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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung zur Durchführung von Gangwechseln in einem Fahrzeuggetriebe wie beispielsweise einem Handschaltgetriebe oder einem halbautomatischen Wechselgetriebe.
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Ein herkömmliches Handschaltgetriebe verfügt üblicherweise über mehrere Gangradpaare mit Stirnradverzahnung, wobei sich mit jedem Gangradpaar ein anderes Übersetzungsverhältnis zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle des Getriebes herstellen lässt. Beispielsweise weist ein Viergang-Handschaltgetriebe vier Gangradpaare im Kraftfluss zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle auf. Üblicherweise werden die einzelnen Gangradpaare dabei durch ständig miteinander kämmende Stirnräder gebildet, von denen eines jedoch drehbar auf einer Losradwelle angeordnet ist und mittels einer Schaltmuffe formschlüssig und somit drehfest nach erfolgter Synchronisierung mittels eines Synchronrings mit der Losradwelle verbunden werden kann. Die Betätigung der Schaltmuffen erfolgt dabei mittels eines Ganghebels über eine Schaltmechanik, über die die einzelnen Schaltmuffen selektiv mit dem Ganghebel kinematisch gekoppelt werden können.
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Üblicherweise ist in einem Handschaltgetriebe eine Schaltmuffe zur Schaltung zweier Gänge zuständig, da durch eine Verschiebung der Schaltmuffe in eine Richtung das Losrad eines Gangradpaars drehfest mit der Losradwelle verbunden wird, wohingegen durch eine Verschiebung der Schaltmuffe in eine entgegengesetzte Richtung das Losrad eines anderen Gangradpaars drehfest mit der Losradwelle verbunden wird.
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Üblicherweise ist dabei eine Schaltmuffe zur Schaltung des ersten und zweiten Gangs zuständig, wohingegen eine andere Schaltmuffe zur Schaltung des dritten und vierten Gangs zuständig ist, was bedeutet, dass einerseits die Gangradpaare für den ersten und zweiten Gang und andererseits die Gangradpaare für den dritten und vierten Gang unmittelbar benachbart zueinander anzuordnen sind, um durch Rechts- bzw. Linksverschiebung der jeweiligen Schaltmuffe den ersten und zweiten bzw. den dritten und vierten Gang schalten zu können. Bei einem herkömmlichen H-Schaltmuster des Ganghebels wird dabei die Schaltmuffe für den ersten und zweiten Gang in eine Richtung geschoben, wenn der Ganghebel ausgehend aus der Leerlaufgasse nach links vorne gedrückt wird, wohingegen die Schaltmuffe für den ersten und zweiten Gang in die andere Richtung verschoben wird, wenn der Ganghebel nach links hinten gezogen wird. Wird hingegen der Ganghebel in der Leerlaufgasse nach rechts verschwenkt, so wird über den Schaltmechanismus der Ganghebel mit der Schaltmuffe für den dritten und vierten Gang gekoppelt, so dass die Schaltmuffe für den dritten und vierten Gang in eine Richtung verschoben wird, wenn der Ganghebel nach rechts vorne gedrückt wird, wohingegen die Schaltmuffe für den dritten und vierten Gang in die entgegengesetzte Richtung verschoben wird, wenn der Ganghebel nach rechts hinten gezogen wird.
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Befinden sich nun jedoch bei einem Fahrzeuggetriebe die Gangradpaare für den ersten und zweiten bzw. für den dritten und vierten Gang nicht unmittelbar benachbart zueinander, so lassen sich die einzelnen Gänge unter Zugrundelegung eines H-Schaltmusters nicht in der üblichen Weise sequentiell durchschalten. Befinden sich beispielsweise die Gangradpaare für den ersten und zweiten Gang bzw. für den zweiten und vierten Gang unmittelbar nebeneinander, so würde die Schaltmuffe zwischen dem ersten und dritten Gangradpaar das Losrad des dritten Gangradpaars mit der Losradwelle verbinden, wenn der Ganghebel ausgehend vom ersten Gang (links vorne) nach links hinten gezogen wird, wo sich bei einem herkömmlichen H-Schaltmuster der zweite Gang befindet.
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DE 10 2016 008 833 A1 zeigt eine Schaltanordnung für ein Schaltgetriebe, mit einem manuell, verstellbaren ersten Schaltmittel zum Betätigen wenigstens eines Vorwärts-Stellmittels der Schaltanordnung zum Ein- und/oder Auslegen wenigstens einer Vorwärts-Gangstufe des Schaltgetriebes und ein durch einen Aktuator der Schaltanordnung verstellbares zweites Schaltmittel zum Betätigen des Vorwärts-Stellmittels.
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Aus der
WO 2015 149 798 A1 ist bekannt, dass ein Spannungsänderungselement zur Ansteuerung des Motors einer Schaltwalze diesem so vorgeschalten ist, dass bei Arbeitspunkten des Motors mit nur geringer Last jene auf den Motor einwirkende Betriebsspannung erhöht wird.
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Aus der
DE 20 2007 008 231 U1 ist eine Steuertrommelanordnung einer Schaltwalze bekannt, wobei das Verrastungselement aus Sintermetall geformt und rückseitig mit einem angeformten Befestigungsvorsprung versehen ist, der durch eine komplementär ausgebildete Öffnung im Trommelgrundkörper zur Befestigung des Verrastungselements am Trommelgrundkörper passend hindurchführbar ist.
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DE 102 28 502 A1 zeigt eine Betätigungsvorrichtung für ein Stirnradgetriebe, dessen Gangstufen mittels einer Mehrzahl von anwählbaren, axial verschiebbaren Schaltmuffen ein- und auslegbar sind, mit einem Schaltelement, das in einer Schaltrichtung und in einer Wählrichtung beweglich ist mittels eines Aktors, und wenigstens einen radial vorstehenden Finger aufweist.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schalteinrichtung zur Durchführung von Gangwechseln in einem Fahrzeuggetriebe anzugeben, die es erlaubt, die einzelnen Gänge des Getriebes auf Grundlage eines H-Schaltmusters selbst dann sequentiell durchschalten zu können, wenn die Gangräder benachbarter Gänge nicht unmittelbar benachbart zueinander angeordnet sind.
