DE19910515A1

DE19910515A1 - Getriebeschalteinrichtung für ein mehrgängiges Wechselgetriebe

Info

Publication number: DE19910515A1
Application number: DE1999110515
Authority: DE
Inventors: Dieter Kraxner
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1999-03-10
Filing date: 1999-03-10
Publication date: 2000-09-14

Abstract

Bei einer Getriebeschalteinrichtung für ein mehrgängiges Wechselgetriebe mit mindestens zwei achsparallelen Getriebewellen und wenigstens zwei Paaren von Zahnrädern, deren jeweils eines drehsicher mit der einen Getriebewelle verbunden ist und deren jeweils anderes als Losrad auf der anderen Getriebewelle angeordnet und mittels einer für den Gangwechsel durch eine Schaltstange und eine Schaltgabel axial verschiebbaren Schalteinheit mit der zugeordneten Getriebewelle drehsicher kuppelbar ist. DOLLAR A Zur Verminderung von technischem Aufwand und Bedarf an Einbauraum und Verbesserung der Leichtgängigkeit wird vorgeschlagen, daß ein das Schaltmittel bildender Schaltring durch einen an seinem Umfang eine allen Schaltstangen gemeinsame Schaltbahn aufweisenden Ringkörper gebildet und konzentrisch zu einer der Getriebewellen angeordnet sowie mittels eines mit einer ihn lagernden Nabe zusammenwirkenden Schrittschaltwerkes absatzweise rotatorisch antreibbar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Getriebeschalteinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 für ein mehrgängiges Wechselgetriebe.

Ein mehrgängiges Wechselgetriebe mit einer derartigen Getriebeschalteinrichtung ist unter anderen beispielsweise aus der US-PS 4 409 858 bekannt. Bei diesem Wechselgetriebe sind die einzelnen Getriebegänge durch Zahnradpaare, deren eines Zahnrad drehfest auf der einen Getriebewelle angeordnet ist und deren anderes Zahnrad durch ein Losrad gebildet und im Zuge eines Schaltvorganges vermittels einer Synchronkupplung oder Klauenkupplung drehfest mit der zugehörigen Getriebewelle kuppelbar ist, gebildet. Die Synchronkupplung oder Klauenkupplung ist dabei jeweils axial verschieblich auf der zugeordneten Getriebewelle angeordnet und kann über Schaltstange verschoben werden, um das eine oder das andere von benachbarten Zahnrädern drehsicher mit der Getriebewelle zu koppeln bzw. in einer Zwischenstellung beide Losräder frei drehbar zu belassen. Der Erzeugung der für das zum Koppeln bzw. das Entkoppeln der Losräder mit der Getriebewelle erforderlichen axialen Verschiebung der Synchronkupplung oder Klauenkupplung durch die Schaltstangen wird hierbei derart bewerkstelligt, daß jeder Schaltstange eine dem beabsichtigten Schaltvorgang entsprechend willkürlich rotierbare Schaltwalze zugeordnet ist, welche in ihrem Umfang eine Führungskulisse aufweist, in welche ein mit der zugehörigen Schaltstange verbundener Mitnehmer eingreift. Für ein mehrgängiges Wechselgetriebe sind dabei normalerweise drei Schaltwalzen erforderlich, woraus neben einem hohen technischen und konstruktiven Aufwand vor allem ein erhebliche Platzbedarf resultiert.

