DE2547476C2 - Schalteinrichtung für Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Bei Fahrzeugen höherer Leistungen, insbesondere bei Nutzfahrzeugen sind die Schaltkräfte infolge größerer Schaltkupplungen und größerer Schwungmomente der Antriebsteile so groß, daß der ungünstige Wirkungsgrad üblicher Schalteinrichtungen mit Gleitführungen, die unter der Belastung der Schaltkräfte stehen, nicht mehr hingenommen werden kann.

Bei einer bekannten Schalteinrichtung nach dem Ausgangspunkt der Erfindung (DT-OS 14 55 674) erfolgt sowohl die Quer- wie auch die Längsführung durch spezielle Wälzlager, deren Wälzkörper (Kugeln) auf relativ kurzen axialen Laufbahnen zwischen einem Innenring und einem Außenring abrollen. Damit die Wälzkörper bei unbelasteter Schalteinrichtung in einer definierten Stellung zu ihren Laufbahnen gehalten werden, sind die Laufbahnen unter einem Winkel gekreuzt angeordnet Aufgrund dieser besonderen Ausbildung können als Wälzlager keine Serien- bzw. Normbauteile verwendet werden. Ferner tritt bei den Wälzkörpern während der Schaltbewegungen nicht nur ein Abrollen, sondern auch ein Gleiten relativ zu den Laufbahnen auf, was - je nach dem Winkel der Laufbahnen zueinander — ein Nachtet für die Leichtgängigkeit sein kann.

Aufgabe dieser Erfindung ist eine Schalteinrichtung der eingangs erwähnten Art, die einen guten Wirkungsgrad bei der Übertragung der Schaltkräfte aufweist, dabei mit geringem Aufwand herstellbar und innerhalb des Wechselgetriebes einfach montierbar ist. Diese Aufgabe wird durch eine Schalteinrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst.

Die Führung der Schubstange über Rollen ist besonders leichtgängig sowie gegen Fertigungsungenauigkeiten und Verformungen unter Kraft unempfindlich, da die Schaltkräfte durch exaktes Abrollen der Führungsteile aufgenommen werden, wobei die Rollen wälzgelagert werden, so daß sich ein guter Schaltwirkungsgrad ergibt, der z. B. bei Synchrongetrieben für höhere Leistungen besonders wichtig ist.

Die Anordnung der Schalteinrichtung erlaubt eine Montage, bei der Schubstange und Gabe! fest miteinander verbunden montiert werden können. Hierdurch entfällt die aufwendige Verschraubung oder Verstiftung zwischen Gabel und Schubstange. Möglich wird dies dadurch, daß ein Teil der Rollen ohne weiteres auch nach dem Einsetzen der Baueinheit Schubstange/ Gabel im Gehäuse montiert werden kann, beispielsweise durch axiales Einschieben von außen, wenn die Lagerbohrungen für die Rollenlagerung mindestens so groß sind wie der größte Durchmesser der betreffenden Rolle.

Die exaktere Führung der Schalteinrichtung und eine günstige Aufnahme bzw. Abstützung der Schaltkräfte ergeben sich mit den Merkmalen nach Anspruch 2. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 3 ist es vorteilhaft, wenn eine Längsbahn der Schubstange mit zwei mit Führungsborden versehenen Rollen (Kammrollen) und die gegenüberliegende Längsbahn mit mindestens einer glatt-zylindrischen Rolle zusammenwirkt. Die Schubstange wird somit durch 3 oder 4 Rollen abgestützt und nur durch die Rollen einer Seite seitlich geführt. Die glatt-zylindrische Rolle übernimmt keine Seitenkräfte und hat den Vorteil, durch axiales Einschieben in ihre Aufnahmelagerung montierbar zu

In diesem Fall ist es von besonderem Vorteil, die Schubstangen aus blank gezogenem und wesentliche Teile der Gabel — wie an sich bekannt — aus einfachem gewalzten Flachmaterial zu fertigen und unlösbar miteinander zu verbinden, beispielsweise durch Schweißen oder Vernieten. Die Montage ist dabei ohne Schwierigkeiten möglich, da die Rille ohne Führungsborde nach dem Einsetzen der Schubstange eingebaut werden kann.

Eine aus Flachmaterial bestehende Schubstange kann dabei an sich bekannte einfache Ausnehmungen zur Einleitung der Schaltbewegungen aufweisen, damit werden keine aufzumontierenden Mitnehmer benötigt.

