schaltstangen 6 vorgesehen, wobei Auswählpositionen eines R-Zahnrades und eines siebten Zahnrads verschieden sind, deren Schaltrichtungen jedoch identisch sind, sodass es unmöglich ist, einen Getriebezug zu implementieren, welcher mit einer Synchronnabe und einer Hülse schalten kann.
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Das heißt, dass die Synchronnabe und die Hülse zum Schalten zum R-Zahnrad und zum siebten Zahnrad entsprechend erforderlich sind, weshalb die Herstellungskosten und eine Länge eines Getriebezuges vergrößert werden.
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Es gibt einen Stand der Technik mit dem Titel "Schaltvorrichtung zum Handschaltgetriebewechsel zur Verwendung in Automobilen" und einen Stand der Technik mit dem Titel "Schaltsteuervorrichtung für Handschaltgetriebe".
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In "Schaltvorrichtung zum Handschaltgetriebewechsel zur Verwendung in Automobilen" kann eine Schaltvorrichtung eines Handschaltgetriebes für ein Automobil zusätzlich zum Schalten zu zwei Zahnrädern mit einer Schaltstange zu weiteren Zahnrädern schalten, wobei hier keine Doppelschaltgabel vorliegt und zu zwei Zahnrädern mittels einer Raststruktur geschaltet wird, sodass das Schalten sich als kompliziert darstellt. In "Schaltsteuervorrichtung für Handschaltung" wird das Volumen einer Schaltsteuervorrichtung verringert, wobei Komponenten durch Verbinden einer Steuerwelle direkt mit einer Schaltgabel vereinfacht werden, hier jedoch keine Zahnräder implementiert sind, bei denen die Auswahlrichtungen der Zahnrädern verschieden, die Schaltrichtungen jedoch identisch sind.
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Das Vorausgehende dient lediglich zum Verständnis des Hintergrunds der vorliegenden Erfindung, was nicht bedeutet, dass die vorliegende Offenbarung in den Stand der Technik fällt, der dem Fachmann bereits bekannt ist.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der oberen Probleme, die im Stand der Technik auftreten, durchgeführt und soll eine Doppelschaltgabel bereitstellen, welche zu zwei Zahnrädern schalten kann, bei welchen Auswahlrichtungen von Zahnrädern verschieden, die Schaltrichtungen davon jedoch identisch sind, indem eine Gleitgabel und eine Rotationsgabel verwendet werden, welche sich ein Blockelement teilen.
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Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine Doppelschaltgabel eine Gleitgabel und eine Rotationsgabel auf, welche rotatorisch mit der Gleitgabel verbunden ist. Ein Paar von Blockelementen ist an einer Innenseite von beiden Enden der Gleitgabel angeordnet. Eine Hülse ist an einer Innenseite der Gleitgabel angeordnet und mit den Blockelementen in Kontakt. Die Blockelemente greifen simultan mit der Gleitgabel und der Rotationsgabel an einer Innenseite von beiden Enden der Rotationsgabel ineinander. Die Rotationsgabel dreht sich an einem vorbestimmten Winkel in Bezug auf die Gleitgabel, wenn sich die Hülse unabhängig von der Gleitgabel bewegt. Ein Paar von Achsen kann an beiden Seiten der Rotationsgabel ausgebildet sein, sodass die Rotationsgabel sich relativ zur Gleitgabel dreht.
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Durchgangslöcher können an beiden unteren Seiten der Gleitgabel ausgebildet sein, wobei Schlitze an beiden unteren Seiten der Rotationsgabel an Positionen ausgebildet sein können, welche mit den Durchgangslöchern korrespondieren, und die Blockelemente in die Durchgangslöcher und Schlitze eingeführt sein können.
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Die Blockelemente können jeweils eine Basis, deren eine Seite in Kontakt mit einer äußeren Seite der Hülse ist, und einen Rotationsabschnitt aufweisen, welcher sich von einer anderen Seite der Basis erstreckt und durch einen entsprechenden Schlitz hervorsteht.
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Wenn sich die Gleitgabel dreht, bewegen sich die Blockelemente in eine Bewegungsrichtung der Gleitgabel. Wenn sich die Rotationsgabel an dem vorbestimmten Winkel um die Achsen dreht, bewegen sich die Blockelemente.
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Die Achsen können Achsbolzen aufweisen, welche in Achslöcher, die an beiden mittleren Seiten der Rotationsgabel ausgebildet sind, eingeführt sind. Ein Schaltansatzstück kann an einer vorbestimmten Position an einem oberen Ende der Rotationsgabel ausgebildet sein, sodass eine Kraft übertragen werden kann, wenn sich die Rotationsgabel nach vorne bewegt.
