DE19742065C1 - Schaltvorrichtung für ein Zahnräderwechselgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung für ein Zahnräderwechselgetriebe nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Bei einer bekannten Schaltvorrichtung der eingangs genannten Art (EP 0 532 924 A2) für ein synchronisiertes Geschwindigkeitswechselgetriebe eines Kraftfahrzeuges sind einige Vorwärtsgänge mit in Synchronisierkupplungen eingreifenden, im Getriebegehäuse schwenkbar gelagerten Schwinggabeln schaltbar und im Getriebegehäuse parallel zur Lagerachse der Schwinggabeln eine Schaltwelle längsverschieblich und drehbar gelagert. Um eine solche Gangschaltung durch Verminderung der Zahl der Einzelteile kostengünstiger und funktionssicherer zu gestalten, ist bei dieser bekannten Schaltvorrichtung die Ausgestaltung dahingehend getroffen, daß an der Schaltwelle ein Schaltfinger befestigt ist, der mit an den Schwinggabeln befestigten Schaltlaschen in der Weise zusammenwirkt, daß durch sein Längsverschieben in den zueinander fluchtenden Nuten der Schaltlaschen die Getriebegänge vorwählbar und durch Verdrehen des Schaltfingers die Getriebegänge schaltbar sind. Der Schaltfinger ist von einem Sperrbügel umgeben, den er durchgreift, wobei der Sperrbügel in Achsrichtung der Schaltwelle längsbeweglich geführt ist, in Drehrichtung arretiert ist, und an beiden Stirnseiten der Nabe des Schaltfingers anliegt. Der Sperrbügel ist in einer Führungsnut des Getriebegehäuses längsgeführt und gegen Verdrehen gesichert. Der Sperrbügel bildet ein bis auf die Durchgangsöffnung für den Schaltfinger geschlossenes Viereck, bei dem der die beiden radialen Schenkel verbindende achsparallele Quersteg als Gegenführung in die achsparallele Führungsnut des Getriebegehäuses eingreift. Die Durchgangsöffnung für den Schaltfinger ist in dem dem Quersteg in bezug auf die Achse der Schaltwelle diametral gegenüberliegenden Abschnitt des Sperrbügels vorgesehen, dessen beide die Durchgangsöffnung begrenzende achsparallele Bügelenden als ein jeweiliges Sperrglied ausgebildet sind. Aufgrund dieser Ausgestaltung bildet der bekannte Sperrbügel einen zweiarmigen Hebel, der an einer mittleren Stelle seiner radialen Schenkel schwenkbar gegenüber der Schaltwelle gelagert ist und an dem freien Ende seines einen Hebelarmes die Sperrglieder und an dem freien Ende seines anderen Hebelarmes die Gegenführung aufweist. Eine solche Ausgestaltung ist naturgemäß sperrig und bei einer einteiligen Schaltwelle montageunfreundlich, weil eine Demontage des Sperrbügels nur nach Lösen der Verbindung zwischen Schaltfinger und Schaltwelle möglich ist.

Bei einer bekannten Schaltvorrichtung anderer Art (DE 35 02 157 A1) für Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen ist eine zur Vorwahl von Schaltgassen drehbare und zum Einrücken von Gängen axial verschiebbare Schaltwelle vorgesehen, an der ein Schaltfinger über seine Nabe befestigt und wahlweise in Eingriff mit Nuten an Schaltarmen von auf der Schaltwelle geführten Schaltgabeln bringbar ist, um eine Schaltgabel auszuwählen. Eine auf der Schaltwelle geführte Sperrplatte ist radial-verschwenkbar, jedoch axial festgelegt, um die nicht ausgewählten Schaltgabeln gegen eine Schaltbewegung zu sperren. Um eine federbelastete Rasteneinrichtung zum Festlegen der Gangschaltstellung vorzusehen, die einerseits Toleranzprobleme vermeidet und die andererseits mit einem Minimum an Bau- und Montageaufwand zusätzlich noch eine Schaltbegrenzung bzw. eine Sperrplattenfestlegung und Schaltbegrenzung bereitstellen kann, ist bei dieser bekannten gattungsfremden Schaltvorrichtung vorgesehen, daß die Sperrplattennabe die Schaltfingernabe in bekannter Weise umfasst und an der Sperrplattennabe ein Zylinderansatz zur Aufnahme einer Feder-Kugel-Raste vorgesehen ist und in der Schaltfingernabe entsprechende gegenüberliegende Rastmulden ausgebildet sind. Bei einer ersten Ausführungsform dieser bekannten Schaltvorrichtung ist in der Schaltfingernabe ein Axialschlitz vorgesehen, dem gegenüberliegend in der Sperrplattennabe eine Bohrung angeordnet ist, die einen sich radial nach innen erstreckenden Stift aufnimmt, der in den axialen Schlitz eine Schaltbewegung begrenzend einragt. Bei einer zweiten Ausführungsform dieser bekannten gattungsfremden Schaltvorrichtung ist in der Schaltfingernabe eine Rechtecköffnung vorgesehen, oberhalb der in der Sperrplattennabe ein in Umfangsrichtung verlaufener Sperrschlitz angeordnet ist und im Getriebegehäuse ein Sperrbolzen mit einem Stiftende angeordnet ist, das sich radial sowohl durch den Sperschlitz als auch in die Rechtecköffnung hinein erstreckt.

