DE10229302A1

DE10229302A1 - Gear shift for a multiple gear cog wheel change gear for motorized vehicle has central selector shaft in gear housing, with t transmission, bolt and catch element

Info

Publication number: DE10229302A1
Application number: DE2002129302
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl.-Ing. Drabek
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2002-06-29
Filing date: 2002-06-29
Publication date: 2004-01-15

Abstract

A central selector or gear-shift shaft (4) is positioned in a gear housing (2) and causes a clutch to be operated and a clutch selected as a result of the shaft turning and axially moving. A transmission element (6) positioned on the main or auxiliary shaft.transfers the rotary movement of the shaft into a longitudinal movement of a bolt(10) in the gear housing. The shape (12) of the bolt is like that of the selector forces onto which a catch element (16,18) in the housing works.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a switching device according to the preamble of claim 1.

Bei Schalteinrichtungen in Handschaltgetrieben mit zentraler Schaltwelle kommen zur Erzeugung von Wähl- und Schaltkräften verschiedene Bauteile im Getriebe zum Einsatz. Die Bauteile dienen insbesondere dazu, den Fahrzeugführer bei der Führung des Schalthebels in den Schaltgassen entsprechend dem Schaltbild zu unterstützen und gleichzeitig durch die Unterstützung eine Beschädigung von Bauteilen im Getriebe zu vermeiden. Der Fahrzeugführer soll ein Gefühl dafür bekommen, in welcher Schaltgasse er sich mit seinem Schalthebel gerade befindet. Besondere Berücksichtigung soll dabei der Übergang in diejenigen Schaltgassen finden, in denen besonders kleine Übersetzungen geschaltet werden oder in denen die Übersetzung für den Rückwärtsgang geschaltet wird. Würde ein zu kleines Übersetzungsverhältnis oder der Rückwärtsgang geschaltet, ohne dass die Fahrzeugbedingungen dies zulassen, insbesondere aufgrund einer zu hohen Geschwindigkeit bei der eingeleiteten Fahrtrichtungsumkehr ohne Stillstand des Fahrzeugs, so würde die Schalteinrichtung und besonders die Synchronisierungen Schaden nehmen.For switching devices in manual transmissions with central switching shaft come to the generation of dialing and shifting forces various components in the gearbox. The components serve especially to the driver in the leadership of the shift lever in the shift lanes according to the circuit diagram to support and at the same time, by supporting damage from Avoid components in the gearbox. The driver should a feeling for getting in which shift gate he is currently with his shift lever. Special consideration should be the transition in those switch alleys where there are particularly small translations be switched or in which the translation for reverse gear is switched. Would a too low gear ratio or the reverse gear switched without the vehicle conditions allowing this, in particular due to too high a speed when reversing the direction of travel without the vehicle being at a standstill, the switching device and especially the synchronizations are damaged.

Aus der EP 0 479 876 B1 ist eine als Hebel ausgebildeten Wählschwinge, in deren Nabe die Wähl- bzw. Schaltwelle über in axial verlaufenden Führungsnuten der Nabe eingreifende Wälzkörper drehfest und axial verschiebbar ausgeführt ist, ist gegen die Kraft wenigstens eines gehäusefesten Federelements aus ihrer Neutral- in eine Wählstellung verschwenkbar. Die Lagerung der als Hebel ausgebildeten Wählschwinge auf der Wähl- bzw. Schaltwelle ist sehr aufwendig ausgebildet. In der Wähl- bzw. Schaltwelle müssen Durchmesserreduzierungen vorgenommen werden, um die Wälzkörper aufzunehmen, was zu einer Beeinträchtigung der Stabilität führen kann.From the EP 0 479 876 B1 is a selector rocker designed as a lever, in the hub of which the selector or selector shaft is designed to be non-rotatable and axially displaceable via rolling elements engaging in axially extending guide grooves of the hub, can be pivoted against the force of at least one spring element fixed to the housing from its neutral position into a selected position. The mounting of the selector rocker designed as a lever on the selector or selector shaft is very complex. Diameter reductions must be carried out in the selector or switching shaft to accommodate the rolling elements, which can impair stability.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schalteinrichtung aufzuzeigen, die die Nachteile des Standes der Technik beseitigt und eine einfache Wählkraftrastierung gewährleistet.The invention has for its object a Switching device to show the disadvantages of the prior art Technology eliminated and simple dial force locking guaranteed.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Schalteinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.The task is solved by a switching device with the features of claim 1. refinements are the subject of subclaims.

