DE102016201721A1

DE102016201721A1 - Anordnung zum Wählen und Schalten von Gangstufen bei einem Handschaltgetriebe

Info

Publication number: DE102016201721A1
Application number: DE102016201721.7A
Authority: DE
Inventors: Thomas Pauli; Stefan Igl
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2016-02-04
Filing date: 2016-02-04
Publication date: 2017-08-10
Also published as: CN107035861A

Abstract

Es wird eine Anordnung zum Wählen und Schalten von Gangstufen (G1, G2, G3, G4, OD) bei einem Handschaltgetriebe eines Fahrzeuges mit einem einem vorbestimmten Schaltbild (1) zugeordneten Handschalter (12) zum Ausführen von Wählbewegungen und Schaltbewegungen mit einer Schaltwelle (2) vorgeschlagen, die zumindest einen Schaltfinger (3) aufweist, durch dessen Drehbewegung ein zugeordneter Mitnehmer (4, 4A) zum Schalten einer zugeordneten Gangstufe (G1, G2, G3, G4, OD) bewegbar ist, und wobei der Schaltfinger (3) mit einem die Bewegungsrichtung eines Mitnehmers (4A) umkehrenden Koppelelement in Wirkverbindung bringbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zum Wählen und Schalten von Gangstufen bei einem Handschaltgetriebe eines Fahrzeuges gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
Aus der Fahrzeugtechnik sind Handschaltgetriebe für Fahrzeuge hinreichend bekannt. Üblicherweise lassen sich die Gangstufen beispielsweise bei einem Sechsgang-Handschaltgetriebe über einen in einem Schaltbild bewegbaren Handschalter wählen und einlegen bzw. schalten. Üblicherweise ist ein sogenanntes H-Schaltbild vorgesehen, welches bei einem Sechsganggetriebe durch eine dritte Schaltgasse zum Wählen und Schalten der fünften und sechsten Gangstufe ergänzt ist. Demzufolge ist der ersten Schaltgasse die erste Gangstufe und die zweite Gangstufe, der zweiten Schaltgasse die dritte und vierte Gangstufe sowie der dritten Schaltgasse die fünfte und sechste Gangstufe zugeordnet.
Dieses vorhandene Schaltbild kann auch bei einem Fünfganggetriebe mit einem sogenannten Overdrivegang eingesetzt werden. Wenn die Übersetzung der sechsten Gangstufe als Overdrivegang eingesetzt wird, muss zum Wählen und Schalten des Overdriveganges die Position der sechsten Gangstufe im Schaltbild verwendet werden. Diese Position ist für den Fahrer jedoch ungewohnt und somit nicht erwünscht. Um dem Overdrivegang die Position der fünften Gangstufe im Schaltbild zuzuordnen, sind jedoch aufwändige Umkonstruktionen der entsprechenden Schalt- und Übertragungsmittel erforderlich, welches konstruktiv aufwändig und kostenintensiv ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Anordnung der eingangs beschriebenen Gattung vorzuschlagen, bei der auf einfachste Weise die Zuordnung von Gangpositionen in einem vorhandenen Schaltbild vertauschbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung sowie den Zeichnungen.
Somit wird eine Anordnung zum Wählen und Schalten von Gangstufen bei einem Handschaltgetriebe eines Fahrzeuges mit einem einem vorbestimmten Schaltbild zugeordneten Handschalter zum Ausführen von Wählbewegungen und Schaltbewegungen mit einer Schaltwelle vorgeschlagen, welche zumindest einen Schaltfinger aufweist, durch dessen Drehbewegung ein zugeordneter Mitnehmer zum Schalten einer zugeordneten Gangstufe bewegbar ist.
Um z. B. eine veränderte Zuordnung von Gangstufen einer Schaltgasse in dem Schaltbild ohne aufwändige Änderungen der vorhandenen Handschaltstruktur bei dem Getriebe realisieren zu können, ist vorgesehen, dass der Schaltfinger mit zumindest einem die Bewegungsrichtung des Mitnehmers umkehrenden Koppelelement oder dergleichen in Wirkverbindung bringbar ist.
Auf diese Weise wird durch den Einsatz des Koppelelements bei der vorgeschlagenen Anordnung die Zuordnung der Übersetzungen des Getriebes in einer beliebigen Schaltgasse des Schaltbildes verändert.
Im Rahmen einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die von der Schaltwelle erzeugte Drehbewegung des Schaltfingers aufgrund der Bewegung des Handschalters in die Position der fünften Gangstufe in dem Schaltbild durch die von dem Koppelelement erzeugte Umkehr der Bewegungsrichtung des Mitnehmers das Schalten der Übersetzung der sechsten Gangstufe bei dem Handschaltgetriebe als Overdrive-Gangstufe realisiert. Durch den Einsatz des Koppelelements kann somit die Zuordnung von Übersetzung und Position einer Gangstufe in dem Schaltbild in beliebigen Schaltgassen des Schaltbildes vertauscht werden.
