DE19882218B4

DE19882218B4 - Getriebe mit einer Zentralschaltwelle

Info

Publication number: DE19882218B4
Application number: DE19882218T
Authority: DE
Inventors: Erich Bollmann; Frank Melchers; Siegfried GÖRNITZ
Original assignee: Kochendoerfer & Kiep Stanz- und Feinstanzwerk & Co KG GmbH; Kochendorfer and Kiep Metallverarbeitung GmbH
Current assignee: Koki Technik Transmission Systems GmbH
Priority date: 1998-02-13
Filing date: 1998-09-30
Publication date: 2006-11-02
Anticipated expiration: 2018-10-01
Also published as: WO1999041529A1; EP0975904A1; DE19805924A1; AU9541698A; DE29814943U1; DE19882218D2

Abstract

Getriebe mit einer Zentralschaltwelle (2) in einem Gehäuse (1) und dieser zugeordneten Betätigungselementen zum axialen Verschieben und Drehen der Zentralschaltwelle (2), an der Schaltfinger (8, 9) zum Betätigen von Schaltgabeln (11, 13), angeordnet sind, wobei die Zentralschaltwelle (2) aus einem Rohr besteht, dadurch gekennzeichnet, dass beidseits in das Rohr jeweils ein Bolzen (3, 4) einragt, wobei sich jeder Bolzen (3, 4) über ein Lager (5, 6) gegen eine Innenwand (7) des Rohres abstützt und die Bolzen (3,4) von aussen her durch die Wand des Gehäuses (1) hindurch in das Rohr eingesetzt sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit einer Zentralschaltwelle in einem Gehäuse und dieser zugeordneten Betätigungselementen zum axialen Verschieben und Drehen der Zentralschaltwelle, an der Schaltfinger zum Betätigen von Schaltgabeln angeordnet sind, wobei die Zentralschaltwelle aus einem Rohr besteht.
Derartige Getriebe werden heute in einer Vielzahl von Fahrzeugen verwendet. Mit ihnen erfolgt die jedem Autofahrer bekannte Gangschaltung. Diese kann entweder manuell oder automatisch erfolgen.
An ein derartiges Getriebe werden hohe Anforderungen gestellt. Der Platzbedarf ist sehr gering, denn eine Schaltung soll jeden möglichen Komfort für den Bediener aufweisen. Ferner soll das Getriebe mit den geringst möglichen Bauteilen auskommen.

Ein Teil eines derartigen Getriebes ist beispielsweise in der DE 11 22 385 C gezeigt, wobei dort erwähnt wird, dass die Betätigung der Schaltgabel entweder durch eine Schaltwelle erfolgen kann, die mittels eines Hebels die Schaltstange mit der aufgesetzten Schaltgabel verschiebt, oder die Schaltbetätigung kann auch, wie es bei der sogenannten Knüppelschaltung üblich ist, unmittelbar in die Schaltgabel eingeleitet werden.

Aus der DE 30 04 365 A1 ist ferner ein Fahrzeuggetriebe bekannt, bei dem die Schaltwelle hohl ausgebildet ist. Diese Schaltwelle sitzt drehbar in Wänden des Getriebegehäuses.

Eine Schaltwelle nach der GB 1 248 508 A ist ebenfalls hohl ausgebildet und einerseits einem Bolzen aufgeschoben, der von innen in die Getriebegehäusewand eingeschraubt ist. Gegenüber diesem Bolzen ist die Schaltwelle über Lager abgestützt.

Bei einer Schalteinrichtung nach der DE 43 28 399 A1 ist eine Schalthülse auf einem Wellenzapfen schwenkbar und längsverschieblich angeordnet, wobei dieser Wellenzapfen einseits von innen her in eine Bohrung der Getriebegehäusewand eingesetzt ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Getriebe der oben genannten Art derart zu verbessern, dass die Bauteile minimiert und leichter ausgestaltet werden und der Komfort erhöht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt einmal, dass beidseits in das Rohr jeweils ein Bolzen einragt, wobei sich jeder Bolzen über ein Lager gegen eine Innenwand des Rohres abstützt und die Bolzen von aussen her durch die Wand des Gehäuses hindurch in das Rohr eingesetzt sind.

