DE10361300A1

DE10361300A1 - Vorrichtung zur Übergabe einer Schalt- und Wählbewegung eines Schalthebels

Info

Publication number: DE10361300A1
Application number: DE2003161300
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr. Kalmbach; Alfons Dipl.-Ing. Müller; Edwin Palesch; Michael Dr.-Ing. Salecker; Wolfgang Stephan; Alfred Trzmiel; Peter Dr. Werth
Original assignee: HOFER-PDC GmbH; DaimlerChrysler AG; hofer pdc GmbH
Current assignee: Hofer-Pdc 70327 Stuttgart De GmbH; Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2003-12-24
Filing date: 2003-12-24
Publication date: 2006-02-02

Abstract

Es sind Vorrichtungen bekannt, bei welchen zur Vermeidung einer Driftbewegung, beispielsweise infolge von Leckage, ein Druckausgleich in Endstellungen des Schalthebels (11) erfolgt. DOLLAR A Erfindungsgemäß erfolgt ein Druckausgleich in der Neutralstellung der Schaltgasse und/oder (ausschließlich) während der Wählbewegung außerhalb der Schaltgassen. Hierzu verfügt die Gebereinheit (13) über Schnüffelbohrungen (30, 31), mittels welchen in den vorgenannten, ausgewählten Stellungen des Schalthebels (11) eine Verbindung zwischen dem Arbeitsraum (25) und dem Druckmittelreservoir (32) herstellbar ist. DOLLAR A Die Erfindung betrifft hydraulische Schalteinrichtungen für Kraftfahrzeuge, insbesondere Nutzfahrzeuge.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Übergabe einer Schalt- und Wählbewegung eines Betätigungsorganes, beispielsweise eines Schalthebels, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der Druckschrift DE 44 08 209 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, bei welcher eine Übergabe einer Schalt- und Wählbewegung eines Schalthebels über ein Druckmittel, hier ein Hydraulikmedium, an ein Schaltorgan, hier eine Schaltwelle, erfolgt. Eine Schalt- und Wählvorgabe eines Fahrers erfolgt über eine Positionierung bzw. Bewegung des Schalthebels mittels Schaltbewegungen in Schaltgassen sowie einer Wählbewegung in einer Wählgasse. Nach Maßgabe der Schaltwelle ist ein Schaltzustand eines Getriebes veränderbar. Im hier vorliegenden Fall ist über die Schaltwelle gezielt eine Gangstufe einstellbar bzw. eine Neutralstellung des Getriebes herbeiführbar. Zur Übertragung der Schalt- und Wählvorgabe vom Schalthebel zur Schaltwelle ist der Schalthebel mechanisch mit einer Gebereinheit, hier eine Zylinder-Kolben-Einheit, verbunden sowie die Schaltwelle mechanisch mit einer Nehmereinheit, hier ebenfalls eine Kolben-Zylinder-Einheit, verbunden. Eine Kraftübertragung zwischen den beiden vorgenannten Zylindern erfolgt über das Hydraulikmedium.

Entsprechend der Offenbarung der DE 44 08 209 A1 ist das Hydraulikmedium aufgrund sich ändernder Umgebungstemperaturen sowie betriebsbedingt im allgemeinen nicht unbeachtlichen Temperaturschwankungen unterworfen. Um dadurch bedingte Volumenveränderungen auszugleichen, können die Hydraulikleitungen, welche zwischen Geber- und Nehmereinheit zwischengeschaltet sind, über je ein Schließventil mit einem Vorwärts- und Ausgleichsbehälter verbunden werden, wobei die Schließventile derart ausgebildet sind, dass sie bei einem während der Durchführung von Wähl- und Schaltbewegungen stattfindenden Druckaufbau in den Hydraulikleitungen schließen, im drucklosen Zustand dagegen, nachdem also der jeweilige Gang eingelegt ist, den Durchgang zum Vorrats- und Ausgleichbehälter 6 leitungsmäßig freigeben, um so einen Volumenausgleich zu ermöglichen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine alternative oder verbesserte Vorrichtung vorzuschlagen, mittels welcher ein Druckausgleich zur Gewährleistung einer exakten Abstimmung der Zustände des Betätigungsorganes sowie des Schaltorganes möglich ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch gelöst, dass ein Druckausgleich erfolgt, wenn sich das Betätigungsorgan in der Wählgasse befindet. Vorzugsweise erfolgt ein Druckausgleich dadurch, dass eine Druckmittelverbindung zwischen dem Druckmittel und einem Druckmittelreservoir hergestellt ist, wenn sich das Betätigungsorgan in der Wählgasse befindet. Erfindungsgemäß wird somit in der Wählgasse ein durch das Druckmittelreservoir vorgegebenes Druckniveau des Druckmittels vorgegeben. Hierdurch können die Positionen des Betätigungsorganes sowie des Schaltorganes in der Wählgasse abgeglichen werden. Eine Drift des Schalthebels infolge von Temperaturschwankungen und/oder Leckage ist so zuverlässig ausgleichbar. Unter Wählgasse werden erfindungsgemäß sowohl zwischen einzelnen Schaltgassen liegende Wählbereiche für Stellungen des Betätigungsorganes verstanden, als auch Neutralstellungen der einzelnen Schaltgassen. Für einen Entfall von Druckausgleichsmöglichkeiten außerhalb der Wählgasse, beispielsweise entsprechend der DE 44 08 209 A1 , erfolgt der Druckausgleich während ohnehin notwendiger Wählbewegungen des Betätigungsorganes, so dass keine zusätzlichen Bewegungsmöglichkeiten des Betätigungsorganes für einen Druckausgleich vorzusehen sind. Ohne den von der Erfindung vorgegebenen Rahmen zu verlassen, sind zusätzliche Druckausgleichsmöglichkeiten, beispielsweise im Endbereich der Schaltgassen entsprechend der DE 44 08 209 A1 , möglich.

