DE19653868B4

DE19653868B4 - Druckmittelbetätigbare Gangschaltvorrichtung zur automatischen Schaltung eines mehrgängigen Zahnradwechselgetriebes

Info

Publication number: DE19653868B4
Application number: DE19653868A
Authority: DE
Inventors: Martin Wilken; Arthur Schneider
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1996-01-09
Filing date: 1996-12-21
Publication date: 2005-12-29
Anticipated expiration: 2016-12-22
Also published as: DE19653868A1

Abstract

Druckmittelbetätigbare Gangschaltvorrichtung zur automatischen Schaltung eines mehrgängigen Zahnrad-Wechselgetriebes, mit einer Kolben-Zylinder-Anordnung (2) zum Ausführen einer Zug-/Schubbewegung zum Einlegen eines Ganges, bei der im Zylinderrohr (3) zwei wechelseitig betätigbare Kolben (4a, 4b) angeordnet sind, mit denen mittels einer Stellvorrichtung eine Schiebemuffe (23) des Getriebes verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben-Zylinder-Anordnung (2) im wesentlichen innerhalb des Getriebegehäuses (1) angeordnet ist und dass deren Zylinderrohr (3) im Getriebegehäuse (1) zur Auswahl einer Schaltgasse drehbar um deren Längsachse, aber axial fest gelagert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine druckmittelbetätigbare Gangschaltvorrichtung zur automatischen Schaltung eines mehrgängigen Zahnrad-Wechselgetriebes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Automatisiert schaltbare Zahnrad-Wechselgetriebe verfügen ebenso wie normale Handschaltgetriebe in der Regel über eine Schaltwelle, mit der die Übersetzungsstufen des Getriebes durch eine Schwenkbewegung und durch eine Zug-/Schub-Bewegung einlegbar sind. Um dieses Gangeinlegen dem Fahrer abzunehmen, ist beispielsweise aus der EP 516 959 B1 eine hilfskraftbetätigbare Gangschalteinrichtung bekannt, bei der die Gangwahl und das Einlegen des Getriebeganges mit Hilfe einer Kolben-Zylinder-Anordnung automatisch durchgeführt wird. Dazu weist die Kolben-Zylinder-Anordnung zwei voneinander unabhängig beaufschlagbare und entgegengesetzt wirkende Kolben auf, welche in einem Zylinder geführt werden. Beide Kolben stehen mit einem Bolzen in Verbindung, der durch den gemeinsamen Zylinder der Kolben-Zylinder-Anordnung hindurchragend mit einem axial verschieblichen Schlitten in Verbindung steht. Die Schlittenbewegung wird über das getriebeinnere Schaltgestänge auf die Schiebemuffe des gewünschten Gangrades weitergeleitet. Eine Verschiebung der Kolben in die eine oder die andere Richtung bewirkt so ein automatischen Wählen und Einlegen des gewünschten Getriebeganges.

Weiterhin ist eine Gangschaltvorrichtung aus der DE 1 297 486 A bekannt, bei der über einen schwenkbar angeordneten Hebel entsprechende Schaltgabeln im Getriebe bewegt werden können. Hierzu ist der Hebel innerhalb zweier verschiedener Ebenen bewegbar angeordnet und mit im Gehäuse koaxial gegenüberliegenden Zylindern gelagert.

Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe an die Erfindung, darin, eine druckmittelbetätigbare Gangschaltvorrichtung möglichst bauraumsparend an einem Zahnrad-Wechselgetriebe anzuordnen. Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Patentanspruchs 1, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.

Es wird demnach vorgeschlagen, die die Einstellung des Getriebeübersetzungsverhältnisses durchführende Kolben-Zylinder-Anordnung innerhalb des Getriebegehäuses anzuordnen.