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Diese Aufgabe wird mit einer Schalteinrichtung zur Durchführung von Gangwechseln in einem Fahrzeuggetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Die Schalteinrichtung umfasst einen drehbaren bzw. rotatorisch beweglichen Schaltaktuator, der zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung verschiebbar bzw. translatorisch beweglich ist und der eine erste, eine zweite, eine dritte sowie zumindest eine vierte Schaltsteuerkontur aufweist, von denen eine jede einem anderen Gang des Fahrzeuggetriebes zugeordnet ist bzw. entspricht. Des Weiteren umfasst die Schalteinrichtung ein erstes Schaltelement sowie zumindest ein zweites Schaltelement wie beispielsweise eine erste und zweite Schaltgabel oder eine erste Schaltstange zur Betätigung einer ersten Schaltgabel sowie eine zweite Schaltstange zur Betätigung einer zweiten Schaltgabel.
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Erfindungsgemäß ist es dabei nun vorgesehen, dass das erste Schaltelement in der ersten Schaltstellung des Schaltaktuators aufgrund einer Drehung desselben durch die erste Schaltsteuerkontur und in der zweiten Stellung des Schaltaktuators aufgrund einer Drehung desselben durch die dritte Schaltsteuerkontur betätigt werden kann. Demgegenüber kann das zweite Schaltelement in der ersten Stellung des Schaltaktuators aufgrund einer Drehung desselben durch die zweite Schaltsteuerkontur und in der zweiten Stellung des Schaltaktuators aufgrund einer Drehung desselben durch die vierte Schaltsteuerkontur betätigt werden.
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Anders ausgedrückt kann also in der ersten Stellung des Schaltaktuators aufgrund einer Drehung desselben das erste Schaltelement durch die erste Schaltsteuerkontur und das zweite Schaltelement durch die zweite Schaltsteuerkontur betätigt werden, wohingegen in der zweiten Stellung des Schaltaktuators aufgrund einer Drehung desselben das erste Schaltelement durch die dritte Schaltsteuerkontur und das zweite Schaltelement durch die vierte Schaltsteuerkontur betätigt werden kann.
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Handelt es sich beispielsweise bei dem ersten Schaltelement um eine erste Schaltstange zur Betätigung einer Schaltmuffe zwischen einem ersten Gangradpaar für den ersten Gang und einem dritten Gangradpaar für den dritten Gang und handelt es sich bei dem zweiten Schaltelement um eine zweite Schaltstange zur Betätigung einer Schaltmuffe zwischen einem zweiten Gangradpaar für den zweiten Gang und einem vierten Gangradpaar für den vierten Gang, so kann durch eine reine Drehung des Schaltaktuators in seiner ersten Stellung sowohl das erste Schaltelement und damit die Schaltmuffe für den ersten und dritten Gang als auch das zweite Schaltelement und damit die Schaltmuffe für den zweiten und vierten Gang verschoben und damit in Eingriff mit dem Losrad des jeweiligen Gangradpaars gebracht werden. Die Drehung des Schaltaktuators kann dabei durch den Ganghebel hervorgerufen werden, indem dieser in an sich bekannter Weise entsprechend einem H-Schaltmuster von links vorne nach links hinten gezogen wird, wie dies bei einem H-Schaltmuster der Fall ist, um vom ersten in den zweiten Gang zu schalten. In entsprechender Weise kann in der zweiten Stellung des Schaltaktuators durch eine reine Drehung des Schaltaktuators sowohl das erste Schaltelement und damit die Schaltmuffe für den ersten und dritten Gang als auch das zweite Schaltelement und damit die Schaltmuffe für den zweiten und vierten Gang verschoben und damit in Eingriff mit dem Losrad des jeweiligen Gangradpaars gebracht werden.
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Wie zuvor erläutert, kann die Drehbewegung des Schaltaktuators durch eine Vor-Rück-Bewegung des Ganghebels bewirkt werden. Demgegenüber kann der Schaltaktuator zwischen seinen beiden Stellungen mittels des Ganghebels verschoben werden, indem dieser einer Rechts-Links-Bewegung in der Leerlaufgasse eines H-Schaltmusters unterworfen wird. Durch die Rechts-Links-Bewegung des Ganghebels und damit des Schaltaktuators erfolgt somit also gewissermaßen eine Vorauswahl der Schaltsteuerkonturen dahingehend, dass dadurch festgelegt wird, in welche Richtung die beiden Schaltelemente bei einer nachfolgenden Drehung des Schaltaktuators verschoben werden. Wird also beispielsweise der Schaltaktuator durch eine Schwenkbewegung des Ganghebels nach links in seine erste Stellung nach links geschoben, so kann bei einer nachfolgenden Drehung des Schaltaktuators je nach Drehrichtung entweder das erste Schaltelement durch die erste Schaltsteuerkontur oder das zweite Schaltelement durch die zweite Schaltsteuerkontur zur Schaltung des ersten bzw. zweiten Gangs betätigt werden. Wird hingegen der Schaltaktuator durch eine Schwenkbewegung des Ganghebels nach rechts in seine zweite Stellung nach rechts geschoben, so kann bei einer nachfolgenden Drehung des Schaltaktuators je nach Drehrichtung entweder das erste Schaltelement durch die dritte Schaltsteuerkontur oder das zweite Schaltelement durch die vierte Schaltsteuerkontur zur Schaltung des zweiten bzw. vierten Gangs betätigt werden.
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Durch den Schaltaktuator der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung erfolgt somit also gewissermaßen eine Art Schaltmusterkonvertierung dahingehend, dass sich ein Fahrzeuggetriebe selbst dann gemäß einem herkömmlichen H-Schaltmuster schalten lässt, wenn einerseits die Gangradpaare für den ersten und dritten Gang und andererseits die Gangradpaare für den zweiten und vierten Gang und nicht etwa wie üblich die Gangradpaare für den ersten und zweiten Gang bzw. die Gangradpaare für den dritten und vierten Gang unmittelbar benachbart zueinander angeordnet sind.
