DE19901056A1

DE19901056A1 - Schaltvorrichtung mit Einwellenschaltung

Info

Publication number: DE19901056A1
Application number: DE19901056A
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Ing Hartig; Loren Christopher Austin; Jeff Austin
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1998-02-04
Filing date: 1999-01-14
Publication date: 1999-08-05
Also published as: US6026702A; BR9900525A

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Eine derartige Schaltvorrichtung ist aus der interna tionalen Patentanmeldung WO 95/16869 bekannt.

Darin wird eine Schaltvorrichtung mit Einwellenschal tung beschrieben, mit einer im wesentlichen parallel zur Räderachse verschiebbaren, in einem Getriebegehäuse ange ordneten Schaltstange. Auf der Schaltstange sind Koppelein richtungen angeordnet, die eine Verbindung zwischen der Schaltstange und Schaltgabeln oder Schaltschwingen der je weils zu schaltenden Gänge herstellen. Dabei werden gleich zeitig die Schaltgabeln oder Schaltschwingen der nicht zu schaltenden Gänge arretiert.

Eine derartige Schalteinrichtung weist das Problem auf, daß keine Vorrichtung vorgesehen ist, die nach Ein schalten des gewünschten Ganges diesen Gang in seiner ge schalteten Position hält.

Es ist weiterhin aus der EP 0 395 241 ein Schaltvor richtung mit Einwellenschaltung bekannt, die auf der Schaltwelle eine Vorrichtung aufweist, um eine axiale Bewe gung der Schaltwelle relativ zum Gehäuse von einer Neutral- Position in eine axial davon abweichende und einen einge schalteten Gang darstellende Position anzuzeigen.

Diese Schaltvorrichtung weist keine Mittel auf, die vorgesehen sind, um einen eingeschalteten Gang in seiner eingeschalteten Position zu arretieren. Gleichermaßen sind diese oben beschriebenen Mittel zur Festellung einer axia len Bewegung solche Mittel, die zusätzlich zu den Schaltga beln oder Schaltschwingen an der Schaltwelle angeordnet werden müssen und damit Montageaufwand und Kosten erhöhen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die in der WO 95/16869 beschriebene Schaltein richtung weiterzubilden und zusätzliche Aufwendungen zu vermeiden.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Schalteinrichtung mit Einwellenschaltung nach den Merkmalen des Anspruchs 1.

Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, eine Schaltvor richtung für die Schaltungsbetätigung von Mehrstufenschalt getrieben von Kraftfahrzeugen mit einer im wesentlichen parallel zur Räderachse verschiebbaren, in einem Getriebe gehäuse angeordneten Schaltstange, auf der Koppel einrichtungen angeordnet sind, die eine Verbindung zwischen der Schaltstange und Schaltgabeln oder Schaltschwingen der zu schaltenden Gänge herstellen und gleichzeitig die Schaltgabeln oder Schaltschwingen der nicht zu schaltenden Gänge arretieren, derart weiterzubilden, daß die Koppelein richtungen Mittel aufweisen, mit denen die geschalteten Gänge in ihren geschalteten Positionen arretierbar sind.

In einer vorteilhaften Ausgestaltungen werden diese Mittel von Elementen gebildet, die im nicht geschalteten Zustand der Schaltgabeln oder der Schaltschwingen eine Ar retierung der Schaltgabeln oder der Schaltschwingen gegen über dem Gehäuse übernehmen und die im geschalteten Zustand der Schaltgabeln oder der Schaltschwingen dann eine Arre tierung der Schaltgabel im eingeschalteten Gang vornehmen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung zeigt die Mittel zur Arretierung in der geschalteten Position in Form von Ver tiefungen, die in der Koppeleinrichtung gebildet sind und die mit Öffnungen in einer Reihe liegen, durch die Rastele mente hindurchragen, die zur Verbindung von Schaltstange und Schaltgabeln oder Schaltschwingen vorgesehen sind.

Die Erfindung wird anhand von Figur näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der Schalt einrichtung;

Fig. 2 das Zusammenwirken der Koppeleinrichtungen in den einzelnen Schaltphasen;

Fig. 3 eine Darstellung der betätigten Schaltgabel und

Fig. 4 die Darstellung der nicht betätigten Schalt gabeln.