Bei einer weiteren bekannten Schaltvorrichtung anderer Art (DE 42 42 456 C2) ist ein Handschalthebel in einem sogenannten Schaltdom eines Schaltgehäuses durch einen Gelenkträger kardanisch aufgehängt, so daß der Handschalthebel um eine zum Schaltdom raumfeste Schwenkachse zum Anwählen der Schaltstangen und um eine zur ersten senkrechte und gegenüber dem Gelenkträger raumfeste zweite Schwenkachse zum Betätigen der jeweils angewählten Schaltstange schwenkbar ist. Von dem Gelenkträger geht ein den mit dem unteren Ende des Handschalthebels einteilig ausgebildeten Schaltfinger mit Abstand umschließendes Sperrenträgerteil ab, welches an seinem mit dem Schaltfinger auf gleicher Höhe liegenden Stirnende zwei beiderseits des Schaltfingers liegende Sperrnocken für den Eingriff in die Schaltnut einer jeweils nicht angewählten Schalstange aufweist. Während der Schaltfinger gegenüber dem Gelenkträger durch das zugehörige einachsige Gelenk in den Richtungen der Wählebene unbeweglich und in den Richtungen der jeweiligen Schaltebene schwenkbeweglich angeordnet ist, wird der Gelenkträger durch das zugehörige einachsige Gelenk gegenüber dem Schaltdom in den Richtungen der Wählebene schwenkbeweglich und in den Richtungen der jeweiligen Schaltebene unbeweglich festgelegt. Durch die kardanische Lagerung des Handschalthebels und die zusätzliche Ausgestaltung des Kardangelenkes als Sperrenträger für die Sperrung der nicht angewählten Schaltstangen baut diese Schaltvorrichtung relativ bauraum- und kostenaufwendig.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird im wesentlichen darin gesehen, bei einer Schaltvorrichtung für ein Zahnräderwechselgetriebe die Mittel zum Sperren der jeweils nicht angewählten Schaltstangen auf engem Raum montagefreundlich unterbringen zu können. Die erläuterte Aufgabe ist bei einer Schaltvorrichtung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 gemäß der Erfindung mit den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1 in vorteilhafter Weise gelöst.

Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen der Schaltvorrichtung nach der Erfindung zum Gegenstand.

Bei der Schaltvorrichtung nach der Erfindung können die gehäuseseitigen Führungsteile für die Fixierung des Sperrenträgerteiles in der Wählebene - also fluchtend mit den Kupplungsnuten der in der Neutralstellung stehenden Schaltstangen - angeordnet werden, so daß alle von den Schaltstangen übertragenen Kräfte unmittelbar über die Sperrnocken auf kürzestem Wege in das Gehäuse eingeleitet werden.

Bei der Schaltvorrichtung nach der Erfindung wird die Lagerung des Sperrenträgerteiles auf der Schaltwelle nicht beansprucht, wodurch diese Anordnung kostengünstig dimensioniert werden kann. Das Sperrenträgerteil kann bspw. als Thermoplast- Spritzgußteil ausgeführt sein.

Bei der Schaltvorrichtung nach der Erfindung kann das Sperrenträgerteil durch einfaches Auflegen oder "Aufsatteln" auf die Schaltwelle kostengünstig montiert werden. Im Reparaturfalle kann das Sperrenträgerteil ohne Aufwand und ohne Demontage des Schaltfingers ausgewechselt werden. Bei der Schaltvorrichtung nach der Erfindung vergrößert der für die Sperrung der Schaltstangen erforderliche Bauraum nur unwesentlich den ohnehin vorhandenen Bauraum der Schaltung in diesem Bereich.

Die Erfindung ist nachstehend anhand einer in der Zeichnung mehr oder weniger schematisch dargestellten Ausführungsform näher beschrieben. In der Zeichnung bedeuten

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Gehäuse eines Zahnräderwechselgetriebes mit einer Schaltvorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 1a einen Ausschnitt der Fig. 1 mit einer Variante der gehäuseseitigen Führungsteile,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch das Gehäuse des Zahnräderwechselgetriebes von Fig. 1 nach Linie II-II,

Fig. 3 einen Querschnitt durch das Gehäuse des Zahnräderwechselgetriebes von Fig. 1 nach Linie III- III, und

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung des Sperrenträgerteiles der Schaltvorrichtung von Fig. 1.