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Mit der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung lässt sich somit gewissermaßen bei einem Fahrzeuggetriebe, bei dem die Gangradpaare für den ersten und zweiten bzw. den dritten und vierten Gang nicht unmittelbar benachbart zueinander angeordnet sind, ein H-Schaltmuster realisieren, sofern einerseits das erste Schaltelement zur Schaltung des ersten und dritten Gangs und das zweite Schaltelement zur Schaltung des zweiten und vierten Gangs dient und sofern andererseits die erste Schaltsteuerkontur dem ersten Gang, die zweite Schaltsteuerkontur dem zweiten Gang, die dritte Schaltsteuerkontur dem dritten Gang und die vierte Schaltsteuerkontur dem vierten Gang des Fahrzeuggetriebes zugeordnet ist.
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Unter dieser Voraussetzung lässt sich entsprechend einem herkömmlichen H-Schaltmuster erzielen, dass ausgehend von einer Neutralstellung des Schaltaktuators die Drehrichtung des Schaltaktuators zur Betätigung des ersten Schaltelements durch die erste Schaltsteuerkontur der Drehrichtung des Schaltaktuators zur Betätigung des zweiten Schaltelements durch die zweite Schaltsteuerkontur entgegengerichtet ist, und/oder dass ausgehend von einer Neutralstellung des Schaltaktuators die Drehrichtung des Schaltaktuators zur Betätigung des ersten Schaltelements durch die dritte Schaltsteuerkontur der Drehrichtung des Schaltaktuators zur Betätigung des zweiten Schaltelements durch die vierte Schaltsteuerkontur entgegengerichtet ist. Anders ausgedrückt lässt sich ein H-Schaltmuster realisieren, bei dem ausgehend von einer Neutralstellung des Schaltaktuators die Drehrichtung des Schaltaktuators zur Betätigung des ersten Schaltelements durch die erste Schaltsteuerkontur der Drehrichtung des Schaltaktuators zur Betätigung des ersten Schaltelements durch die dritte Schaltsteuerkontur entspricht, und/oder bei der ausgehend von einer Neutralstellung des Schaltaktuators die Drehrichtung des Schaltaktuators zur Betätigung des zweiten Schaltelements durch die zweite Schaltsteuerkontur der Drehrichtung des Schaltaktuators zur Betätigung des zweiten Schaltelements durch die vierte Schaltsteuerkontur entspricht. Die Neutralstellung des Schaltaktuators entspricht dabei jener Stellung des Ganghebels, in der sich dieser bei einem H-Schaltmuster in der Leerlaufgasse befindet.
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Im Folgenden wird nun auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung eingegangen. Weitere Ausführungsformen können sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Figurenbeschreibung sowie den Zeichnungen ergeben.
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So kann es gemäß einer ersten Ausführungsform vorgesehen sein, dass der Schaltaktuator durch eine Schaltwalze gebildet wird, wobei die einzelnen Schaltsteuerkonturen in axialer Richtung versetzt zueinander angeordnet und als in der Oberfläche der Schaltwalze ausgebildete Schaltspuren bzw. -gassen ausgebildet sind, von denen eine jede zumindest einen Kurvenabschnitt mit sich in axialer Richtung der Schaltwalze erstreckender Amplitude aufweist. Aufgrund der Tatsache, dass der als Schaltwalze ausgebildete Schaltaktuator dabei verschiebbar bzw. translatorisch beweglich ist, kann dabei erreicht werden, dass im Unterschied zu einer herkömmlichen Schaltwalzen-Schalteinrichtung, wie sie beispielsweise von mittels Fußschalthebel-betätigten Motorradwechselgetrieben bekannt sind, die einzelnen Gänge nicht unbedingt sequentiell nacheinander durchgeschaltet werden müssen, sondern dass bei Bedarf auch ein oder mehrere Gänge übersprungen werden können, was landläufig als „Skip Shifting“ bekannt ist, so dass beispielsweise vom ersten Gang direkt in den dritten Gang hoch oder vom vierten Gang direkt in den zweiten Gang heruntergeschaltet werden kann.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass der Schaltaktuator durch eine ebene Platte gebildet wird, wobei die einzelnen Schaltsteuerkonturen in Richtung des Verschiebefreiheitsgrads des als Platte ausgebildeten Schaltaktuators versetzt zueinander angeordnet und als in der Platte ausgebildete Schaltspuren bzw. -gassen ausgebildet sind. Rein anschaulich betrachtet entspricht dabei gewissermaßen der als eine ebene Platte ausgebildete Schaltaktuator der Abwicklung eines als Schaltwalze ausgebildeten Schaltaktuators mit dem Unterschied, dass der Drehfreiheitsgrad der Abwicklung einer Schaltwalze einem translatorischen Freiheitsgrad entspricht, wohingegen der als ebene Platte ausgebildete Schaltaktuator nicht etwa über zwei translatorische Freiheitsgrade, sondern wie eine Schaltwalze über einen rotatorischen und einen translatorischen Freiheitsgrad verfügt.
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Hierzu kann die Platte gemäß einer weiteren Ausführungsform eine Kulissenführung aufweisen, welche derart ausgebildet ist, dass die Platte in ihrer Plattenebene sowohl verschwenkt als auch verschoben werden kann. Beispielsweise kann solch eine Kulissenführung dadurch realisiert werden, dass in der Platte ein Langloch ausgebildet ist, welches einen ortsfesten Führungsstift aufnimmt, so dass die Platte einerseits um diesen Führungsstift verschwenkt werden und andererseits in Längsrichtung des Langlochs geführt durch den Führungsstift verschoben werden kann.