Die Fig. 1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung mit einer Einwel lenschaltung.

Auf eine Schaltwelle 2 sind drei Schaltgabeln 4, 6 und 8 angeordnet. Eine fest mit der Schaltwelle 2 verbundene Auf nahme 10 stellt die Verbindung zu einem Schalthebel 12 dar. Der Schalthebel 12 ist in einer Halterung 14 gehalten, die wiederum in dem hier nicht gezeigten Gehäuse eines Fahr zeugs angeordnet ist.

Jede Schaltgabel 4, 6, 8 ist mit je einer zugehörigen Nabe 16, 18, 20 fest verbunden.

In die Nabe 16 ragt ein Rastenbolzen 22 hinein, der in dem hier nicht gezeigten Getriebegehäuse befestigt ist und durch eine Feder 24 in Richtung auf die Nabe 16 vorgespannt ist. Die Nabe 16 zeigt weiterhin eine Vertiefung 26, die in Richtung einer gedachten Achse 28 axial neben dem Rasten bolzen 22 angeordnet ist.

In die Nabe 18 ragt ein Rastenbolzen 32 hinein, der in dem hier nicht gezeigten Getriebegehäuse befestigt ist und durch eine Feder 34 in Richtung auf die Nabe 18 vorgespannt ist. Die Nabe 18 zeigt weiterhin eine Vertiefung 36, die in Richtung der gedachten Achse 28 axial neben dem Rastenbol zen 32 angeordnet ist.

In die Nabe 20 ragt ein Rastenbolzen 42 hinein, der in dem hier nicht gezeigten Getriebegehäuse befestigt ist und durch eine Feder 44 in Richtung auf die Nabe 20 vorgespannt ist.

Die Fig. 2 zeigt in einer Gegenüberstellung die drei Phasen einer Schaltung von einem eingelegten Gang über die Neutralstellung hin zu einem in der gleichen Schaltgasse gegenüberliegenden Gang. Dabei ist jeweils die Ansicht der Nabe der betätigten Schaltgabel der Nabe einer der nicht betätigten Schaltgabeln gegenübergestellt.

Fig. 2a zeigt beispielhaft die Nabe 16 in einem er sten eingelegten Gang einer Schaltgasse. Der Rastenbol zen 22 wird von der Vertiefung 26 gegen die Feder 24 in Richtung auf das Getriebegehäuse 30 zurückgedrückt. Ein Schaltbolzen 46 ist in der Schaltwelle 2 befestigt und kann mit der Schaltwelle 2 gedreht und axial verschoben werden. In der Fig. 2a hat der Schaltbolzen 46 Formschluß mit der Nabe 16, so daß eine axiale Bewegung der Schaltwelle 2 eine axiale Bewegung der Nabe 16 hervorruft und damit ein Schal ten einer an der Nabe 16 angeordneten Schaltgabel oder Schaltschwinge. Die Feder 24 hält den Rastenbolzen 22 fest in der Vertiefung 26, so daß die Nabe 16 und die Schaltwel le 2 axial festliegt. Damit wird der eingelegte Gang gehal ten.

Die Fig. 2b zeigt beispielsweise die Nabe 18 bei der gleichen axialen Position der Schaltwelle 2 aus der Fig. 2a. Durch die Feder 34 wird der Rastenbolzen 32 in eine Öffnung 48 in der Nabe 18 gedrückt. Dadurch wird die Nabe 18 gegenüber dem Gehäuse 30 verriegelt. Ein Schalten einer an der Nabe 18 angeordneten Schaltgabel oder Schalt schwinge ist nicht möglich. Der an der Schaltwelle 2 befe stigte Schaltbolzen 50 liegt mit seinen beiden Enden je weils in einer Nut 52 bzw. 54 in der Nabe 18, die sich axial in der Nabe 18 erstreckt. Dadurch bewirkt eine axiale Verschiebung der Schaltwelle 2 und damit des Schaltbol zens 50 keine axiale Bewegung der Nabe 18, weil die Nabe 18 und der Schaltbolzen 50 keinen Formschluß bilden.