Bislang wird die Zentralschaltwelle aus Vollmaterial hergestellt. Ein Rohr hat demgegenüber den Vorteil, dass zum einen Gewicht eingespart wird, so dass der Durchmesser der Zentralschaltwelle trotz verringertem Gewicht bei der Wahl eines Rohres grösser gehalten werden kann. Ferner ist es möglich, in dem Rohr eine Innenlagerung der Zentralschaltwelle vorzusehen, so dass bereits alle Lagerteile für das Rohr selbst aus dem Bereich der anderen Elemente des Getriebes verschwunden sind.

Bevorzugt wird das Rohr zumindest partiell gehärtet, so dass seine Festigkeit für seine Funktion völlig ausreichend ist.

Ein weiterer wesentlicher Gedanke der vorliegenden Erfindung betrifft die Funktionssicherheit des Getriebes. Immer häufiger wird die Forderung aufgestellt, dass beim Schalten des Getriebes nur eine Schaltgabel betätigt wird, während die anderen Schaltgabeln festgelegt werden. Eine derartige Festlegung ist jedoch bislang nicht bekannt.

Gemäss der vorliegenden Erfindung erfolgt die Festlegung der Schaltgabeln durch die Zentralwelle selbst. Hierzu sind an den Mitnehmern, an denen die Schaltgabeln festliegen, Abstützungen vorgesehen, die bei Nichtbetätigung der Schaltgabeln auf dem Umfang der Zentralschaltwelle aufsitzen. Bevorzugt liegen sich diese Abstützungen in einem Winkelbereich gegenüber und halten in der Gebrauchslage, in der sie nicht betätigt sind, jeweils der Längsachse der Zentralschaltwelle einen Abstand ein, der in etwa dem Radius der Zentralschaltwelle entspricht. Das bedeutet, dass die Mitnehmer in dieser Gebrauchslage keine Bewegung machen können, so dass die ihnen zugeordneten Schaltgabeln ruhig gestellt sind.

Gelangt dagegen ein Mitnehmer in eine Ausnehmung zur Betätigung der Schaltgabel, so gelangen die Abstützungen ebenfalls in einen Bereich von Ausnehmungen, die in der Zentralschaltwelle in der Ebene der Schaltfinger vorgesehen sind. Das bedeutet, dass die Abstützungen bei Bewegen des Schaltfingers in diese Ausnehmung eingleiten können, so dass es jetzt zu einer Bewegungsmöglichkeit für die Schaltgabel kommt.

Ein weiterer Gedanke der vorliegenden Erfindung betrifft eine Verbesserung der Einstellmöglichkeit des Getriebes. Am Getriebe müssen Einstellungen vorgenommen werden, die sich beispielsweise auf die Anordnung der Betätigungselemente, die Anordnung der Zahnräder, die Anordnung der Schaltgabeln usw. beziehen. Bei vielen derartigen Tätigkeiten ist es wünschenswert, dass die Zentralschaltwelle festgelegt ist.

Hierzu ist erfindungsgemäss ein Bolzen vorgesehen, der zum Festlegen der Zentralschaltwelle in eine Bohrung in dieser Zentralschaltwelle eingeschoben werden kann. Der Einfachheit halber geschieht dieses Einschieben gegen die Kraft einer Feder und bei Drehung des Bolzens um etwa 90°, wobei ein Querbolzen bajonettartig in eine Kerbe einer Führungshülse an der Spitze einer Schrägfläche dieser Führungshülse eingleitet.

Zum Lösen des Bolzens und damit zum Freigeben der Zentralschaltwelle wird der Bolzen wiederum um etwa 90° gedreht, wobei er unter der Kraft der Feder aus der Bohrung der Zentralschaltwelle zurückgezogen wird. In dieser Lage verbleibt jedoch der Bolzen bevorzugt in einer Kulisse, die den Schaltweg der Zentralschaltwelle begrenzt. Diese Kulisse ist wiederum in einen Topf eingeformt, welcher der Zentralschaltwelle aufgesetzt ist. Der Topf besitzt ferner auch Rastierungen, die mit einer entsprechenden Kugelraste zusammenwirken, damit eine Festlegung der Zentralschaltwelle in einzelnen Gängen ermöglicht wird.