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Zwar können direkt an den einzelnen Schaltgabeln zur Betätigung der Schaltmuffen in die jeweiligen Schaltsteuerkonturen eingreifende Schaltfinger vorgesehen sein; gemäß einer weiteren Ausführungsform kann es jedoch vorgesehen sein, dass das erste Schaltelement eine erste Schaltstange mit einem ersten Schaltfinger und das zweite Schaltelement eine zweite Schaltstange mit einem zweiten Schaltfinger umfasst, wobei der erste Schaltfinger in der ersten Stellung des als Schaltwalze oder als ebene Platte ausgebildeten Schaltaktuators mit der ersten Schaltsteuerkontur und in der zweiten Stellung des Schaltaktuators mit der dritten Schaltsteuerkontur in Eingriff steht, und/oder wobei der zweite Schaltfinger in der ersten Stellung des Schaltaktuators mit der zweiten Schaltsteuerkontur und in der zweiten Stellung des Schaltaktuators mit der vierten Schaltsteuerkontur in Eingriff steht. Der Schaltaktuator stellt somit gewissermaßen die Schnittstelle zwischen einem inneren und einem äußeren Schaltmechanismus dar, so dass keine konstruktiven Modifikationen am inneren Schaltmechanismus des Fahrzeuggetriebes vorgenommen werden müssen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die erste Schaltsteuerkontur mit der dritten Schaltsteuerkontur durch eine Umschaltnut verbunden sein, die sich in Richtung des translatorischen Bewegungsfreiheitsgrads des als Schaltwalze oder als ebene Platte ausgebildeten Schaltaktuators erstreckt. In entsprechender Weise kann die zweite Schaltsteuerkontur mit der vierten Schaltsteuerkontur durch eine Umschaltnut verbunden sein, die sich in Richtung des translatorischen Bewegungsfreiheitsgrads des als Schaltwalze oder als ebene Platte ausgebildeten Schaltaktuators erstreckt. Die in Rede stehende Umschaltnuten bilden dabei gewissermaßen die Leerlaufgasse des H-Schaltmusters des Ganghebels ab, wodurch sichergestellt werden kann, dass der Schaltaktuator zwischen seinen beiden Stellungen verschoben werden kann, wenn kein Gang eingelegt ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass der Schaltaktuator durch eine Schaltwalze gebildet wird, bei der die einzelnen Schaltsteuerkonturen ebenfalls in axialer Richtung zueinander versetzt angeordnet sind, jedoch als in radialer Richtung der Schaltwalze sich erstreckende Nocken in Form von Nockenerhebungen und/oder Nockensenkungen ausgebildet sind. Anders als bei in der Oberfläche einer Schaltwalze ausgebildeten Schaltspuren bzw. -gassen, die jeweils einen Kurvenabschnitt mit sich in axialer Richtung der Schaltwalze erstreckender Amplitude aufweisen, bewirken die als Nocken ausgebildeten Schaltsteuerkonturen somit nicht etwa eine Auslenkung der jeweiligen Schaltstangen in axialer Richtung der Schaltwalze sondern in radialer Richtung der Schaltwalze. Handelt es sich daher bei den einzelnen Schaltsteuerkonturen um in der Oberfläche einer Schaltwalze ausgebildete Schaltspuren, so kann die Achse der Schaltwalze parallel zur Längserstreckung der beiden Schaltstangen ausgerichtet werden. Handelt es sich hingegen bei den Schaltsteuerkonturen um sich in radialer Richtung einer Schaltwalze sich erstreckende Nocken, so kann die Schaltwalze so orientiert werden, dass ihre Achse senkrecht zur Längserstreckung der beiden Schaltstangen ausgerichtet ist. Somit kann die Schaltwalze je nach verfügbarem Bauraum parallel oder senkrecht zur Längserstreckung der beiden Schaltstangen ausgerichtet werden.
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Wie bei der Ausführungsform, bei der die einzelnen Schaltsteuerkonturen als in der Oberfläche einer Schaltwalze ausgebildete Schaltspuren mit sich in axialer Richtung der Schaltwalze erstreckender Amplitude ausgebildet sind, kann auch bei der Ausführungsform, bei der die einzelnen Schaltsteuerkonturen durch sich in radialer Richtung einer Schaltwalze erstreckende Nocken in Form von Nockenerhebungen und/oder Nockensenkungen ausgebildet sind, das erste Schaltelement eine erste Schaltstange mit einem ersten Schaltfinger und das zweite Schaltelement eine zweite Schaltstange mit einem zweiten Schaltfinger umfassen. Hierbei kann in radialer Richtung der Schaltwalze der erste Schaltfinger in der ersten Stellung des Schaltaktuators mit der ersten Schaltsteuerkontur und in der zweiten Stellung des Schaltaktuators mit der dritten Schaltsteuerkontur ausgerichtet sein. In entsprechender Weise kann in radialer Richtung der Schaltwalze der zweite Schaltfinger in der ersten Stellung des Schaltaktuators mit der zweiten Schaltsteuerkontur und in der zweiten Stellung des Schaltaktuators mit der vierten Schaltsteuerkontur ausgerichtet sein. Je nach Schaltstellung des Schaltaktuators ist also der Schaltfinger der jeweiligen Schaltstange mit einer anderen Schaltsteuerkontur ausgerichtet, wodurch anders als bei herkömmlichen schaltwalzenbasierten Schalteinrichtungen bei Bedarf gezielt einzelne Gänge im Sinne eines „Skip Shiftings“ übersprungen werden können.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform können die beiden Schaltstangen jeweils mittels einer Feder vorgespannt sein, so dass die freien Enden ihrer jeweiligen Schaltfinger in Richtung der als Nocken ausgebildeten zugehörigen Schaltsteuerkontur gedrängt werden. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass die einzelnen Schaltstangen nach erfolgter Auslenkung durch eine Nockenerhebung wieder zurück in ihre Neutralstellung oder in eine Stellung überführt werden können, in der der jeweilige Schaltfinger in einer Nockensenkung zu liegen kommt.