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Ein Einführrohr, durch welches eine Schaltstange hindurchgeht, kann an einem vorbestimmten Winkel von einer Mitte der Gleitgabel an der Gleitgabel vorgesehen sein, um es der Rotationsgabel zu ermöglichen, laufruhig um die Achsen mit einer laufruhigen Bewegung der Gleitgabel zu rotieren.
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Mit der Doppelschaltgabel der vorliegenden Offenbarung, welche diese Ausgestaltung aufweist, können folgende Effekte erzielt werden.
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Erstens ist es möglich, zu zwei Zahnräder mit verschiedenen Auswahlrichtungen aber gleichen Schaltrichtungen mit einer Synchronnabe und einer Hülse zu schalten, anstatt eine Struktur zu haben, bei welcher zwei Zahnräder mit zwei Synchronnaben und zwei Hülsen geschaltet werden, wie im Stand der Technik.
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Zweitens ist es möglich, Freiheit in der Getriebezugausgestaltung zu erhalten und eine Länge eines Getriebes zu verringern, da die Anzahl von Synchronnaben und Hülsen verringert wird.
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Drittens ist es möglich, das Gewicht und die Herstellungskosten zu reduzieren, da die Anzahl von Synchronnaben und Hülsen verringert wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die oberen und weiteren Aufgaben, Merkmale und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen besser verstanden.
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1 ist eine Querschnittsansicht, welche einen Schaltmechanismus eines Handschaltgetriebes gemäß dem Stand der Technik zeigt.
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2 ist eine Ansicht, welche eine Ausgestaltung eines 7-Gang-Handschaltgetriebes des Stands der Technik zeigt.
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3 ist eine perspektivische Ansicht einer Doppelschaltgabel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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4A bis 4C sind Ansichten, welche den Betrieb der Doppelschaltgabel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
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5 ist eine Ansicht, welche die Gesamtausgestaltung der Doppelschaltgabel mit einer Schaltstange und einer Hülse zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Im Folgenden werden exemplarische Ausführungsformen einer Doppelschaltgabel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
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3 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine Doppelschaltgabel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt und 5 eine Ansicht, welche die Gesamtausgestaltung der Doppelschaltgabel mit einer Schaltstange und einer Hülse zeigt.
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Wie in 3 und 5 gezeigt, umfasst die Doppelschaltgabel der vorliegenden Erfindung eine Gleitgabel 200 und eine Rotationsgabel 300. Die Gleitgabel 200 ist an einem Einführrohr 440 fixiert und weist eine halbkreisförmige Form auf, um eine 7/R-Zahnrad-Synchronhülse 20 zu greifen.
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Eine Schaltstange 22 geht durch das Einführrohr 44 hindurch. Ein Blockelement 100, welches die Hülse 20 bewegt, ist mit einer äußeren Fläche der Hülse 20 in Kontakt und an einer inneren Seite von beiden Enden der Gleitgabel 200 angeordnet.
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Das Blockelement 100 greift simultan mit der Gleitgabel 200 und der Rotationsgabel 300 ineinander, sodass sich die Rotationsgabel 300 an einem vorbestimmten Winkel in Bezug auf die Gleitgabel 200 dreht, um durch Bewegung der Hülse 20 unabhängig von der Gleitgabel 200 zu schalten.
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7-Gang-Handschaltgetriebe im Stand der Technik erfordern zwei Hülsen und zwei Blockelemente, die mit äußeren Seiten der Hülsen in Kontakt kommen, um zu einem siebten Zahnrad und einem R-Zahnrad zu schalten. In der vorliegenden Erfindung wird jedoch ein Paar von Blockelementen 100 bereitgestellt, die sich eine Hülse 200 teilen, sodass eine Länge eines Getriebes verringert und das Gewicht und die Herstellungskosten reduziert werden.
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Da sich die Gleitgabel 200 und die Rotationsgabel 300 die gleichen Blockelemente 100 teilen, wird das Schalten zu einem ausgewählten Zahnrad durch Rotation der Gleitgabel 200 und Rotation der Rotationsgabel 300 an einem vorbestimmten Winkel ausgeführt.
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X1 ist eine Achse der Schaltstange 200 in Verbindung mit der Gleitgabel 200, X2 eine Achse der Hauptwelle (nicht gezeigt), auf welcher eine Vielzahl von Zahnrädern (nicht gezeigt) angeordnet ist, und Y eine Rotationsrichtung der Rotationsgabel 300.
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Die Rotationsgabel 300 weist Achsen 400 auf, um dazu in der Lage zu sein, an dem vorbestimmten Winkel zu rotieren. Die Rotationsgabel 300 teilt sich die Blockelemente 100 mit der Gleitgabel 200, um dazu in der Lage zu sein, sich in Bezug auf die Gleitgabel 200 zu drehen.
