DE3011131A1

DE3011131A1 - Schaltvorrichtung

Info

Publication number: DE3011131A1
Application number: DE19803011131
Authority: DE
Inventors: Klaus Ing.(grad.) 3306 Lehre Sendzik
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1980-03-22
Filing date: 1980-03-22
Publication date: 1981-10-01
Also published as: DE3011131C2

Description

Schaltvorrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltvorrichtung für ein mechanisches Zahnrad-Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftfahrzeugen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Insbesondere bei Geschwindigkeit swechselgetri eben mit mehr als vier Vorwärtsgängen, beispielsweise bei den heute häufig verwendeten 5-Gang-Getrieben mit einer um eine Schaltgasse für den 5. Gang erweiterten H-Schaltung, besteht die Gefahr, daß bei einem unaufmerksamen Schalten ein falscher Getriebegang eingelegt wird. So kann beispielsweise beim Zurückschalten aus dem parallel neben dem dritten Gang in der zusätzlichen Schaltgasse liegenden 5. Gang versehentlich anstelle des vierten der zweite Gang eingelegt werden. Dies würde jedoch infolge der dann im allgemeinen sehr hohen Fahrgeschwindigkeiten zu unzulässig hohen Motordrehzahlen und damit zu Motorschäden führen. Außerdem kann durch Zerstörung und Blockierung des Motors eine gefährliche Fahrsituation für das Fahrzeug und seine Passagiere verursacht werden.
Auch beim Heraufschalten aus dem zweiten Getriebegang kann bei einer solchen 5-Gang-Schaltug ein falscher, nämlich anstelle des 3. der 5. Getriebegang eingelegt werden,der infolge der im allgemeine sehr langen Übersetzung die Motordrehzahl drastisch herabsetzt und so einen gewünschten zügigen Beschleunigungsvorgang verhindert. Auch dies kann unter Umständen gefährliche Fahrsituationen hervorrufen. Um bei Getrieben der herkömmlichen Bauart Verschaltungen, wie beispielsweiseein versehentliches Schalten in den Rückwärtsgang, zu vermeiden, ist an der Schaltung eine das direkte Erreichen des Rückwärtsganges verhindernde Anschlagplatte vorgesehen, die durch eine besondere Betätigung des Handschalthebels, wie beispielsweise ein Abtauchen, überwunden werden muß.
Solche Anschlagplatten erschweren jedoch die Einstellung der Schaltung bei ihrer Montage bzw. sind die Ursache für Fehleinstellungen der Schaltung.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, eine Schaltvorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs genannten Bauart zu schaffen, bei der ein Verschalten, das heißt ein versehentliches Schalten in einen vom Ausgangszustand aus gesehen falschen bzw. gefährlichen oder auch nur unerwünschten Getriebegang, weitgehend ausgeschlossen wird.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs. Danach wird ein Verschalten durch eine die Schaltgassen-Wählbewegung der Schaltwelle begrenzende Sperrvorrichtung verhindert, die zweckmäßigerweise in Abhängigkeit von der Stellung des Handschalthebels betätigbar ist, indem beispielsweise die Anwahl der dem Rückwärtsgang zugeordneten Ganggasse durch erfindungsgemäß vorgesehene Sperrmittel so lange verhindert wird, bis diese durch eine zum Einrücken des Rückwärtsganges vorgeschriebene, besondere Betätigung des Handschalthebels aus ihrer Sperrstellung ausgerückt werden. Um zu vermeiden, daß der Rückwärtsgang bei nicht vollständig ausgerückter Kupplung eingelegt wird, kann als weitere Bedingung zum Ausrücken der die Rückwärtsgang-Schaltgasse sperrenden Sperrmittel das vollständige Ausrücken der Kupplung vorgesehen werden, was beispielsweise durch einen beim vollständigen Durch treten des Kupplungspedals betätigten Schalter festgestellt werden kann.