Vorteilhafterweise ist die Kolben-Zylinder-Anordnung dabei in der Schaltwellenbohrung des Gehäuses eines normalen Handschalt-Zahnrad-Wechselgetriebes untergebracht. Da die Kolben-Zylinder-Anordnung nicht nur zum Gangeinlegen sondern auch zur Schaltgassenwahl dient, ist außerdem vorgesehen, dass der Zylinder der Kolben- Zylinder-Anordnung im Getriebegehäuse axial fest aber um deren Längsachse drehbar gelagert ist. Außerdem kann eine Dämpfungsvorrichtung innerhalb der Kolben-Zylinder-Anordnung vorgesehen sein, die Anschlaggeräusche der Kolbenstangen an ihre rechts bzw. linksseitigen Endlagen vermindern.

Ausführungsformen der Erfindung lassen sich anhand der der Beschreibung beigelegten Zeichnungen erläutern. Im einzelnen zeigen:
1 eine schematische Querschnittsdarstellung der Gangschaltvorrichtung sowie
2 und 3 Detaildarstellungen gemäß 1.
Wie 1 entnehmbar ist, besteht die druckmittelbetätigbare Gangschaltvorrichtung aus einer Kolben-Zylinder-Anordnung 2, die weitgehend innerhalb des Getriebegehäuses 1 angeordnet ist. Zur Schaffung eines möglichst kostengünstigen, automatisiert schaltbaren Zahnrad-Wechselgetriebes kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Kolben-Zylinder-Anordnung 2 in die Gehäusebohrung 31 für die Schaltwelle eines konventionellen Handschaltgetriebes eingepasst ist.
Die Kolben-Zylinder-Anordnung 2 besteht im wesentlichen aus einem Zylinderaußenrohr 3, in das zwei entgegengesetzt arbeitende Kolben 4a, 4b eingesetzt sind. Zwischen diesen beiden Kolben 4a, 4b ist ein Verbindungsbolzen 5 positioniert, der durch ein Langloch 32 im Zylinderaußenrohr 3 ragt und mittels eines Verbindungsmittels, hier einer Mutter 27, mit einem auf dem Zylinderaußenrohr 3 axial verschiebbaren Schlitten 26 verbunden ist.
Der Schlitten 26 hält in einem Führungsrohr 18 eine Kugel 19, welche mit einem Innenschalthebel 21 verbunden ist. Dieser Innenschalthebel 21 ist um eine Schwenkachse 25 drehbar gelagert, so dass eine Axialverschiebung des Schlittens 26 eine Schwenkbewegung des Innenschalthebels 21 um die Schwenkachse 25 auslöst. Dieser Innenschalthebel 21 ist außerdem mit einer Schaltstange 22 gelenkig verbunden, die ihrerseits eine Schiebemuffe 23 zur an sich bekannten Einlegung der konkreten Getriebegänge des Zahnrad-Wechselgetriebes trägt. Die Schaltstange 22 ist zur Durchführung einer mit dem Pfeil 33 gekennzeichneten und im wesentlichen senkrecht zur Schlittenbewegung (Pfeil 34) erfolgenden Einstellbewegungen über ein nicht weiter dargestelltes Lager innerhalb des Getriebegehäuses 1 geführt.
Wie 2 und 3 entnehmbar ist, sind innerhalb des Zylinderaußenrohrs 3 sowohl an dem rechts- als auch auf dem linksseitigen Ende der Kolbenstangen 4a, 4b jeweils eine Feder 8, 9 angeordnet, die die Kolben 4a, 4b und damit den Verbindungsbolzen 5 sowie letztlich auch die Schiebemuffe 23 in einer Mittelposition zentrieren.
Die Kolben 4a, 4b verfügen außerdem an ihren voneinander wegweisenden Stirnseiten 46, 47 über Dämpfungskolben 10, 11, die bei einer Verschiebung der Kolben 4a, 4b in ihrer rechts- bzw. linksseitige Endlagenposition gegen elastische Elemente stoßen, die an den stirnseitigen Enden 12, 13 des Zylinderaußenrohrs 3 befestigt sind, so dass das Anschlaggeräusch der Kolben deutlich vermindert wird.