Entsprechend einer Weiterbildung der Erfindung wird die Druckmittelverbindung in der Wählgasse hergestellt, wenn sich das Betätigungsorgan außerhalb der Schaltgassen befindet. Dieses hat zur Folge, dass ein Druckausgleich ausschließlich erfolgt in einer Neutralstellung außerhalb der Schaltgassen oder aber für einen Wechsel von einer Schaltgasse in eine andere Schaltgasse. Dieses ist beispielsweise vorteilhaft für einen Rangierbetrieb mit in einer Schaltgasse liegendem 1. Gang sowie Rückwärtsgang. In diesem Fall kann ein Rangierbetrieb erfolgen, ohne dass ein u. U. störender Druckausgleich erfolgt.

Entsprechend einer Weiterbildung der Vorrichtung verfügt die Gebereinheit über mindestens einen Kolben und einen zugeordneten Zylinder. Die Druckmittelverbindung wird in unmittelbarer Abhängigkeit von der Bewegung des Kolbens hergestellt. Somit liegt eine Bewegungssteuerung durch die Bewegung des Kolbens vor. Dies stellt eine besonders einfache und zuverlässige Steuerung der Herstellung der Druckmittelverbindung sicher.

Entsprechend einer bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung verfügt der Kolben über einen Verbindungskanal zwischen einem Arbeitsraum und einer quer zur Bewegungsrichtung des Kolbens orientierten Öffnung im Bereich der Mantelfläche des Kolbens. An der Öffnung liegt somit der Druck des Arbeitsraumes an. Weiterhin verfügt der Zylinder über einen Verbindungskanal zwischen dem Druckmittelreservoir und einer quer zur Bewegungsrichtung des Kolbens orientierten Öffnung des Zylinders. An der Öffnung des Zylinders liegt somit der Druck des Druckmittelreservoirs an. In diesem Falle wird die Druckmittelverbindung dadurch hergestellt, dass nach Maßgabe der Bewegung des Kolbens die Öffnung des Zylinders und die Öffnung des Kolbens hydraulisch miteinander verbindbar sind.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung erfolgt ein Druckausgleich dadurch, dass eine Druckmittelverbindung zwischen dem Druckmittel und einem Druckmittelreservoir hergestellt ist. Entsprechend diesem Vorschlag verfügt die Druckmittelverbindung über zwei Ventileinheiten. Diese zwei Ventileinheiten sind in Reihenschaltung geschaltet, so dass die Druckmittelverbindung hergestellt ist, wenn beide Ventileinheiten in Öffnungsstellung sind. Hierbei ist erfindungsgemäß eine Ventileinheit über die Schaltbewegung gesteuert, während die andere Ventileinheit über die Wählbewegung gesteuert ist. Hierdurch kann durch einfache Weise sowohl der Schaltbewegung als auch der Wählbewegung Rechnung getragen werden, so dass sich die Druckmittelverbindung nur für Bereiche ausgewählter Korrelationen zwischen der Schaltbewegung bzw. Schaltposition und Wählbewegung bzw. Wählposition ergeben.

Gemäß einer besonderen erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt der Druckausgleich dadurch, dass eine Druckmittelverbindung zwischen zwei Arbeitskammern mindestens einer Gebereinheit herstellbar ist. Hierbei handelt es sich beispielsweise um zwei Arbeitskammern von einer beidseitig wirkenden Gebereinheit oder zwei Arbeitskammern von zwei unterschiedlichen Gebereinheiten. Dieser Ausgestaltung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch Verbindung der Arbeitskammern gezielt ein definierter Zustand, beispielsweise eine kraftlose Nehmereinheit, herbeiführbar ist.

Vorzugsweise verfügt die Druckmittelverbindung über mindestens eine Ventileinheit, dessen Öffnungsstellung unmittelbar von der Bewegung des Kolbens der Gebereinheit abhängig ist. Aus diese Weise ist eine einfache und zuverlässige "automatische" Bewegungssteuerung gegeben.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Eine Kombination einzelner Merkmale unterschiedlicher dargestellter Ausführungsbeispiele ist hierbei möglich. Die Zeichnung zeigt:

1 eine erste erfindungsgemäße Vorrichtung in schematischer Darstellung,

2 ein Detail II der Vorrichtung gemäß 1 in einer ersten Schalt- bzw. Wählstellung,

3 ein Detail II gemäß 1 in einer zweiten Schalt- bzw. Wählstellung,

4 eine alternative Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

5 ein erster Übertragungsmechanismus der Schalt- bzw. Wählbewegung zwischen Schalthebel und Gebereinheiten,

7 ein alternativer Übertragungsmechanismus für die Schalt- bzw. Wählbewegung zwischen Schalthebel und Gebereinheiten,

8 eine weitere alternative Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

9 eine weitere alternative Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

10 eine weitere alternative Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

11 eine weitere alternative Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

12 ein Detail XI-XI der in 11 dargestellten Vorrichtung bei Schnittführung, quer zur Schnittführung,

13 ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung insbesondere mit Kennzeichnung der Wählbereiche, in welchen eine Druckmittelverbindung hergestellt ist,

14 eine weitere alternative Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

15 ein Detail XIV-XIV der in 14 dargestellten Vorrichtung bei Schnittführung quer zur Schnittführung und,

16 ein Schaltbild, insbesondere für eine Vorrichtung gemäß 14, mit einer Kennzeichnung der Wählbereiche, in welchen eine Druckmittelverbindung hergestellt ist.