Auf einer in einem Gehäuse 1 eines Zahnräderwechselgetriebes dreh- und axial verschiebbar gelagerten und mit ihrer Achse 23-23 quer zu den nicht dargestellten Getriebewellen angeordneten Schaltwelle 3 ist ein Schaltfinger 4 befestigt, welcher in bekannter Weise in Schalt- bzw. Kupplungsnuten 5a, 5b, 5c von Schaltstangen 6a, 6b, 6c wahlweise eingreift. Diese Schaltstangen, deren Anzahl von der Zahl der verwendeten Zahnradkupplungen zum jeweiligen Ankuppeln eines einer Gangübersetzung zugeordneten Zahnrades an seine Getriebewelle abhängig ist, sind in mindestens zwei Lagerplatten 7a, 7b gelagert, welche über Schrauben 8a, 8b an dem Gehäuse 1 befestigt sind.

Auf der den Kupplungsnuten 5a, 5b, 5c nächstgelegenen Lagerplatte 7a ist ein Winkelteil 13 mittels der Schrauben 8a, 8b befestigt, welches so getaltet ist, daß sich links der Kupplungsnut 5a eine Führung in Form einer Führungsnut 9a und rechts der Kupplungsnut 5c eine Führung ebenfalls in Form einer Führungsnut 9b befindet, wobei die Führungsnuten 9a, 9b des Winkelteiles 13 fluchtend und mittig zu einer die Achse 23-23 enthaltenden Wählebene 18-18 des Gehäuses 1 angeordnet sind, in welcher die Kupplungsnuten 5a, 5b, 5c ebenfalls fluchtend ausgerichtet sind, wenn sich die Schaltstangen 6a, 6b, 6c in ihrer Neutralstellung befinden.

Auf der Schaltwelle 3 ist ein Sperrenträgerteil 10 mittels seines hülsen- oder schalenförmigen Lagerteiles 24 dergestalt gelagert, daß zwei beiderseits des Schaltfingers 4 vorgesehene Sperrglieder, die in Form von radial zur Achse 23-23 von dem Lagerteil 24 abgehende Sperrnocken 21 und 22 ausgebildet sind, formschlüssig in die linke Kupplungsnut 5a bzw. in die rechte Kupplungsnut 5c eingreifen, wenn sich der Schaltfinger 4 in der Kupplungsnut 5b der mittleren Schaltstange 6b befindet. Gleichzeitig greifen zwei Gegenführungen in Form von Führungsnocken 11a und 11b, welche sich jeweils in der vom Schaltfinger 4 weg weisenden Richtung der Achse 23-23 an einen der beiden Sperrnocken 21, 22 anschließen und radial zur Achse 23-23 von dem Lagerteil 24 abgehen, in die zugehörige eine der beiden Führungsnuten 9a bzw. 9b ein, und zwar in den Richtungen der Achse 23-23 beweglich - dagegen in den Umfangsrichtungen der Achse 23-23 unbeweglich.

Auf diese Weise kann der Schaltfinger 4 die mittlere Schaltstange 6b in den Richtungen der zugehörigen Schaltebene 20-20 betätigen, während die beiden anderen Schaltstangen 6a, 6b gegenüber dem Gehäuse 1 unbeweglich festgelegt sind. Die Kupplungsnuten 5a, 5b, 5c sind mit ihren für den Eingriff des Schaltfingers 4 verwendeten Begrenzungswänden 19 jeweils mittig zur Wählebene 18-18 angeordnet, wenn sich ihre Schaltstange in der Neutralstellung befindet.

Das Sperrenträgerteil 10 weist für den Schaltfinger 4 an einer bezogen auf seine Längsrichtung mittleren Stelle eine Durchgangsöffnung 17 auf, an welche sich die jeweils einteilig mit einem benachbarten Führungsnocken 11a, 11b ausgebildeten Sperrnocken 21, 22 anschließen.

Die die Durchgangsöffnung 17 in den Umfangsrichtungen der Achse 23-23 begrenzenden Flächen 16a, 16b des Lagerteiles 24 sind als Anschläge für den Schaltfinger 4 zur Begrenzung der Schaltwege der Schaltstangen 6a, 6b, 6c verwendet.

Trotz der nach unten offenen Lagerung des Sperrenträgerteiles 10 kann letzteres nicht herausfallen, da es über seine Sperr- und Führungsnocken 21, 22-11a, 11b in jeder Richtung lagefest gehalten ist. Unzulässige Schaltkräfte der Schaltstangen 6a, 6b, 6c oder von zwei Schaltstangen gleichzeitig werden über die Führungsnocken 11a, 11b auf kürzestem Wege über die Führungsnuten 9a, 9b auf das Winkelteil 13 abgeleitet.

