DE19803608A1

DE19803608A1 - Schaltvorrichtung für ein Zahnräderwechselgetriebe

Info

Publication number: DE19803608A1
Application number: DE1998103608
Authority: DE
Inventors: Jens Paaske; Joerg Biermann
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Daimler AG
Priority date: 1998-01-30
Filing date: 1998-01-30
Publication date: 1999-11-04
Also published as: DE19803607A1

Abstract

Bei einer Schaltvorrichtung für ein Zahnräderwechselgetriebe ist ein Handschalthebel durch eine Fernschaltstange mit einer Schaltwelle im Zahnräderwechselgetriebe kinematisch gekoppelt. Zwischen Handschalthebel und Fernschaltstange sind ein Lenker und ein Gelenkträger gelenkig zwischengeschaltet, um den Schwenkwinkel des Handschalthebels in bezug auf die eine seiner beiden Schwenkachsen zu verringern. Während der Handschalthebel um die erste Schwenkachse gegenüber dem Gelenkträger und letzterer um die zur ersten senkrechte zweite Schwenkachse gegenüber einem Fahrzeugaufbau jeweils schwenkbar angeordnet sind, dient zur Verbindung zwischen Gelenkträger und Fernschaltstange ein sphärisches Gelenk, dessen eine Gelenkhälfte zusätzlich einen festen Hebelarm zur Verbindung mit dem Lenker aufweist und dessen andere Gelenkhälfte durch einen Winkelhalter am Gelenkträger unbeweglich festgelegt ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltvorrichtung nach dem Haupt-Patent entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 des vorliegenden Zusatz-Patentes.

Bei einer bekannten Schaltvorrichtung (DE 41 00 574 C2) nach dem Gattungsbegriff des Haupt-Patentes besteht die Lageranordnung des Handschalthebels quasi aus einem Kugelgelenk, welches den Handschalthebel in einen längeren oberen, den Schaltgriff aufweisenden Hebelarm und in einen kürzeren unteren, mit der Fernschaltstange verbundenen Hebelarm unterteilt. Aufgrund des Längenverhältnisses der Hebelarme des Handschalthebels ergeben sich für den Schaltgriff zwangsläufig lange Schaltwege zwischen den einzelnen Gangstellungen, die bei den beengten Raumverhältnissen im Bereich des Fahrersitzes oftmals als störend empfunden werden.

Die der Erfindung des Haupt-Patentes zugrunde liegende Aufgabe wurde im wesentlichen darin gesehen, den Raumbedarf für die Gangstellungen des den Schaltgriff aufweisenden Hebelarmes des Handschalthebels so gering wie möglich zu halten.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung des Haupt-Patentes mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 im Haupt-Patent in vorteilhafter Weise gelöst.

Bei der Schaltvorrichtung nach der Erfindung des Haupt-Patentes sind die Betätigungswege des den Schaltgriff aufweisenden Hebelarmes des Handschalthebels in bezug auf dessen eine, zur Schwenklagerung gegenüber dem Gelenkträger dienende Schwenkachse durch die Übersetzung des zwischen Handschalthebel und Fernschaltstange eingeschalteten Lenkertriebes in ihrer Länge beeinflußbar und somit auch relativ kurz zu halten.

Bei der Schaltvorrichtung nach der Erfindung des Haupt-Patentes kann sich das Übersetzungsverhältnis des Lenkertriebes nicht, also auch nicht negativ auf die der anderen, zur Schwenklagerung des Gelenkträgers gegenüber der Einrichtung zur Halterung der Lageranordnung des Handschalthebels dienenden Schwenkachse zugehörigen Betätigungswege des Handschalthebels auswirken, wenn die Maßnahme nach Patentanspruch 2 des Haupt-Patentes angewendet ist.

Bei der Schaltvorrichtung nach der Erfindung des Haupt-Patentes sind die zum Wählen der Schaltgasse erforderlichen Betätigungswege verkürzt, wenn die den Schaltgassen zugehörigen Schaltstangen im Getriebegehäuse durch Drehen der Schaltwelle an letztere ankoppelbar sind und die Maßnahme nach Patentanspruch 3 des Haupt-Patentes angewendet ist.

Die der Erfindung nach dem vorliegenden Zusatz-Patent zugrunde liegende Aufgabe wird ebenfalls darin gesehen, den Raumbedarf für die Gangstellungen des den Schaltgriff aufweisenden Hebelarmes des Handschalthebels so gering wie möglich zu halten. Dies soll jedoch unter einer störungsfreien Anordnung und Ausgestaltung der in der Gelenkebene des Gelenkträgers liegenden Verbindungen der Fernschaltstange mit Lenker und Gelenkträger erreicht werden.