Eine Schalteinrichtung für ein mehrgängiges Zahnräder-Wechselgetriebe eines Kraftfahrzeuges mit einer zentralen Wähl- bzw. Schaltwelle ist in einem Getriebegehäuse vierdrehbar und axial verschiebbar angeordnet. Durch die Verdrehung der Wähl- bzw. Schaltwelle ist jeweils eine in einer Schaltgasse zu betätigende Schaltkupplung anwählbar, und durch die anschließende axiale Verschiebung der Wähl- bzw. Schaltwelle sind Gangstufen schaltbar. An der Wähl- bzw. Schaltwelle oder einer von der Wähl- bzw. Schaltwelle angesteuerten Hilfswelle ist ein Übertragungselement vorgesehen, das die Drehbewegung der Wähl- bzw. Schaltwelle in eine Längsbewegung eines Bolzens überträgt. Der Bolzen ist im Getriebegehäuse verschiebbar angeordnet und weist eine Kontur auf, die den Verlauf der Wählkraft für zwischen verschiedenen Schaltgassen nachbildet, und die auf ein im Getriebegehäuse befestigtes Rastenelement einwirkt. In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Übertragungselement an der Wähl- bzw. Schaltwelle oder einer von der Wähl- bzw. Schaltwelle angesteuerten Hilfswelle ein Zahnrad oder Zahnradsegment, das in ein Zahnstangensegment eingreift, welches von dem Bolzen umfasst ist. Die Koppelung der zentralen Wähl- bzw. Schaltwelle kann auch durch eine andere Kinematik erreicht werden, beispielsweise einen an der Wähl- bzw. Schaltwelle angeordneten Steuerstift, der in den Bolzen eingreift. Das Rastenelement umfasst vorzugsweise eine elastische Vorrichtung, durch deren Spannung das Rastenelement auf die Kontur wirkt. Ein solche elastische Vorrichtung kann eine Spiralfeder oder eine Federzunge sein, die beide fest im Gehäuse angeordnet sind. In einer Ausgestaltung der Schalteinrichtung weist die Kontur Vertiefungen auf, in die das Rastenelement in der Position einer Schaltgasse eingreift. Wenn also der Handschalthebel vom Fahrer betätigt unter Verdrehen der Wähl- bzw. Schaltwelle eine Position in der Wählgasse erreicht hat, in der eine Schaltgasse erreicht ist, also eine oder zwei Schaltstufen aus der Neutrallage heraus eingelegt werden können, so rastet das Rastenelement in diese Vertiefung ein und verhindert zunächst ein weiteres Verdrehen der Wähl- bzw. Schaltwelle. Bei einer Ausführungsform umfasst das Rastenelement einen Bolzen, der auf der mit der Kontur versehenen Oberfläche gleitet und geeignet ist, in diese Vertiefungen einzugreifen. Die Abmessungen von diesem Bolzen und die Vertiefungen sind aufeinander abgestimmt, so dass sowohl ein sicheres Halten in der Vertiefung als auch ein bedarfsweise leichtes Fortsetzen einer Wählbewegung ermöglicht wird. Das Gleiche gilt sinngemäß für eine andere Ausführungsform, bei der das Rastenelement eine Kugel umfasst, die auf der mit der Kontur versehenen Oberfläche abrollt und geeignet ist, in die Vertiefungen einzugreifen. Die Vertiefungen der Kontur können in Ausführungsvarianten unterschiedlich ausgebildet sein. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Steigung der Oberfläche der Kontur zwischen einzelnen Vertiefungen unterschiedliche Werte auf. Die Kontur hat damit unterschiedliche Steigungen zwischen den Vertiefungen, wodurch unterschiedliche Wählkräfte beim überstreichen dieser Konturteile aufzuwenden sind.A switching device for a multi-speed gear change gearbox Motor vehicle with a central selector shaft is in a gearbox arranged rotatable and axially displaceable. By twisting the electoral or shift shaft is one to be actuated in a shift gate Clutch selectable, and by the subsequent axial displacement of the selector or selector shaft gear steps are switchable. On the selector or selector shaft or one of the Dialing or Control shaft driven auxiliary shaft, a transmission element is provided that the rotary motion of the dial or shift shaft in a longitudinal movement of a bolt transmits. The bolt is in the gearbox slidably arranged and has a contour that the course the electoral force for between replicates various shift gates, and that on a fixed in the gearbox Detent element acts. In an advantageous embodiment comprises the transmission element the electoral or selector shaft or one controlled by the selector or selector shaft Auxiliary shaft a gear or gear segment that is in a rack segment engages, which is encompassed by the bolt. The coupling of the central dialing or switching shaft can also be achieved by other kinematics are, for example a control pin arranged on the selector or switching shaft, which engages in the bolt. The catch element preferably comprises an elastic device through the tension of the detent element acts on the contour. Such an elastic device can Spiral spring or a spring tongue, both of which are arranged firmly in the housing are. In one configuration of the switching device, the contour has Depressions into which the catch element in the position of a Schaltgasse engages. So if the driver's manual shift lever actuated while turning the dial or shift shaft has reached a position in the dialing lane in which a shift gate has been reached, i.e. one or two shift stages can be inserted from the neutral position, so the detent element snaps into this depression and initially prevents further twisting the electoral or shift shaft. In one embodiment the detent element includes a bolt that is on the with the contour provided surface slides and is suitable to intervene in these depressions. The Dimensions of this bolt and the recesses are on top of each other matched, so that both a secure hold in the recess as well as if necessary a slight continuation of a dialing movement allows becomes. The same applies analogously to another embodiment, in which the catch element comprises a ball, which on the with the Contoured surface rolls and is suitable to engage in the recesses. The Can deepen the contour in design variants be designed differently. In an advantageous embodiment the invention has the slope of the surface of the contour between individual Deepen different values. The contour therefore has different slopes between the depressions, which means that different selection forces when scanning of these contour parts are to be used.

