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Querverweis auf eine entsprechende Anmeldung
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 12.05.2017 eingereichten
chinesischen Patentanmeldung Nr. 201710333209.3 , wobei deren gesamter Inhalt in den vorliegenden Gegenstand mit einbezogen wird.
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schaltsystem und insbesondere ein Eingangswellenbremssystem und -verfahren für einen Rückwärtsgang.
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Allgemeiner Stand der Technik
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1 zeigt eine Anordnungsform der Schaltstellungen eines manuellen Getriebes eines Automobils. Aus 1 ist zu erkennen, dass die sieben Schaltstellungen von Gang ① bis Gang R (Rückwärtsgang) in vier Schaltstellungsgruppen unterteilt werden, wobei konkret Gang ① und Gang ②, Gang ③ und Gang ④, Gang ⑤ und Gang ⑥ sowie einzeln der Gang R eine Gruppe bilden.
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Bei der Durchführung eines einmaligen Schaltvorgangs muss zunächst der Schalthebel in die neutrale Schaltstellung der Schaltstellungsgruppe, in der sich die Ziel-Schaltstellung befindet, bewegt werden und anschließend wird der Schalthebel weiter in die Ziel-Schaltstellung bewegt. Wenn beispielsweise von Gang ② in Gang ③ geschaltet werden soll, muss der Fahrer den Schalthebel zuerst aus der Schaltstellung für Gang ② in die neutrale Schaltstellung zwischen Gang ① und Gang ② bewegen, anschließend den Schalthebel in die neutrale Schaltstellung zwischen Gang ③ und Gang ④ bewegen und den Schalthebel dann noch in die Schaltstellung für Gang ③ bewegen. Im Folgenden werden zur Vereinfachung der Beschreibung der Vorgang des Bewegens des Schalthebels aus einer Schaltstellung in die neutrale Schaltstellung der Schaltstellungsgruppe, zu der die jeweilige Schaltstellung gehört, als „Herausschalten (shifting out)“, die Aktion des Bewegens des Schalthebels aus der neutralen Schaltstellung einer Schaltstellungsgruppe in die neutrale Schaltstellung einer anderen Schaltstellungsgruppe als „Gangwahl (selecting)“ und die Aktion des Bewegens des Schalthebels aus der neutralen Schaltstellung dieser Schaltstellungsgruppe in eine der beiden zu dieser Schaltstellungsgruppe gehörenden Schaltstellungen als „Hineinschalten (shifting in)“ bezeichnet, wobei das „Herausschalten“, die „Gangwahl“ und das „Hineinschalten“ gemeinsam als „Schalten (shifting)“ bezeichnet werden.
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Um die Kosten zu senken, sparen die Konstrukteure von Automobilen vorzugsweise den Synchronisierer für das Rückwärtsgangzahnrad ein. Aufgrund des Weglassens des Synchronisierers für das Rückwärtsgangzahnrad besteht beim Hineinschalten in den Rückwärtsgang die Frage, wie die Eingangswelle abgebremst wird und es wird ein Eingangswellenbremssystem benötigt.
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Momentan existieren zwei Arten von Eingangswellenbremssystemen für den Rückwärtsgang. Zusammengefasst erfolgt das Bremsen bei der einen Art während der Gangwahl und bei der anderen Art während des Hineinschaltens. Alle diese Verfahren besitzen das gleiche Merkmal - es wird eine am Schaltgabelrahmen oder am Schaltturm angeordnete Feder benötigt, um eine Kollision beim Herausschalten zu verhindern, was das Bremssystem kompliziert macht. In der Regel ist die Bremszeit während des Hineinschaltens kurz und der Verschiebungsweg klein, weshalb für die Bauteile und die Montage eine hohe Genauigkeit notwendig ist, was ebenfalls hohe Kosten verursacht.
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Außerdem müssen bei Bremssystemen, die während der Gangwahl arbeiten, Montagebauteile und Merkmale auf der Welle oder der Muffe und gleichzeitig entsprechende Merkmale am Schaltgabelrahmen angeordnet werden, sodass die Konstruktion kompliziert ist und die Kosten hoch sind.
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Für Bremssysteme, die während des Hineinschaltens arbeiten, werden außerdem am Schaltgabelrahmen oder am Schaltturm angeordnete Positionierungsstifte benötigt, um eine Kollision beim Herausschalten zu verhindern. Die Konstruktion dafür ist sehr kompliziert und die Kosten sind sehr hoch.
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Kurzdarstellung der Erfindung
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In Hinblick auf die obigen Probleme stellt die vorliegende Erfindung ein Eingangswellenbremssystem und -verfahren für einen Rückwärtsgang bereit, die für ein schnelles Hineinschalten in den Rückwärtsgang verwendet werden und die einfach umsetzbar und mit geringen Kosten verbunden sind.
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Um die obenstehende Aufgabe der Erfindung zu lösen, wird in der vorliegenden Erfindung folgende technische Lösung verwendet.
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Ein Eingangswellenbremssystem für einen Rückwärtsgang, das Folgendes umfasst: mehrere Schaltgabelrahmen, wobei die mehreren Schaltgabelrahmen einen Rückwärtsgangschaltgabelrahmen und einen Nichtrückwärtsgangschaltgabelrahmen umfassen; sowie einen Bremsfinger, wobei der Bremsfinger so konstruiert ist, dass er mit dem Nichtrückwärtsgangschaltgabelrahmen gekoppelt oder von diesem entkoppelt werden kann und wobei der Rückwärtsgangschaltgabelrahmen, der Nichtrückwärtsgangschaltgabelrahmen und der Bremsfinger so angeordnet sind, dass im Prozess des Hineinschaltens in den Rückwärtsgang, und bevor der Rückwärtsgangschaltgabelrahmen die Rückwärtsgangschaltgabel in die Position bewegt, in der das Rückwärtsgangzahnrad mit dem Eingangswellenantriebszahnrad verzahnt wird, zunächst der Bremsfinger und der Nichtrückwärtsgangschaltgabelrahmen miteinander gekoppelt werden und eine Halbsynchronisation und Bremsung der Nichtrückwärtsgangschaltstellung realisiert wird und wieder eine Entkopplung stattfindet.