Eine Schalteinrichtung mit längsbeweglichen geführten Schubstangen damit fest verbundenen Schaltgabeln ist beispielsweise in dem Fachbuch »Zahnradgetriebe«, Looman, Springer-Verlag Berlin/Heidelberg 1970, auf S. 115, in einem Fünfganggetriebe dargestellt und erfüllt in Getrieben für Personen-Kraftfahrzeuge ohne weiteres seinen Zweck. Um den gesamten Schaltmechanismus leichtgängiger zu machen, hat man bei Getrieben höherer Leistung die bisher üblichen Schaltstangen durch ein Paket Flachbänder ersetzt, die als Schubkurbelgetriebe arbeiten. Diese bereits in größerem

Umfange bei Nutzfahrzeug-Getrieben angewendete Konstruktion ist auf Seite 178 beschrieben und beiitzt als Schwinge ausgebildete Schaltgabeln, also nicht mit der Schubstange fest verbundene Schaltgabeln. Es wird mit dieser Schalteinrichtung das Problem des Wirkungsgrades der Schalteinrichtung zufriedenstellend gelöst, jedoch noch nicht eine preiswertere und einfachere Montage.

Einzelheiten sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, die anhand der F i g. 1 bis 5 erläutert sind. Es zeigt

Fig. 1 einen Teilschnitt eines Kraftfahrzeug-Wechselgetriebes in Achsrichtung, mit synchronisierten Schaltkupplungen und einer Schalteinrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 einen achssenkrechten Schnitt durch die Schalteinrichtung nach Fig. 1 entlang der Linie A-Bm Fig-I (Zahnräder und Gelriebewellen nicht dargestellt), um eine Schaltgabel und eine der Rollen zu zeigen,

F i g. 3 einen weiteren achssenkrechten Schnitt durch die Schalteinrichtung entlang der Linie C-D in Fig. 1, um eine andere Schaltgabel sowie eine weitere Rolle zu zeigen,

F i g. 4 eine Baugruppe, gebildet aus einer Schubstange einer durch Nieten unlösbar daran befestigten Schaltgabel,

Fig. 5 diese Baugruppe in der in Fig. 4 eingetragenen Ansicht.

Das in Fig. 1 teilweise gezeigte Wechselgetriebe ist für Kraftfahrzeuge höherer Leistung, d. h. für Nutzfahrzeuge vorgesehen. Der Gangwechsel wird durch den Fahrer manuell vorgenommen, wobei die Schaltbewegung von einem Handschalthebel (nicht dargestellt) über übliche, nicht gezeigte Übertragungselemente auf eine Schaltwelle 10 des Getriebes übertragen wird. Das Getriebe, hier ein Synchrongetriebe mit fünf Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang, enthält drei Schaltkupplungen 11, 12 und 13, die als formschlüssige Mitnehmerkupplungen in jeweils doppelter Ausführung auf einer Getriebewelle 14 angeordnet sind, um wahlweise diese Welle 14 mit einem der auf ihr drehbar gelagerten Zahnräder 15 bis 20 zu verbinden. Diese Zahnräder stehen im Dauereingriif mit anderen Zahnrädern des Wechselgetriebes.

Um die mit der Getriebewelle drehfest und axial beweglich verbundenen Schiebemuffen 21, 22 und 23 der Schaltkupplungen 11, 12, 13 wahlweise mit den Formschlußverzahnungen der Zahnräder 15 bis 20 in Eingriff bringen zu können, sind längsbeweglich geführte Schubstangen 24,25 und 26 im Getriebegehäuse angeordnet, an denen jeweils Schaltgabeln 27,28 und

29 durch Nietung starr und unlösbar befestigt sind. Die Schaltgabeln greifen jeweils mit an ihren Fndsn angeordneten Gleitsteinen in Umlaufnuten der zugeordneten Schiebemuffen ,21,22 und 23.

Die Schubstangen 24, 25 und 26 weisen gleiche rechteckige Querschnittsflächen auf und sind so im Gehäuse nebeneinander angeordnet, daß die Schubstangen jeweils mit den längeren Rechteckseiten parallel benachbart und mit den Sichmalseiten des Rechteckquerschnitts in einer Ebene bündig sind. Die Schubstangen bestehen aus blank gezogenem Flachmaterial und die daran durch Nietung befestigten Teile der Gabel bestehen aus einfachem gewalzten Flachmaterial und sind somit kostengünstig herstellbar.