Die Erfindung findet Einsatz für Schaltvorrichtungen für Kraftfahrzeuge für eine insbesondere hydraulische Übertragung einer Schalt- und/oder Wählbewegung eines Schalthebels zu einem Getriebe, beispielsweise mittels einer Schaltwelle oder einer Schaltstange. Entsprechend einer alternativen Ausgestaltung wird die Schalt- und/oder Wählbewegung nicht manuell vom Fahrer über einen Schalthebel vorgegeben, sondern mittels eines Aktuators erzeugt, wobei das Stellsignal des Aktuators vom Fahrer initiiert sein kann oder mittels einer Steuereinrichtung automatisiert erzeugt werden kann.
Gemäß 1 verfügt eine Schaltvorrichtung 10 über einen Schalt- bzw. Wählhebel 11, dessen Bewegung über einen mechanischen Übertragungsmechanismus 12 auf mindestens einen Gebereinheit, hier zwei Gebereinheiten 13, 14, übertragbar ist. Die Gebereinheiten 13, 14 stehen in hydraulischer Verbindung 15 mit mindestens einem Nehmereinheit 16. Die Nehmereinheit 16 steht in Wirkverbindung mit einem Schaltorgan, beispielsweise einer Schaltwelle, einer Schaltstange, einer Schaltgabel, einer Synchronisiereinrichtung o. ä. Zur Vorgabe von Betätigungskraftverläufen steht der Nehmereinheit 16 weiterhin in Wirkverbindung mit einer Rasteinrichtung 17.
Zur Bildung des mechanischen Übertragungsmechanismus 12 ist die Schalt- und/oder Wählbewegung des Schalthebels 11 mit der Bewegung eines Schaltbalkens 18 gekoppelt, welcher mittig verschwenkbar gelagert ist. In den beiden Endbereichen des Schaltbalkens 18 ist dieser verschwenkbar mit Schaltpleuels 19, 20 verbunden. Die Schaltpleuel 19, 20 sind jeweils in dem dem Schaltbalken 18 gegenüberliegenden Endbereich mit einem Kugelkopf 21,22 ausgebildet.
Die Gebereinheit 13 besitzt einen nach oben offenen Zylinder 23, in welchem in vertikaler Richtung hin- und herbeweglich ein Kolben 24 angeordnet ist. In dem einen Arbeitsraum 25 gegenüberliegenden Endbereich verfügt der Kolben 24, ggf. unter Zwischenschaltung eines Verbindungssteges 26, über eine Kugelpfanne 27, in welcher verschwenkbar Schaltpleuel 20 mit Kugelkopf 22 Aufnahme findet. Vorzugsweise ist ein Herauslösen des Kugelkopfes 21, 22 aus der zugeordneten Kugelpfanne 27 für ausgewählte Stellungen des Schalthebels 11 und/oder Druckverhältnisse möglich.
Der Kolben 24 weist eine sich von der dem Arbeitsraum 25 zugewandten Stirnfläche erstreckenden Längskanal 28 auf, welcher ungefähr mittig im Kolben 24 endet und hydraulisch mit einer oder mehreren Querbohrungen 29, welche ebenfalls ungefähr mittig in Längsrichtung des Kolbens 24 angeordnet sind, verbunden ist. Die mindestens eine Querbohrung 29 ist wiederum hydraulisch verbunden mit einer Öffnung 30, welche in ausgewählten Stellungen des Kolbens 24 einen ungefähr radial orientierten Austritt des im Arbeitsraum 25 angeordneten Mediums ermöglicht. Beispielsweise handelt es sich bei der Öffnung 30 um eine geeignet modifizierte Ausgangsöffnung der Querbogen 29. Alternativ ist es möglich, dass die Querbohrung (en 29) in einen Ringkanal münden, mittels welchem die Öffnung 30 gebildet ist.
In der in 1 skizzierten Stellung, hier eine Neutralstellung innerhalb der 1-2-Schaltgasse, wird mit der Öffnung 30 und einer in dieser Stellung „fluchtenden" Öffnung 31 des Zylinders 23 eine Druckmittelverbindung des Arbeitsraumes 25 mit einem Druckmittelreservoir 32 hergestellt. Bei der Öffnung 31 handelt es sich vorzugsweise um mindestens eine radial orientierte Ausnehmung oder Bohrung aus dem Zylinder 23, welche radial außenliegend unmittelbar in das Druckmittelreservoir 32 mündet oder über hydraulische Leitungen mit dem Druckmittelreservoir 32 verbunden. Das Druckmittelreservoir 32 stellt einen konstanten Druck, wie beispielsweise einen Umgebungsdruck, zur Verfügung oder stellt einen ein- oder nachstellbaren Druck zur Verfügung. In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Druckmittelverbindung mittels Längskanal 28, Querbohrung 29, Öffnung 30, Öffnung 31 hergestellt.
Mit einer Verschiebung des Kolbens 24 aus der in 1 skizzierten Stellung werden die Öffnungen 30, 31 gegeneinander verschoben, so dass die Öffnung 30 durch die Wandung des Zylinders 23 nach außen abgedichtet ist. Die Druckmittelverbindung ist damit geschlossen. Hierbei bilden die axialen Begrenzungen der Öffnung 30 „Steuerkanten", welche mit einer Bewegung des Kolbens 24 die Druckmittelverbindung schließen. Der Arbeitsraum 25 verfügt über eine Austrittsöffnung 33, an welche die hydraulische Verbindung 15 angeschlossen ist.
Die Gebereinheit 14 ist entsprechend der Gebereinheit 13 ausgebildet.
Bei der Nehmereinheit 16 handelt es sich bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel um eine Kolben-Zylinder-Einheit, bei welcher der Kolben 34 auf einer Stirnfläche mit dem Arbeitsdruck der Gebereinheit 13 und auf der gegenüberliegenden Stirnfläche mit dem Arbeitsdruck der Gebereinheit 14 beaufschlagt ist.
Für die folgenden alternativen Ausgestaltungen werden für vergleichbare Bauteile die in 1 vergebenen Bezugszeichen verwendet, wobei diesen jeweils eine der die alternative Ausführungsform zeigenden Figur entsprechende Ziffer vorangestellt ist.
Gemäß dem im 4 dargestellten Ausführungsbeispiel verfügt der Kolben 424 über eine sich von der dem Arbeitsraum 425 abgewandten Stirnfläche erstreckende Längskanal 440, welche ungefähr in Längsrichtung des Kolbens 424 mittig endet und in eine ungefähr radial orientierte Querbohrung 441 mündet. Die Querbohrung 441 mündet radial außenliegend in einer Öffnung 442. Der Zylinder 423 verfügt über eine radiale sowie in Umfangsrichtung orientierte bzw. umlaufende Ausnehmung, welche einen Verbindungskanal 443 bildet. Der Verbindungskanal 443 verbindet die Öffnung 442 mit der Öffnung 430. In dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Verbindungskanal 443 mit einer Ringnut bzw. einem Ringsegment ausgebildet.