Die vorgeschlagene Schalteinrichtung bietet eine Wählkraftrastierung mit einem geringen Platzbedarf. Die Wählkraft verläuft gleichmäßig durch den ständigen Eingriff von dem Rastenelement auf die Kontur. Bei gleichzeitigem Wählen und Schalten lässt sich in der vorgeschlagenen Schalteinrichtung die Reibung äußerst gering halten. Die Übersetzung zwischen der Wähl- und Schaltwelle und dem Bolzen lässt sich durch übertragenden Verzahnung oder einer sonstigen Kinematik leicht einstellen.The proposed switching device offers dial force locking with a small footprint. The dialing power runs through evenly the permanent Engagement of the catch element on the contour. At the same time Choose and switching can be done in the proposed switching device, the friction is extremely low hold. The translation between the dial and shift shaft and the bolt themselves through transferring Easily adjust gearing or other kinematics.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to a drawing.

Es zeigen:Show it:

1 die Schalteinrichtung mit Zahnradsegment und einem ersten Rastenelement; 1 the switching device with gear segment and a first detent element;

2 die Schalteinrichtung mit Steuerstift und einem zweiten Rastenelement; 2 the switching device with control pin and a second detent element;

3 eine vergrößerte Darstellung der Kontur des Bolzens und 3 an enlarged view of the contour of the bolt and

4 die Schalteinrichtung mit einer Hilfswelle. 4 the switching device with an auxiliary shaft.