Anstelle des Winkelteiles 13 können auch zwei Gehäuserippen 14a, 14b mit entsprechenden Führungsnuten 15a, 15b vorgesehen sein.

Claims (4)

1. Schaltvorrichtung für ein Zahnräderwechselgetriebe, bei der in einem Gehäuse wenigstens zwei parallel ausgerichtete Schaltstangen sowohl relativ zueinander als auch gegenüber dem Gehäuse in ihren Längsrichtungen verschiebbar angeordnet und mit je einer Kupplungsnut für den Eingriff eines Schaltfingers versehen sind, und bei der die Kupplungsnuten in den Neutralstellungen ihrer Schaltstangen in einer Wählebene des Gehäuses fluchtend zueinander ausgerichtet sind und der bewegungsfest zu einer mit ihrer Achse in oder parallel zu der Wählebene angeordneten sowie dreh- und axialverschiebbar im Gehäuse gelagerten Schaltwelle angeordnete Schaltfinger durch die Schaltwelle sowohl zu Wählbewegungen in der Wählebene für seinen Eingriff in die Kupplungsnut der auszuwählenden Schaltstange als auch zu Schaltbewegungen jeweils in einer quer oder senkrecht zur Wählebene sowie etwa mittig zu den mit dem Schaltfinger in Eingriff gelangenden Nutwänden der Kupplungsnut liegenden Schaltebene des Gehäuses verlagerbar ist, und bei der dem Schaltfinger ein wenigstens ein formschlüssiges Sperrglied für den Eingriff in die Kupplungsnut einer nicht ausgewählten Schaltstange aufweisendes Sperrenträgerteil, das auf der Schaltwelle drehbar und axial unverschiebbar gelagert ist, so zugeordnet ist, daß das Sperrenträgerteil bei den Wählbewegungen des Schaltfingers gegenüber dem Gehäuse frei beweglich und gegenüber dem Schaltfinger im wesentlichen bewegungsfest angeordnet - dagegen bei den Schaltbewegungen des Schaltfingers gegenüber dem Gehäuse im wesentlichen bewegungsfest und gegenüber dem Schaltfinger im wesentlichen frei beweglich angeordnet ist, wobei das Gehäuse eine zur Achse der Schaltwelle parallel verlaufende Führung und das Sperrenträgerteil wenigstens eine mit der Führung zusammenarbeitende, radial zur Achse der Schaltwelle angeordnete Gegenführung für die Festlegung der wenigstens einen nicht ausgewählten Schaltstange gegenüber dem Gehäuse aufweist, und bei der das Sperrenträgerteil an einer in bezug auf seine Längsachse mittleren Stelle eine radiale Durchgangsöffnung für den Schaltfinger aufweist, welche in bezug auf die Längsachse zwischen zwei Sperrgliedern liegt, dadurch gekennzeichnet,
daß das wenigstens eine Sperrglied als radial zur Achse (23-23) der Schaltwelle (3) angeordneter Nocken (21 oder 22) vorgesehen ist und das Sperrenträgerteil (10) ein auf die Schaltwelle (3) radial aufsetzbares oder aufsattelbares Lagerteil (24) aufweist, an dem der wenigstens eine Sperrnocken (21, 22) und die wenigstens eine Gegenführung (11a, 11b) ausgebildet sind,
und daß das Lagerteil (24) mit der Durchgangsöffnung (17) für den Schaltfinger (4) versehen ist und sich an die beiderseits der Durchgangsöffnung (17) liegenden Sperrnocken (21, 22) jeweils eine Gegenführung (Führungsnocken 11a, 11b) in der von der Durchgangsöffnung (17) weg weisenden Richtung der Längsachse des Lagerteiles (24) anschließt.

2. Schaltvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß daß die wenigstens eine Gegenführung (11a oder 11b) des Sperrenträgerteiles (10) als ein radial zur Achse (23-23) der Schaltwelle (3) angeordneter Führungsnocken ausgebildet ist.

3. Schaltvorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein an der Durchgangsöffnung (17) für den Schaltfinger (4) liegender Sperrnocken (21 oder 22) mit einem sich anschließenden Führungsnocken (11a oder 11b) einteilig ausgebildet ist.

4. Schaltvorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Durchgangsöffnung (17) in Umfangsrichtung begrenzenden Flächen des Lagerteiles (24) als Drehwinkelanschläge (16a, 16b) für die unmittelbare Anlage des Schaltfingers (4) selbst ausgebildet sind.