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Im Folgenden wird die Erfindung nun rein exemplarisch unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, in denen:
- 1 eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schalteinrichtung zeigt;
- 2 eine Ansicht der Schaltwalze der Schalteinrichtung gemäß 1 zeigt;
- 3 die Schalteinrichtung der 1 in ihrer Neutralstellung zeigt;
- 4 die Schalteinrichtung der 1 in Rück- und Vorderansicht bei eingelegtem ersten Gang zeigt;
- 5 die Schalteinrichtung der 1 in Rück- und Vorderansicht bei eingelegtem zweiten Gang zeigt;
- 6 die Schalteinrichtung der 1 in Rück- und Vorderansicht bei eingelegtem dritten Gang zeigt;
- 7 die Schalteinrichtung der 1 in Rück- und Vorderansicht bei eingelegtem vierten Gang zeigt;
- 8 eine perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schalteinrichtung zeigt;
- 9 die Schalteinrichtung der 8 in ihrer Neutralstellung in unterschiedlichen Ansichten zeigt;
- 10 die Schalteinrichtung der 8 bei eingelegtem ersten Gang zeigt;
- 11 die Schalteinrichtung der 8 bei eingelegtem zweiten Gang zeigt;
- 12 die Schalteinrichtung der 8 bei eingelegtem dritten Gang zeigt;
- 13 die Schalteinrichtung der 8 bei eingelegtem vierten Gang zeigt;
- 14 eine perspektivische Darstellung einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schalteinrichtung zeigt;
- 15 die Schalteinrichtung der 14 in einer ersten Neutralstellung zeigt;
- 16 die Schalteinrichtung der 14 bei eingelegtem ersten Gang zeigt;
- 17 die Schalteinrichtung der 14 bei eingelegtem zweiten Gang zeigt;
- 18 die Schalteinrichtung der 16 in einer zweiten Neutralstellung zeigt;
- 19 die Schalteinrichtung der 14 bei eingelegtem dritten Gang zeigt; und
- 20 die Schalteinrichtung der 14 bei eingelegtem vierten Gang zeigt.
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Die 1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schalteinrichtung 10, bei der der Schaltaktuator als eine Schaltwalze 12 ausgebildet ist.
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Die Schalteinrichtung 10 umfasst ein erstes Schaltelement in Form einer ersten Schaltstange 14 und ein zweites Schaltelement in Form einer zweiten Schaltstange 16, wobei an der ersten Schaltstange 14 eine erste Schaltgabel 18 und an der zweiten Schaltstange 16 eine zweite Schaltgabel 20 befestigt ist. Die beiden Schaltgabeln 18, 20 dienen dabei jeweils zur Aufnahme einer nicht dargestellten Schaltmuffe, mittels derer sich das Losrad eines Gangpaares nach erfolgter Synchronisierung durch einen Synchronring mit der Losradwelle, auf der sich das jeweilige Losrad befindet, drehfest verbinden lässt. Hierzu sind die beiden Schaltstangen 14, 16 in einem hier nicht dargestellten Getriebegehäuse in Richtung ihrer Längserstreckung verschiebbar gelagert. Wird hierbei beispielsweise die erste Schaltstange 14 in Richtung des Pfeils „1“ nach rechts verschoben, so wird das Losrad des Gangradpaars für den ersten Gang drehfest mit der Losradwelle verbunden und somit der erste Gang eingelegt. Wird hingegen die erste Schaltstange 14 in Richtung des Pfeils „3“ nach links verschoben, so wird hierbei das Losrad des Gangradpaars für den dritten Gang drehfest mit der Losradwelle verbunden und somit der dritte Gang eingelegt. In entsprechender Weise wird der zweite Gang eingelegt, wenn die zweite Schaltstange 16 nach links verschoben wird, wohingegen der vierte Gang eingelegt wird, wenn die zweite Schaltstange 16 entsprechend dem Pfeil „4“ nach rechts verschoben wird.
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Wie den voranstehenden Erläuterungen entnommen werden kann, befinden sich also die Gangradpaare für den ersten und dritten Gang unmittelbar benachbart zueinander, wobei sich dazwischen die erste Schaltgabel 18 erstreckt und auch die beiden Gangradpaare für den zweiten und vierten Gang befinden sich unmittelbar benachbart zueinander, wobei sich dazwischen die Schaltgabel 20 erstreckt. Da bei einer herkömmlichen Schalteinrichtung eine Vor-Rück-Bewegung des Ganghebels eine translatorische Bewegung der jeweiligen Schaltstange bewirkt, würde beispielsweise aufgrund der Tatsache, dass das Gangradpaar für den dritten Gang unmittelbar benachbart zu dem Gangradpaar für den ersten Gang angeordnet ist, die Verwendung einer herkömmlichen Schalteinrichtung dazu führen, dass vom ersten Gang direkt in den dritten Gang geschaltet wird, wenn der Ganghebel von links vorne nach links hinten gezogen wird. Mit anderen Worten würde sich bei einem herkömmlichen H-Schaltmuster des Ganghebels der dritte Gang links hinten und somit dort befinden, wo sich normalerweise der zweite Gang befindet. In entsprechender Weise würde sich der zweite Gang rechts vorne und somit dort befinden, wo sich bei einem herkömmlichen H-Schaltmuster normalerweise der dritte Gang befindet.
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Um trotz der Tatsache, dass hier im Unterschied zu einer herkömmlichen Schalteinrichtung dem ersten und dem dritten Gang bzw. dem zweiten und dem vierten Gang jeweils eine gemeinsame Schaltmuffe zugeordnet ist, die einzelnen Gänge mittels des Ganghebels entsprechend einem herkömmlichen H-Schaltmuster anwählen zu können, erfolgt hier die Betätigung der beiden Schaltstangen 14, 16 über den hier als Schaltwalze 12 ausgebildeten Schaltaktuator, da dieser so ausgebildet ist, dass die einzelnen Gänge mittels des Ganghebels entsprechend einem herkömmlichen H-Schaltmuster angewählt werden können, bei dem sich der erste Gang links vorne, der zweite Gang links hinten, der dritte Gang rechts vorne und der vierte Gang rechts hinten befindet.