Das erfindungsgemässe Getriebe kann zwei Arten von Betätigungselementen besitzen. Bei der einen Art handelt es sich um die Betätigung über Baudenzüge. Hierbei sind diese Baudenzüge mit Hebeln verbunden, die eine Axialverschiebung und eine Verdrehung der Zentralschaltwelle ermöglichen. Ein Hebel ist dabei mit einem Endstück zwischen zwei Enden eines Blechstreifens eingeklemmt, der um die Zentralschaltwelle herum abgekantet ist. Die Festlegung dieses Blechstreifens in dieser Lage erfolgt durch zwei auf die Zentralschaltwelle von jeder Seite her aufgeschobene Platten, die mit Teilen des Blechstreifens in Eingriff stehen. Zwischen diesen beiden Platten kann wiederum ein Endstück des anderen Hebels eingeklemmt werden. Eine derartige Verbindung ist leicht herzustellen und sehr funktionstüchtig.

Wird dagegen eine Betätigung über eine Schaltstange gewünscht, so ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung diese Schalstange gelenkig mit einem Rohrstück verbunden. In dem Rohrstück sitzt wiederum ein Kugelkopf, der über ein Verbindungselement mit der Zentralschaltwelle verbunden ist.

Es ist zu erwähnen, dass die wesentlichen Betätigungselemente ohne Schwierigkeiten auf der rohrförmigen Zentralschaltwelle festgelegt werden können. Sofern kein Aufschweissen möglich ist, wie beispielsweise bei einem Messingbauteil auf einer Stahlbüchse, kann dieses Bauteil auf die Zentralschaltwelle aufgebördelt werden.

Vor allem ist ferner zu erwähnen, dass wesentliche Bauteile weder aus Vollmaterial noch aus Gussmaterial hergestellt sondern einfach gestanzte Bauteile sind, die dann entsprechend abgekantet werden. Auch dies vereinfacht und verbilligt die Herstellung.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in

1 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemässes Getriebe;

2 einen Querschnitt durch einen Ausschnitt aus dem Getriebe gemäss 1, insbesondere aus dem Bereich einer Zentralschaltwelle;

3a und 3b Draufsichten auf die Zentralsschaltwelle aus zwei Richtungen;

4a und 4b Ausschnitte aus dem Getriebe aus dem Bereich der Kopplung zwischen einem Schaltfinger an der Zentralschaltwelle und einem Mitnehmer in zwei Gebrauchslagen;

5 einen vergrössert dargestellten Ausschnitt aus dem Getriebe aus dem Bereich einer Einrichtung zum Festlegen der Zentralschaltwelle;

6a bis 6d verschiedene Ansichten eines Topfes zum Begrenzen eines Schaltweges bzw. einer Rastierung;

7a bis 7c Draufsichten auf Einzelteile und eine Zusammenschau eines Betätigungselementes für eine Zentralschaltwelle.