Die vorstehend erläuterte Aufgabe ist gemäß der Erfindung nach dem Zusatz-Patent mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 des Zusatz-Patentes in vorteilhafter Weise gelöst.

Bei der Schaltvorrichtung nach dem Zusatz-Patent ist einerseits der Raumbedarf für die Gangstellungen des Handschalthebels in derselben Weise wie beim Haupt-Patent durch die Ausgestaltung mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Patentanspruch 1 des Zusatz-Patentes gering gehalten, während andererseits die Anlenkungen des Gelenkträgers und des Lenkers an die Fernschaltstange durch die Weiterbildung gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 des Zusatz-Patentes störungsfrei gehalten sind, weil keine das Auseinanderdriften von Kugelpfanne und Gelenkkugel nach sich ziehende Betätigungskräfte an dem wirkungsmäßig zwischen Fernschaltstange und Gelenkträger angeordneten sphärischen Gelenk auftreten können.

Bei der Schaltvorrichtung nach dem Haupt-Patent ist der Lenker an seinem einen Lenkerende durch ein einachsiges Gelenk mit dem Handschalthebel verbunden, so daß für die Verbindung des Lenkers mit dem Hebelarm der Fernschaltstange ein einen kleineren Bauraum beanspruchendes sphärisches Gelenk gemäß dem Patentanspruch 2 des Zusatz-Patentes vorgesehen sein kann.

Die Erfindung nach dem Zusatz-Patent ist nachstehend anhand einer in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsform näher beschreiben. In der Zeichnung bedeuten

Fig. 1 eine Schaltvorrichtung nach der Erfindung in einer Seitenansicht,

Fig. 2 die Schaltvorrichtung von Fig. 1 in einer Draufsicht, und

Fig. 3 die Schaltvorrichtung von Fig. 1 in einer Vorderansicht gemäß Pfeilrichtung III von Fig. 1.

Gegenüber einem bei 15 lediglich angedeuteten Fahrzeugaufbau eines Kraftfahrzeuges ist ein in Fahrzeuglängsrichtung relativ vorn liegendes, jedoch nicht mehr dargestelltes Getriebegehäuse begrenzt elastisch abgestützt. Das Getriebegehäuse enthält eine dreh- und axialbeweglich gelagerte Schaltwelle zum Wählen der jeweils einer Schaltgasse im Schaltbild eines in Fahrzeuglängsrichtung hinter dem Getriebegehäuse angeordneten Handschalthebels 3 zugeordneten Schaltstangen und zum Einrücken der jeweils einem Gang zugehörigen Zahnradkupplung durch Betätigen der betreffenden Schaltstange.

Im vorliegenden Falle werden die Schaltstangen durch Drehbewegungen der Schaltwelle ausgewählt und die zugehörige Zahnradkupplung durch Axialbewegungen der Schaltwelle bzw. einer angekoppelten Fernschaltstange 7 ein- oder ausgerückt.

Der Handschalthebel 3 ist über eine Lagerung 13 an einem als Blechprofil ausgebildeten Koppelgestängeteil 11 angeordnet, welcher an seinem in Fahrzeuglängsrichtung hinten liegenden Gestängeende 14 über ein Linearlager 8 gegenüber dem Fahrzeugaufbau 15 längsbeweglich und in den zur Fahrzeuglängsachse senkrechten Richtungen begrenzt elastisch abgestützt ist.

Der Koppelgestängeteil 11 ist an seinem nicht mehr dargestellten vorderen Gestängeende durch ein einachsiges Gelenk mit dem Getriebegehäuse verbunden.

Der Koppelgestängeteil 11 ist dazu verwendet, den Handschalthebel 3 von den Relativbewegungen zwischen Fahrzeugaufbau 15 und Getriebegehäuse zu entkoppeln und die Schaltreaktionskräfte gegenüber dem Getriebegehäuse abzustützen.