Demzufolge kann mit der erfindungsgemäßen Anordnung eine für den Fahrer gewohnte Position z. B. für den Overdrivegang auch bei einem Sechsgang-Handschaltgetriebe auf einfachste Weise realisiert werden. Somit kann der Fahrer die Übersetzung der sechsten Gangstufe als Overdrive-Gangstufe an der gewohnten Schaltposition der fünften Gangstufe in dem Schaltbild verwenden.
Als Koppelelement bei der vorliegenden Anordnung kann jedes die gewünschte Umkehr der Bewegungsrichtung erzeugende Bauteil eingesetzt werden. Das verwendete Bauteil wird dann sowohl in Wirkverbindung mit dem Schaltfinger als auch mit dem der entsprechenden Gangstufen zugeordneten Mitnehmer in Wirkverbindung gebracht, sodass die Drehbewegung des Schaltfingers entsprechend umgekehrt wird, sodass die gewünschte Übersetzung in dem Handschaltgetriebe geschaltet wird.
Vorzugsweise kann als Koppelelement ein Kniehebel oder dergleichen eingesetzt werden, der zum Beispiel zwei in einem vorbestimmten Winkel angeordnete Hebelarme aufweist, die um eine gemeinsame Drehachse schwenkbar sind. Dadurch wird eine Kinematik realisiert, die eine Umkehr der Bewegungsrichtung sicherstellt.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:
1 eine dreidimensionale Ansicht einer möglichen Ausführungsvariante einer Anordnung zum Wählen und Schalten von Gangstufen bei einem Handschaltgetriebe eines Fahrzeuges;
2 eine dreidimensionale Ansicht der Anordnung in einem Gehäuse des Handschaltgetriebes;
3 eine dreidimensionale Teilansicht der erfindungsgemäßen Anordnung mit einem mit einem Koppelelement in Wirkverbindung stehenden Schaltfinger am Ende der Wählbewegung;
4 einen Schnitte einer Seitenansicht gemäß 3;
5 eine dreidimensionale Ansicht der erfindungsgemäßen Anordnung mit dem mit dem Koppelelement in Wirkverbindung stehenden Schaltfinger am Ende der Schalt bzw. Einlegebewegung;
6 einen Schnitt einer Seitenansicht gemäß 5; und
7 eine schematische Ansicht eines beispielhaften Schaltbildes mit vertauschter Positionen der Gangstufen in der dritten Schaltgasse.
In den 1 bis 6 sind verschiedene Ansichten einer erfindungsgemäßen Anordnung zum Wählen und Schalten bzw. Einlegen von Gangstufen G1, G2, G3, G4, OD bei einem Handschaltgetriebe eines Fahrzeuges mit einem einem vorbestimmtem Schaltbild 1 zugeordneten Handschalter zum Ausführen von Wählbewegungen und Schaltbewegungen über eine Schaltwelle 2 beispielhaft dargestellt.
1 zeigt eine Übersicht von mehreren mit der Schaltwelle 2 zu betätigenden Schaltschienen 5, die jeweils Schaltelementen bzw. Synchronisierungen des Handschaltgetriebes zugeordnet sind. Die Schaltwelle 2 wird über einen Handschalter 12 betätigt, der entlang der Neutralgasse und den Schaltgassen des in 7 dargestellten Schaltbildes 1 bewegbar ist. Bei Bewegungen des Handschalters 12 entlang der Neutralgasse zum Anwählen der ersten, zweiten oder dritten Schaltgasse wird eine Bewegung der Schaltwelle 2 in axialer Richtung erzeugt, während eine Einlege- bzw. Schaltbewegung des Handschalters 12 in eine Schaltgasse eine Drehbewegung der Schaltwelle 2 erzeugt.
An der Schaltwelle 2 ist ein Schaltfinger 3 drehfest angeordnet, sodass dieser bei den Wählbewegungen ebenfalls in axialer Richtung der Schaltwelle 2 mitbewegt wird. Wenn der Handschalter 12 in dem Schaltbild 1 eine Schaltgasse anwählt, wird der Schaltfinger 3 mit einem der entsprechenden Schaltgasse zugeordneten Mitnehmer 4, 4A in Wirkverbindung gebracht. Die Mitnehmer 4, 4A sind auf den entsprechenden Schaltschienen 5 angeordnet, um diese entsprechend zu bewegen, so dass eine an der jeweiligen Schaltschiene 5 angeordnete Schaltgabel 6 zum Betätigen des entsprechenden Schaltelements bewegt wird.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Schaltfinger 3 mit einem die Bewegungsrichtung eines zugeordneten Mitnehmers 4A umkehrenden Koppelelement in Wirkverbindung bringbar ist.