In alternativer Ausgestaltung können die Längskanäle 440, 428 verkürzt ausgebildet sein, so dass die Querbohrungen 429, Öffnung 430 sowie Querbohrung 441, Öffnung 442 in unterschiedlichen Axialbereichen angeordnet sind. Auch in diesem Fall wird eine Druckmittelverbindung mittels des Verbindungskanales 443 hergestellt. Beispielsweise weist in diesem Fall der Verbindungskanal 443 einen spiralförmigen Verlauf auf oder verfügt über in Längsrichtung des Zylinders orientierte Teilbereiche. Entsprechend einer abgewandelten Ausführungsform ist es ebenfalls denkbar, dass der Längskanal 428, die Querbohrung 429 und die Öffnung 430 entfallen und der Verbindungskanal 443 durch einen geeigneten Kanal in dem Zylinder oder eine außerhalb des Zylinders liegende Hydraulikleitung unmittelbar mit dem Arbeitsraum 425 verbunden ist.
Abweichend zu dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist bei der alternativen Ausgestaltung gemäß 5 der mechanische Übertragungsmechanismus 512 modifiziert ausgebildet: Die Schaltpleuel 20 sind demgemäß entfallen. Die Verbindungsstege 526 sind vollständig aus den Zylindern 523 herausgeführt. In dem dem Kolben 524 gegenüberliegenden Endbereich sind gegenüber dem Verbindungssteg 526 Rollen 545 drehbar gelagert. Die Rollen 545 wälzen an dem Schaltbalken 518 ab, wobei die Anpresskraft der Rollen 545 an den Schaltbalken 518 von dem im Arbeitsraum 525 herrschenden Druck sowie der dem Arbeitsraum 525 zugewandten Stirnfläche des Kolbens 524 abhängig ist.
Während in dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Schaltbalken 18 ungefähr geradlinig ausgebildet ist bzw. die Lagerung des Schaltbalkens 18 sowie die Lagerungen der Schaltpleuel 19, 20 gegenüber dem Schaltbalken 18 ungefähr auf einer Gerade liegen, ist in dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel der Schaltbalken 518 gekröpft ausgebildet, vgl. 6. Der Schaltbalken 518 ist spiegelsymmetrisch zu einer vertikalen Achse 550 ausgebildet. Ausgehend von der Achse 550 verfügt der Schaltbalken 518 jeweils über drei Teilbereiche 551, 552 und 553, welche in der vorgenannten Reihenfolge axial aneinander anschließen. Der Bereich 551 ist ungefähr geradlinig ausgebildet, wobei die Längsachse dieses Teilbereiches durch die Verschwenkachse des Schaltbalkens 518 verläuft. Der radial außenliegende Teilbereich 553 ist ungefähr parallel zum Teilbereich 551 orientiert, aber von dem Verbindungssteg 526 weg und in Richtung des Schalthebels 511 hin versetzt. Der Bereich 553 ist, zumindest im Kontaktbereich mit der Rolle 545, geradlinig ausgebildet. Der Bereich 552 verbindet die Teilbereiche 551 und 553, insbesondere geradlinig. Abweichend zu dem in 5 dargestellten Ausfüh rungsbeispiel kann entsprechend 6 der Kontaktbereich zwischen dem Verbindungssteg 526 und dem Schaltbalken 518 ohne Rollen 545 bei balliger Ausbildung des an dem Balken 518 unmittelbar anliegenden Endbereiches des Verbindungssteges 526 ausgebildet sein. In Folge der Kröpfung des Schaltbalkens 518 liegen die Kontaktbereiche der Verbindungsstege 526 mit dem Schaltbalken 518 sowie die Schwenkachse des Schaltbalkens 518 auf einer Verbindungsgeraden. Alternativ können die Drehachsen der Rollen 545 oder die Mittelpunkte der balligen Endbereiche der Verbindungsstege 526 auf der vorgenannten Verbindungslinie liegen. Bei der in 6 skizzierten Kröpfung des Balkens führt eine Verschwenkung des Schaltbalkens 518 zu gleichen axialen Verschiebungen der Verbindungsstege 526 und somit zu gleichen axialen Bewegungen der Gebereinheiten 513, 514.
In 7 ist die entsprechende Bewegung für den in 1 dargestellten mechanischen Übertragungsmechanismus 12 dargestellt. Hier führt eine Verschwenkung des Schaltbalkens 12 zu unterschiedlichen Beaufschlagungen der Gebereinheiten 13, 14, da sich unterschiedliche Stellwege 55, 56 ergeben.
Gemäß dem in 8 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Schaltvorrichtung mit einer beidseitig wirkenden Gebereinheit 860 ausgebildet. Die Gebereinheit 860 verfügt über einen Kolben 861, welcher in seinen Endbereichen jeweils in einem Zylinder 862, 863 axial beweglich unter Abdichtung geführt ist. Zylinder 862 sowie der Kolben 861 begrenzen einen Arbeitsraum 864, welcher über die hydraulische Verbindung 815 mit der Nehmereinheit 816 verbunden ist. Der Zylinder 863 und der Kolben 861 begrenzen einen Arbeitsraum 865, welcher über die hydraulische Verbindung 815 mit der Nehmereinheit 816 verbunden ist. Der Schalthebel 811 ist als ungefähr mittig verdrehbar gelagerter Balken ausgebildet. In dem dem Kolben 861 zugewandten Endbereich greift der Schalthebel 811 in eine Aufnehmung des Kolbens 861 derart ein, dass eine Verschwenkbewegung des Schalthebels 811 mit einer axialen Bewegung des Kolbens 861 gekoppelt ist.