Die Lageranordnung 13 weist einen Gelenkträger 12 auf, welcher sowohl durch ein einachsiges Gelenk 10 um eine Schwenkachse 2-2 gegenüber dem Koppelgestängeteil 11 schwenkbar gelagert als auch durch ein sphärisches Gelenk 9 mit dem hinteren Stangenende der Fernschaltstange 7 verbunden ist. Die Fernschaltstange 7 führt zum Getriebegehäuse, wobei ihr nicht mehr dargestelltes vorderes Stangenende durch ein weiteres einachsiges Gelenk mit der Schaltwelle verbunden ist. Der Handschalthebel 3 ist durch ein einachsiges Gelenk 18 um eine zur Schwenkachse 2-2 senkrechte Schwenkachse 1-1 gegenüber dem Gelenkträger 12 schwenkbar gelagert. Der Handschalthebel 3 ist als Winkelhebel ausgebildet, wobei sein mit dem üblichen Schaltgriff 32 versehener einer Hebelarm 33 in der unbetätigten Ruhestellung etwa aufrecht steht. Der andere Hebelarm 21 des Handschalthebels 3 ist in der Ruhestellung etwa parallel zur Schwenkachse 2-2 ausgerichtet und durch ein erstes zusätzliches Gelenk 5 mit dem oberen Lenkerende eines Lenkers 4 verbunden. Das untere Lenkerende des Lenkers 4 ist durch ein zweites zusätzliches Gelenk 6 mit einem festen Hebelarm 20 am hinteren Stangenende der Fernschaltstange 7 verbunden.

Die Gelenke 5 und 6 liegen in einer Gelenkebene 24-24 des Gelenkträgers 12, welche die Schwenkachse 2-2 enthält, und auf welcher die andere Schwenkachse 1-1 senkrecht steht. Dadurch kann sich die durch den Lenkertrieb 4-5-6-20-21 erreichte Übersetzungsänderung zwischen den Wählbewegungen des Schaltgriffes 32 und den Wählbewegungen (Drehbewegungen) der Schaltwelle nicht auf die Schaltbewegungen dieser Schaltungskomponenten auswirken.

Die eine Schwenkachse 1-1 des Handschalthebels 3 ist den Drehbewegungen der Schaltwelle und somit den Bewegungen des Schaltgriffes 32 quer zu den Schaltgassen, d. h. den Bewegungen des Schaltgriffes 32 in der Wählgasse des Schaltbildes, zugeordnet.

Somit ist die andere Schwenkachse 2-2 des Handschalthebels 3 den Axialbewegungen der Schaltwelle und somit den Bewegungen des Schaltgriffes 32 entlang den Schaltgassen zugeordnet. Durch Änderung der wirksamen Hebellängen der Hebelarme 20 und 21 können die Wege des Schaltgriffes 32 zum Wählen der Schaltgassen variiert werden.

Das wirkungsmäßig zwischen Fernschaltstange 7 und Gelenkträger 12 angeordnete sphärische Gelenk 9 liegt mit seinem Gelenkzentrum 25 ebenfalls in der Gelenkebene 24-24, zu welcher auch noch ein Winkelhalter 26 mittig angeordnet ist, welcher das Gelenk 9 mit dem Gelenkträger 12 verbindet. Zu diesem Zweck weist der Winkelhalter 26 einen an seinem freien Stirnende fest mit dem Gelenkträger 12 verbundenen Schenkel 27 auf, der sich etwa parallel zur Schwenkachse 2-2 erstreckt und das sphärische Gelenk 9 mit Abstand übergreift. Der andere Schenkel 28 des Winkelhalters 26 und der Hebelarm 20 der Fernschaltstange 7 liegen sich etwa diametral zur Kugelpfanne 23 des sphärischen Gelenkes 9 gegenüber, wobei der Hebelarm 20 unmittelbar mit der Kugelpfanne 23 fest verbunden und der sich etwa senkrecht zur Schwenkachse 2-2 erstreckende Schenkel 28 mit Abstand zur Kugelpfanne 23 angeordnet ist. An dem Schenkel 28 ist ein Kugelzapfen 22 feststehend angeordnet, welcher an seinem freien Stirnende eine nicht gezeichnete Gelenkkugel trägt, die gleitend drehbeweglich von der Kugelpfanne 23 aufgenommen ist. Die das Gelenkzentrum 25 enthaltende Mittelachse 16-16 des Kugelzapfens 22 liegt ebenfalls in der Gelenkebene 24-24, so daß der Kugelzapfen an einer Stelle 29 in die Kugelpfanne 23 eintritt, welche dem Hebelarm 20 in bezug auf die Kugelpfanne 23 gegenüberliegt.

Aufgrund der beschriebenen Anordnung sind die Betätigungskräfte an den sphärischen Gelenken 6 und 9 etwa senkrecht zum jeweiligen Kugelzapfen gerichtet, so daß keine zum Auseinanderdriften von Kugel und Pfanne führende Kraftkomponenten entstehen.

