DE19734130A1

DE19734130A1 - Umschaltanordnung für ein Mehrganggetriebe

Info

Publication number: DE19734130A1
Application number: DE1997134130
Authority: DE
Inventors: Gerhard Fuehrer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1997-08-07
Filing date: 1997-08-07
Publication date: 1999-02-11
Also published as: JPH11101342A; JP3916774B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Umschaltanord nung für ein manuell schaltbares Mehrganggetriebe eines Fahrzeugs, insbesondere ein 16-Gang-Getriebe eines Nutz fahrzeuges, bei dem mehrere Bereichsgruppen übereinander angeordnet sind und der Übergang von einer Bereichsgruppe zur anderen Bereichsgruppe durch manuelle Betätigung der mit dem Gangschalthebel mechanisch verbundenen Umschaltan ordnung erfolgt.

Moderne Nutzfahrzeuge, insbesondere Schwerlastkraftwa gen, benötigen ein fein abgestuftes mechanisches Schaltge triebe mit einer Vielzahl von Gängen, wobei sich ein 16-Gang-Getriebe eingebürgert hat. Bei der üblichen HH-förmi gen Anordnung der einzelnen Gangwahlpositionen in einer Schaltebene bedeutet dies, da ein gewisser Mindestabstand zwischen den einzelnen parallel zueinander verlaufenden Schaltwegen in der Schaltebene einzuhalten ist, eine für den Fahrer unbequeme Umschaltung insbesondere in den höhe ren Gängen, da diese nur noch mit dem ausgestreckten Arm zu schalten sind.

Um diesen Nachteil für den Fahrer zu vermeiden, wurde bereits vorgeschlagen (siehe EP-P 272 167), die Schaltebene eines manuell schaltbaren Mehrganggetriebes eines Nutzfahr zeuges in zwei Bereichsgruppen zu unterteilen, die überein ander angeordnet sind und eine Umschaltanordnung vorzuse hen, die den Übergang von einer zur anderen Bereichsgruppe durch manuelle Betätigung der mit dem Gangschalthebel me chanisch verbundenen Umschaltanordnung ermöglicht. Diese Umschaltanordnung weist eine Steuerstange auf, die mit dem an einem Kugelgelenk angelenkten Gangschalthebel verbunden ist und die die Handhabung einer Getriebeschaltstange er möglicht, welche mit einem Wählteil verbunden ist, wobei ein Hebel mit einem Stellteil zur Gangwahl zusammenwirkt, dessen anderes Ende mit einem feststehenden Teil verbunden ist; es ist eine Anordnung zur Veränderung eines der Teile der kinematischen Kette vorgesehen mit wenigstens einem Betätigungsteil, das von der Steuervorrichtung für die Gangbereichsänderung geregelt wird und die zwischen dem Schaltknauf des Gangschalthebels und dem Wählteil derart angeordnet ist, daß die Steuerstange das Stellteil und die Schaltstange relativ zueinander veränderlich sind.

Die darin beschriebene Umschaltanordnung ermöglicht es, die Schaltkulisse, in der der Gangschalthebel geführt wird, in ihrer Breite zu halbieren, so daß bei entsprechen der Auswahl einmal die Vorwärtsgänge 1 bis 4 im üblichen H-förmigen Schaltschema vom Fahrer anwählbar sind und zum anderen in der gleichen Position die Vorwärtsgänge 5 bis 8 anwählbar sind, sofern der Fahrer eine Umschaltung von ei ner in die andere Bereichsgruppe vorgenommen hat. Die hier in vorgesehene Umschaltanordnung ist jedoch äußerst aufwen dig und weist mehrere längenänderbare Abstützstangen auf, die mit Umlenkhebeln versehen sind und die damit sehr viel Bauraum im oder am Getriebe benötigen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Um schaltanordnung für ein manuell schaltbares Mehrganggetrie be eines Fahrzeugs zu schaffen, die nur sehr wenig Bauraum beansprucht, die einfach im Aufbau ist und damit kostengün stig gefertigt werden kann.

Ausgehend von einer Umschaltanordnung der eingangs näher genannten Art erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen; vorteilhaft- Ausgestaltungen sind in den Un teransprüchen beschrieben.

Die erfindungsgemäß ausgestaltete Umschaltanordnung verwendet im wesentlichen einen auf der Schaltwelle des Getriebes fest angeordneten Schaltfinger, in den ein paral lel zur Schaltwellenachse gleitbar gelagerter Rastenschuh eingreift, der mit zwei Aussparungen versehen ist, in wel che die Ventilstößel von zwei fest angeordneten Ansteuer ventilen für die Bereichsgruppe eingreifen. Der Rastenschuh ist dabei zwischen zwei Endstellungen verschiebbar, wobei in jeder dieser Endstellungen einer der beiden Ventilstößel in eine der Aussparungen im Rastenschuh eingreift und da durch die Zufuhr eines pneumatischen Fluids durch eine mit den beiden Ansteuerventilen verbundene pneumatisch betätig bare Anordnung frei gibt, durch welche die entsprechenden Gänge der ausgewählten Bereichsgruppe schaltbar sind. Die Umschaltanordnung benötigt nur sehr wenig Bauraum, weist nur wenige bewegliche Teile auf und ist damit äußerst war tungsarm sowie kostengünstig in der Herstellung.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der ein vorteilhaftes Ausführungsbei spiel dargestellt ist.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild eines 16-Gang-Getriebes mit den Umschaltmöglichkeiten in die Bereichs gruppen und

Fig. 2 bis 9 je einen Teilschnitt durch das mit der er findungsgemäßen Umschaltanordnung versehene 16-Gang-Getriebe.