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Vorzugsweise umfasst das Eingangswellenbremssystem für einen Rückwärtsgang eine erste Muffe, wobei die erste Muffe eine Schaltkulisse für die Kombination mit dem Nadelbolzen einer Schaltwelle aufweist, wobei die Schaltkulisse an dem auf der Seite der Rückwärtsganggasse befindlichen Endteil der Gangwahlgasse einen axialen Konkavteil aufweist und eine schräge Wandfläche bildet, die den axialen Konkavteil und die Rückwärtsganggasse verbindet und wobei der axiale Konkavteil und die schräge Wandfläche so angeordnet sind, dass der Bremsfinger in den Nichtrückwärtsgangschaltgabelrahmen eingeführt wird und mit dem Nichtrückwärtsgangschaltgabelrahmen gekoppelt wird, wenn sich der Nadelbolzen im axialen Konkavteil befindet, und der Bremsfinger den Nichtrückwärtsgangschaltgabelrahmen verschiebt, wenn der Nadelbolzen von der axialen Konkavnut aus weiter entlang der schrägen Wandfläche verschoben wird, womit eine Halbsynchronisation und Bremsung der Nichtrückwärtsgangschaltstellung realisiert wird und der Bremsfinger nach der Halbsynchronisation und Bremsung von dem Nichtrückwärtsgangschaltgabelrahmen entkoppelt wird.
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Vorzugsweise umfasst das Eingangswellenbremssystem für einen Rückwärtsgang weiterhin eine zweite Muffe, wobei die zweite Muffe an dem auf der Seite des Bremsfingers befindlichen axialen Endteil eine Arretierungsrundungsfläche aufweist und die Arretierungsrundungsfläche verwendet wird, um den Nichtrückwärtsgangschaltgabelrahmen in die neutrale Schaltstellung zu führen. Vorzugsweise weist der Gabelfuß des Nichtrückwärtsgangschaltgabelrahmens am axialen Rand eine gerundete Kante oder eine Schrägfläche auf, wobei die gerundete Kante bzw. die Schrägfläche verwendet wird, um den Nichtrückwärtsgangschaltgabelrahmen in Kombination mit der Arretierungsrundungsfläche in die neutrale Schaltstellung zu führen.
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Vorzugsweise umfasst das Eingangswellenbremssystem für einen Rückwärtsgang eine Bremsmuffe, wobei die Bremsmuffe einen Bremsfinger umfasst und die Bremsmuffe in Axialrichtung zwischen der ersten Muffe und der zweiten Muffe angeordnet ist und gemeinsam mit der ersten Muffe und der zweiten Muffe verschoben werden kann.
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Vorzugsweise umfasst die Arretierungsrundungsfläche zwei in Umfangsrichtung durch Zwischenräume voneinander getrennte Arretierungsrundungsflächen.
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Vorzugsweise ist der radiale Abstand zwischen dem Ende des Bremsfingers und der Zentralachse der ersten Muffe größer als der radiale Abstand zwischen dem Ende des vom Rückwärtsgangschaltgabelrahmen betätigten Schaltfingers und der Zentralachse der ersten Muffe.
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Vorzugsweise ist die Dicke des Bremsfingers kleiner als die Dicke des vom Rückwärtsgangschaltgabelrahmen betätigten Schaltfingers.
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Vorzugsweise ist der Nichtrückwärtsgangschaltgabelrahmen der Schaltgabelrahmen der Gänge 5/6.
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Ein Eingangswellenbremsverfahren für einen Rückwärtsgang, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren umfasst, dass im Prozess des Hineinschaltens in den Rückwärtsgang und vor der Verzahnung des Rückwärtsgangzahnrads mit dem Eingangswellenantriebszahnrad der Bremsfinger mit dem Nichtrückwärtsgangschaltgabelrahmen gekoppelt wird und nachdem die Eingangswelle mithilfe der Halbsynchronisation der Nichtrückwärtsgangschaltstellung gebremst wurde, der Bremsfinger und der Nichtrückwärtsgangschaltgabelrahmen entkoppelt werden. Vorzugsweise umfasst das Verfahren Folgendes: einen Schritt zur Gangwahl des Rückwärtsgangs, wobei sich im Schritt zur Gangwahl des Rückwärtsgangs der Nadelbolzen der Schaltwelle im axialen Konkavteil der Schaltkulisse der ersten Muffe befindet, sodass der Bremsfinger in den Nichtrückwärtsgangschaltgabelrahmen geführt und mit dem Nichtrückwärtsgangschaltgabelrahmen gekoppelt wird; und einen Schritt der Halbsynchronisation und des Bremsens, wobei im Schritt der Halbsynchronisation und des Bremsens der Nadelbolzen vom axialen Konkavteil entlang der den axialen Konkavteil und die Rückwärtsganggasse verbindenden schrägen Wandfläche verschoben wird und der Bremsfinger den Nichtrückwärtsgangschaltgabelrahmen verschiebt, womit die Halbsynchronisation und Bremsung der Nichtrückwärtsgangschaltstellung realisiert wird und der Bremsfinger und der Nichtrückwärtsgangschaltgabelrahmen entkoppelt werden, bevor das Rückwärtsgangzahnrad mit dem Eingangswellenantriebszahnrad verzahnt wird.
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Vorzugsweise umfasst das Verfahren weiterhin einen Schritt zur Rückkehr des Nichtrückwärtsgangschaltgabelrahmens in die neutrale Schaltstellung, wobei der Nichtrückwärtsgangschaltgabelrahmen nach dem Schritt der Halbsynchronisation und des Bremsens mithilfe der an der zweiten Muffe angeordneten Arretierungsrundungsflächen in die neutrale Schaltstellung geführt wird.