Das in 9 dargestellte Ausführungsbeispiel verfügt über eine einzige beidseitig wirkende Gebereinheit 960, welche entsprechend dem in 8 dargestellten Ausführungsbeispiel ausgebildet ist, in welcher allerdings der Kolben nicht horizontal verschoben wird, sondern in vertikaler Richtung. Abweichend zur 8 ist in 9 der mechanische Übertragungsmechanismus 912 ausgebildet: Der Kolben 961 verfügt über einen Verbindungssteg 926, welcher den Arbeitsraum 965 unter Abdichtung axialverschieblich durchsetzt und welcher aus dem Zylinder und einem zugeordneten Gehäuse nach oben auskragt. In dem dem Kolben 961 abgewandten Endbereich des Verbindungssteges 926 verfügt dieser über eine Kugelpfanne 927, in welcher der Kugelkopf 922 eines Schaltpleuels 920 aufgenommen ist, welcher verdrehbar gegenüber dem Schaltbalken 980 gelagert ist. Der Schaltbalken sowie dessen Anbindung an den Schalthebel entspricht hierbei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel, wobei der Teil des mechanischen Übertragungsmechanismus 12 zur Gebereinheit 14 entfällt.
Gemäß 9 erfolgt eine unmittelbare Verbindung der Arbeitsräume 964, 965 mittels der Druckmittelverbindung, welche mit Längskanal 928, Querbohrung 929, Öffnung 930, Öffnung 931, gegenüberliegender Querbohrung und Öffnung 928, 929 sowie Längsbohrung 928 gebildet ist. Eine Verbindung mit einem Druckmittelreservoir kann demgemäß entfallen, alternativ oder zusätzlich erfolgen.
Die in 10 dargestellte Ausführungsform entspricht im wesentlichen der in 1 dargestellten Ausgestaltung. Zu sätzlich verfügt die Schaltvorrichtung 10 über ein Ausgleichselement 1065, mittels dessen eine Kopplung der Drücke in den Arbeitsräumen 1025 der Gebereinheiten 1013 und 1014 möglich ist. Vorzugsweise findet das Ausgleichselement 1065 Einsatz, wenn mit einer Schaltbewegung eine Bewegung der Nehmereinheit 1016 veranlasst werden soll, welche aber beispielsweise in Folge einer mangelnden Synchronisierung der beteiligten Schaltelemente und/oder eines Blockierens einer Schaltmuffe zeitweilig verhindert oder verzögert ist. Das Ausgleichselement 1065 gewährleistet, das dennoch der Schalthebel bewegbar ist und bei einer späteren Freigabe der Nehmereinheit 1016, veranlasst durch das Ausgleichselement 1065, eine Bewegung der Nehmereinheit 1016 veranlasst wird. Weiterhin kann das Ausgleichselement 1065 einem harten Kraftanstieg zur Betätigung des Schalthebels 1011 abmildernd entgegenwirken. In dem Ausgleichselement 1065 sind Arbeitsräume 1066, 1067 hydraulisch mit Arbeitsräumen 1025 der Gebereinheiten 1013, 1014 verbunden. In den Arbeitsräumen 1066, 1067 ist jeweils eine Anschlagscheibe 1068, 1069 über eine Federeinheit 1070, 1071, gegen einen Absatz 1072, 1073 eines Zylinders 1074 verspannt. Axial innenliegend von den Anschlagscheiben 1068, 1069 ist zwischen diesen und an diesen anliegend ein Kolben 1075 angeordnet, welcher in dem Zylinder 1074 zum Ausgleich axial verschieblich ist.
Das Ausgleichselement 1065 funktioniert wie folgt: Steigt beispielsweise in Folge einer Bewegung des Schalthebels 1011 von der skizzierten Neutrallage in Richtung der ersten Schaltstufe der Druck in der Arbeitskammer 1025 der Gebereinheit 1014 an und ist eine Bewegung der Nehmereinheit 1016 zumindest verzögert, so steigt in Folge der hydraulischen Verbindung der Druck im Arbeitsraum 1066 ebenfalls an. Der Druck im Arbeitsraum 1066 bewirkt einen Anstieg des Druckes auf die dem Arbeitsraum 1066 zugeordnete Stirnfläche des Kolbens 1075, während der auf der gegenüberliegende Stirnfläche des Kolbens 1075 wirkende Druck des Arbeitsraumes 1067 verringert ist. In Folge der vorgenannten Druckunterschiede bewegt sich der Kolben 1075 in 10 nach links. Diese Ausgleichsbewegung ermöglicht eine Bewegung des Schalthebels entsprechend der Vorgabe des Fahrers, während die Bewegung der Nehmereinheit 1016 zumindest verzögert ist. Für eine spätere Freigabe der Nehmereinheit 1016 ist die Federkraft der Feder 1071 größer als die Federkraft der Feder 1070, so dass in Folge dieser Federkräfte eine Rückbewegung des Ausgleichselementes erfolgen kann.
Gemäß den 1, 4, 5, 8, 9, 10 ist die Schaltvorrichtung jeweils in einer Neutralstellung (N) dargestellt, wobei die Bewegung innerhalb der Schaltgasse zu den beschriebenen Bewegungen führt und in den vorgenannten Figuren die Positionen des Schalthebels 11 für die erste Gangstufe (1) sowie auf der gegenüberliegenden Seite der Neutralstellung (N) der zweiten Fahrstufe (2) dargestellt sind.
Die Schaltvorrichtungen verfügen insbesondere über eine zusätzliche Rasteinrichtung 80, welche zur Erzeugung bzw. Simulation von Schaltkräften am Schalthebel 11 mit der Bewegung des Schalthebels 11 gekoppelt ist. Vorzugsweise verfügt die Rasteinrichtung 80 über ein federbelastendes Rastelement, welches sich unmittelbar gegenüber dem Schalthebel 11 bzw. dem Schaltbalken 18 abstützt und gegenüber einer gehäusefesten Rastkontur abwälzt bzw. entlang derselben gleitet. Die simulierten Betätigungskräfte ergeben sich durch die Federbeaufschlagung des Rastelementes sowie die Rastkontur.
Ergänzend zum Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist gemäß 11 die Öffnung 1131 nicht unmittelbar mit dem Druckmit telreservoir 1132 verbunden, sondern über eine Ventileinheit 1185. Die Ventileinheit 1185 verfügt über einen Zylinder 1186, in welchem in vertikaler Richtung axial ein Steuerschieber 1187 beweglich angeordnet ist. Der Zylinder 1186 verfügt über eine radial innenliegende Öffnung 1188. Die Öffnung 1188 ist hydraulisch mit der Öffnung 1131 bzw. den Öffnungen 1131 verbunden. Der Steuerschieber verfügt auf der vertikal obenliegenden Stirnfläche über eine axiale Ausnehmung 1189, welche ungefähr mittig vom Kolben 1124 in eine radiale Querbohrung 1190 übergeht. Radial außenliegend bildet die Querbohrung 1190 eine Öffnung 1191. Für fluchtende Öffnungen 1191, 1188 sowie 1130, 1131 ist eine Druckmittelverbindung zwischen einem Arbeitsraum 1125, Längskanal 1128, Querbohrung 1129, Querbohrung 1190 und Ausnehmung 1189 zum Druckmittelreservoir 1132 geschaffen.