Bei 5-Gang-Getrieben kann ein versehentliches Schalten aus dem fünften in den zweiten Getriebegang durch eine die Anwahl der den beiden ersten Vorwärtsgängen zugeordneten Schaltgasse verhindernde Sperrmittel erreicht werden, die bei der Stellung des Handschalthebels im fünften Getriebegang in ihre Sperrstellung verstellt werden und erst nach Ablauf einer vorgegebenen festen Zeit nach dem Ausrücken des fünften Ganges wieder aus dieser Sperrstellung ausgerückt werden. Entsprechend können auch Sperrmittel zur Verhinderung der Anwahl der dem fünften Getriebegang zugeordneten Schaltgasse vorgesehen sein, die bei der Stellung des Handschalthebels im zweiten Getriebegang eingerückt und eine bestimmte Zeit nach Ausrücken des zweiten Getriebeganges selbsttätig ausgerückt werden.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung ergeben sich gemäß den Unteransprüchen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in teils schematischer Darstellungsweise gezeigt, das im folgenden näher erläutert wird. Die Zeichnung zeigt in Figur 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung, Figur 2 eine Draufsicht auf die in der Figur 1 gezeigten Schaltvorrichtung, Figur 3 einen Schnitt durch die Schaltvorrichtung gemäß den Schnittlinien III-III nach Figur 2 und Figur 4 ein schematisches Schaltbild zur Betätigung der Sperrvorrichtung.
In der Figur 1 ist mit 1 die Sperrvorrichtung insgesamt bezeichnet, die im wesentlichen aus einem U-förmig gebogenen Schaltblech 4 besteht, das auf einer Schaltwelle 2 in der Weise gehalten ist, daß es beim Verstellen der Schaltwelle in einer der Gangwählbewegung entsprechenden axialen Richtung (Pfeile 2a) mitgenommen wird. Dazu weist die Schaltwelle 2 im Bereich zwischen den beiden Schenkeln 6a und 6b einen ringbundförmigen Absatz 7 auf, der bei der axialen Verstellung der Schaltwelle 2 an den Schenkeln 6a bzw. 6b zur kraftübertragenden Anlage kommt. Eine Verdrehung des Sperrbleches 4 wird dagegen durch Eingriff eines an einer am Getriebegehäuse 3 befestigten Arretierungsschraube 9 angeordneten Arretierungsstiftes 9a in eine Längsausnehmung 10 an dem plattenförmigen Oberteil 5 des Sperrbleches 4 verhindert. Mit 6c und 6d sind parallel zur Oberseite 5 des Sperrbleches 4 umgebogene Bereiche der Schenkel 6a bzw. 6b angegeben.
An der Schaltwelle 2 ist ein Schaltfinger 8, der in Wählbewegungsrichtung abgeflacht sein und Sç asezh iWf;FJeisen kann, befestigt, der in einer durch die Aussparungen 11a bis 14a gebildeten Schlitzgasse zur wahlweisen Betätigung einer der den Schaltgassen der Getriebeschaltung zugeordneten Schaltgabeln 11 - 14 verstellbar ist. Dabei ist die Schaltgabel 11 dem Rückwärtsgang, die Schaltgabel 12 dem ersten und zweiten, die Schaltgabel 13 dem dritten und vierten und die Schaltgabel 14 dem fünften Getriebegang zugeordnet. Während das Gangwählen durch eine von einem hier nicht gezeigten Hand schalthebel aufgebrachte Axialverstellung in Richtung der Pfeile 2a erfolgt, wird die Einschaltung des gewünschten Getriebeganges durch eine Verdrehung der Schaltwelle in Richtung der Pfeile 1b und durch eine damit erreichte Verschwenkung des Schaltfingers 8 erreicht, der durch Mitnahme der entsprechenden Schaltgabel auf an sich bekannte Weise den betreffenden Gang einlegt.
Wie aus der Figur 2 näher ersichtlich ist, sind an dem plattenförmigen Oberteil 5 des Sperrbleches 4 neben der nutenförmigen Arretierungsausnehmung 10 drei weitere nutenförmige Ausnehmungen 15, 16 und 17 zum gesteuerten Eingriff von zugeordneten Sperrbolzen 18, 24 und 25 vorgesehen.
Beim Eingriff dieser Sperrbolzen wird die Anwahl bestimmter Schaltgassen, wie beispielsweise der dem Rückwärtsgang zugeordneten Schaltgasse oder auch bei 5-Gang-Getrieben die Anwahl der den beiden ersten Vorwärtsgängen oder dem fünften Vorwärtsgang zugeordneten Schaltgassen verhindert.