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In dem Schaltsystem der vorliegenden Erfindung wird der Synchronisierer für das Rückwärtsgangzahnrad eingespart und im Prozess des Hineinschaltens in den Rückwärtsgang und bevor der Rückwärtsgangschaltgabelrahmen die Rückwärtsgangschaltgabel in die Position bewegt, in der das Rückwärtsgangzahnrad mit dem Eingangswellenantriebszahnrad verzahnt wird, wird durch eine Kopplung des Bremsfingers und des Nichtrückwärtsgangschaltgabelrahmens eine Halbsynchronisation und Bremsung der Nichtrückwärtsgangschaltstellung realisiert und anschließend werden der Bremsfinger und der Nichtrückwärtsgangschaltgabelrahmen wieder entkoppelt. Somit wird mithilfe des Synchronisierers der Nichtrückwärtsgangschaltstellung die Eingangswelle gebremst und ein schnelles Hineinschalten in den Rückwärtsgang realisiert. Gleichzeitig mit der Einsparung des Synchronisierers für das Rückwärtsgangzahnrad benötigt das Eingangswellenbremssystem der vorliegenden Erfindung keine Positionierungsstifte, Federn etc. mehr und die Konstruktion ist einfach und kostengünstig.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine schematische Darstellung zur Anordnungsform der Schaltstellungen eines manuellen Getriebes eines Automobils.
- 2 zeigt eine dreidimensionale Darstellung des Schaltsystems in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 3 zeigt eine dreidimensionale Darstellung der Bremsmuffe.
- 4 zeigt eine dreidimensionale Darstellung der zweiten Muffe.
- 5 zeigt eine dreidimensionale Darstellung des Schaltgabelrahmens der Gänge 5/6.
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Die 6A und 6B zeigen Darstellungen des Zustands, wenn bei der Gangwahl das Ende der Schaltkulisse erreicht ist. Dabei zeigt 6A eine Darstellung aus einer Perspektive senkrecht zur Achsenrichtung der Schaltwelle; 6B zeigt eine Darstellung der relativen Lagebeziehung zwischen dem Schaltfinger der ersten Muffe und dem Rückwärtsgangschaltgabelrahmen aus einer Perspektive von der linken Seite in 6A in Achsenrichtung der Schaltwelle, wobei in 6B die Darstellung der Schaltgabelrahmen der anderen Schaltstellungen außer dem Rückwärtsgangschaltgabelrahmen vernachlässigt wird.
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Die 7A bis 7C zeigen Darstellungen des Zustands, wenn der Rückwärtsgangschaltgabelrahmen und der Schaltgabelrahmen der Gänge 5/6 jeweils durch den ersten Schaltfinger und den Bremsfinger angetrieben und verschoben werden. Dabei zeigt 7A eine Darstellung aus einer Perspektive senkrecht zur Achsenrichtung der Schaltwelle; 7B zeigt eine Darstellung der relativen Lagebeziehung zwischen dem Bremsfinger und dem Schaltgabelrahmen der Gänge 5/6 aus einer Perspektive von der linken Seite in 7A in Achsenrichtung der Schaltwelle, wobei in 7B die Darstellung des Schaltgabelrahmens der Gänge 3/4 und des Rückwärtsgangschaltgabelrahmens vernachlässigt wird; 7C zeigt eine Darstellung der relativen Lagebeziehung zwischen dem Schaltfinger der ersten Muffe und dem Rückwärtsgangschaltgabelrahmen aus einer Perspektive von der linken Seite in 7A in Axialrichtung der Schaltwelle, wobei in 7C die Darstellung der Schaltgabelrahmen der anderen Schaltstellungen außer dem Rückwärtsgangschaltgabelrahmen vernachlässigt wird.
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Die 8A bis 8C und 9 zeigen Darstellungen des Zustands, wenn der Bremsfinger aus dem Schaltgabelrahmen der Gänge 5/6 gezogen wird. Dabei zeigt 8A eine Darstellung aus einer Perspektive senkrecht zur Achsenrichtung der Schaltwelle; 8B zeigt eine Darstellung der relativen Lagebeziehung zwischen dem Bremsfinger und dem Schaltgabelrahmen der Gänge 5/6 aus einer Perspektive von der linken Seite in 8A in Achsenrichtung der Schaltwelle, wobei in 8B die Darstellung des Schaltgabelrahmens der Gänge 3/4 und des Rückwärtsgangschaltgabelrahmens vernachlässigt wird; 8C zeigt eine Darstellung der relativen Lagebeziehung zwischen dem Schaltfinger der ersten Muffe und dem Rückwärtsgangschaltgabelrahmen aus einer Perspektive von der linken Seite in 8A in Achsenrichtung der Schaltwelle, wobei in 8C die Darstellung der Schaltgabelrahmen der anderen Schaltstellungen außer dem Rückwärtsgangschaltgabelrahmen vernachlässigt wird; 9 zeigt eine vergrößerte Darstellung zum Bereich des Bremsfingers in 8A.
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10 zeigt eine dreidimensionale Darstellung des Zustands, wenn die Arretierungsrundungsflächen der zweiten Muffe den Schaltgabelrahmen der Gänge 5/6 in die neutrale Schaltstellung verschieben.