Die Bewegung des Steuerschiebers 1187 ist über eine mechanische Kopplung 1192 an die Bewegung des Schalthebels 1111 innerhalb einer Wählgasse gekoppelt, während die Bewegung der Gebereinheiten 1113, 1114 an die Bewegung des Schalthebels 1111 innerhalb der Schaltgassen gekoppelt ist.
Eine mechanische Kopplung 1192 erfolgt gemäß 12 wie folgt: Der ungefähr mittig verschwenkbar gelagerte Schalthebel 1111 verfügt in dem der Ventileinheit 1185 zugewandten Endbereich über eine Rastkontur 1193 mit Teilbereichen 1194, deren Abstand von der Schwenkachse des Schalthebels 1111 größer ist als der von Teilbereichen 1195, von der Schwenkachse des Schalthebels. Über ein Federelement 1196 wird ein Kontaktelement 1197 des Steuerschiebers 1187 gegen die Rastkontur 1193 gedrückt. Bei dem in 12 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Kontaktelement 1197 als Rolle ausgebildet, welche drehbar gegenüber dem Steuerschieber 1187 ausgebildet ist und welches auf der Rastkontur 1193 abwälzt. In alternativer Ausgestaltung ist es ebenfalls denkbar, dass das Kontaktelement als balliger Teilbereich des Steuerschiebers ausgebildet ist, welcher entlang der Rastkontur 1193 gleitet.
Mit einer Wählbewegung des Schalthebels 1111, beispielsweise zwischen Schaltgassen 1', 2' und 3' bewegt sich das Kontaktelement 1197 entlang der Rastkontur 1193. In Teilbereichen 1194 tritt der Steuerschieber 1187 weiter in den Zylinder 1186 ein, während in Teilbereichen 1195 der Steuerschieber 1187 infolge der Federbeaufschlagung weiter aus dem Zylinder 1186 herausgedrückt wird. Durch geeignete Vorgabe der Rastkontur 1193 kann eine Kopplung der Bewegung des Steuerschiebers derart erfolgen, dass die Ventileinheit 1185 durch fluchtende Öffnungen 1191, 1188 in Öffnungsstellung ist, wenn sich der Schalthebel in der Wählgasse, aber außerhalb der Schaltgassen befindet. Dieses entspricht den in 13 dargestellten, schraffierten Bereichen der Wählgasse. Beispielsweise korrelieren die Teilbereiche 1194 mit der Öffnungsstellung der Ventileinheit 1185, so dass für die Öffnungsstellung der Steuerschieber maximal in den Zylinder 1186 eingeschoben ist. Für den Fall, dass an einer Stirnfläche des Steuerschiebers 1187 der Druck des Druckmittelreservoirs 1132 unmittelbar anliegt, verfügt der Steuerschieber zur Kompensation über eine durchgehende Längsbohrung 1198. Für das in 12 dargestellte Ausführungsbeispiel führt eine zunehmende Verschwenkung von 1' über 2' nach 3' infolge der mechanischen Kopplung 1192 zu einer Hin- und Herbewegung des Steuerschiebers, wobei unterschiedliche Öffnungsstellungen der Ventileinheit 1185 mit unterschiedlichen Stellungen des Schalthebels 1111, aber gleichen Stellungen des Steuerschiebers 1187 korrelieren.
In den 14 bis 16 ist eine alternative Ausgestaltung der mechanischen Kopplung 1192 dargestellt. Diese mechanische Kopplung 100 verfügt über einen Wählbalken 101, welcher mit einer Bewegung des Schalthebels 1411 in der Wählgasse verschwenkt wird. Der Wählbalken 101 besitzt in einem seiner Verschwenkachse abgewandten Endbereich eine drehbare Verbindung mit einer Koppelstange 102. Die Koppelstange 102 ist in dem dem Wählbalken 101 gegenüberliegenden Endbereich drehbar an den Steuerschieber 1487 angelenkt. Der Steuerschieber 1487 verfügt zusätzlich zu der Querbohrung 1190 sowie der Öffnung 1191 über eine weitere Querbohrung 103 mit zugeordneter Öffnung 104, welche in einem anderen axialen Teilbereich in die Ausnehmung 1489 einmünden. Zwischen der Öffnung 104 sowie der Öffnung 1191 ist ein Schließbereich 105 im Steuerschieber 1187 vorgesehen.
Eine zunehmende Verschwenkung des Schalthebels 1411 in der Wählgasse von der Schaltgasse 1' über 2' zu 3' führt zu einer zunehmenden Verschiebung des Steuerschiebers 1487 in den Zylinder 1486 hinein. Zwischen den Schaltgassen 1' und 2', vgl. den in 16 schraffiert dargestellten Teilbereich der Wählgasse, Fluchten die Öffnungen 1191 sowie die Öffnung 1188, so dass die Ventileinheit 1485 in eine erste Öffnungsstellung ist. Befindet sich der Schalthebel 1411 im Bereich der Schaltgasse 2', so verschließt der Schließbereich 105 die Öffnung 1188. Die Ventileinheit 1485 befindet sich somit in Schließstellung. Mit zunehmender Verschwenkung fluchten für eine Stellung des Schalthebels 1411 zwischen den Schaltgassen 2' und 3' die Öffnung 104 sowie die Öffnung 1488, so dass sich die Ventileinheit 1485 in einer zweiten Öffnungsstellung befindet. Für einen Schalthebel 1411 in den Schaltgassen 1' sowie 3' ist die Öffnung 1488 durch die Mantelflächen des Steuerschiebers 1487 geschlossen.
Die unterschiedlichen Öffnungen 30 des Kolbens 24 bilden Schnüffelbohrungen, über welche ein „Reset" der Druckverhält nisse an der Gebereinheit 13, 14 durchführbar ist. Alternativ oder zusätzlich kann – gleichermaßen vom Kolben gesteuert – ein Reset für eine Nehmereinheit 16 erfolgen.
Das Druckmittelreservoir 32 ist beispielsweise entsprechend den Zeichnungen einstückig mit weiteren Gehäuseteilen der Vorrichtung ausgebildet. Weiterhin kann das Druckmittelreservoir 32 als Vorratstank ausgebildet sein.
Soll eine Herstellung einer Druckmittelverbindung ausschließlich in ausgewählten Wählstellungen erfolgen, so ist es ebenfalls denkbar, lediglich die Ventileinheit 85 vorzusehen (vgl. 11, 14), während die von der Bewegung des Kolbens 24 gesteuerte Ventileinheit entfällt.