Die Kolbenstangen 4a, 4b selbst sind mittels Kolbenlagerringe 6, 7 in dem Zylinderaußenrohr gelagert. Außerdem ist im Bereich der rechts- bzw. linksseitigen Endpositionen der Kolben 4a, 4b je eine Distanzhülse 14, 15 vorgesehen, die jeweils einen einen Anschlag für die Federn 8, 9 bildenden Gleitring 28, 29 für den Kolben 4a, 4b in Position halten. Zur Sicherstellung eines konstanten Abstandes zwischen den beiden Kolbenlagerringen 6, 7 ist ein Distanzstück 16 vorgesehen, das zwischen Anschlägen 28, 29 der Kolben 4a, 4b sitzt und auch zur Erhöhung der Torsionssteifigkeit bzw. Verringerung der Flächenpressung beiträgt.
An einem aus dem Getriebegehäuse 1 herausragenden Abschnitt des Zylinderaußenrohres 3 ist außerdem ein Befestigungsmittel 24 vorgesehen, an dem ein hier nicht dargestellter Stellzylinder zur Erzeugung einer Verdrehung der Kolben-Zylinder-Anordnung 2 und damit zur Schaltgassenwahl befestigbar ist.
Schließlich verfügt das Getriebegehäuse 1 in einer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung über eine verschließbare Öffnung 17, durch die mittels eines geeigneten Werkzeuges der Verbindungsbolzen 5 zur Montage oder Demontage der Kolben-Zylinder-Anordnung 2 hindurchführbar ist. Durch diese Öffnung 17 ist auch das Verbindungsmittel 27 (Mutter, Sprengring) mittels eines Werkzeuges montierbar.
Mit der vorgeschlagenen druckmittelbetätigbaren Gangschaltvorrichtung lässt sich ein vorhandenes handbetätigbares Zanrad-Wechselgetriebe ohne große Veränderungen an dem Getriebegehäuse leicht in ein automatisch schaltendes Zahnrad-Wechselgetriebe umgestalten. Durch die direkte Betätigung des Innenschalthebels 21 und damit der Schiebemuffe 23 des Getriebes durch die in dem Getriebegehäuse angeordnete Gangschaltvorrichtung lassen sich wegen der Verringerung der für den Schaltvorgang zu bewegenden Masse schnellere und genauere Schaltvorgänge realisieren. Durch die Plazierung der Kolben-Zylinder-Anordnung 2 innerhalb des Getriebegehäuses lässt sich auch die Geräuschentwicklung der Gangschaltvorrichtung insgesamt dämpfen. Schließlich wird die erforderliche Bauteilanzahl auf ein Mindestmaß reduziert, so dass insgesamt ohne großen Kostenaufwand ein konventionelles Handschaltgetriebe in ein automatisiertes Schaltgetriebe umwandelbar ist.
In 2 und 3 ist außerdem gezeigt, dass die stirnseitigen Endbauteile 12, 13 des Zylinderaußenrohres 3 je eine Zu- bzw. Ablaufbohrung 42, 43 aufweisen, durch die Hydraulikflüssigkeit in die Räume 44, 45 einleitbar bzw. herausführbar ist. Am jeweils zu den Zylinderräumen 44, 45 weisenden Ende der Bohrungen 42, 43 ist eine Blende 40, 41 angeordnet, durch deren Öffnung die vorzugsweise konisch ausgebildete Spitze der jeweiligen Dämpfungskolben 10, 11 eintauchen kann. Durch das Zusammenwirken von Blende 40, 41 und Kolbenspitze tritt eine Querschnittsverengung der Blendenöffnung ein, wodurch die Kolbenstange 4a, 4b in ihrer Endbewegung mit zunehmender Dämpfungswirkung abgebremst wird.
Bei dieser Anordnung kann der Kolben 10, 11 und/oder die Blende 40, 41 radial auslenkbar an den Bauteilen 12, 13 bzw. an den Kolbenstangen 4a, 4b befestigt sein, wodurch eine Zentrierungsverschiebung dieser Teile beim Eintauchen ermöglicht wird.
Außerdem können die Kolben 10, 11 so ausgebildet sein, dass sie in der Kolbenstange 4a, 4b axial längenverstellbar sind. Dazu kann beispielsweise mit einem durch die Bohrungen 42, 43 geführtes Werkzeug (Innensechskantschlüssel) der Verstellvorgang durchgeführt werden.