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Die 11A bis 11C zeigen Darstellungen des Zustands, wenn der Schaltgabelrahmen der Gänge 5/6 in die neutrale Schaltstellung zurückgestellt wird. Dabei zeigt 11A eine Darstellung aus einer Perspektive senkrecht zur Achsenrichtung der Schaltwelle; 11B zeigt eine Darstellung der relativen Lagebeziehung zwischen dem Bremsfinger und dem Schaltgabelrahmen der Gänge 5/6 aus einer Perspektive von der linken Seite in 11A in Achsenrichtung der Schaltwelle, wobei in 11B die Darstellung des Schaltgabelrahmens der Gänge 3/4 und des Rückwärtsgangschaltgabelrahmens vernachlässigt wird; 11C zeigt eine Darstellung der relativen Lagebeziehung zwischen dem Schaltfinger der ersten Muffe und dem Rückwärtsgangschaltgabelrahmen aus einer Perspektive von der linken Seite in 11A in Axialrichtung der Schaltwelle, wobei in 11C die Darstellung der Schaltgabelrahmen der anderen Schaltstellungen außer dem Rückwärtsgangschaltgabelrahmen vernachlässigt wird.
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Die 12A bis 12C zeigen Darstellungen des Zustands, wenn der Schaltgabelrahmen der Gänge 5/6 beim Hineinschalten in den Rückwärtsgang arretiert wird. Dabei zeigt 12A eine Darstellung aus einer Perspektive senkrecht zur Achsenrichtung der Schaltwelle; 12B zeigt eine Darstellung der relativen Lagebeziehung zwischen dem Bremsfinger und dem Schaltgabelrahmen der Gänge 5/6 aus einer Perspektive von der linken Seite in 12A in Achsenrichtung der Schaltwelle, wobei in 12B die Darstellung des Schaltgabelrahmens der Gänge 3/4 und des Rückwärtsgangschaltgabelrahmens vernachlässigt wird; 12C zeigt eine Darstellung der relativen Lagebeziehung zwischen dem Schaltfinger der ersten Muffe und dem Rückwärtsgangschaltgabelrahmen aus einer Perspektive von der linken Seite in 12A in Axialrichtung der Schaltwelle, wobei in 12C die Darstellung der Schaltgabelrahmen der anderen Schaltstellungen außer dem Rückwärtsgangschaltgabelrahmen vernachlässigt wird.
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13 zeigt eine Darstellung der Kollision des Bremsfingers und des Schaltgabelrahmens der Gänge 5/6 beim Herausschalten entlang einer schrägen Bahn.
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Bezugszeichenliste
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1 - Schaltwelle; 2 - erste Muffe; 3 - zweite Muffe; 4 - Bremsmuffe; 5 - Schaltgabelrahmen; 12 - Nadelbolzen; 22 - Schaltkulisse; 24 - erster Schaltfinger; 26 - Arretierungsfenster; 222 - axiale Endwandfläche der Rückwärtsganggasse; 224 - schräge Wandfläche; 226 - axiale Endwandfläche der Gangwahlgasse; 32 - Arretierungsrundungsfläche; 34 - zweiter Schaltfinger; 36 - Arretierungsfenster; 38 - Schaltfingermontagebohrung; 42 - zylindrischer Teil; 44 - Flanschteil; 46 - Bremsfinger; 52 - Schaltgabelrahmen der Gänge 1/2; 54 - Schaltgabelrahmen der Gänge 3/4; 56 - Schaltgabelrahmen der Gänge 5/6; 58 - Rückwärtsgangschaltgabelrahmen; 561 - Basisteil; 562 - Gabelfuß; 562a - paralleler Teil; 562b - getrennter Teil; 564 - Gabelöffnung; 566 - Zylinderfläche; 568 - gerundete Kante (Schrägfläche)
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Ausführungsformen
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Im Folgenden wird in Verbindung mit den beigefügten Figuren eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Es muss klar sein, dass diese konkreten Beschreibungen nur dazu dienen, um einem Fachmann des technischen Gebiets zu demonstrieren, wie die vorliegende Erfindung ausgeführt wird, und nicht dazu, alle möglichen Formen der vorliegenden Erfindung erschöpfend darzustellen oder den Umfang der vorliegenden Erfindung einzuschränken.
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Im Folgenden wird zur Vereinfachung der Beschreibung die Achsenrichtung der Schaltwelle 1 in 2 als „Axialrichtung“ bezeichnet, die senkrecht zu dieser Axialrichtung liegende Richtung wird als „Radialrichtung“ bezeichnet und die diese Axialrichtung umkreisende Richtung als „Umfangsrichtung“.
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Im Folgenden wird anhand der 2 bis 5 das Eingangswellenbremssystem für einen Rückwärtsgang am Schaltturm der vorliegenden Erfindung beschrieben. 2 zeigt eine dreidimensionale Darstellung des Schaltsystems in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 3 zeigt eine dreidimensionale Darstellung der Bremsmuffe. 4 zeigt eine dreidimensionale Darstellung der zweiten Muffe. 5 zeigt eine dreidimensionale Darstellung des Schaltgabelrahmens der Gänge 5/6.
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Wie in 2 gezeigt, umfasst das Schaltsystem der vorliegenden Erfindung einen Schaltturm und mehrere Schaltgabelrahmen 5 (d. h. den Schaltgabelrahmen 52 der Gänge 1/2, den Schaltgabelrahmen 54 der Gänge 3/4, den Schaltgabelrahmen 56 der Gänge 5/6 und den Rückwärtsgangschaltgabelrahmen 58). Dazu muss erläutert werden, dass es in 2 so scheint, als ob der Schaltgabelrahmen 56 der Gänge 5/6 getrennt ist und zwei Teile bildet. Das liegt daran, dass der Schaltgabelrahmen 56 der Gänge 5/6 relativ hoch ist und dessen Oberteil nicht dargestellt ist. Tatsächlich ist der Schaltgabelrahmen 56 der Gänge 5/6, wie in 5 gezeigt, im oberen Teil verbunden. Der Schaltturm umfasst eine Schaltwelle 1, eine erste Muffe 2, eine zweite Muffe 3 und eine Bremsmuffe 4. Die erste Muffe 2, die zweite Muffe 3 und die Bremsmuffe 4 sind koaxial zur Schaltwelle 1 außen auf der Schaltwelle 1 aufgesetzt, wobei die Bremsmuffe 4 in Axialrichtung zwischen der ersten Muffe 2 und der zweiten Muffe 3 angeordnet ist. Die erste Muffe 2, die zweite Muffe 3 und die Bremsmuffe 4 können gegenüber der Schaltwelle 1 in Axialrichtung verschoben werden und sie können um die Schaltwelle 1 herumgedreht werden. Außerdem werden die erste Muffe 2, die zweite Muffe 3 und die Bremsmuffe 4 gemeinsam verschoben.