Wie Fig. 1 erkennen läßt, besteht das 16-Gang-Schalt bild darin, daß zwei übereinander angeordnete Bereichsgrup pen vorgesehen sind, wobei die üblicherweise unten liegende Bereichsgruppe neben dem Rückwärtsgang die Anwahl der Vor wärtsgänge 1 bis 4 ermöglicht und nach Betätigung der er findungsgemäßen Umschaltanordnung durch eine manuelle Ver schiebung des Gangschalthebels in die durch den Pfeil ge kennzeichnete Richtung der Schaltkulisse die Anwahl der Vorwärtsgänge 5 bis 8 ermöglicht, die für den Fahrer den gleichen Abstand von ihm aufweisen wie die Gänge 1 bis 4.

Um nun die Umschaltung zwischen den einzelnen Be reichsgruppen vornehmen zu können, ist gemäß Fig. 2 auf der Schaltwelle 4 des 16-Gang-Getriebes ein Schaltfinger 1 fest angeordnet, in den ein parallel zur Schaltwellenachse 12 gleitbar gelagerter Rastenschuh 2 eingreift, der zwischen zwei Endstellungen beweglich ist und der im Schaltfinger 1 über ein entsprechendes Lager, z. B. ein Wälzlager 13, ge lagert ist.

Im Rastenschuh 2 sind zwei nebeneinander angeordnete Aussparungen 8, 9 vorgesehen, in welche die Stößel 6 zweier Ansteuerventile 3 je nach Stellung des Rastenschuhs ein greifen können. Jeder Stößel 6 ist dabei mit einer an die Form der Aussparungen 8, 9 angepaßten kegelförmigen oder kugelförmigen Kappe 5, 7 versehen, wobei in Fig. 2 diejeni ge Stellung des Rastenschuhs 2 dargestellt ist, bei der der rechte Ventilstößel 6 mit seiner kegelförmigen Kappe 7 in die Aussparung 8 im Rastenschuh 2 eingreift, während der linke Stößel, von dem nur ein Teil seiner kegelförmigen Kappe 5 eingezeichnet ist, sich in der eingedrückten Stel lung im zugehörigen Ansteuerventil 3 befindet.

Die Ansteuerventile 3 sind Teil einer fest im Getriebe vorgesehenen, pneumatisch betätigbaren Anordnung 14, die mit einer (nicht dargestellten) pneumatischen Quelle in Verbindung steht sowie mit zwei pneumatischen Druckleitun gen 10, 11 zur Anwahl der entsprechenden, der ausgewählten Bereichsgruppe zugeordneten Gänge des Getriebes. Je nach Stellung des rechten oder linken Ventilstößels der Ansteu erventile 3 wird das pneumatische Fluid der Leitung 10 oder der Leitung 11 zugeführt.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel lassen sich die Vorwärtsgänge 1 bis 4 in der unteren Schaltebene mit aus ge fahrenem rechten Stößel, d. h. Eingreifen der zugehörigen kegelförmigen Kappe 7 in die Aussparung 8 des Rasten schuhs 2, schalten, wohingegen die Vorwärtsgänge 5 bis 8 in der oberen Bereichsgruppe schaltbar sind, sofern die kegel förmige Kappe 5 des in Fig. 2 links dargestellten Ansteuer ventils in die zugehörige Aussparung 9 des Rastenschuhs 2 eingreift.

Die Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Schaltvorrich tung in der Stellung der linken Schaltgasse gemäß Fig. 1. Dies bedeutet die Schaltgasse für den ersten bzw. zweiten Gang. Das Einlegen der beiden Gänge wird in dieser Schalt gasse in bekannter Weise durch Verdrehen der Schaltwelle 4 bewirkt.

Will der Fahrer nun in die rechte Schaltgasse gemäß Fig. 1 wechseln, um den dritten bzw. vierten Gang zu schal ten, so wird die Schaltwelle 4 in der Neutralstellung in der Zeichnungsebene der Fig. 2 nach links bewegt. Der Schaltfinger 1 bewegt sich dabei relativ zu dem Rasten schuh 2, läßt diesen aber in seiner Position ruhen, so daß eine Umschaltung der Ventile 3 nicht erfolgt. Diese Stel lung der Schaltvorrichtung zeigt die Fig. 3. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Will der Fahrer in die obere Bereichsgruppe wechseln, so bewegt er den Schalthebel aus der Neutralstellung des Schaltschemas nach Fig. 1 noch weiter nach rechts. Dabei wird die Schaltwelle 4 in der Zeichnungsebene der Fig. 3 noch weiter nach links bewegt und nimmt dabei den Rasten schuh 2 mit. Dadurch verläßt die Kappe 7 des einen Stö ßels 6 die Aussparung 8 und die Kappe 5 des anderen Stö ßels 6 kann bei weiterer Verschiebung des Rastenschuhs 2 in die Aussparung 9 einrasten. Diese Stellung zeigt die Fig. 4.