Dies bedeutet, dass die Drehbewegung des Schaltfingers 3 durch die Schaltwelle 2 beispielsweise beim Bewegen des Handschalters 12 in die Position der fünften Gangstufe bzw. des Overdriveganges OD in dem Schaltbild 1 durch die vom Koppelelement erzeugte Bewegungsrichtungumkehr bei dem Mitnehmer 4A eine Schaltbewegung des Mitnehmers 4A zum Einlegen der Übersetzung der sechsten Gangstufe bei dem Handschaltgetriebe realisiert.
Wie aus dem in 7 dargestellten Schaltbild 1 ersichtlich ist, wird dadurch ein Overdrivegang OD geschaltet, der im Schaltbild 1 an der Position angeordnet ist, an der normalerweise die fünfte Gangstufe vorgesehen ist. Durch die erfindungsgemäße Umkehr der Bewegungsrichtung des Mitnehmers 4A wird in dem Handschaltgetriebe das Schaltelement der sechsten Gangstufe geschaltet. Dadurch ergeben sich Verbrauchsvorteile, da die sechste Gangstufe als Overdrivegang OD eingesetzt wird. Demzufolge entspricht in dem Schaltbild 1 gemäß 7 die sechste Gangstufe bei dem Handschaltgetriebe der Position des Overdriveganges OD in dem Schaltbild 1. Der Pfeil in 7 gibt die Fahrtrichtung des Fahrzeuges an.
Als Koppelelement ist ein Kniehebel 7 vorgesehen, der über einen in dem Gehäuse 8 des Handschaltgetriebes gelagerten Bolzen 9 drehbar gelagert ist. Der Kniehebel 7 ist über eine Scheibe 14 und einen Sicherungsring 15 an dem Bolzen 9 gesichert. Die Drehachse des Kniehebels 2 ist, wie insbesondere aus den 3 bis 6 ersichtlich ist, in etwa parallel zur Drehachse der Schaltwelle 2 ausgerichtet. Der Kniehebel 7 weist einen ersten Hebelarm 10 und einen zweiten Hebelarm 11 auf, wobei die Hebelarme 10 und 11 um eine gemeinsame Drehachse schwenkbar sind. Somit ist der ersten Hebelarm 10 und der zweite Hebelarm 11 starr in einem Winkel von etwa 90° zueinander an dem Kniehebel 7 angeordnet.
Wie insbesondere aus den 4 und 6 verdeutlicht wird, ist durch eine entsprechende Wählbewegung des Handschalters 12 in dem Schaltbild 1 das Ende des ersten Hebelarms 10 des Kniehebels 7 mit einem Finger 13 des Schaltfingers 3 in Wirkverbindung bringbar. Der Schaltfinger 3 weist hierzu den zusätzlichen Finger 13 auf, der bezogen auf den normalen Finger zum Bewegen der anderen Mitnehmer 4 etwa um 90 Grad versetzt angeordnet ist.
Durch die Schaltbewegung des Handschalters 12 in dem Schaltbild 1 zum Einlegen des Overdriveganges OD ist die Drehbewegung des Schaltfingers 3 in eine umgekehrte Drehbewegung des Kniehebels 7 umwandelbar, sodass der Mitnehmer 4A zum Schalten der Übersetzung der sechsten Gangstufe bewegbar ist.
Wie aus 4 bis 6 ersichtlich ist, ist bei der Anordnung der Finger 13 des Schaltfingers 13 mit einer Aufnahme am Ende des ersten Hebelarms 10 des Kniehebels 7 in Formschluss bringbar, wobei das Ende des zweiten Hebelarms 11 des Kniehebels 7 mit einer Aufnahme des Mitnehmers 4A ständig in Formschluss steht.
Durch die in der 6 angedeuteten Pfeile wird die Bewegung der einzelnen Bauteile verdeutlicht. In den 4 und 6 sind beispielhaft Werte für die Drehwinkel angegeben. Demnach wird der Schaltfinger 3 bei der Schaltbewegung um etwa 12,4° im Uhrzeigersinn gedreht, wodurch sich eine Abwärtsbewegung des Fingers 13 von 6,9 mm ergibt, sodass der Kniehebel 7 gegen den Uhrzeigersinn um 12,4° gedreht wird. Dadurch bewegt sich der Mitnehmer 4A horizontal zum Schalten der Übersetzung der sechsten Gangstufe bzw. des Overdriveganges OD in der Zeichnungsebene gemäß 6 nach rechts um 10,55 mm.
Aus 4 werden lediglich beispielhaft angegebene Abmessungen hinsichtlich des Schaltfingers 3 und des Kniehebels 7 angegeben. Bezogen auf die jeweiligen Drehachsen ergeben sich identische Abmessungen von Schaltfinger 3 und Kniehebel 7. Horizontal bezogen auf die jeweilige Drehachse ergeben sich Werte von 31,5 mm und senkrecht bezogen auf die jeweilige Drehachse Werte von 48 mm. Es sind jedoch auch andere Werte ohne weiteres möglich.
In den 3 und 4 ist die erfindungsgemäße Anordnung in einer Position dargestellt, bei der sich der Schaltfinger 3 am Ende der Wählbewegung in der Neutralgasse zum Einlegen des Overdriveganges OD findet. Die 5 und 6 zeigen dagegen die Position der Anordnung, bei der sich der Schaltfinger 3 im eingelegten Zustand des Overdriveganges OD befindet.
Bezugszeichenliste