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An der Außenumfangsfläche der Schaltwelle 1 ist ein Nadelbolzen 12 angeordnet, wobei der Nadelbolzen 12 in eine Schaltkulisse 22 der ersten Muffe 2 gesteckt und von der Schaltkulisse 22 geführt wird.
Wie in 2 gezeigt, sind an der ersten Muffe 2 eine Schaltkulisse 22, ein Arretierungsfenster 26 und eine Schaltfingermontagebohrung (nicht dargestellt) für die Montage des ersten Schaltfingers angeordnet. Wie in 2 gezeigt, ist in der Schaltkulisse 22 die auf der Seite der Rückwärtsganggasse (die linke Seite in 2) befindliche axiale Endwandfläche 226 der Gangwahlgasse nicht wie bei Schaltkulissen an Schaltturmmuffen des Stands der Technik mit der axialen Endwandfläche 222 der Rückwärtsganggasse in Axialrichtung ausgerichtet, sondern im Vergleich zur axialen Endwandfläche 222 der Rückwärtsganggasse näher an der in Axialrichtung linken Seite angeordnet (d. h. die Gangwahlgasse weist an ihrem auf der Seite der Rückwärtsganggasse befindlichen Endteil einen axialen Konkavteil auf). Die axiale Endwandfläche 226 der Gangwahlgasse und die axiale Endwandfläche 222 der Rückwärtsganggasse sind durch eine schräge Wandfläche 224 miteinander verbunden.
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Wie in 3 gezeigt, umfasst die Bremsmuffe 4 einen zylindrischen Teil 42, einen Flanschteil 44 und einen Bremsfinger 46. Dabei ist der Flanschteil 44 an dem auf der Seite der zweiten Muffe 3 (die rechte Seite in 2, die linke Seite in 3) befindlichen axialen Endteil des zylindrischen Teils 42 angeordnet. Der Bremsfinger 46 ist am Flanschteil 44 angeordnet und steht vom Flanschteil 44 in Richtung der radialen Außenseite hervor. Der radiale Abstand zwischen dem Ende des Bremsfingers 46 und der Zentralachse der Schaltwelle 1 ist größer als der radiale Abstand zwischen dem Ende des ersten Schaltfingers 24 und der Zentralachse der Schaltwelle 1. Somit kann der Bremsfinger 46 den Schaltgabelrahmen 56 der Gänge 5/6 deutlich schneller verschieben als der erste Schaltfinger 24 den Rückwärtsgangschaltgabelrahmen 58 verschiebt. Der Bremsfinger 46 ist dünn und seine Dicke (die Abmessung in Axialrichtung) beträgt etwa 2 mm und ist kleiner als die Dicke (die Abmessung in Axialrichtung) des ersten Schaltfingers 24.
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Wie in 4 gezeigt, umfasst die zweite Muffe 3 einen Hauptkörperteil. Am Hauptkörperteil der zweiten Muffe 3 sind ein Arretierungsfenster 36 und eine Schaltfingermontagebohrung 38 für die Montage des zweiten Schaltfingers 34 angeordnet. An dem auf der Seite der Bremsmuffe 4 (die linke Seite in 2 und 4) befindlichen axialen Endteil der zweiten Muffe 3 sind zwei Arretierungsrundungsflächen 32 angeordnet. Wie in 4 gezeigt, sind die beiden Arretierungsrundungsflächen 32 in Umfangsrichtung durch Zwischenräume voneinander getrennt und bilden bei einem Längsschnitt, den man an einer Ebene entlang der Zentralachse der zweiten Muffe 3 erhält, eine schräge Linie, wobei sich der Abstand dieser schrägen Linie zur Zentralachse der zweiten Muffe 3 von der Seite der zweiten Muffe 3 zur Seite der ersten Muffe 2 (in 2 von der rechten zur linken Seite) allmählich verringert. Jede der Arretierungsrundungsflächen 32 erstreckt sich in Umfangsrichtung auf einer Länge von beispielsweise etwa 1/4 des Umfangs der zweiten Muffe 3.
Wie in 5 gezeigt, ist der Schaltgabelrahmen 56 der Gänge 5/6 plattenförmig und umfasst einen Grundteil 561 sowie zwei Gabelfüße 562, die von den beiden Enden des Grundteils zunächst in der gleichen Richtung parallel erstreckt sind und sich anschließend allmählich voneinander trennen. Jeder Gabelfuß 562 umfasst einen parallelen Teil 562a und einen getrennten Teil 562b. Zwischen den parallelen Teilen 562a der beiden Gabelfüße ist eine ungefähr U-förmige Gabelöffnung 564 gebildet. Die Gabelöffnung 564 umfasst einen oberen Gabelöffnungsteil 564a und einen unteren Gabelöffnungsteil 564b, die miteinander verbunden sind. Beim Schalten in den Rückwärtsgang kann der Bremsfinger 46 in die Gabelöffnung 564 eingeführt werden und auf den oberen Gabelöffnungsteil 564a einwirken, wodurch der Schaltgabelrahmen 56 der Gänge 5/6 senkrecht zur Schaltwelle verschoben wird. Beim Schalten in die Gänge 5/6 kann der zweite Schaltfinger 34 der zweiten Muffe 3 in die Gabelöffnung 564 eingeführt werden und auf den unteren Gabelöffnungsteil 564b einwirken, wodurch der Schaltgabelrahmen 56 der Gänge 5/6 senkrecht zur Schaltwelle verschoben wird. Die einander gegenüberliegenden Flächen der getrennten Teile 562b der beiden Gabelfüße sind Zylinderflächen 566. Wenn die Zylinderflächen 566 des Schaltgabelrahmens 56 der Gänge 5/6 von der radialen Außenseite die Außenumfangsflächen der zweiten Muffe 3 umfassen, kann der Schaltgabelrahmen 56 der Gänge 5/6 nicht mehr senkrecht zur Schaltwelle verschoben werden. An jeder Zylinderfläche 566 ist in Axialrichtung an den Kanten der Seite, die der Seite der Bremsmuffe 4 entgegengesetzt ist, eine gerundete Kante oder eine Schrägfläche 568 angeordnet. Durch die Anordnung der gerundeten Kanten oder der Schrägflächen 568 an den Zylinderflächen 566 wird bewirkt, dass, wenn sich der Bremsfinger 46 in der Gabelöffnung 564 befindet, der Zwischenraum zwischen den Arretierungsrundungsflächen 32 der zweiten Muffe 3 und den Zylinderflächen 566 des Schaltgabelrahmens 56 der Gänge 5/6 größer ist, als wenn keine gerundeten Kanten oder Schrägflächen angeordnet sind, wodurch die Strecke vergrößert wird, auf der der Schaltgabelrahmen 56 der Gänge 5/6 senkrecht zur Schaltwelle verschoben werden kann.