Gemäss 1 weist ein Getriebe ein Gehäuse 1 auf, in dem sich eine Zentralschaltwelle 2 befindet. Diese Zentralschaltwelle 2 ist als Rohr ausgestaltet, wobei jeweils endseitig in die Zentralschaltwelle 2 ein Bolzen 3 bzw. 4 eingreift. Jeder Bolzen 3 bzw. 4 stützt sich über ein Innenlager 5 bzw. 6 gegen eine Innenwand 7 der Zentralschaltwelle 2 ab.
Auf der Zentralschaltwelle 2 befinden sich Schaltfinger 8 und 9, wobei der Schaltfinger 9 in Eingriff mit einem Mitnehmer 10 zum Betätigen einer Schaltgabel 11 steht. Der Schaltfinger 8 befindet sich ausserhalb eines Eingriffes in einen Mitnehmer.
Der Schaltfinger 9 kann auch in Eingriff mit einem weiteren Mitnehmer 12 gebracht werden, über den eine weitere Schaltgabel 13 auf einer Schaltstange 14 verschoben werden kann.
Die Zentralschaltwelle 2 ist in Richtung ihrer Längsachse A bewegbar; ferner ist sie in gewissem Umfang um ihre Längsachse A drehbar. Für diese Bewegungen sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei Möglichkeiten angedeutet. Zum einen kann die Bewegung über eine Schaltstange 15 erfolgen, die in ein Rohrstück 16 eingesetzt und dort über einen Querbolzen 17 gesichert ist. Gegenüber der Schaltstange 15 dreht in dem Rohrstück 16 ein Kugelkopf 18, der über eine Verbindung 19 an der Zentralschaltwelle 2 festgelegt ist.
Bei einer weiteren Möglichkeit der Betätigung der Zentralschaltwelle 2 sind zwei Baudenzüge vorgesehen, deren Eintritt in das Getriebe mit 20 und 21 gekennzeichnet ist. In 7c sind nur Endstücke 22 und 23 von Hebeln erkennbar, die mit den Baudenzügen verbunden sind, wobei das Endstück 22 von zwei Enden 24.1 und 24.2 eines Blechstreifens 25 gehalten ist. Dieser Blechstreifen 25 ist in 7a nach dem Stanzen und vor dem Abkanten gezeigt. Er wird bevorzugt über Nieten 26 mit der Zentralschaltwelle 2 verbunden.
In abgekanteter Gebrauchslage schlagen an den Blechstreifen 25 von beiden Seiten her Platten 27 an, wobei eine Platte in 7b gezeigt ist. Die Platte 27 besitzt Einkerbungen 28.1 und 28.2, die auf die Enden 24.1 und 24.2 des Blechstreifens 25 im abgekanteten Zustand aufgesteckt werden. Ferner besitzt die Platte 27 zwei Einschlitzungen 29.1 und 29.2, in die jeweils Vorsprünge 30.1 und 30.2 des Blechstreifens 25 gesteckt werden.
Die beiden Platten 27 halten zwischen sich das Endstück 23 des zweiten Baudenzuges.
Zum Begrenzen des Schaltweges und zur Rastierung ist der Zentralschaltwelle 2 ein Topf 31 aufgesetzt, der in den 6a bis 6d näher gezeigt ist. Der Topf 31 besitzt einen Schaft 32, der in Gebrauchslage eng auf der Zentralschaltwelle 2 aufsitzt und mit dieser vernietet ist.
Nach dem Schaft 32 öffnet sich der Topf, wobei in seine Wandung 33 zum einen eine Kulisse 34 zur Begrenzung des Schaltweges der Zentralschaltwelle 2 und zum anderen eine Rastierung 35 eingeformt ist. In 2 ist erkennbar, dass die Rastierung 35 mit einer gehäusefest gelagerten Kugelraste 36 zusammenwirkt.
In die Kulisse 34 greift ein Bolzen 37 ein, der gleichzeitig ein Bestandteil einer Einrichtung 38 zum Festlegen der Zentralschaltwelle 2 ist. Dieser Bolzen 37 durchgreift nicht nur die Kulisse 34; sondern kann auch in eine Bohrung 39 der Zentralschaltwelle 2 bzw. einer der Zentralschaltwelle 2 aufgesetzten, in 5 gezeigten, Scheibe 40 eingreifen. Hierdurch wird die Zentralschaltwelle 2 festgelegt, was beispielsweise für verschiedene Einstellvorgänge des Getriebes notwendig ist.
Das Einschieben des Bolzens 37 in die Bohrung 39 geschieht gegen den Druck einer Schraubenfeder 41, die sich einerseits gegen eine gehäusefeste Mutter 42 und andererseits gegen einen Stützring 43 abstützt. Bewegt wird dabei der Bolzen 37 mittels eines Griffes 44.
Der Bolzen 37 gleitet im übrigen in einer Führungshülse 45, die im Getriebe vor der Kulisse 34 mit einer Schrägfläche 46 endet. Gegen die Schrägfläche 46 stützt sich ein den Bolzen 37 querender Querbolzen 47 ab. Wird der Griff 44 um etwa 90° gedreht, gleitet der Bolzen 37 in die Bohrung 39 ein, und der Querbolzen 47 rutscht in eine Kerbe 48 an der Spitze der Führungshülse 45, so dass der Bolzen 37 in dieser Stellage gehalten ist.
In 2 ist erkennbar, dass die Endstücke 22 und 23 an Hebeln 49 und 50 festliegen, wobei diese Hebel 49 und 50 von den oben genannten Baudenzügen betätigt werden.
Gemäss den 3a und 3b ist die Zentralschaltwelle 2 als Rohr ausgestaltet. Sie besitzt Bohrungen 51 und 52 zur Festlegung des Topfes 31 bzw. des Blechstreifens 25. Ferner sind auf ihr die Schaltfinger 8 und 9 aufgeschweisst.
Im Bereich der Schaltfinger 8 und 9 soll die Zentralschaltwelle 2 Ausnehmungen 53.1, 53.2 und 54.1, 54.2 besitzen. Diese Ausnehmungen haben folgende Funktionen:
In 4b ist erkennbar, dass der Schaltlfinger 9 in eine Aufnahme 55 des Mitnehmers 10 eingreift. Durch Drehen der Zentralschaltwelle 2 wird der Mitnehmer 10 betätigt, d.h., über ihn wird die Schaltgabel 11 entlang einer Schaltstange 56 (siehe 1) verschoben, da die Schaltstange 56 in etwa rechtem Winkel zur Zentralschaltwelle 2 angeordnet ist.
Bei dieser Bewegung gleitet eine Abstützung 57 des Mitnehmers 10 in die Ausnehmung 54.1 ein, d.h., die Ausnehmung 54.1 gestattet überhaupt erst ein Verschieben des Mitnehmers 10.
Wird der Schaltfinger 9 in entgegengesetzter Richtung gedreht, so kann eine weitere Abstützung 58 in der Ausnehmung 54.2 aufgenommen werden.
Beide Abstützungen 57 und 58 besitzen eine abgerundete Gleitfläche 59 und 60.
Befindet sich der Schaltfinger 9 ausserhalb des Eingriffes in die Aufnahme 55, wie dies in 4b gezeigt ist, d.h., wird von diesem Schaltfinger 9 oder dem anderen Schaltfinger 8 eine andere Schaltgabel, d.h., ein anderer Gang betätigt, so befindet sich der Mitnehmer in der in 4b gezeigten Position, in der die Abstützungen 57 und 58 nicht in die entsprechenden Ausnnehmungen 54.1 und 59.2 eindringen können, sondern die Gleitflächen 59 und 60 auf der Zentralschaltwelle 2 aufsitzen. Das bedeutet, dass in dieser Lage die Gleitflächen 59 und 60 von der Längsachse A der Zentralschaltwelle 2 einen Abstand einhalten, der dem Radius r der Zentralschaltwelle 2 entspricht.

