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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Kraftfahrzeuggetriebe. Genauer betrifft die vorliegende Offenbarung einen Vorwärts-in-Rückwärts-Sperrmechanismus für ein Kraftfahrzeuggetriebe.
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In einem typischen Kraftfahrzeug-Handschaltgetriebe sind die Vorwärts- und Rückwärtsgänge in der gleichen Gangschaltkulisse platziert. Wenn der Fahrer des Kraftfahrzeugs eine Kraft auf den Schalthebel des Getriebes ausübt, um einen Vorwärtsgang auszurücken, gibt es wegen der Kraft, die auf den Schalthebel durch den Fahrer ausgeübt wird, und/oder wegen der Trägheitskräfte, die durch die Masse des Knüppels des Schalthebels erzeugt werden, wenn der Knüppel bewegt wird, eine Möglichkeit einer direkten Einrückung des Rückwärtsgangs in dem Getriebe. Eine derartige Situation kann das Getriebe beschädigen und kann Sicherheitsprobleme für den Fahrgast aufwerfen. Gegenwärtige Mechanismen, die versuchen, die direkte Einrückung des Rückwärtsgangs während der Ausrückung des Vorwärtsgangs zu verhindern, sind in der Regel sperrig und aus zahlreichen Komponenten hergestellt.
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Es besteht daher ein Bedarf für einen kompakten Mechanismus, der eine direkte Einrückung des Rückwärtsgangs während der Ausrückung eines Vorwärtsgangs verhindert.
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Die JP S
56- 138 563 A offenbart einen Sperrmechanismus für ein Getriebe, umfassend: einen Schaltfingermodul, das auf einer Welle montiert ist, wobei das Schaltfingermodul einen sekundären Finger umfasst; und einen Gleitnocken, der selektiv mit dem sekundären Finger in Eingriff steht, um es einem Bediener des Getriebes zu ermöglichen, einen Vorwärtsgang auszurücken, ohne versehentlich einen Rückwärtsgang einzurücken, wobei die Welle an einem Gehäuse montiert ist, wobei der Gleitnocken zwei miteinander verbundene Arme aufweist und über einen Drehzapfen an einem Ansatz des Gehäuses drehbar gelagert ist, eine Torsionsfeder, die um den Drehzapfen geschlungen ist und den Gleitnocken gegen den Ansatz vorspannt. Der Gleitnocken umfasst einen Schlitz, so dass er entlang des Schlitzes relativ zu dem Drehzapfen gleitet, wobei der Gleitnocken um den Drehzapfen verschwenkt, wobei der sekundäre Finger sich an dem distalen Ende vorbei bewegen kann.
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Aus der
US 4 633 728 A ist ein Sperrmechanismus für ein Getriebe bekannt, umfassend: einen Schaltfinger und einen Gleitnocken, der selektiv mit dem Schaltfinger in Eingriff steht, um es einem Bediener des Getriebes zu ermöglichen, einen Vorwärtsgang auszurücken, ohne versehentlich einen Rückwärtsgang einzurücken. Der Gleitnocken ist über einen Drehzapfen an einer Schaltkulisse befestigt. Eine Torsionsfeder ist um den Drehzapfen geschlungen und weist zwei miteinander verbundene Arme auf. Ein freier Schenkel der Torsionsfeder schlägt an dem Gleitnocken an und das andere freie Ende an der Schaltkulisse. Der Gleitnocken umfasst einen Schlitz, so dass er entlang des Schlitzes relativ zu dem Drehzapfen gleitet und um den Drehzapfen verschwenkt, wobei der Schaltfinger sich an dem distalen Ende des Gleitnockens vorbei bewegen kann.
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Die
CN 103 775 632 A offenbar einen Sperrmechanismus für ein Getriebe, umfassend: einen Schaltfingermodul, das auf einer Welle montiert ist, einen Schaltfinger und einen Gleitnocken, der selektiv mit dem Schaltfinger in Eingriff steht, um es einem Bediener des Getriebes zu ermöglichen, einen Vorwärtsgang auszurücken, ohne versehentlich einen Rückwärtsgang einzurücken. Der Gleitnocken ist über einen Drehzapfen an einem Gehäuse befestigt. Eine Torsionsfeder ist um den Drehzapfen geschlungen und weist zwei miteinander verbundene Arme auf. Die beiden freien Schenkel der Torsionsfeder greifen in eine in dem Gleitnocken ausgebildete Aussparung ein. Der Gleitnocken umfasst einen Schlitz, so dass er entlang des Schlitzes relativ zu dem Drehzapfen gleitet und um den Drehzapfen verschwenkt, wobei der Schaltfinger sich an dem distalen Ende des Gleitnockens vorbei bewegen kann.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen alternativen Sperrmechanismus für ein Getriebe zur Verfügung zu stellen.
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Diese Aufgabe wird durch einen Sperrmechanismus mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben.