Abgesehen von dem Fehlen des oberen Gabelöffnungsteils 564a (d. h. die Höhe ist geringer als die des Schaltgabelrahmens 56 der Gänge 5/6) und der Schrägflächen 568 ist die Form anderer Schaltgabelrahmen 5 ähnlich der des Schaltgabelrahmens 56 der Gänge 5/6. Daher wird hier auf deren Beschreibung verzichtet.
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Beim Schalten in andere Schaltstellungen als den Rückwärtsgang werden die erste Muffe 2, die zweite Muffe 3 und die Bremsmuffe 4 in Axialrichtung verschoben, sodass der erste Schaltfinger 24 oder der zweite Schaltfinger 34 in den Gabelöffnungen unterschiedlicher Schaltgabelrahmen 5 positioniert werden. Wenn anschließend die erste Muffe 2, die zweite Muffe 3 und die Bremsmuffe 4 in eine Richtung um die Schaltwelle 1 gedreht werden, drücken der erste Schaltfinger 24 oder der zweite Schaltfinger 34 gegen den Seitenteil der U-förmigen Gabelöffnung des korrespondierenden Schaltgabelrahmens 5, sodass dieser Schaltgabelrahmen 5 entlang einer gegenüber der Schaltwelle 1 senkrechten ersten Richtung parallel verschoben wird und in eine Schaltstellung hineingeschaltet wird; wenn die erste Muffe 2, die zweite Muffe 3 und die Bremsmuffe 4 in die der einen Richtung entgegengesetzte andere Richtung um die Schaltwelle 1 gedreht werden, drücken der erste Schaltfinger 24 oder der zweite Schaltfinger 34 gegen den Seitenteil der U-förmigen Gabelöffnung des korrespondierenden Schaltgabelrahmens 5, sodass dieser Schaltgabelrahmen 5 entlang einer gegenüber der Schaltwelle 1 senkrechten und der ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung parallel verschoben wird und in die andere Schaltstellung derselben Schaltstellungsgruppe hineingeschaltet werden kann.
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Im Folgenden wird anhand der 6A bis 12C der Bewegungsprozess des Schaltsystems der vorliegenden Erfindung beim Schalten in den Rückwärtsgang beschrieben.
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Beim Schalten in den Rückwärtsgang wird der Fahrer in der Regel vorzugsweise zuerst eine Gangwahl vornehmen, bis das Ende der Schaltkulisse erreicht ist. Konkret werden, ausgehend von dem beispielsweise in 2 gezeigten Zustand, die erste Muffe 2, die zweite Muffe 3 und die Bremsmuffe 4 in Axialrichtung gegenüber der Schaltwelle 1 und dem Schaltgabelrahmen 5 nach rechts verschoben, sodass, wie in 6A gezeigt, der Nadelbolzen 12 der Schaltwelle 1 an die axiale Endwandfläche 226 der Schaltkulisse 22 der ersten Muffe 2 anstößt. Zu diesem Zeitpunkt steht, wie in 6A gezeigt, senkrecht zur Achsenrichtung der Schaltwelle 1 gesehen, ein Teil des ersten Schaltfingers 24 der ersten Muffe 2 aus der U-förmigen Gabelöffnung des Rückwärtsgangschaltgabelrahmens 58 hervor, während der andere Teil in der U-förmigen Gabelöffnung des Rückwärtsgangschaltgabelrahmens 58 verbleibt. Der Schaltgabelrahmen 56 der Gänge 5/6 überquert den Hauptkörperteil der zweiten Muffe 3 und der Bremsfinger 46 wird geringfügig in die U-förmige Gabelöffnung 564 des Schaltgabelrahmens 56 der Gänge 5/6 hineingeführt, worauf der Schaltgabelrahmen 56 der Gänge 5/6 unter dem Druck des Bremsfingers 46 in senkrechter Richtung zur Schaltwelle 1 verschoben werden kann. Wie in 6B gezeigt, befindet sich außerdem, in Achsenrichtung der Schaltwelle 1 gesehen, der erste Schaltfinger 24 der ersten Muffe 2 in senkrechter Richtung zur Schaltwelle 1 (die Links-Rechts-Richtung in 6B) im Zentrum der U-förmigen Gabelöffnung des Rückwärtsgangschaltgabelrahmens 58. Genauso befindet sich auch der Bremsfinger 46 in senkrechter Richtung zur Schaltwelle 1 (die Links-Rechts-Richtung in 6B) im Zentrum der U-förmigen Gabelöffnung 564 des Schaltgabelrahmens 56 der Gänge 5/6.