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Mit anderen Worten erfolgt durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Schaltaktuators eine Konvertierung des Schaltmusters zur Betätigung der einzelnen Gänge in ein herkömmliches H-Schaltmuster.
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Hierzu kann die Schaltwalze 12 zum einen um ihre Längsachse verdreht und zum anderen in Richtung ihrer Längsachse zwischen einer ersten Stellung und zweiten Stellung verschoben werden. Die Schaltwalze 12 ist dabei derart kinematisch mit dem Ganghebel gekoppelt, dass eine Vor-Rück-Bewegung desselben eine Drehbewegung der Schaltwalze 12 und eine Rechts-Links-Bewegung des Ganghebels eine translatorische Verschiebung der Schaltwalze 12 bewirkt. In der Oberfläche der Schaltwalze 12 sind dabei vier Schaltspuren bzw. -gassen 21, 22, 23, 24 als Schaltsteuerkonturen ausgebildet, welche in axialer Richtung zueinander versetzt sind und jeweils einen Kurvenabschnitt 25 (siehe beispielweise 2 und/oder 5) mit sich in axialer Richtung der Schaltwalze erstreckender Amplitude aufweisen. Hierbei ist die erste Schaltspur 21 dem ersten Gang, die zweite Schaltspur 22 dem zweiten Gang, die dritte Schaltspur 23 dem dritten Gang und die vierte Schaltspur 24 dem vierten Gang zugeordnet.
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Um nun durch Betätigung der Schaltwalze 12 mittels des Ganghebels die Schaltstangen 14, 16 zur Durchführung eines Gangwechsels verschieben zu können, ist an der ersten Schaltstange 14 ein erster Schaltfinger 26 befestigt, welcher einen Mitnehmer 27 aufweist, der in der 1 dargestellten ersten Stellung der Schaltwalze 12 in die erste Schaltspur 21 eingreift. In entsprechender Weise ist an der zweiten Schaltstange 16 ein zweiter Schaltfinger 28 befestigt, welcher einen Mitnehmer 30 aufweist, der in die zweite Schaltspur 22 eingreift. Genauer befinden sich die beiden Mitnehmer 27, 30 in der in der 1 dargestellten Stellung jeweils an einem Kreuzungspunkt, an dem eine erste bzw. eine zweite Umschaltnut 32, 34, die die einzelnen Schaltspuren 21, 22, 23, 24 miteinander verbinden, die erste Schaltspur 21 bzw. die zweite Schaltspur 22 schneiden. In der Vorderansicht der 1 ist lediglich die zweite Umschaltnut 34 erkennbar, wohingegen sich die erste Umschaltnut 32 auf der gegenüberliegenden Seite der Schaltwalze 12 befindet und beispielsweise in der Rückansicht gemäß 4 erkennbar ist. Obwohl bei der hier dargestellten Ausführungsform die beiden Schaltfinger 26, 28 von einander gegenüberliegenden Seiten in die Schaltwalze 12 und insbesondere die darin ausgebildeten Schaltspuren 21, 22, 23, 24 und Umschaltnuten 32, 34 eingreifen, könnten die Schaltfinger 26, 28 gemäß einer anderen Ausführungsform auch von ein und derselben Seite aus in die Schaltwalze 12 eingreifen.
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Die in der 1 dargestellte erste Stellung der Schaltwalze 12 entspricht somit gewissermaßen der in der 3 dargestellten Neutralstellung, in der die Schaltwalze 12 aufgrund der Tatsache, dass sich die beiden Mitnehmer 27, 30 in der jeweiligen Umschaltnut 32, 34 befinden, durch eine Rechts-Links-Bewegung des Ganghebels in axialer Richtung verschieben lässt, ohne dass dies zu einer Betätigung der Schaltstangen 14, 16 führt.
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Wird hingegen der Ganghebel in seine Stellung für den ersten Gang nach links vorne gedrückt, so wird hierdurch die Schaltwalze 12 einer Rechtsdrehung gemäß dem Drehpfeil „R“ in der 4 unterworfen, wodurch der erste Mitnehmer 27 des ersten Schaltfingers 26 und damit die erste Schaltstange 14 durch den glockenkurvenfömigen Kurvenabschnitt 25 der ersten Schaltspur 21 ausgelenkt wird (siehe hierzu die Rückansicht der 4). Die erste Schaltstange 14 wird somit in der gewünschten Weise in Richtung des Pfeils „1“ der 1 verschoben, um über die erste Schaltgabel 18 das Losrad des Gangradpaars für den ersten Gang drehfest mit der Losradwelle verbinden zu können. Die zweite Schaltspur 22 weist hingegen in der Drehstellung gemäß 4 keinen Kurvenabschnitt auf, so dass durch eine Bewegung des Ganghebels nach links vorne die zweite Schaltstange 16 aufgrund des Eingriffs des Schaltfingers 28 mit seinem Mitnehmer 30 in die zweite Schaltspur 22 nicht verschoben wird.
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Wird nun der Ganghebel nach links hinten gezogen, um den zweiten Gang einzulegen, so wird der zweite Mitnehmer 30 des zweiten Schaltfingers 28 durch den glockenkurvenfömigen Kurvenabschnitt 25 der zweiten Schaltspur 22 in Richtung des Pfeils „2“ der 1 und damit die zweite Schaltstange 16 in der gewünschten Weise verschoben, um das Losrad des Gangradpaars für den zweiten Gang mittels der zweiten Schaltgabel 20 drehfest mit der Losradwelle verbinden zu können.