- 1 ist eine Perspektivansicht eines herkömmlichen Vorwärtsgang-in-Rückwärtsgang-Direktschaltsperrmechanismus;
- 2 ist eine schematische Ansicht eines Vorwärtsgang-in-Rückwärtsgang-Direktschaltsperrmechanismus gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
- 3 ist eine schematische Ansicht des in 2 gezeigten Vorwärtsgang-in-Rückwärtsgang-Direktschaltsperrmechanismus in einer Anfangsstellung;
- 4 bis 8 sind schematische Ansichten des in 2 gezeigten Vorwärtsgang-in-Rückwärtsgang-Direktschaltsperrmechanismus während der Einrückung und Ausrückung eines Vorwärtsgangs;
- 9 ist eine schematische Ansicht des in 2 gezeigten Vorwärtsgang-in-Rückwärtsgang-Direktschaltsperrmechanismus während der Einrückung des Rückwärtsgangs; und
- 10 zeigt verschiedene Komponenten des in 2 gezeigten Vorwärtsgang-in-Rückwärtsgang-Direktschaltsperrmechanismus.
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Nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, ist in 1 ein herkömmlicher Vorwärtsgang-in-Rückwärtsgang-Sperrmechanismus für ein Kraftfahrzeuggetriebe veranschaulicht und mit 14 bezeichnet. Der herkömmliche Vorwärtsgang-in-Rückwärtsgang-Sperrmechanismus 14 ist in einem Gehäuse 12 eines Handschaltgetriebes 10 montiert. Genauer umfasst der herkömmliche Vorwärtsgang-in-Rückwärtsgang-Sperrmechanismus 14 ein Schaltfingermodul 16 mit einem sekundären Finger 18 sowie einem Drehnocken 20 und einer Torsionsfeder 22, die alle auf einer Welle 24 montiert sind, die in dem Gehäuse 12 mit zum Beispiel Lagern 26 und 28 drehbar abgestützt ist. Der Drehnocken 20 und das Schaltfingermodul 16 sind in der Lage, unabhängig voneinander zu rotieren. Von daher gelangen der Drehnocken 20 und der sekundäre Finger 18 abhängig von der Vorspannkraft der Torsionsfeder 22 selektiv in Eingriff, um eine Ausrückung eines Vorwärtsgangs zu ermöglichen, während eine direkte Einrückung eines Rückwärtsgangs verhindert wird.
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Nun 2 zugewandt, ist ein Vorwärtsgang-in-Rückwärtsgang-Sperrmechanismus 114 gezeigt, der die Prinzipien der vorliegenden Erfindung ausführt. Der Vorwärtsgang-in-Rückwärtsgang-Sperrmechanismus 114 umfasst ein Schaltfingermodul 116 mit einem integralen sekundären Finger 118, der selektiv mit einem Gleitnocken 120 in Eingriff steht. Das Schaltfingermodul 116 ist an einer Welle 112 montiert. Die Welle 112 ist an einem Gehäuse 111 eines Handschaltgetriebes mit zum Beispiel einem oder mehreren Drehlagern montiert. Die Welle 112 sowie das Schaltfingermodul 116, und daher der sekundäre Finger 118, sind in der Lage, um eine Achse 130 der Welle 112, die sich senkrecht zu dem Blatt (d.h. in dieses und aus diesem heraus) erstreckt, zu rotieren.
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Der Gleitnocken 120 ist mit dem Gehäuse 111 mit einem Paar Ansätzen 124 und 128 und einer Torsionsfeder 122 gekoppelt. Die Ansätze 124 und 128 sind von der Achse 130 der Welle 112 um x versetzt. Die Ansätze 124 und 128 können Schrauben sein, wie es in 10 gezeigt ist, die auch den Gleitnocken 120 und die Torsionsfeder 122 veranschaulicht.
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Der Gleitnocken 120 umfasst einen länglichen Schlitz 121, der mit dem Ansatz 128 verschiebbar in Eingriff steht. Da der Ansatz 128 an dem Gehäuse 111 angebracht ist, verschwenkt der Gleitnocken 120 um den Ansatz 128. Die Torsionsfeder 122 umfasst einen ersten Arm 123 und einen zweiten Arm 125. Sowohl der erste Arm 123 als auch der zweite Arm 125 weisen ein Ende auf, das ein zentraler Drehpunkt der Torsionsfeder 122 ist, welcher an dem Ansatz 124 angebracht ist. Der erste Arm 123 ist an dem Gleitnocken 120 angebracht, und das andere Ende des zweiten Arms 125 ist an dem Ansatz 128 angebracht. Somit ist der zweite Arm 125 ein fester Arm, der nicht rotiert. Der erste Arm 123, auch Dreharm 123 genannt, verschwenkt um den Ansatz 124.