Bei einer anderen aus der DE-PS 953 493 bekannten, gleichfalls für ein mehrgängiges Wechselgetriebe bestimmten Getriebeschalteinrichtung ist eine drei nebeneinanderliegend angeordnete Schaltkulissen und drei zusätzliche Leerlaufkulissen aufweisende und vermittels eines Schalthebels und eines nachgeschalteten eines Schrittschaltwerkes absatzweise rotierbar antreibbare Schaltwalze vorgesehen. Diese Schaltwalzengestaltung ermöglicht es zwar durch axiale Verschiebung der Schaltwalze die Schaltstangen mit den Schaltkulissen außer Eingriff zu bringen und dieserart aus mindestens einem Gang direkt in den Leerlauf zu schalten. Dies ist zwar an sich durchaus vorteilhaft, erfordert aber in der bekannten Bauweise einen erheblichen Bedarf an Einbauraum für die Getriebeschalteinrichtung. Des Weiteren zeichnet sich gerade diese Schalteinrichtung durch ein beträchtliches Gewicht aus.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Getriebeschalteinrichtung der im Oberbegriff des Anspruches 1 näher bezeichneten Bauart dahingehend zu verbessern, daß sie auch bei Ausbildung zur Betätigung einer Vielzahl von Schaltstangen einen einfachen Aufbau und einen geringem Bedarf an Einbauraum aufweist, derart, daß sie platzsparend an ein Getriebe anbaubar oder in ein Getriebe einbaubar ist. Darüber hinaus soll sich die Getriebeschalteinrichtung durch eine besondere Leichtgängigkeit auszeichnen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Die zur Getriebewelle fluchtende Anordnung, insbesondere eines als Schaltring ausgebildeten Schaltmittels ermöglicht trotz geringen Einbauraumes einen großen Durchmesser des Schaltringes und damit naturgemäß auch sehr lange Erstreckungen der die Schaltbahn bildenden Führungskulisse, was bei geschickter Ausnutzung flach ansteigende Rampen der die Schaltnocken bildenden Abwicklungen der Schaltbahn und dadurch wiederum eine Reibungsverminderung beim Zusammenwirken der Führungselemente der Schaltstangen mit der Führungskulisse und so schließlich eine Leichtgängigkeit gewährleistet. Eine weitere Verbesserung der Leichtgängigkeit der Schalteinrichtung ergibt sich ferner aus einer Ausstattung der mit der Schaltbahn im Eingriff stehenden Zapfen mit Rollen. Diese Maßnahmen ermöglichen eine Leichtgängigkeit der Schalteinrichtung. Dabei ist der Einsatz von Leichtmetall möglich, was eine deutliche Gewichtsverminderung bewirkt. Da ferner erfindungsgemäß allen Schaltstangen lediglich eine einzige Führungskulisse im Schaltring zugeordnet und der Antrieb des Schaltringes weitgehend innerhalb desselben untergebracht sein kann ergibt sich ferner eine kurzbauende Ausbildung der Schalteinrichtung.

Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beispielsbeschreibung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im Einzelnen beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Getriebeschalteinrichtung;

Fig. 2 eine Stirnansicht der Getriebeschalteinrichtung nach Fig. 1;

Fig. 3 eine Abwicklung des Schaltringes einer Getriebeschalteinrichtung nach Fig. 1 und 2.

Ein in seiner Gesamtheit nicht dargestelltes Wechselgetriebe für Kraftfahrzeuge mit einer Anzahl schaltbarer, jeweils durch miteinander kämmende Zahnradpaarungen gebildeter Gänge ist mit zwei zueinander achsparallel ausgerichteten Getriebewellen 1 und 2 ausgestattet, wobei jeweils eines von zwei gemeinsam einen Gang bildenden Zahnrädern fest mit der einen Getriebeweile verbunden ist, während das komplementäre Zahnrad als Losrad auf der anderen Getriebewelle angeordnet und vermittels einer axial verschiebbaren Schalteinheit mit der Getriebewelle 1 bzw. 2 drehsicher koppelbar ist. Die dem im Ausführungsbeispiel nur andeutungsweise dargestellten Wechselgetriebe zugeordnete Schalteinrichtung enthält, insgesamt drei zueinander und zu den Getriebewellen 1 und 2 achsparallel ausgerichtete Schaltstangen 3, 4, 5, wobei eine erste Schaltstange 3 der axialen Verschiebung einer dem ersten und zweiten Gang zugeordneten Schalteinheit, eine zweite Schaltstange 4 der axialen Verschiebung einer dem dritten und vierten Gang zugeordneten Schalteinheit und eine dritte Schaltstange der axialen Verschiebung einer dem fünften und sechsten Gang dienenden Schalteinheit zugeordnet ist, derart, daß die Schaltstangen 3 bis 5 der wechselweisen Verstellung der zum Ein- und Ausrücken der Gänge mit den Losrädern zusammenwirkenden Schalteinheiten, insbesondere Synchronkupplungen, dienen.