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Soll nun ausgehend vom zweiten Gang der dritte Gang eingelegt werden, wird der Ganghebel in seine Leerlaufgasse gedrückt, was zur Folge hat, dass die zweite Schaltstange 16 in ihre Neutralstellung zurückgelangt (3). In dieser Stellung kann nun der Ganghebel nach rechts verschwenkt und damit die Schaltwalze 12 in ihre zweite Stellung verschoben werden, in der der erste Schaltfinger 26 bzw. dessen Mitnehmer 27 mit der dritten Schaltspur 23 und der zweite Schaltfinger 28 bzw. der zweite Mitnehmer 30 mit der vierten Schaltspur 24 ausgerichtet ist. Wird nun der Ganghebel nach rechts vorne gedrückt und damit die Schaltwalze 12 gemäß dem Drehpfeil „R“ gemäß 6 einer Rechtsbewegung unterworfen, so wird die erste Schaltstange 14 über ihren Schaltfinger 26 durch den glockenkurvenfömigen Kurvenabschnitt 25 der dritten Schaltspur 23 in Richtung des Pfeils „3“ der 1 zur Schaltung des dritten Gangs verschoben. Die zweite Schaltstange 16 bleibt hingegen in ihrer Neutralstellung, da die vierte Schaltspur 24 in der Drehstellung der Schaltwalze 12 gemäß 6 keinen Kurvenabschnitt aufweist.
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Wird nun der Ganghebel nach rechts hinten gezogen, um den vierten Gang einzulegen, so wird die erste Schaltstange 14 über den glockenkurvenfömigen Kurvenabschnitt 25 der dritten Schaltspur 23 zurück in ihre Neutralstellung verschoben, wohingegen die zweite Schaltstange 16 über ihren Schaltfinger 28 durch den glockenkurvenfömigen Kurvenabschnitt 25 der vierten Schaltspur 24 in Richtung des Pfeils „4“ gemäß 1 ausgelenkt wird.
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Somit kann die erste Schaltstange 14 in der ersten Stellung der Schaltwalze 12 aufgrund einer Drehung derselben durch die erste Schaltspur 21 und in der zweiten Stellung der Schaltwalze 12 aufgrund einer Drehung derselben durch die dritte Schaltspur 23 betätigt werden. In entsprechender Weise kann die zweite Schaltstange 16 in der ersten Stellung der Schaltwalze 12 aufgrund einer Drehung derselben durch die zweite Schaltspur 22 und in der zweiten Stellung der Schaltwalze 12 aufgrund einer Drehung derselben durch die vierte Schaltspur 24 betätigt werden.
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Im Folgenden wird nun unter Bezugnahme auf die 8 bis 13 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schalteinrichtung 10 erläutert. Der wesentliche Unterschied gegenüber der ersten Ausführungsform gemäß den 1 bis 7 besteht hierbei in der Ausbildung sowie der Ausrichtung der Schaltwalze 12, welche hier anders als bei der ersten Ausführungsform nicht parallel zur Längserstreckung der beiden Schaltstangen 14, 16, sondern senkrecht zur Längserstreckung der beiden Schaltstangen 14, 16 ausgerichtet ist. Auch hier weist die Schaltwalze 12 vier in axialer Richtung zueinander versetzte Schaltsteuerkonturen auf, welche hier jedoch als sich in radialer Richtung der Schaltwalze 12 erstreckende Nocken in Form von hier nur schematisch angedeuteten Nockenerhebungen 36 und Nockensenkungen 38 ausgebildet sind. Genauer werden die Schaltsteuerkonturen 21, 24 für den ersten und vierten Gang jeweils durch eine Nockensenkung 38 und die Schaltsteuerkonturen 22, 23 für den zweiten und dritten Gang durch eine Nockenerhebung 36 gebildet, welche in der Praxis entgegen der hier schematisch angedeuteten Form eher jeweils eine glockenkurvenfömige Kontur aufweisen.
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Auch hier weisen die beiden Schaltstangen 14, 16 jeweils einen Schaltfinger 26, 28 auf, wobei sich diese Schaltfinger 26, 28 in der Neutralstellung gemäß den 8 und 9 in Anlage mit der zylindrischen Oberfläche der Schaltwalze 12 befinden. In dieser Neutralstellung kann der Ganghebel 40 in der Leerlaufgasse 42 einer Rechts-Links-Bewegung unterworfen werden, ohne dass hierbei einer der beiden Schaltfinger 26, 28 mit den Nockenerhebungen 36 bzw. Nockensenkungen 38 in Eingriff gelangt.
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Soll nun für den ersten Gang die erste Schaltstange 14 gemäß dem Pfeil „1“ der 8 nach rechts verschoben werden, so wird hierzu der Ganghebel 40 in seine Stellung für den ersten Gang nach links vorne gedrückt (10), was zur Folge hat, dass der erste Schaltfinger 26 in die Nockensenkung 38 der ersten Schaltsteuerkontur 21 eintaucht, wozu die erste Schaltstange 14 mittels einer Feder 44 in Richtung der Schaltwalze 12 vorgespannt ist. Wird der Ganghebel 40 nun nach hinten in seine Stellung für den zweiten Gang gezogen, so wird hierbei der erste Schaltfinger 26 durch die Kontur der Nockenerhebung 36 und damit die erste Schaltstange 14 wieder in ihre Neutralstellung geschoben, wohingegen der zweite Schaltfinger 28 der zweiten Schaltstange 16 durch die Kontur der Nockenerhebung 36 der zweiten Schaltsteuerkontur 22 entsprechend dem Pfeil „2“ der 8 für den zweiten Gang nach links gedrückt wird.
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Soll hingegen der dritte Gang eingelegt werden, so wird hierzu der Ganghebel 40 in seiner Leerlaufgasse 42 nach rechts verschwenkt, was eine Verschiebung der Schaltwalze 12 in ihre zweite Stellung zur Folge hat, in der die beiden Schaltfinger 26, 28 nun mit der dritten bzw. vierten Schaltsteuerkontur 23, 24 bzw. der zugehörigen Nockenerhebung 36 bzw. Nockensenkung 38 ausgerichtet sind, so dass nun durch eine Vor-Rück-Bewegung der dritte und vierte Gang eingelegt werden kann. Auch die zweite Schaltstange 16 ist dabei mittels einer Feder 44 in Richtung der Schaltwalze 12 vorgespannt, damit der zweite Schaltfinger 28 in die Nockensenkung 38 der vierten Schaltsteuerkontur 24 eintauchen kann.