1: Schaltbild
2: Schaltwelle
3: Schaltfinger
4, 4A: Mitnehmer
5: Schaltschienen
6: Schaltgabel
7: Kniehebel
8: Gehäuse
9: Bolzen
10: erster Hebelarm
11: zweiter Hebelarm
12: Handschalter
13: Finger
14: Scheibe
15: Sicherungsring
OD: Overdrivegang
G1: erste Gangstufe
G2: zweite Gangstufe
G3: dritte Gangstufe
G4: vierte Gangstufe

Claims

Anordnung zum Wählen und Schalten von Gangstufen (G1, G2, G3, G4, OD) bei einem Handschaltgetriebe eines Fahrzeuges mit einem einem vorbestimmten Schaltbild (1) zugeordneten Handschalter (12) zum Ausführen von Wählbewegungen und Schaltbewegungen mit einer Schaltwelle (2), die zumindest einen Schaltfinger (3) aufweist, durch dessen Drehbewegung ein zugeordneter Mitnehmer (4, 4A) zum Schalten einer zugeordneten Gangstufe (G1, G2, G3, G4, OD) bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltfinger (3) mit einem die Bewegungsrichtung eines Mitnehmers (4A) umkehrenden Koppelelement in Wirkverbindung bringbar ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Schaltwelle (2) erzeugte Drehbewegung des Schaltfingers (3) beim Einlegen der fünften Gangstufe in dem Schaltbild (1) durch die von dem Koppelelement erzeugte Umkehr der Bewegungsrichtung des Mitnehmers (4A) das Schalten der Übersetzung der sechsten Gangstufe bei dem Handschaltgetriebe als Overdrivegang (OD) realisiert.
Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Position der fünften Gangstufe in dem Schildbild (1) der Position des Overdriveganges (OD) des Handschaltgetriebes entspricht.
Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Koppelelement ein Kniehebel (7) mit einem ersten Hebelarm (10) und einem zweiten Hebelarm (11) vorgesehen ist, wobei die Hebelarme (10, 11) um eine gemeinsame Drehachse schwenkbar sind.
Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kniehebel (7) an einem indem Gehäuse (8) angeordneten Bolzen (9) gelagert ist, wobei die Drehachse des Kniehebels (7) in etwa parallel zur Drehachse der Schaltwelle (2) ausgerichtet ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Hebearm (10) und der zweite Hebelarm (11) starr in einem Winkel von etwa 90° zueinander an dem Kniehebel (7) angeordnet sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Wählbewegung des Handschalters (12) in dem Schaltbild (1) das Ende des ersten Hebelarms (10) des Kniehebels (7) mit einem Finger (13) des Schaltfingers (3) in Wirkverbindung bringbar ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Schaltbewegung des Handschalters (12) in dem Schaltbild (1) zum Einlegen des Overdriveganges (OD) die Drehbewegung des Schaltfingers (3) in eine umgekehrte Drehbewegung des Kniehebels (7) umwandelbar ist, sodass der Mitnehmer (4A) zum Schalten der Übersetzung der sechsten Gangstufe bewegbar ist.
Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Finger (13) des Schaltfingers (13) mit einer Aufnahme am Ende des ersten Hebelarms (10) des Kniehebels (7) in Formschluss bringbar ist, und dass das Ende des zweiten Hebelarms (11) des Kniehebels (7) mit einer Aufnahme des Mitnehmers (4A) in Formschluss steht.