So dient beispielsweise die Ausnehmung 15 in Zusammenwirkung mit dem Sperrbolzen 18 der Sperrung der dem Rückwärtsgang zugeordneten Schaltgasse, da ausgehend von der in der Zeichnung gezeigten Ausgangsstellung der Schaltvorrichtung in der Leerlaufgasse in Höhe der dem dritten und vierten Vorwärtsgang zugeordneten Schaltgasse eine Verstellung der Schaltwelle 2 in Richtung auf die dem Rückwärtsgang zugeordneten Schaltgasse durch Anschlag des Sperrbolzens 18 an dem rechten Ende der Ausnehmung 15 begrenzt wird. Ebenso würde bei eingerücktem Sperrbolzen 24 dieser durdi Anschlag an dem rechten Ende der Ausnehmung 16 die Anwahl der den beiden ersten Vorwärtsgängen zugeordneten Schaltgasse und bei eingerücktem Sperrbolzen 25 dieser durch Anschlag an dem linken Ende der Ausnehmung 17 die Anwahl der dem fünften Vorwärtsgang zugeordneten Schaltgasse verhindern.
Die Betätigung der Sperrbolzen 18, 24 und 25 erfolgt nun bei dem in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiel durch hilfskraftbeaufschlagte Stellantriebe, von denen die den beiden Sperrbolzen 18 und 25 zugeordneten in der Figur 3 im Schnitt gezeigt sind.
Danach sind beide Sperrbolzen 18 bzw. 25 mit in Zylindern 20 bzw. 27 gleitenden Kolben 19 bzw. 26 verbunden, die von Rückstellfedern 21 bzw. 28 beaufschlagt sind. Auf den den Federn entgegengesetzten Stirnseiten werden die Kolben 19 bzw. 26 von einer in dem Arbeitsraum 22 bzw. 29 anstehenden und über eine Leitung 23 bzw. 30 zuführbaren Hilfskraft, beispielsweise einem pneumatischen oder hydraulischen Druckmittel,beaufschlagt. Diese Hilfskraftbeaufschlagung kann durch hier nicht weiter gezeigte Ventile oder dgl. in Abhängigkeit von der Stellung des Handschalthebels gesteuert werden, so daß je nach Betriebszustand und Schaltstellung des Handschalthebels der eine oder andere der Sperrbolzen 18, 24 und 25 eingerückt ist.
Bei dem in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Sperrbolzen 18, der die ungewollte Anwahl der dem Rückwärtsgang zugeordneten Schaltgasse verhindern soll, in der Ruhestellung durch die Feder 21 ständig im eineerückten Zustand gehalten und wird erst durch Hilfskraftbeaufschlagung ausgerückt. Im Gegensatz dazu wird der Sperrbolzen 25 und ähnlich auch der Sperrbolzen 24, dessen Verstellantrieb demjenigen des Sperrbolzens 25 im wesentlichen entspricht, in der Ruhestellung durch die Rückstellfeder 28 ausgerückt, so daß eine Verstellung in die Sperrstellung nur durch Hilfskraftbeaufschlagung über die Druckmittelleitung 30 erfolgt. Es sei im übrigen darauf hingewiesen, daß anstelle der pneumatischen oder hydraulischen Stellantriebe auch elektrische bzw. elektromagnetische Stellantriebe vorgesehen sein können, die eine ähnliche Funktion ausführen.
Die Ansteuerung dieser ilfskraftbeaufschlagten Stellantriebe erfolgt nun im wesentlichen in Abhängigkeit von der Stellung des Handschalthebels, wozu in dem schematischen Schaltbild der Figur 4 mit 31 das Schaltschema der als Ausführungsbeispiel gewählten 5-Gang-Schaltung angedeutet ist, in dem von der Leerlaufgasse 41 die den einzelnen Getriebegängen zugeordneten Schaltgassen 42 - 45 abzweigen. Dabei ist die Schaltgasse 42 dem Rückwärtsgang, die Schaltgasse 43 dem ersten und zweiten, die Schaltgasse 44 dem dritten und vierten und schließlich die Schaltgasse 45 dem fünften Getriebegang zugeordnet. Mit 39 und 40 sind nun Schalter angedeutet, die bei der Stellung des Handschalthebels im zweiten bzw. fünften Getriebegang betätigt werden und dabei, wie die Signallinien 46 und 47 andeuten sollen, die dem Sperrbolzen 25 bzw. 24 zugeordneten Verstellantriebe zur Verstellung in die Sperrstellung anregen sollen. In diesen Steuerschaltungen sollen nun, wie hier nicht weiter dargestellt ist, noch Zeitglieder eingeschaltet sein, die für eine gewisse Zeit nach dem Ausrücken des Handschalthebels aus dem zweiten bzw. fünften Gang die den Sperrbolzen 25 bzw. 24 zugeordneten Stellantriebenoch für eine bestimmte Zeite im eingerückten Zustand halten sollen. Diese Zeit soll dabei größer sein als die für einen normal langsamen Schaltvorgang benötigte Zeit.