10: Schaltvorrichtung
11: Schalthebel
12: mechanischer Übertragungsmechanismus
13: Gebereinheit
14: Gebereinheit
15: hydraulische Verbindung
16: Nehmereinheit
17: Rasteinrichtung
18: Schaltbalken
19: Schaltpleuel
20: Schaltpleuel
21: Kugelkopf
22: Kugelkopf
23: Zylinder
24: Kolben
25: Arbeitsraum
26: Verbindungssteg
27: Kugelpfanne
28: Längskanal
29: Querbohrung
30: Öffnung Kolben
31: Öffnung Zylinder
32: Druckmittelreservoir
33: Austrittsöffnung
34: Kolbennehmereinheit
40: Längsbohrung
41: Querbohrung
42: Öffnung
43: Verbindungskanal
45: Rollen
50: vertikale Achse
55: Stellweg
56: Stellweg
60: Gebereinheit
61: Kolben
62: Zylinder
63: Zylinder
65: Ausgleichselement
66: Arbeitsraum
67: Arbeitsraum
68: Anschlagscheibe
69: Anschlagscheibe
70: Federeinheit
71: Federeinheit
72: Absatz
73: Absatz
74: Zylinder
75: Kolben
80: Rasteinrichtung
85: Ventileinheit
86: Zylinder
87: Steuereinheit
88: Öffnung
89: Ausnehmung
90: Querbohrung
91: Öffnung
92: mechanische Kopplung
93: Rastkontur
94: Teilbereich großen Abstandes
95: Teilbereich kleinen Abstandes
96: Federelement
97: Kontaktelement
98: Längsbohrung
100: mechanische Kopplung
101: Wählbalken
102: Koppelstange
103: Querbohrung
104: Öffnung
105: Schließbereich