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Die Achsen 400 sind Achsbolzen 420, welche in Achslöcher 410 eingeführt sind, wobei die Achslöcher 410 an beiden Seiten der Rotationsgabel 300 ausgebildet sind. Wenn sich die Rotationsgabel 300 am vorbestimmten Winkel um die Rotationsachse Y, welche durch die Mitte der Achsbolzen 420 hindurch geht, dreht, bewegen sich die Blockelemente 100, welche durch die Gleitgabel 200 geteilt werden, sodass sich die Hülse 20, welche in Kontakt mit den Blockelementen 100 ist, bewegt und das Schalten zu einem ausgewählten Zahnrad erzielt wird.
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Durchgangslöcher 210 sind an beiden Seiten der Gleitgabel 200 ausgebildet, wobei Schlitze H an beiden Seiten der Rotationsgabel 300 an Positionen, welche mit den Durchgangslöchern 210 der Gleitgabel 200 korrespondieren, ausgebildet sind, sodass die Blockelemente 100 in die Durchgangslöcher 210 und die Schlitze H eingeführt sind.
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Dabei haben die Durchgangslöcher 210 der Gleitgabel 200 eine vorbestimmte Größe und sind an beiden unteren Enden der Gleitgabel 200 ausgebildet, sodass sich die Gleitgabel 200 und die Rotationsgabel 300 die Blockelemente 100 teilen. Die Schlitze H mit einer vorbestimmten Größe und Länge sind ebenfalls an beiden unteren Enden der Rotationsgabel 300 an Positionen, welche mit den Durchgangslöchern 210 korrespondieren, ausgebildet, wobei die Blockelemente 100 in die Durchgangslöcher 210 und die Schlitze H eingeführt sind. Wenn sich die Gleitgabel 200 und die Rotationsgabel 300 drehen und in verschiedene Richtungen bewegen, bewegen sich die Blockelemente 100 in eine Vorder-Zurück-Richtung, wobei sich die Hülse 200, welche in Kontakt mit den Blockelementen 100 ist, ebenfalls in die Vorder-Zurück-Richtung bewegt, wodurch geschaltet wird.
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Bezugnehmend auf 3 ist jedes Blockelement 100 in der gleichen Art und Weise an beiden Seiten der Gleitgabel 200 angeordnet, wobei jedes eine Basis 110 und einen Rotationsabschnitt 120 aufweist.
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Eine Seite der Basis 110 ist mit einer äußeren Seite der Hülse 20 in Kontakt, wobei eine andere Seite der Basis 110 in Oberflächenkontakt mit einer Innenseite der Gleitgabel 200 ist.
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Der Rotationsabschnitt 120 steht mit einem vorbestimmten Abstand in einer Richtung der Rotationsachse Y von der anderen Seite der Basis 110 durch einen entsprechenden Schlitz H hervor.
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Obwohl im Folgenden die Beziehung zum Betrieb beschrieben wird, dreht sich die Rotationsgabel 300, welche durch die Blockelemente 110 verbunden ist, in einer Gegenuhrzeigersinn-Richtung, wenn sich die Gleitgabel 200 vorwärts dreht. Ein oberes Ende der Rotationsgabel 300 rotiert rückwärts, wobei das untere Ende davon um die Achsen 400 vorwärts rotiert und sich der Rotationsabschnitt 120 entsprechend vorwärts bewegt.
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Die Hülse 20, welche mit den Blockelementen 110, die sich nach vorne bewegen, in Kontakt ist, bewegt sich ebenfalls vorwärts und wird mit einem Zahnrad auf der Hauptwelle (nicht gezeigt) synchronisiert.
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Im Gegensatz dazu drehen sich das obere Ende und das untere Ende der Rotationsgabel 300 vorwärts bzw. rückwärts an vorbestimmten Winkeln um die Achsen 400, während sich die Gleitgabel 200 und die Blockelemente 100 rückwärts bewegen, wenn sich die Rotationsgabel 300 durch einen nicht gezeigten Aktuator nach vorne bewegt. Demnach bewegt sich die Hülse 20, welche in Kontakt mit den Blockelementen 100 ist, nach hinten und wird mit dem Zahnrad auf der Hauptwelle synchronisiert.
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Das heißt, dass sich die Blockelemente 100 in eine Bewegungsrichtung der Gleitgabel 200 bewegen und das Schalten zu einem ausgewählten Zahnrad ausgeführt wird, wenn sich die Gleitgabel 200 bewegt. Wenn sich die Rotationsgabel 300 um die Achsen 400 an dem vorbestimmten Winkel dreht, bewegen sich die Blockelemente 100 und das Schalten zu einem ausgewählten Zahnrad wird ausgeführt.