Die Längsführung und Abstützung der Schaltkräfte der Schubstangen 24, 25 und 26 erfolgt auf im Gehäuse auf Wälzlagern 42 und 43 leicht drehbar gelagerten Rollen 30,31 und 32, deren Mittelachsen etwa senkrecht zu der Ebene, die den Mittelachsen der zu betätigenden formschlüssigen Mitnehmerkupplung 11 bis 13 und der mittleren Schubstange 25 gemeinsam ist, ausgerichtet sind. Die Schubstangen 24, 25 und 26 weisen jeweils auf den beiden Schmalseiten ihres Rechteckquerschnitts Längsbahnen 33, 34, 35 bzw. 36, 37 und 38 auf, die den Rollen als Laufflächen dienen. Auf den Längsbahnen 33, 34 und 35, die sich auf der von den Schaltkupplungen entfernten Schmalseiten der Schubstangen befinden, rollen die auf relativ weitem Abstand im Gehäuse gelagerten Kammrollen 30 und 31, d.h. Rollen mit Führungsborden 41 zur Seitenführung, während auf den Längsbahnen 36, 37 und 38, die auf den den Schaltkupplungen zugewendeten Schmalseiten der Schubstangen liegen, eine einzige glattzylindrische Rolle 32 (ohne Führungsborde) rollt und zu den Rollen

30 und 31 eine Gegenführung bildet. Die Rolle 32 liegt in bezug auf die Längsrichtung der Schubstangen zwischen den entgegengesetzten Kammrollen 30 und 31.

Die über einen Schaltfinger 39 von der Schaltwelle 10 eingeleitete Schaltkraft bewirkt wegen der außerhalb der Schubstange (an der Schaltgabel) angreifenden Gegenkraft eine Belastung der Rollen, die jedoch infolge der rollenden Reibung im Gegensatz zu den bekannten Gleitführungen die Schaltbewegung nicht wesentlich hemmt. Durch möglichst großen gegenseitigen Abstand der Rollen sind die Kräfte an den Rollen relativ gering, wobei gleichzeitig eine exakte Führung der Schubstangen gegeben ist.

Die aus Flachmaterial bestehenden Schubstangen 24 bis 26 haben zum Einleiten der Schaltkraft durch den Schaltfinger 39 jeweils eine zugeordnete Ausnehmung 40 eingearbeitet, um die sonst üblichen aufzumontierenden Mitnehmer einzusparen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Mechanische Schalteinrichtung für Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen zum Ein-und ' rücken formschlüssiger Mitnehmerkupplungen, .<i quer geführten und durch Wälzlager im Getriebegehäuse längsbeweglich gelagerten Schubstangen und damit fest verbundenen Schaltgabeln, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Schubstangen (24, 25, 26) durch im Getriebegehäuse mit gegenseitigem Abstand durch die Wälzlager drehbar gelagerte Rollen (30, 31, 32) geführt ist, die zur Längsführung auf gegenüberliegenden Längsbahnen (33 bis 38) der betreffenden Schubstange abrollbar sind, wobei zur Querführung mindestens die einer Längsbahn (33 bzw. 34 bzw. 35) zugeordneten Rollen (30,31) Führungsborde (41) aufweisen.

2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelachsen der Rollen (30, 31, 32) etwa senkrecht zu der Ebene, die der Mittelachse der zu betätigenden formschlüssigen Mitnehmerkupplungen (11,12,13) und der mittleren Schubstange (25) gemeinsam ist, ausgerichtet sind.

3. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß einer Längsbahn (33, 34, 35) der Schubstange (24, 25, 26) zwei mit Führungsborden (41) versehene Rollen (30, 31) und der anderen, gegenüberliegenden Längsbahn (36,37, 38) mindestens eine Rolle (32) ohne Führungsborde zugeordnet ist.

4. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit im Querschnitt rechteckförmigen Schubstangen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstangen aus blank gezogenem sowie wesentliche Teile der Gabeln (27, 28, 29) aus einfachem gewalzten Flachmaterial bestehen.

5. Schalteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gabeln (27, 28, 29) mit den Schubstangen (24,25,26) unlösbar verbunden sind.

6. Schalteinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstange einfache Ausnehmungen (40) zur Einleitung der Schaltbewegungen aufweist.

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