In der zu dem Stellantrieb des Sperrbolzens 18 führenden Signalleitung 48 sind dagegen zwei Schalter 35 und 38 vorgesehen, von denen der erste durch eine besondere Betätigung des Handschalthebels 32, beispielsweise durch Abtauchen desselben entgegen der Kraft der Rückstellfeder 33, betätigt wird, während der zweite Schalter 38 so angeordnet ist, daß er bei vollständigem Durchtreten des um den Drehpunkt 37 schwenkbaren Kupplungspedals 36 betätigt wird. Abweichend von der in der Zeichnung gezeigten Ausführung könnte auch eine andere zum Einschalten des Rückwärtsganges vorgeschriebene Betätigung des Handschalthebels 32 zur Betätigung des Schalters 35 herangezogen werden, wie beispielsweise ein Anheben des Handschalthebels oder dgl.
Durch die in der Zeichnung dargestellte Sperrvorrichtung wird nun erreicht, daß die Anwahl der dem Rückwärtsgang zugeordneten Schaltgasse 42 erst dann möglich wird, wenn durch Betätigung der Schalter 35 und 38 der Sperrbolzen 18 durch den diesem zugeordneten Verstellantrieb 19 - 23 aus seiner durch die Feder bewirkten Sperrstellung ausgerückt wird.
Dabei dient der Schalter 38 dazu,ein Einlegen des Rückwärtsganges bei nicht vollständig ausgerückt er Kupplung zu verhindern.
Zum anderen wird durch die erfindungsgemäße Sperrvorrichtung eine Anwahl des zweiten Getriebeganges direkt aus dem fünften Getriebegang heraus ebenso verhindert, wie die Anwahl des fünften Getriebeganges direkt aus dem zweiten Getriebegang heraus. Dies erfolgt dadurch, daß bei der Stellung des Handschalthebels im zweiten oder fünften Getriebegang die in diesen Stellungen betätigten Schalter 39 und 40 jeweils das Einrücken der Sperrbolzen 25 bzw. 24 in die Ausnehmungen 17 bzw.
16 durch die ihnen zugeordneten Stellantriebe bewirken. Diese zuletzt genannten Sperren werden im übrigen auch nach Ausrücken des Handschalthebels aus dem zweiten bzw. fünften Getriebegang heraus für eine gewisse Zeit aufrechterhalten und erst nach Ablauf dieser Zeit ausgerückt, so daß später eine Anwahl dieser Getriebegänge ohne weiteres möglich ist. Die durch die Zeitglieder bewirkte Zeitverzögerung beim Ausrücken der Sperrbolzen 25 bzw. 24 reicht aber aus, um bei einem normal langsamen Schaltvorgang die direkte Anwahl des 2. aus dem 5. bzw.
des 5. aus dem 2. Getriebegang auszuschließen.
Neben der Vermeidung gefährlicher und unerwünschten Schaltungen wird durch die erfindungsgemäße Sperrvorrichtung auch eine Vereinfachung der Schaltvorrichtung selbst erreicht, indem beispielsweise der bei den herkömmlichen Schaltungen zur Sperre des Rückwärtsganges erforderliche Anschlag, der die Gefahr der Fehleinstellung der Schaltung bei der Montage mit sich brachte, entfallen kann. Eine besondere Einstellung der Schaltung ist nun nicht mehr erforderlich, lediglich noch eine Positionierung des Handschalthebels.
Neben der Vermeidung des ungewollten Einschaltens des Rückwärtsganges dient die mit dem Sperrbolzen 18 zusammenwirkende Ausnehmung 15 des Sperrbleches 4 gleichzeitig noch dem einfacheren Auffinden der dem 1. und 2.