Claims

Vorrichtung zur Übergabe einer Schalt- und Wählbewegung eines Betätigungsorgans (Schalthebel 11), an welchem eine Schalt- und Wählvorgabe mittels Schaltbewegungen in Schaltgassen sowie einer Wählbewegung in einer Wählgasse applizierbar ist und einem Schaltorgan, nach dessen Maßgabe der Schaltzustand eines Getriebes veränderbar ist, wobei das Betätigungsorgan (Schalthebel 11), und das Schaltorgan über eine Gebereinheit (13, 14), eine Nehmereinheit (16) sowie ein zwischen Gebereinheit (13, 14) und Nehmereinheit (16), zwischengeschaltetes Druckmittel miteinander in Wirkverbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckausgleich für einen Ausgleich einer Drift erfolgt, wenn sich das Betätigungsorgan (Schalthebel 11) in der Wählgasse befindet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckausgleich dadurch erfolgt, dass eine Druckmittelverbindung zwischen dem Druckmittel und einem Druckmittelreservoir (32) hergestellt ist, wenn sich das Betätigungsorgan (Schalthebel 11) in der Wählgasse befindet.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmittelverbindung in der Wählgasse hergestellt ist, wenn sich das Betätigungsorgan (Schalthebel 11) außerhalb der Schaltgassen befindet.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gebereinheit (13, 14) über mindestens einen Kolben (24) und einen zugeordneten Zylinder (23) verfügt, wobei die Druckmittelverbindung in unmittelbarer Abhängigkeit von der Bewegung des Kolbens (24) hergestellt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass – der Kolben (24) über einen Verbindungskanal zwischen einem Arbeitsraum (25) und einer quer zur Bewegungsrichtung des Kolbens orientierten Öffnung (30) im Bereich der Mantelfläche des Kolbens verfügt, – der Zylinder (23) über einen Verbindungskanal zwischen dem Druckmittelreservoir (32) und einer quer zur Bewegungsrichtung des Kolbens (24) orientierten Öffnung (31) des Zylinders verfügt und – nach Maßgabe der Bewegung des Kolbens (24) die Öffnung (31) des Zylinders (23) und die Öffnung (30) des Kolbens (24) hydraulisch miteinander verbindbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass – ein Druckausgleich dadurch erfolgt, dass eine Druckmittelverbindung zwischen dem Druckmittel und einem Druckmittelreservoir (32) hergestellt ist, – die Druckmittelverbindung über zwei in Reihenschaltung geschaltete Ventileinheiten (30, 31; 85) verfügt, – eine Ventileinheit (30, 31) über die Schaltbewegung gesteuert ist, – die andere Ventileinheit (85) über die Wählbewegung gesteuert ist und – die Druckmittelverbindung freigeschaltet ist, wenn beide Ventileinheiten (30, 31; 85) freigeschaltet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckausgleich dadurch erfolgt, dass eine Druckmittelverbindung zwischen zwei Arbeitskammern (964, 965) mindestens einer Gebereinheit (913, 914) herstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmittelverbindung über mindestens eine Ventileinheit verfügt, dessen Öffnungsstellung unmittelbar von der Bewegung des Kolbens der Gebereinheit (913, 914) abhängig ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmittelverbindung hergestellt ist, wenn sich das Betätigungsorgan (Schalthebel 11) in der Wählgasse befindet.