Anschließend werden, wie in 7A gezeigt, die erste Muffe 2, die zweite Muffe 3 und die Bremsmuffe 4 in der durch Pfeil A angezeigten Richtung um die Schaltwelle 1 gedreht. Wie in 7B und 7C gezeigt, wird bei der Drehung der ersten Muffe 2, der zweiten Muffe 3 und der Bremsmuffe 4 um die Schaltwelle 1 auch der erste Schaltfinger 24 um die Schaltwelle 1 gedreht und verschiebt dabei den Rückwärtsgangschaltgabelrahmen 58 nach links (die in 7C durch Pfeil D angezeigte Richtung); der Bremsfinger 46 wird ebenfalls um die Schaltwelle 1 gedreht und verschiebt dabei den Schaltgabelrahmen 56 der Gänge 5/6 nach links (die in 7B durch Pfeil C angezeigte Richtung). Da wie oben beschrieben der radiale Abstand zwischen dem Ende des Bremsfingers 46 und der Zentralachse der Schaltwelle 1 größer ist als der radiale Abstand zwischen dem Ende des ersten Schaltfingers 24 und der Zentralachse der Schaltwelle 1, kann der Bremsfinger 46 den Schaltgabelrahmen 56 der Gänge 5/6 deutlich schneller verschieben als der erste Schaltfinger 24 den Rückwärtsgangschaltgabelrahmen 58 verschiebt. Der Schaltgabelrahmen 56 der Gänge 5/6 bewegt die nicht dargestellte Schaltgabel der Gänge 5/6, verschiebt somit den Synchronisierer der Gänge 5/6 und nutzt den Synchronisierer der Gänge 5/6, um das Eingangswellensystem abzubremsen. Der Rückwärtsgangschaltgabelrahmen 58 nimmt bei seiner Verschiebung die nicht dargestellte Rückwärtsgangschaltgabel mit und verschiebt somit das Rückwärtsgangzahnrad in Richtung auf das Eingangswellenantriebszahnrad.
Mit der weiteren Drehung der ersten Muffe 2, der zweiten Muffe 3 und der Bremsmuffe 4 in der durch Pfeil A angezeigten Richtung um die Schaltwelle 1 beginnt der Nadelbolzen 12 der Schaltwelle 1 mit der schrägen Wandfläche 224 der Schaltkulisse 22 in Kontakt zu treten. Unter der Wirkung der schrägen Wandfläche 224 werden die erste Muffe 2, die zweite Muffe 3 und die Bremsmuffe 4 gegenüber der Schaltwelle 1 und dem Schaltgabelrahmen 5 in Axialrichtung nach links verschoben (in 8A durch Pfeil B angezeigt), sodass der Bremsfinger 46 allmählich aus der U-förmigen Gabelöffnung 564 des Schaltgabelrahmens 56 der Gänge 5/6 herausgeschoben wird und der erste Schaltfinger 24 der ersten Muffe 2 allmählich nach links und weiter in die U-förmige Gabelöffnung des Rückwärtsgangschaltgabelrahmens 58 hineingeführt wird. Da die Dicke des Bremsfingers 46 geringer ist als die Dicke des ersten Schaltfingers 24, befindet sich der erste Schaltfinger 24 der ersten Muffe 2 beim Herausschieben des Bremsfingers 46 aus der U-förmigen Gabelöffnung 564 des Schaltgabelrahmens 56 der Gänge 5/6 immer noch in der U-förmigen Gabelöffnung des Rückwärtsgangschaltgabelrahmens 58 und kann somit den Rückwärtsgangschaltgabelrahmen 58 weiter verschieben. Die 8A bis 8C und 9 zeigen Darstellungen des Zustands, wenn der Bremsfinger aus dem Schaltgabelrahmen 56 der Gänge 5/6 gezogen wird. Wie in 8B gezeigt, wird zu diesem Zeitpunkt der Schaltgabelrahmen der Gänge 5/6 bis zum maximalen Wert nach links verschoben (in die durch Pfeil C angezeigte Richtung). Wie in 8C gezeigt, verschiebt zu diesem Zeitpunkt der erste Schaltfinger 24 den Rückwärtsgangschaltgabelrahmen 58 weiter nach links (in die durch Pfeil D angezeigte Richtung).
Mit der weiteren Drehung der ersten Muffe 2, der zweiten Muffe 3 und der Bremsmuffe 4 in der durch Pfeil A angezeigten Richtung um die Schaltwelle 1 wird der Nadelbolzen 12 der Schaltwelle 1 entlang der schrägen Wandfläche 224 weiter verschoben, die erste Muffe 2, die zweite Muffe 3 und die Bremsmuffe 4 werden gegenüber dem Schaltgabelrahmen in Axialrichtung weiter nach links verschoben und der Bremsfinger 46 wird vollständig aus der U-förmigen Gabelöffnung 564 des Schaltgabelrahmens 56 der Gänge 5/6 herausgeschoben. Wie in 10 und in den 11A bis 11C gezeigt, stehen zu diesem Zeitpunkt die Arretierungsrundungsflächen 32 der zweiten Muffe 3 mit den Schrägflächen 568 des Schaltgabelrahmens 56 der Gänge 5/6 in Kontakt. Mit der Fortsetzung der Schaltbewegung wird die zweite Muffe 3 mit der Drehung gleichzeitig in Axialrichtung weiter nach links verschoben und durch die gegenseitige Wirkung und Führung zwischen den Schrägflächen wird der in der durch Pfeil C angezeigten Richtung parallel verschobene Schaltgabelrahmen 56 der Gänge 5/6 unter dem Druck der Arretierungsrundungsflächen 32 der zweiten Muffe 3 in Richtung auf seine neutrale Schaltstellung (in 11B die durch Pfeil E angezeigte Richtung) bewegt (siehe 11B) und in seine neutrale Schaltstellung zurückgeführt. Wie in 11C gezeigt, verschiebt zu diesem Zeitpunkt der erste Schaltfinger 24 den Rückwärtsgangschaltgabelrahmen 58 weiter nach links (die durch Pfeil D angezeigte Richtung).