Die 1 zeigt in einem Getriebegehäuse 2 eine zentrale Wähl- bzw. Schaltwelle 4, an der an einem beliebigen Ort ein Zahnradsegment 6 befestigt ist. Das Zahnradsegment 6 greift in ein Zahnstangensegment 8 ein, das an einem senkrecht zur zentralen Wähl- bzw. Schaltwelle 4 angeordneten Bolzen 10 ausgebildet ist. Der Bolzen 10 ist in dem Getriebegehäuse 2 verschiebbar gleitend gelagert, so dass der Bolzen 10 über das Zahnstangensegment 8 von Zahnradsegment 6 beim verdrehen der Wähl- bzw. Schaltwelle 4 in der Zeichnungsebene entweder nach links oder rechts verschoben wird. Beim axialen Verschieben der Wähl- bzw. Schaltwelle 4 während des Schaltvorganges verschiebt sich das Zahnradsegment 6 in der Verzahnung des Zahnstangensegments 8. Beide Segmente 6 und 8 bleiben vorzugsweise im Zahneingriff. Der Bolzen 10 weist an seiner Oberfläche eine Kontur 12 auf, in der eine der Anzahl der Schaltgassen des Getriebes entsprechende Anzahl von Vertiefungen 14, 20, 22, 24 eingebracht ist. In die Vertiefungen 14, 20, 22, 24 kann eine durch eine Spiralfeder gegen das Getriebegehäuse 2 angefederte Kugel 16 eines Rastenelementes eingreifen. Bei einem Verschieben des Bolzens 10 wird die Kugel 16 gegen die Spiralfeder 18 hier aus der Vertiefung 20 herausgedrückt und kann auf der Kontur 12 entlang gleiten bzw. rollen, um dann bei Erreichen der nächsten Vertiefung 14 oder 22 in diese Vertiefung 14 oder 22 einzugreifen.The 1 shows in a gearbox 2 a central selector shaft 4 , where a gear segment at any location 6 is attached. The gear segment 6 engages in a rack segment 8th one on a perpendicular to the central selector shaft 4 arranged bolt 10 is trained. The bolt 10 is in the gearbox 2 slidably mounted so that the bolt 10 over the rack segment 8th of gear segment 6 when turning the selector or selector shaft 4 is moved to the left or right in the drawing plane. When the selector or selector shaft is moved axially 4 the gear segment shifts during the switching process 6 in the toothing of the rack segment 8th , Both segments 6 and 8th preferably remain in mesh. The bolt 10 has a contour on its surface 12 in which a number of depressions corresponding to the number of shift gates of the transmission 14 . 20 . 22 . 24 is introduced. In the wells 14 . 20 . 22 . 24 can be against the gear housing by a spiral spring 2 sprung ball 16 engage a catch element. When the bolt moves 10 becomes the ball 16 against the coil spring 18 here from the deepening 20 pushed out and can on the contour 12 slide or roll along to reach the next depression 14 or 22 into this recess 14 or 22 intervene.

In der 3 ist eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts der Kontur 12 aus 1 gezeigt. Hier ist deutlich zu erkennen, wie die Steigungswerte der Kontur 12 zwischen den einzelnen Vertiefungen unterschiedlich ausgebildet sind. Während die Steigung der Kontur 12 zwischen der Vertiefung 20 und den Vertiefungen 14 bzw. 22 noch im wesentlichen gleich ist, nimmt die Steigung von der Vertie fung 22 zur Vertiefung 24 hin zu. Das zeigt sich darin, dass die Winkel a und ß noch nahezu gleich sind, während der Winkel y deutlich größer ausfällt. Die Vertiefung 20 der Kontur 12 entspricht der Neutralstellung eines hier nicht gezeigten und mit der Wähl- bzw. Schaltwelle 4 verbundenen Schalthebels. Aus dieser Neutralstellung heraus muss der Fahrzeugführer beim Wählen eine Wählkraft entsprechend der Kontur 12 zum Verlassen der Vertiefungen 14, 20, 22, 24 und zur Überwindung der Steigungen aufbringen.In the 3 is an enlarged view of a portion of the contour 12 out 1 shown. Here you can clearly see how the slope values of the contour 12 are formed differently between the individual wells. During the slope of the contour 12 between the depression 20 and the wells 14 or 22 is still substantially the same, the slope decreases from the recess 22 for deepening 24 towards. This is shown by the fact that the angles a and ß are still almost the same, while the angle y is significantly larger. The deepening 20 the contour 12 corresponds to the neutral position of one not shown here and with the selector or selector shaft 4 connected shift lever. From this neutral position, the vehicle driver must select a selection force that matches the contour 12 to leave the wells 14 . 20 . 22 . 24 and apply to overcome the slopes.

Die 2 zeigt eine veränderte Darstellung der Schalteinrichtung nach 1. Hier wird der Bolzen 10 von einem Steuerstift 26 betätigt, der mit der Wähl- bzw. Schaltwelle 4 verbunden ist und der in eine Aussparung 28 im Bolzen 10 eingreift. In die Vertiefungen 14, 20, 22 und 24 greift hier ein weiterer Bolzen 30 ein, der von einer Blattfeder 32 gegen das Getriebegehäuse 2 abgestützt wird. Die weiteren Elements entsprechen der 1 bzw. 3.The 2 shows a changed representation of the switching device 1 , Here is the bolt 10 from a control pin 26 operated with the selector shaft 4 is connected and in a recess 28 in the bolt 10 intervenes. In the wells 14 . 20 . 22 and 24 another pin grips here 30 one by a leaf spring 32 against the gearbox 2 is supported. The other elements correspond to the 1 respectively. 3 ,