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Die Arbeitsweise des Vorwärtsgang-in-Rückwärtsgang-Sperrmechanismus 114 während der Einrückung und Ausrückung eines Vorwärtsgangs und der Einrückung eines Rückwärtsgangs ist in den 3-9 veranschaulicht. Anfangs (3) stehen der Gleitnocken 120 und der sekundäre Finger 118 miteinander in Kontakt, und die Stellung des Gleitnockens 120 ist durch die Leerlaufstellung θN der Torsionsfeder 122 (d.h. die statische Stellung der Torsionsfeder 122) festgelegt.
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Nun unter Bezugnahme auf 4, wenn das Schaltfingermodul 116 in Gegenuhrzeigersinn rotiert, um den Vorwärtsgang einzurücken, rotiert der sekundäre Finger 118 ebenso in Gegenuhrzeigersinn um die Achse 130. Der Abstand R zwischen dem sekundären Finger 118 und der Achse 130 ist fest. Wenn der sekundäre Finger 118 nach oben gegen den Gleitnocken 120 Druck ausübt, läuft somit der sekundäre Finger 118 eine Fase 134 bis zu einem distalen Ende 136 des Gleitnockens 120 hinauf, was bewirkt, dass der Gleitnocken 120 relativ zu dem Ansatz 128 gleitet, bis die Gleitnockenfläche 136 aus dem Kontakt mit dem sekundären Finger 118 heraus gelangt. Indessen verschwenkt das Ende 127 des Dreharms 123 um eine feste Distanz r um den Ansatz 124 in Gegenuhrzeigersinn bis zu einem Winkel θF von dem zweiten (oder festen) Arm 125, wodurch die Torsionsfeder 122 gespannt wird.
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Eine weitere Bewegung im Gegenuhrzeigersinn des sekundären Fingers 118, um die Einrückung des Vorwärtsgangs abzuschließen, führt dazu, dass sich der sekundäre Finger 118 an dem Gleitnocken 120 vorbei bewegt (5). Indessen verschwenkt die Vorspannkraft der Torsionsfeder 122 den Gleitnocken 120 im Uhrzeigersinn, bis der Dreharm 123 zurück in seine Leerlaufstellung θN rotiert, so dass das Ende 136 des Gleitnockens 120 sich von dem Ansatz 128 wegbewegt.
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Um den Vorwärtsgang auszurücken, rotiert das Schaltfingermodul 116, und somit der sekundäre Finger 118, im Uhrzeigersinn (6). Der feste Abstand R des sekundären Fingers 118 von der Achse 130 und der Versatz x des Gleitnockens 120 mit Bezug auf den Ansatz 128 stellen sicher, dass der sekundäre Finger 118 mit einer oberen Oberfläche 140 des Gleitnockens 120 in Kontakt steht, so dass der sekundäre Finger nicht an den Gleitnocken 120 verbeitreten kann. Dementsprechend übt der sekundäre Finger 118 Druck nach unten auf den Gleitnocken 120 aus (7). Eine Bewegung des Gleitnockens 120 nach unten bewirkt, dass sich der 123 um einen Winkel θR relativ zu dem festen Arm 125 ausdehnt. Indessen gleitet der Gleitnocken 120 von dem Ansatz 128 weg, bis der Ansatz 124 mit der unteren Oberfläche 142 des Gleitnockens 120 in Kontakt gelangt, so dass der Gleitnocken 120 mechanisch zwischen den Ansätzen 124 und 128 gesperrt ist.
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Bei dieser Ausgestaltung kann sich der sekundäre Finger 118 nicht direkt in den Rückwärtsgang bewegen. Vielmehr muss er in seine Leerlaufkulissenstellung und dann in die Vorwärts-Rückwärts-Kulissenstellung gehen, um den Rückwärtsgang einzurücken, was eine Ausrückung des Vorwärtsgangs ohne direkte Einrückung des Rückwärtsgangs sicherstellt. Um den Rückwärtsgang einzurücken, der in der gleichen Kulisse wie der Vorwärtsgang positioniert ist, bewegt sich das Schaltfingermodul 116 in die Vorwärts-Rückwärts-Kulisse (d.h. nach innen relativ zu der Ebene des Blatts). Da der sekundäre Finger 118 eine integrale Komponente des Schaltfingermoduls ist, bewegt sich der sekundäre Finger 118 auch nach innen relativ zu der Ebene des Blatts. Somit bewegt sich der sekundäre Finger 118 unter den Gleitnocken 120, so dass der sekundäre Finger 118 sich nun unterhalb einer Fläche 142 des Gleitnockens 120 befindet.
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Der Gleitnocken 120 und die Torsionsfeder 122 bleiben in ihrem Leerlaufzustand, während der sekundäre Finger 118 ohne Beschränkung durch den Gleitnocken 120 im Uhrzeigersinn verschwenkt, um den Rückwärtsgang einzurücken.