Wie in 12A und 12B gezeigt, wird der Schaltgabelrahmen 56 der Gänge 5/6 in der neutralen Schaltstellung des Schaltgabelrahmens 56 der Gänge 5/6 durch die zweite Muffe 3 verriegelt, sodass der Schaltgabelrahmen 56 der Gänge 5/6 nicht mehr senkrecht zur Schaltwelle parallel verschoben werden kann. Wie in 12C gezeigt, verschiebt zu diesem Zeitpunkt der erste Schaltfinger 24 den Rückwärtsgangschaltgabelrahmen 58 weiter nach links (die durch Pfeil D angezeigte Richtung), sodass zuletzt das Rückwärtsgangzahnrad mit dem Eingangswellenantriebszahnrad verzahnt wird. Damit ist das Schalten in den Rückwärtsgang abgeschlossen.
Beim Herausschalten aus dem Rückwärtsgang wird der Fahrer das Herausschalten vorzugsweise direkt vornehmen, d. h. er wird beim Herausschalten keine schräge Bahn verwenden und da sich der Bremsfinger 46 und der Schaltgabelrahmen 56 der Gänge 5/6 in Axialrichtung nicht gegeneinander bewegen, kann auch keine Kollision des Bremsfingers 46 mit dem Schaltgabelrahmen 56 der Gänge 5/6 auftreten. Wie in 13 gezeigt, bewegen sich andererseits bei einem Herausschalten auf einer schrägen Bahn der Bremsfinger 46 und der Schaltgabelrahmen 56 der Gänge 5/6 in Axialrichtung gegeneinander und der Schaltgabelrahmen 56 der Gänge 5/6 befindet sich zu diesem Zeitpunkt in der neutralen Schaltstellung, weshalb es zu einer Kollision zwischen dem Bremsfinger 46 und dem Schaltgabelrahmen 56 der Gänge 5/6 kommen kann.
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In dem Schaltsystem der vorliegenden Erfindung wird der Synchronisierer für das Rückwärtsgangzahnrad eingespart und im Prozess des Hineinschaltens in den Rückwärtsgang und bevor der Rückwärtsgangschaltgabelrahmen 58 die Rückwärtsgangschaltgabel in die Position bewegt, in der das Rückwärtsgangzahnrad mit dem Eingangswellenantriebszahnrad verzahnt wird, wird durch eine Kopplung des Bremsfingers 46 und des Schaltgabelrahmens 56 der Gänge 5/6 eine Halbsynchronisation und Bremsung der Nichtrückwärtsgangschaltstellung realisiert und anschließend werden der Bremsfinger 46 und der Schaltgabelrahmen 56 der Gänge 5/6 wieder entkoppelt. Somit wird mithilfe des Synchronisierers des Schaltgabelrahmens 56 der Gänge 5/6 die Eingangswelle gebremst und ein schnelles Hineinschalten in den Rückwärtsgang realisiert. Gleichzeitig mit der Einsparung des Synchronisierers für das Rückwärtsgangzahnrad benötigt das Eingangswellenbremssystem der vorliegenden Erfindung keine Positionierungsstifte und Federn mehr und die Konstruktion ist einfach und kostengünstig.
Es muss klar sein, dass die obige Ausführungsform lediglich Beispielcharakter hat und nicht dazu dient, die vorliegende Erfindung einzuschränken. Ein Fachmann des technischen Gebiets kann auf Grundlage der vorliegenden Erfindung an der obigen Ausführungsform alle Arten von Modifikationen und Formveränderungen vornehmen, ohne dass dabei der Umfang der vorliegenden Erfindung verlassen wird.
- (1) In der obigen Ausführungsform ist der Bremsfinger 46 so angeordnet, dass er in die Gabelöffnung des Schaltgabelrahmens der Gänge 5/6 geführt werden kann, sodass der Schaltgabelrahmen der Gänge 5/6 verschoben wird, wobei der Synchronisierer der Gänge 5/6 mitbewegt wird und die Eingangswelle abbremst. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht hierauf beschränkt und der Bremsfinger 46 kann auch so angeordnet sein, dass er in die Gabelöffnungen der Schaltgabelrahmen für andere Schaltstellungen eingeführt werden kann, sodass die Synchronisierer anderer Schaltstellungen für das Abbremsen der Eingangswelle verwendet werden.
- (2) In der obigen Ausführungsform wird der Rückwärtsgangschaltgabelrahmen 58 erst nach der Rückkehr des Schaltgabelrahmens 56 der Gänge 5/6 in die neutrale Schaltstellung durch den ersten Schaltfinger 24 in eine Position bewegt, in der das Rückwärtsgangzahnrad mit dem Eingangswellenantriebszahnrad verzahnt wird. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht hierauf beschränkt und es kann auch sein, dass der Rückwärtsgangschaltgabelrahmen 58 beim Entkoppeln des Schaltgabelrahmens 56 der Gänge 5/6 und des Bremsfingers 46 durch den ersten Schaltfinger 24 in die Position bewegt wird, in der das Rückwärtsgangzahnrad mit dem Eingangswellenantriebszahnrad verzahnt wird. Mit anderen Worten muss nur gegeben sein, dass vor der Verzahnung des Rückwärtsgangzahnrads mit dem Eingangswellenantriebszahnrad der Schaltgabelrahmen 56 der Gänge 5/6 und der Bremsfinger 46 entkoppelt werden.
- (3) In der obigen Ausführungsform umfasst der Schaltturm eine erste Muffe 2 und eine zweite Muffe 3, wobei die beiden Muffen voneinander getrennt sind. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht hierauf beschränkt und der Schaltturm kann auch eine Muffe umfassen, in der die erste Muffe und die zweite Muffe eine Einheit bilden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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