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Ein Schaltansatzstück 430 steht mit einer vorbestimmten Länge in einer Lateralrichtung von dem oberen Ende der Rotationsgabel 300 hervor, sodass Kraft übertragen werden kann, um die Rotationsgabel 300 nach vorne zu bewegen, wobei ein weiteres Ansatzstück mit dem Schaltansatzstück 430 verbunden werden kann, sodass die Kraft übertragen werden kann. Wenn sich das Schaltansatzstück 430 nach vorne bewegt, dreht sich die Rotationsgabel 300 an dem vorbestimmten Winkel in Uhrzeigersinn-Richtung.
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Darüber hinaus ist das Einführrohr 440, durch welches die Schaltstange 22 hindurchgeht, an der Gleitgabel 200 an einem vorbestimmten Winkel von einer Mitte der Gleitgabel 200 vorgesehen, um es der Rotationsgabel 300 zu ermöglichen, laufruhig um die Achsen 400 mit einer laufruhigen Bewegung der Gleitgabel 200 zu rotieren.
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Das heißt, dass die Gleitgabel 200 und die Rotationsgabel 300 in Kontakt miteinander durch das Einfuhrrohr 440 sein können und deren Bewegung oder Rotation laufruhig sein können, wenn das Einfuhrrohr 440 senkrecht in Bezug auf die Mitte der Gleitgabel 200 angeordnet ist. Daher ist das Einführrohr 440 an dem vorbestimmten Winkel von der Mitte der Gleitgabel 200 vorgesehen.
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Bezugnehmend auf 5 ist ein R-Zahnrad-Ansatzstück 50 mit dem Schaltansatzstück 430 durch einen Finger 40 verbunden. Eine R-Zahnradstange 21 geht durch ein Loch in dem R-Zahnrad-Ansatzstück 50 hindurch, wobei die siebte Zahnradschaltstange 22 durch das Einführrohr 440 der Gleitgabel 200 hindurchgeht.
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Die Gleitgabel 200 umgibt die 7/R-Zahnrad-Synchronhülse 20, wobei eine 7/R-Zahnrad-Synchronnabe 30 an der Mitte der Synchronhülse 20 angeordnet ist.
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Der Betrieb der Dualschaltgabel der vorliegenden Offenbarung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 4A bis 4C beschrieben.
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4A zeigt einen Neutralzustand einer 7-Gang-Handschaltung, bei dem das Schalten zu einem siebten Zahnrad und einem R-Zahnrad verschiedene Auswahlpositionen und gleiche Schaltrichtungen aufweist.
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In 4B dreht sich die Gleitgabel 200 nach vorne und die Rotationsgabel 300 in einer Gegen-den-Urzeigersinn-Richtung an einem vorbestimmten Winkel um die Achsen 400, wenn sich eine nicht gezeigte Schaltstage, welche durch das Einfuhrrohr 440 angeordnet ist, nach vorne bewegt, um zu dem nicht gezeigten siebten Zahnrad zu schalten. Die Blockelemente 100 bewegen sich ebenfalls mit einer Vorwärtsbewegung der Gleitgabel 200 nach vorne, wobei sich die Hülse 20 (siehe 5), welche in Kontakt mit den Blockelementen 100 ist, nach vorne bewegt. Demnach wird die Hülse 20 mit einem Zahnrad auf einer Hauptwelle (nicht gezeigt) synchronisiert, wodurch das Schalten zu dem siebten Zahnrad ausgeführt wird.
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Im Kontrast dazu dreht sich unter Bezugnahme auf 4C die Rotationsgabel 300 in einer Uhrzeigersinn-Richtung an einem vorbestimmten Winkel um die Achsen 400, wenn sich der Schalthebel 430 (siehe 3 oder 5) auf der Rotationsgabel 300 durch einen Aktuator (nicht gezeigt) nach vorne bewegt, um zu dem R-Zahnrad (nicht gezeigt) zu schalten. Anschließend bewegen sich die Gleitgabel 200 und die Blockelemente 100 nach hinten, sodass die Hülse 20 mit einem Zahnrad auf der Hauptwelle synchronisiert wird und das R-Zahnrad in Eingriff gebracht wird (nicht gezeigt).
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es beim Schalten zum siebten Zahnrad oder zum R-Zahnrad mit verschiedenen Auswahlpositionen aber gleichen Schaltrichtungen möglich, zu zwei Zahnräder, deren Schaltrichtungen die gleichen sind, durch eine Hülse durch die Rotationsgabel 300, die Gleitgabel 200, die Blockelemente 100 und die Achsen 400 zu schalten, wodurch eine Freiheit in der Getriebezugausgestaltung bereitgestellt wird und das Gewicht und die Herstellungskosten zusätzlich zu der Länge eines Getriebes verringert werden.
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Obwohl eine exemplarische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu illustrativen Zwecken beschrieben wurde, ist es dem Fachmann klar, dass verschiedene Modifikationen, Hinzufügungen und Substitutionen möglich sind, ohne von dem Umfang und der Lehre der Erfindung, wie sie in den begleitenden Ansprüchen definiert sind, abzuweichen.