Die Fig. 2c zeigt die Nabe 16 in einer Neutralpositi on. Dabei hat sich der Rastenbolzen 22 aus der Vertie fung 26 nach Fig. 2a entlang der Rastenoberfläche 56 be wegt und die Öffnung 58 erreicht. Durch den in der Öff nung 58 befindlichen Schaltbolzen 46 wird der Rastenbol zen 22 daran gehindert, in die Öffnung 58 einzudringen und damit die Nabe 16 gegenüber dem Gehäuse 30 zu verriegeln. Vielmehr führt eine axiale Bewegung der Schaltwelle 2 dazu, daß der Rastenbolzen 22 die Vertiefung 60 in der Nabe 16 erreicht. Der Schaltbolzen 46 und die Nabe 16 bilden wie in Fig. 2a einen Formschluß, so daß eine axiale Bewegung der Schaltwelle 2 auch eine axiale Bewegung der Nabe 16 bedeu tet. Das Erreichen der Vertiefung 60 (Fig. 2e) bedeutet das Einschalten des in der gleichen Schaltgasse liegenden Ganges, der dem Gang gegenüberliegt, der eingelegt ist, wenn der Rastenbolzen 22 in der Vertiefung 26 liegt (Fig. 2a).

Die Fig. 2d zeigt die Nabe 18 und den Schaltbolzen 50, der durch die axiale Bewegung der Schaltwelle 2 in eine Po sition in der Nut 52 unterhalb des Rastenbolzens 32 gekom men ist. Innerhalb der Nut 52 läßt sich der Schaltbolzen 50 axial bewegen, ohne daß die Nabe 18 mitbewegt wird. Die Fig. 2f zeigt die Nabe 18 in der Position, in der die Schaltwelle 2 die Nabe 16 in Fig. 2e in die eingeschaltete Position gebracht hat. Der Schaltbolzen 50 wird axial durch die Schaltwelle 2 nach links in der Nut 52 bewegt, ohne daß die Nabe 18 bewegt wird. Die Nabe 18 bleibt durch den Ra stenbolzen 32 weiterhin gegenüber dem Gehäuse 30 verrie gelt.

Die Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch die Schaltwelle 2 im Bereich der Nabe 16. An der Nabe 16 ist die Schaltga bel 4 fest angeordnet. Seitlich in die Nabe ragt der Ra stenbolzen 22 hinein, der von der Feder 26 in Richtung auf die Nabe 16 angefedert ist und sich dabei an dem hier nicht gezeigten Gehäuse abstützt.

In die Aufnahme 10 an der Schaltwelle 2 ragt der Schalthebel 12 hinein, der in der Halterung 14 im Gehäu se 30 befestigt ist. Der Schalthebel 12 weist eine Ra stenoberfläche 62 auf, die mit einem Rastenbolzen 64 zusam menwirkt, der in der Halterung 14 angeordnet ist. Der Ra stenbolzen 64 wird durch eine Feder 66, die sich an der Halterung 14 abstützt, in Richtung auf die Rastenoberflä che 62 hin angefedert. Befindet sich der Schalthebel 12 in einer mittleren Schaltgasse, so liegt der Rastenbolzen 64 in der Vertiefung 68 der Rastenoberfläche 62. Bei der Wahl einer anderen Schaltgasse wird der Rastenbolzen 64 gegen den Druck der Feder 66 entlang der Rastenoberfläche 62 be wegt, so daß für den Fahrer beim Wählen der Schaltgasse ein leichter Widerstand spürbar ist. Dieser Widerstand ist durch die Steigung der Rastenoberfläche 62 beeinflußbar und wird umso größer, je steiler die Rastenoberfläche 62 aus der Vertiefung 68 herausführt. Dadurch wird immer eine An federung des Schalthebels 12 in Richtung auf die mittlere Schaltgasse erreicht.