Claims

Getriebe mit einer Zentralschaltwelle (2) in einem Gehäuse (1) und dieser zugeordneten Betätigungselementen zum axialen Verschieben und Drehen der Zentralschaltwelle (2), an der Schaltfinger (8, 9) zum Betätigen von Schaltgabeln (11, 13), angeordnet sind, wobei die Zentralschaltwelle (2) aus einem Rohr besteht, dadurch gekennzeichnet, dass beidseits in das Rohr jeweils ein Bolzen (3, 4) einragt, wobei sich jeder Bolzen (3, 4) über ein Lager (5, 6) gegen eine Innenwand (7) des Rohres abstützt und die Bolzen (3,4) von aussen her durch die Wand des Gehäuses (1) hindurch in das Rohr eingesetzt sind.
Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von der Schaltgabel (11, 13) ein Mitnehmer (10, 12) abragt, der eine Aufnahme (55) für den Schaltfinger (8, 9) aufweist und der zumindest zwei Abstützungen (57, 58) besitzt, die beim Aufsitzen auf der Zentralschaltwelle (2) in einem Abstand von der Längsachse (A) der Zentralschaltwelle (2) angeordnet sind, der dem Radius (r) der Zentralschaltwelle (2) entspricht, wobei die Zentralschaltwelle (2) im Bereich des Schaltfingers (8, 9) zumindest eine Ausnehmung (53 1, 53.2; 54.1, 54.2) zum Zusammenwirken mit den Abstützungen (57, 58) aufweist.
Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentralschaltwelle (2) eine Bohrung (39) zur Aufnahme eines Bolzens (37) aufweist.
Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (37) von einem Querbolzen (47) durchsetzt ist, der sich an einer Schrägfläche (46) einer Führungshülse(45) abstützt.
Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägfläche (46) an ihrer Spitze eine Kerbe (48) zur Aufnahme des Querbolzens (47) aufweist.
Getriebe nach einem der Ansprüche 3–5, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (37) mit einem Griff (44) versehen und federgelagert ist.
Getriebe nach wenigstens einem der Ansprüche 3–6, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (37) eine Kulisse (34) durchsetzt, welche die Schaltwege der Zentralschaltwelle (2) begrenzt.
Getriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulisse (34) in einen Topf (31) eingeformt und dieser der Zentralschaltwelle (2) aufgesetzt ist.
Getriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass 15 in den Topf (31) auch eine Rastierung (35) für eine gehäusefest gelagerte Kugelraste (36) eingeformt ist.