Claims

Druckmittelbetätigbare Gangschaltvorrichtung zur automatischen Schaltung eines mehrgängigen Zahnrad-Wechselgetriebes, mit einer Kolben-Zylinder-Anordnung (2) zum Ausführen einer Zug-/Schubbewegung zum Einlegen eines Ganges, bei der im Zylinderrohr (3) zwei wechelseitig betätigbare Kolben (4a, 4b) angeordnet sind, mit denen mittels einer Stellvorrichtung eine Schiebemuffe (23) des Getriebes verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben-Zylinder-Anordnung (2) im wesentlichen innerhalb des Getriebegehäuses (1) angeordnet ist und dass deren Zylinderrohr (3) im Getriebegehäuse (1) zur Auswahl einer Schaltgasse drehbar um deren Längsachse, aber axial fest gelagert ist.
Gangschaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben-Zylinder-Anordnung (2) in der Schaltwellenbohrung (31) eines Handschaltgetriebegehäuses (1) angeordnet ist.
Gangschaltvorrichtung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein außerhalb des Getriebegehäuses (1) angeordnetes Gassenwahlstellglied an einem Befestigungsmittel (Flansch 24) am Zylinderrohr (3) der Kolben-Zylinder-Anordnung (2) befestigbar ist.
Gangschaltvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Zylinderrohr (3) in seinem mittleren Abschnitt wenigstens ein Langloch (32) zur Aufnahme eines Verbindungsbolzens (5) aufweist, der durch ein lösbares Verbindungsmittel (27) mit einem auf dem Zylinderrohr (3) axial verschieblich angeordneten Schlitten (26) verbunden und von den aufeinander zuweisenden Stirnseiten der Kolben (4a, 4b) verschiebbar ist.
Gangschaltvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (26) ein Führungsrohr (18) trägt, in dem eine Kugel (19) eines Innenschalthebels (21) gelagert ist, dass der Innenschalthebel (21) um eine Schwenkachse (25) drehbar gelagert ist und mit einer eine Schiebemuffe (23) tragenden Schaltschiene (22) drehgelenkig in Verbindung steht.
Gangschaltvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben (4a, 4b) an ihren voneinander wegweisenden Enden Anschlagflächen (46, 47) aufweisen, die zur Verminderung von Anschlaggeräuschen in den rechts- bzw. linksseitigen Endlagen der Kolben (4a, 4b) gegen elastische Elemente wirken, die an den stirnseitigen Enden (12, 13) des Zylinderaußenrohres (3) angeordnet sind.
Gangschaltvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebegehäuse (1) eine verschließbare Öffnung (17) zur Zuführung oder Entfernung des Verbindungsbolzens (5) bei der Montage oder Demontage der Kolben-Zylinder-Anordnung (2) aufweist.
Gangschaltvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben (4a, 4b) an ihren voneinander wegweisenden Enden Dämpfungskolben (10, 11) tragen, die elastisch radial auslenkbar und axial längenverstellbar an den Kolben (4a, 4b) befestigt sind.
Gangschaltvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungskolben (10, 11) an ihren voneinander wegweisenden Enden konisch ausgebildet sind.
Gangschaltvorrichtung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass durch die rechts- und linksseitigen Enden (12, 13) des Zylinderaußenrohres (3) Bohrungen (42, 43) geführt sind.
Gangschaltvorrichtung nach Anspruch 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die rechts- und linksseitigen Enden (12, 13) des Zylinderaußenrohres (3) an ihren auf die Druckräume (44, 45) im Zylinderaußenrohr (3) weisenden Seiten jeweils eine Blende (40, 41) vor der zugehörigen Bohrung (42, 43) aufweisen, die durch die jeweiligen Dämpfungskolben (10, 11) verschließbar sind.