Die 4 zeigt eine Anordnung der Schalteinrichtung nach 1 mit einer Hilfswelle 34, die ein Zahnrad 36 drehfest trägt. Die Verzahnung am Zahnrad 36 greift in die Verzahnung am Zahnstangensegment 8 ein und betätigt den Bolzen 10 in der zu der 2 beschriebenen Weise. Die Hilfswelle 34 wird von der Wähl- bzw. Schaltwelle 4 angesteuert. Dazu ist auf der Wähl- bzw. Schaltwelle 4 ein Zahnradsegment 6 drehfest befestigt, dessen Verzahnung mit der Verzahnung am Zahnrad 36 kämmt. Alle weiteren Elemente und die Funktionsweise entspricht dem zu 1 Gesagten.The 4 shows an arrangement of the switching device 1 with an auxiliary shaft 34 who have a gear 36 non-rotatable. The gear teeth 36 engages in the toothing on the rack segment 8th and actuates the bolt 10 in the to the 2 described way. The auxiliary wave 34 is from the selector shaft 4 driven. For this is on the selector or selector shaft 4 a gear segment 6 non-rotatably fastened, the teeth with the teeth on the gear 36 combs. All other elements and the functionality correspond to that 1 Said.

22: Getriebegehäusegearbox
44: Wähl- bzw. SchaltwelleDialing or shift shaft
66: Zahnradsegmentgear segment
88th: ZahnstangensegmentRack segment
1010: Bolzenbolt
1212: Konturcontour
1414: Vertiefungdeepening
1616: KugelBullet
1818: Spiralfederspiral spring
2020: Vertiefungdeepening
2222: Vertiefungdeepening
2424: Vertiefungdeepening
2626: Steuerstiftcontrol pin
2828: Aussparungrecess
3030: Bolzenbolt
3232: Blattfederleaf spring
3434: Hilfswelleauxiliary shaft
3636: Zahnradgear
α, β, γα, β, γ: Winkelangle

Claims

Switching device for a multi-speed gear change transmission of a motor vehicle with a central selector or shift shaft ( 4 ) in one Gear housing ( 2 ) is arranged to be rotatable and axially displaceable, a clutch to be actuated in a shift gate being selectable by its rotation and gear stages being switchable by its subsequent axial displacement, characterized in that on the selector shaft or shift shaft ( 4 ) or an auxiliary shaft controlled by the selector or selector shaft ( 34 ) a transmission element ( 6 . 26 ) is provided that the rotary movement of the selector or selector shaft ( 4 ) in a longitudinal movement of a bolt ( 10 ) transmits in the gearbox housing ( 2 ) is arranged displaceably and the contour simulating a selection force curve ( 12 ) on which a in the gear housing ( 2 ) fastened catch element ( 16 . 18 . 30 . 32 ) acts.

Switching device according to claim 1, characterized in that the transmission element on the selector or switching shaft ( 4 ) or an auxiliary shaft controlled by the selector or selector shaft ( 34 ) a gear ( 36 ) or gear segment ( 6 ) which, in a rack segment ( 8th ) which engages from the bolt ( 10 ) is included.

Switching device according to claim 1, characterized in that the transmission element on the selector or switching shaft ( 4 ) a control pin ( 26 ) that fits into a recess ( 28 ) which engages from the bolt ( 10 ) is included.

Switching device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the detent element ( 16 . 18 . 30 . 32 ) an elastic device ( 18 . 32 ), by the tension of which the catch element ( 16 . 18 . 30 . 32 ) on the contour ( 12 ) works.

Switching device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the contour ( 12 ) Deepenings ( 14 . 20 . 22 . 24 ) into which the catch element ( 16 . 30 ) engages in the position of a shift gate.

Switching device according to claim 5, characterized in that the detent element ( 16 . 18 . 30 . 32 ) a bolt ( 30 ) includes, which on the contour ( 12 ) slides and is suitable into the recesses ( 14 . 20 . 22 . 24 ) to intervene.

Switching device according to claim 5, characterized in that the detent element ( 16 . 18 . 30 . 32 ) a ball ( 16 ) which, on the contour ( 12 ) rolls or slides and is suitable, in the recesses ( 14 . 20 . 22 . 24 ) to intervene.

Switching device according to one of claims 5 to 7, characterized in that the depressions ( 14 . 20 . 22 . 24 ) the contour ( 12 ) are differently trained.

Switching device according to one of claims 5 to 8, characterized in that the slope of the surface of the contour ( 12 ) between individual wells ( 14 . 20 . 22 . 24 ) has different values.