Vorwärtsgang bzw. dem 5. Gang zugeordneten Schaltgassen während des Wählvorganges, wobei diese Stellungen bei Anschlag des Sperrbolzens an dem rechten bzw. linken Ende der Ausnehmung 15 erreicht werden.
Im übrigen wird der Handschalthebel durch hier nicht weiter gezeigte Druckfedern in seiner Ruhestellung in der Leerlaufgasse in Höhe der dem 3. und 4.Gang zugeordneten Schaltgasse justiert.
Leerseite

Claims

A SPRÜCHE (1.)Schaltvorrichtung für ein mechanisches Zahnrad-Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftfahrzeugen, mit einer von einem Handschalthebel zur Ganggassenwahl axial und zur Gangschaltung in Umfangsrichtung verstellbaren Schaltwelle, die einen Schaltfinger zur Betätigung von jeweils einem Gang oder Gangpaar zugeordneten Schaltgabeln aufweist, dadurch gekennzeichzet, daß eine die Schaltgassenwählbewegung (2a) der Schaltwelle (2) hinsichtlich der Erreichung bestimmter Schaltgassen (42 - 45) begrenzende Sperrvorrichtung (i) vorgesehen ist.
2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrvorrichtung (i) in Abhängigkeit von der Stellung des Handschalthebels (32) betätigbar ist.
3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrung der Anwahl der dem Rückwärtsgang zugeordneten Ganggasse (42) bewirkende Sperrmittel (15, 18 - 23) vorgesehen sind, die erst bei einer zum Einrücken des Rückwärtsganges vorgeschriebenen definierten Betätigung des Handschalthebels (32) aus ihrer Sperrstellung ausrückbar sind.
4. Schaltvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrmittel (15, 18 - 23) erst bei vollständigem Ausrücken der zwischen dem Motor und dem Getriebe des Kraftfahrzeugs angeordneten Kupplung aus ihrer Sperrstellung ausrückbar sind.
5. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 für ein Getriebe mit einem fünften Getriebevorwärtsgang, dadurch gekennzeichnet, daß Sperrmittel (16, 24) zur Verhinderung der Anwahl der den ersten beiden Vorwärtsgängen zugeordneten Schaltgasse (43) vorgesehen sind, die bei der Stellung des Handschalthebels in der dem fünften Vorwärtsgang zugeordneten Position in die Sperrstellung verstellbar sind.
6. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß Sperrmittel (17, 25 - 30) zur Verhinderung der Anwahl der dem 5. Vorwärtsgang zugeordneten Schaltgasse (45) vorgesehen sind, die bei der Stellung des Randschalthebels in einer dem 5. Vorwärtsgang diagonal gegenüberliegenden Position in der den ersten beiden Vorwärtsgängen zugeordneten Ganggasse (43) in die Sperrstellung verstellbar ist.
7. Schaltvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Sperrmittel (16, 24; 17, 25 - 30) auch nach der Verstellung des Handschalthebels (32) aus der die Sperrung bewirkenden Position für eine vorgegebene Zeit in der Sperrstellung haltendes Zeitglied vorgesehen ist.
8. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrmittel (15, 18 - 23; 16, 24; 17, 25 - 30) durch ein mit der Schaltwelle (2) zur Verstellung in der Schaltgassenwählrichtung (2a) verbundenes Sperrblech (4) sowie durch zur Begrenzung der Wählbewegungen in Ausnehluungen (15, 16, 17) des Sperrbleches (4) eingreifende Sperrbolzen (18, 24, 25) gebildet sind, die in Abhängigkeit von der Stellung des Handschalthebels (32) betätigbar sind.
9. Schaltvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung der Sperrbolzen (18, 24, 25) entgegen der Wirkung von Rückstellfedern arbeitende Stellantriebe (18 - 23; 25 - 30) vorgesehen sind.
10. Schaltvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigungssteuerung der Stellantriebe (18 - 23; 25 - 30) die Stellung des Handschalthebels (32) und gegebenenfalls der Kupplung bzw. des Kupplungspedals (36) erfassende Schalter (35, 38 - 40) vorgesehen sind.
11. Schaltvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrblech (4) im wesentlichen U-förmig gebogen ist, und daß seine von der Schaltwelle (2) durchdrungenen Schenkel (6a, 6b) durch Anschlag an Absätzen (7) der Schaltwelle (2) bei deren axialer Verstellung mitnehmbar sind.