Claims

1. Schaltvorrichtung für ein Zahnräderwechselgetriebe,

- mit einem Handschalthebel (3),
- mit einer im Zahnräderwechselgetriebe dreh- und axialbeweglich gelagerten Schaltwelle,
- mit einer die Schaltwelle mit dem Handschalthebel (3) kinematisch verbindenden Fernschaltstange (7),
- mit einer den Handschalthebel (3) mit der Fernschaltstange (7) verbindenden Gelenkanordnung (18-5-6-9),
- - mit einem Lenker (4), welcher an seinem einen Lenkerende durch ein erstes zusätzliches Gelenk (5) mit dem Handschalthebel (3) verbunden ist,
- - mit einem zweiten zusätzlichen Gelenk (6), durch das der Lenker (4) an seinem anderen Lenkerende mit einem Hebelarm (20) der Fernschaltwelle (7) verbunden ist,
- mit einer Lageranordnung (13) zur schwenkbaren Lagerung des Handschalthebels (3) um zwei zueinander senkrechte Schwenkachsen (1-1) und (2-2),
- mit einer Halte-Einrichtung (11) zur Halterung der Lageranordnung (13) gegenüber einem Fahrzeugaufbau (15),
- - mit einem Gelenkträger (12), welcher durch ein einachsiges Gelenk (10) um die eine (2-2) der beiden zueinander senkrechten Schwenkachsen gegenüber der Halte-Einrichtung (11) schwenkbar gelagert ist,
- - mit einem weiteren einachsigen Gelenk (18), durch welches der Handschalthebel (3) um die andere (1-1) seiner beiden zueinander senkrechten Schwenkachsen (1-1 und 2-2) gegenüber dem Gelenkträger (12) schwenkbar gelagert ist,
- - mit einem sphärischen Gelenk (9), durch welches der Gelenkträger (12) mit der Fernschaltstange (7) verbunden ist,
- - mit einer einen Kugelzapfen (22) aufweisenden Gelenkhälfte, bei welcher der Kugelzapfen (22) an seinem freien Stirnende eine Gelenkkugel trägt,
- - mit einer eine Kugelpfanne (23) aufweisenden Gelenkhälfte, bei welcher die Gelenkkugel in die Kugelpfanne (23) gleitend drehbeweglich eingreift,
- mit einer die Schwenkachse (2-2) des Gelenkträgers (12) enthaltenden Gelenkebene (24-24) des Gelenkträgers (12), in welcher die Gelenkzentren der mit dem Lenker (4) verbundenen Gelenke (5) und (6) sowie das Gelenkzentrum (25) des sphärischen Gelenkes (9) zur Verbindung des Gelenkträgers (12) mit der Fernschaltstange (7) liegen,

und bei der die Lageranordnung (13) des Handschalthebels (3) und die mit der Fernschaltstange (7) verbundenen Gelenkanordnungen so aufeinander abgestimmt sind, daß die Schwenkbewegungen des Handschalthebels (3) um die eine Schwenkachse (1-1) zwangsläufig zu Drehbewegungen - dagegen um die andere Schwenkachse (2-2) zwangsläufig zu Axialbewegungen jeweils der Schaltwelle führen, nach Patent. . . (Patentanmeldung 198 03 607.8-14 = Daim 26 504/4eig), dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Lenker (4) gelenkig verbundene Hebelarm (20) der Fernschaltstange (7) mit der Kugelpfanne (23) unmittelbar fest verbunden ist, daß der Gelenkträger (12) einen das wirkungsmäßig zwischen Fernschaltstange (7) und Gelenkträger (12) angeordnete sphärische Gelenk (9) mit Abstand übergreifenden Winkelhalter (26) aufweist, dessen einer Schenkel (27) mit dem Gelenkträger (12) unmittelbar fest verbunden ist, daß der andere Schenkel (28) des Winkelhalters (26) gegenüber dem sphärischen Gelenk (9) in einer zum Hebelarm (20) der Fernschaltstange (7) entgegengesetzten Richtung versetzt ist, und daß der an diesem anderen Schenkel (28) des Winkelhalters (26) feststehend angeordnete Kugelzapfen (22) an einer dem Hebelarm (20) der Fernschaltstange (7) gegenüberliegenden Stelle (29) der Kugelpfanne (23) in letztere eingreift.

2. Schaltvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenk (6) zur Verbindung des Lenkers (4) mit dem Hebelarm (20) der Fernschaltstange (7) als ein sphärisches Gelenk ausgebildet ist.