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Im Folgenden wird nun unter Bezugnahme auf die 14 bis 20 eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schalteinrichtung 10 beschrieben, bei der der Schaltaktuator anders als bei den beiden ersten Ausführungsformen nicht etwa durch eine Schaltwalze 12, sondern durch eine ebene Schaltplatte 13 gebildet wird.
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Auch dieser Schaltaktuator in Form der Schaltplatte 13 weist sowohl einen rotatorischen als auch einen translatorischen Bewegungsfreiheitsgrad auf. Hierzu ist in der Schaltplatte 13 ein Langloch 46 ausgebildet, in das ein gehäusefester Zapfen 48 eingreift, wodurch eine Kulissenführung gebildet wird, durch die gewährleistet werden kann, dass die Schaltplatte 13 in ihrer Plattenebene sowohl verdreht als auch verschoben werden kann.
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Auch hier sind wiederum vier Schaltsteuerkonturen bzw. Schaltspuren 21, 22, 23, 24 für die einzelnen Gänge vorgesehen. Die einzelnen Schaltsteuerkonturen sind hierbei in Richtung des Verschiebefreiheitsgrads der Schaltplatte 13 versetzt zueinander angeordnet, wobei auch hier wiederum sowohl die Schaltsteuerkonturen 21, 23 für den ersten und dritten Gang als auch die Schaltsteuerkonturen 22, 24 für den zweiten und vierten Gang durch eine Umschaltnut 32, 34 miteinander verbunden sind.
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Die 14 und 15 zeigen die Schalteinrichtung 10 in ihrer Neutralstellung, da hier die Schaltfinger 26, 28, die senkrecht von der ersten bzw. zweiten Schaltstange 14, 16 abstehen, mit den beiden Umschaltnuten 32, 34 ausgerichtet sind, so dass die Schaltplatte 13 durch eine Rechts-Links-Bewegung des Ganghebels zwischen ihren beiden Stellungen in Richtung der Umschaltnuten 32, 34 verschoben werden kann.
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Soll nun ausgehend von der Neutralstellung der 15 der erste Gang eingelegt werden, so wird die Schaltplatte 13 um den Zapfen 48 nach links verschwenkt, wenn der Ganghebel nach links vorne in seine Stellung für den ersten Gang gedrückt wird. Hierbei gelangt der erste Schaltfinger 26 der ersten Schaltstange 14 mit einem Kurvenabschnitt 25 der ersten Schaltsteuerkontur 21 in Eingriff, wodurch die erste Schaltstange 14 aufgrund der Tatsache, dass der Kurvenabschnitt 25 der ersten Schaltsteuerkontur 21 einen im Uhrzeigersinn zunehmenden Abstand von dem Zapfen 48 aufweist, gemäß dem Pfeil „1“ der 14 nach rechts verschoben wird. Demgegenüber weist der Abschnitt der zweiten Schaltsteuerkontur 22, in die der zweite Schaltfinger 28 eingreift, einen konstanten Abstand von dem Zapfen 48 auf, was zur Folge hat, dass die zweite Schaltstange 16 nicht ausgelenkt bzw. verschoben wird.
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Um den zweiten Gang einzulegen, wird der Ganghebel ausgehend aus seiner Neutralstellung nach links hinten gezogen, was zur Folge hat, dass die Schaltplatte 13 gemäß dem Übergang von der 15 zur 17 um den Zapfen 48 nach rechts verschwenkt wird. Hierbei gelangt der zweite Schaltfinger 28 der zweiten Schaltstange 16 mit dem Kurvenabschnitt 25 der zweiten Schaltsteuerkontur 22 in Eingriff. Aufgrund der Tatsache, dass der Abstand des Kurvenabschnitts 25 der zweiten Schaltsteuerkontur 22 im Gegenuhrzeigersinn von dem Zapfen 48 abnimmt, wird die zweite Schaltstange 16 in der gewünschten Weise in Richtung des Pfeils „2“ der 14 nach links verschoben, wenn die Schaltplatte 13 nach rechts verschwenkt wird.
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Um den dritten oder vierten Gang einzulegen, wird die Schaltplatte 13 durch den Zapfen 48 und die beiden Schaltfinger 26, 28 geführt in ihre zweite Stellung nach links verschoben (18), wenn der Ganghebel in der Leerlaufgasse nach rechts verschoben wird. In dieser zweiten Stellung sind nun die beiden Schaltfinger 26, 28 mit der dritten bzw. vierten Schaltsteuerkontur 23, 24 ausgerichtet, so dass durch eine Vor-Rück-Bewegung des Ganghebels nun der dritte bzw. vierte Gang geschaltet werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Schalteinrichtung
- 12
- Schaltwalze, Schaltaktuator
- 13
- Schaltplatte, Schaltaktuator
- 14
- erste Schaltstange erstes Schaltelement
- 16
- zweite Schaltstange, zweites Schaltelement
- 18
- erste Schaltgabel
- 20
- zweite Schaltgabel
- 21
- erste Schaltsteuerkontur/Schaltspur für den ersten Gang
- 22
- zweite Schaltsteuerkontur/Schaltspur für den zweiten Gang
- 23
- dritte Schaltsteuerkontur/Schaltspur für den dritten Gang
- 24
- vierte Schaltsteuerkontur/Schaltspur für den vierten Gang
- 25
- Kurvenabschnitt
- 26
- erster Schaltfinger
- 27
- erster Mitnehmer
- 28
- zweiter Schaltfinger
- 30
- zweiter Mitnehmer
- 32
- erste Umschaltnut
- 34
- zweite Umschaltnut
- 36
- Nockenerhebung
- 38
- Nockensenkung
- 40
- Ganghebel
- 42
- Leerlaufgasse
- 44
- Feder
- 46
- Langloch
- 48
- Zapfen
- „R“
- Drehpfeil
- „L“
- Drehpfeil
- „1“,„2“,„3“,„4“
- Pfeil