Die Fig. 3a zeigt eine vergrößerte Darstellung des Eingriffbereichs von Rastenbolzen 22 und Nabe 16. Der Schaltbolzen 46 greift in die Nabe 16 derart ein, daß ein Schalten des Schaltbolzens 46 durch Bewegen der Schaltwel le 2 in Richtung aus der Zeichenebene heraus ein Schalten der mit der Nabe 16 verbundenen Schaltgabel 4 bewirkt. Der aufgeschnittene und schraffierte Bereich 70 der Nabe 16 zeigt zwei Nuten 72 und 74, innerhalb deren sich der Schaltbolzen 46 bewegen kann, wenn er gegenüber der gezeig ten Position gedreht wird, indem die Schaltwelle 2 gedreht wird. In der gezeigten Position greifen der Schaltbolzen 46 und die Nabe 16 ineinander. Der Schaltbolzen 46 drückt den Rastenbolzen 22 gegen die Feder 26 in Richtung auf das Ge häuse 30 zurück und erlaubt dadurch ein Schalten der Na be 16 und der Schaltgabel 4.

Die Fig. 4a und Fig. 4b zeigen die beiden anderen Naben 18 und 20 bei der gleichen Stellung der Schaltwelle 2 wie in Fig. 4a. Die Rastenbolzen 32 bzw. 42 werden durch die Federn 34 bzw. 44 in die Nabe 18 bzw. 20 gedrückt. Da durch wird ein Schalten der Naben 18 und 20 verhindert, wenn die Schaltwelle 2 axial aus der Zeichenebene heraus bewegt wird. Der Schaltbolzen 50 bewegt sich dabei in der axialen Nut 52 innerhalb der Nabe 18 ohne die Nabe 18 zu bewegen. Ebenso bewegt sich der Schaltbolzen 76 in der axialen Nut 78 innerhalb der Nabe 20 ohne die Nabe 20 zu bewegen.

Bezugszeichenliste

2

Schaltwelle

4

Schaltgabel

6

Schaltgabel

8

Schaltgabel

10

Aufnahme

12

Schalthebel

14

Halterung

16

Nabe

18

Nabe

20

Nabe

22

Rastenbolzen

24

Feder

26

Vertiefung

28

Achse

30

Gehäuse

32

Rastenbolzen

34

Feder

36

Vertiefung

42

Rastenbolzen

44

Feder

46

Schaltbolzen

48

Öffnung

50

Schaltbolzen

52

Nut

54

Nut

56

Rastenoberfläche

58

Öffnung

60

Vertiefung

62

Rastenoberfläche

64

Rastenbolzen

66

Feder

68

Vertiefung

70

schraffierter Bereich

72

Nut

74

Nut

76

Schaltbolzen

78

Nut

Claims

1. Schaltvorrichtung für die Schaltungsbetätigung von Mehrstufenschaltgetrieben von Kraftfahrzeugen mit einer im wesentlichen parallel zur Räderachse verschiebbaren, in einem Getriebegehäuse (30) angeordneten Schaltstange (2), auf der Koppeleinrichtungen (16, 18, 20, 22, 32, 42, 46, 50) angeordnet sind, die eine Verbindung zwischen der Schaltstange (2) und Schaltgabeln (4) oder Schaltschwingen der zu schaltenden Gänge herstellen und gleichzeitig die Schaltgabeln (4) oder Schaltschwingen der nicht zu schal tenden Gänge arretieren, dadurch gekennzeich net, daß die Koppeleinrichtungen (16, 18, 20, 22, 32, 42, 46, 50) Mittel (22, 26, 32, 36, 42, 60) aufweisen, mit denen die geschalteten Gänge in ihren geschalteten Positio nen arretierbar sind.

2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Mittel der Koppelein richtung (16, 18, 20, 22, 32, 42), die im nicht geschalte ten Zustand der Schaltgabel (4) eine Arretierung der Schaltgabel (4) gegenüber dem Gehäuse (30) bilden, im ge schalteten Zustand die Arretierung der Schaltgabel (4) im eingeschalteten Gang darstellen.

3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Arretie rung in der geschalteten Position Vertiefungen (26, 36, 60) in der Koppeleinrichtung aufweisen, die mit Öffnungen (48, 58) in einer Reihe entlang einer Achse (28) liegen, durch die Rastelemente (22, 32, 42) hindurchragen, die die Schaltstange (2) und die Schaltgabel (4) oder Schaltschwin ge verbinden.