Jede der Schaltstangen 3 bis 5 ist an ihrem die eine stirnseitige Lagerung der Getriebewellen 1 und 2 aufnehmende Wandung 6 des Getriebegehäuses überragenden Ende 7 mit einem senkrecht zu ihrer Längsachse ausgerichteten Zapfen 8 ausgestattet, über welchen sie mit einer in einem Schaltring 9 ausgebildeten Kulissenführung 10 (Schaltbahn) im Eingriff steht. Wie besonders deutlich aus der Darstellung der Fig. 3 ersichtlich stehen die Zapfen 8 sämtlicher drei Schaltstangen 3 bis 5 ständig mit der einzigen Kulissenführung 10 (Schaltbahn) im Eingriff. Die Zapfen 8 sind in der dargestellten Ausführungsform mit einer den Reibungswiderstand bei einer Relativbewegung von Kulissenführung 10 (Schaltbahn) und Zapfen 8 auf ein Mindestmaß begrenzenden Rolle 11 versehen. Die Kulissenführung 10 (Schaltbahn) ist als nutenförmige Vertiefung in der Außenumfangsfläche 12 des Schaltringes 9 ausgebildet und weist über ihre Länge hin der Verstellung der Schaltstangen 3 bis 5 im Sinne eines Ein- bzw. Ausrückens der einzelnen Gänge zugeordnete, Schaltnocken bildende Abwinkelungen 13, 14 bzw. 15, 16 sowie diesen gegenüber vor- und nachlaufend jeweils einen gradlinig ausgerichteten der Leerlaufstellung entsprechenden Längenabschnitt auf, wobei zudem zwischen den Abwinkelungspaaren 13, 14 und 15, 16 ein kurzer, der Leerlaufstellung entsprechender Längenabschnitt 17 vorgesehen ist. Der Schaltring 9 ist als Ringkörper gestaltet und insgesamt konzentrisch zur Getriebewelle 1 angeordnet, in der Weise, daß er auf einer deren die Gehäusewandung 6 überragendes Ende 18 umfassenden Hülse 19 rotierbar gelagert ist. Die Hülse 19 ist dabei ihrerseits vermittels Schraubenbolzen 20 an der Gehäusewandung 6 befestigt. Der ringförmig ausgebildete Schaltring 9 weist zur Herstellung einer Antriebsverbindung mit der Nabe 28 an seinem Innenumfang eine Anzahl radial gerichteter Vertiefungen 21 auf, mit welchen zwei einander bezüglich der Schaltringachse gegenüberliegend angeordnete, gegen die den Schaltring 9 auf der Hülse 19 lagernden Nabe 28 abgestützte und durch eine Feder 22 radial nach außen belastete Klinken 23 als Mitnehmer zusammenwirken. Zum Schalten des Getriebes ist der Schaltring 9 vermittels eines drehsicher mit einer Schaltwelle 25 verbundenen und gegen die Wirkung einer Rückstellfeder 26 schwenkbaren Hebels 24 schrittweise rotierbar antreibbar, in der Weise, daß der Hebel 24 an seinem freien Ende ein Zahnsegment 27 aufweist, über welches er mit einem an der Nabe 28 des Schaltringes 9 ausgebildeten Zahnkranz 29 zusammenwirkt. Der zugelassene Schwenkbereich des Hebels 24 ist dabei durch einen in eine Langlochausnehmung 30 eingreifenden, seinerseits feststehend am Getriebegehäuse abgestützten Stift 31 begrenzt. Der an der Nabe 28 ausgebildete Zahnkranz 29 erstreckt sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel lediglich über einen der Länge des Zahnsegmentes 27 am Hebel 24 entsprechenden Teil des Nabenumfanges hin. Dem Schaltring 9 ist ferner eine Rastiereinrichtung zugeordnet, welche einen am Getriebegehäuse abgestützten Rastierstift 32 und eine diesem zugeordnete Nockenbahn 33 am Schaltring 9 umfaßt, wobei die Nockenbahn 33 an der dem Getriebegehäuse zugewandten Stirnseite des Schaltringes 9 ausgebildet ist und eine der Feststellung des Schaltringes 9 in der jeweils gerade ausgewählten Stellung bzw. dem jeweils eingelegten Schaltzustand des Getriebes entsprechende Anzahl von Rastvertiefungen aufweist.

Claims

1. Getriebeschalteinrichtung für ein mehrgängiges Wechselgetriebe mit mindestens zwei achsparallelen Getriebewellen und wenigstens zwei Paaren von Zahnrädern, deren jeweils eines drehsicher mit der einen Getriebewelle verbunden ist und deren jeweils anderes als Losrad auf der anderen Getriebewelle angeordnet und mittels einer für den Gangwechsel durch eine Schaltstange und eine Schaltgabel axial verschiebbaren Schafteinheit mit der zugeordneten Getriebewelle drehsicher kuppelbar ist, wobei der Verstellung der Schaltstangen ein durch einen vermittels eines Schrittschaltwerkes absatzweise rotatorisch bewegbarer, eine zumindest teilweise umlaufende Kulissenführung (Schaltbahn) aufweisenden Schaltring gebildetes Schaltmittel zugeordnet ist, mit welchem die Schaltstangen in formschlüssiger Antriebsverbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltmittel hohlzylindrisch ausgebildet und konzentrisch zu einer der Getriebewellen (1 und 2) angeordnet ist.

2. Getriebeschalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltmittel als Schaltring (9) ausgebildet ist und eine einzige Kulissenführung (10) Schaltbahn) aufweist mit der als Zapfen (11) ausgebildete Führungselemente sämtlicher Schaltstangen (3 bis 5) der Schalteinrichtung zusammenwirken.

3. Getriebeschalteinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulissenführung (10) (Schaltbahn) als nutenförmige Vertiefung in der Außenumfangsfläche (12) des Schaltringes (9) ausgebildet ist und über ihre Länge hin der Verstellung der Schaltstangen (3 bis 5) zugeordnete, Schaltnocken bildende Abwinkelungen (13, 14 bzw. 15, 16) sowie diesen gegenüber vor- und nachlaufend jeweils einen gradlinig ausgerichteten der Leerlaufstellung entsprechenden Abschnitt aufweist, wobei zudem zwischen den Abwinkelungspaaren (13, 14 und 15, 16) ein weiterer der Leerlaufstellung entsprechender Längenabschnitt (17) vorgesehen ist.

4. Getriebeschalteinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstangen (3 bis 5) an ihrem die die stirnseitige Lagerung der Getriebewellen (1 und 2) aufnehmende Wandung (6) des Getriebegehäuses überragenden Ende (7) mit einem senkrecht zu ihrer Längsachse ausgerichteten Zapfen (8) ausgestattet sind, über welchen sie mit der im Außenumfang des Schaltringes (9) als nutenartige Vertiefung ausgebildeten Kulissenführung (10) (Schaltbahn) im Eingriff stehen.

5. Getriebeschalteinrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (8) über den Bereich ihres Eingreifens in die Kulissenführung (10) (Schaltbahn) mit einer den Reibungswiderstand bei einer Relativbewegung zumindest von Zapfen (8) und Schaltnocken bildenden Abwinkelungen (13, 14 bzw. 15, 16) der Kulissenführung (10) (Schaltbahn) auf ein Mindestmaß begrenzenden Rolle (11) versehen sind.

6. Getriebeschalteinrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltring (9) auf einer das die Gehäusewandung (6) überragende Ende (18) der Getriebewelle (1) umfassenden Hülse (19) rotierbar gelagert und die Hülse (19) ihrerseits vermittels Schraubenbolzen (20) an der Gehäusewandung (6) befestigt ist.

7. Getriebeschalteinrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der das Schaltmittel bildende Schaltring (9) ringförmig ausgebildet und über eine Nabe (28) auf der Hülse (19) gelagert ist, wobei die Nabe (28) mit dem Schaltring (9) über wenigstens zwei einander gegenüberliegend angeordnete, mit einer Anzahl am Innenumfang des Schaltringes (9) ausgebildeter, radial gerichteter Vertiefungen (21) zusammenwirkende und in radialer Richtung federbelastete, Mitnehmer bildende Klinken (23) in Antriebsverbindung steht.

8. Getriebeschalteinrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das der absatzweisen Rotierbarkeit des das Schaltmittel bildenden Schaltringes (9) zugeordnete Schrittschaltwerk einen an der Nabe(28) ausgebildeten Zahnkranzabschnitt (29) und ein an einem Antriebshebel (24) angeordnetes Zahnsegment (27) sowie eine Schwenkbegrenzung für den Antriebshebel (24) umfaßt.

9. Getriebeschalteinrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem das Schaltmittel bildenden Schaltring (9) eine aus Rastierelementen und mit diesen zusammenwirkenden ortsfesten Gegenelementen bestehende Rastiereinrichung zugeordnet ist.

10. Getriebeschalteinrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Schaltring (9) zugeordnete Rastiereinrichtung einen am Getriebegehäuse abgestützten Rastierstift (32) und eine diesem zugeordnete, an der dem Getriebegehäuse zugewandten Stirnseite des Schaltringes (9) ausgebildete Nockenbahn (33) umfaßt, wobei die Nockenbahn (33) eine der Feststellung des Schaltringes (9) in unterschiedlichen Schaltzuständen des Getriebes entsprechende Anzahl von Rastveriefungen aufweist.