In der oberen Bereichsgruppe kann der Fahrer zwischen der linken Schaltgasse für den fünften bzw. sechsten Gang, dargestellt in Fig. 5, und der rechten Schaltgasse für den siebten bzw. achten Gang, dargestellt in Fig. 6, wählen. Der Schaltfinger 1 bewegt sich dabei relativ zu dem Rasten schuh 2, läßt diesen aber in seiner Position ruhen, so daß eine Umschaltung der Ventile 3 nicht erfolgt.

Will der Fahrer wieder in die untere Bereichsgruppe wechseln, so bewegt er den Schalthebel aus der Mittelstel lung des Schaltschemas nach Fig. 1 nach links. Dabei wird die Schaltwelle 4 in der Zeichnungsebene der Fig. 5 weiter nach rechts bewegt und nimmt dabei den Rastenschuh 2 mit. Dadurch verläßt die Kappe 5 des einen Stößels 6 die Ausspa rung 9 und die Kappe 7 des anderen Stößels 6 kann bei wei terer Verschiebung des Rastenschuhs 2 in die Aussparung 8 einrasten. Diese Stellung zeigt die Fig. 7.

Die Fig. 8 zeigt in die Schaltvorrichtung in einem Schnitt aus seitlicher Perspektive. Dabei ist eine Neutral stellung der Schalteinrichtung gemäß Schaltschema Fig. 1 gezeigt, so daß zwischen den Schaltgassen gewählt werden kann bzw. ein Umschalten der Bereichsgruppe angesteuert werden kann. Die Kappe 5 am Stößel 6 greift in die Ausspa rung 9 ein.

Beim Schalten der Schaltvorrichtung, d. h. beim Einle gen eines Ganges in der jeweiligen Schaltgasse, wird die Schaltwelle 4 verdreht. Diese Stellung zeigt die Fig. 9. Durch Verdrehen der Schaltwelle 4 wird auch der Schaltfin ger 1 und der Rastenschuh 2 verdreht. Dabei drückt der Ra stenschuh 2 die Kappen 5 und 7 an den beiden Stößeln 6 in die Ansteuerventile 3 zurück, so daß weder die Kappe 5 noch die Kappe 7 in den jeweiligen Aussparungen 9 bzw. 8 liegen. Damit wird das pneumatische Fluid für beide Ansteuerventi le 3 abgeschaltet. Damit ist für den Zustand eines geschal teten Ganges eine Schaltung der Bereichsgruppe gesperrt und nicht möglich.

Bezugszeichenliste

1

Schaltfinger

2

Rastenschuh

3

Ansteuerventil

4

Schaltwelle

5

,

7

Kappe

6

Stößel

8

,

9

Aussparung

10

,

11

Druckleitung

12

Schaltwellenachse

13

Wälzlager

14

Anordnung

Claims

1. Umschaltanordnung für ein manuell schaltbares Mehr ganggetriebe eines Fahrzeugs, insbesondere ein 16-Gang-Ge triebe eines Nutzfahrzeugs, bei dem mehrere Bereichsgruppen vorgesehen sind und der Übergang von einer Bereichsgruppe zur anderen Bereichsgruppe durch manuelle Betätigung der mit dem Gangschalthebel mechanisch verbundenen Um schaltanordnung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltanordnung einen auf der Schalt welle (4) des Getriebes fest angeordneten Schaltfinger (1) aufweist, in den ein parallel zur Schaltwellenachse (12) gleitbar gelagerter Rastenschuh (2) eingreift, der mit zwei Aussparungen (8, 9) versehen ist und daß im Getriebe eine feststehende, pneumatisch betätigbare Anordnung (14) vorge sehen ist, die zwei Ansteuerventile (3) für die Bereichs gruppen aufweist, deren Stößel (6) je nach Stellung des Rastenschuhs (2) in die eine oder in die andere Ausspa rung (8, 9) eingreifen.

2. Umschaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stößel (6) der An steuerventile (3) mit einer an die Form der Aussparung (8, 9) angepaßten kegelförmigen oder kugelförmigen Kappe (5, 7) versehen ist.

3. Umschaltanordnung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rastenschuh (2) im Schaltfinger (1) über ein Wälzlager (13) gelagert ist.

4. Umschaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einge schaltetem Gang die Stößel (6) für beide Ansteuerventi le (3) aus den Aussparungen (8, 9) im Rastenschuh (2) her ausgedrückt sind, um die Umschaltanordnung zu sperren und ein Schalten zwischen den Bereichsgruppen außerhalb einer Neutralstellung des Getriebes zu vermeiden.