DE3307988A1

DE3307988A1 - Schaltbuegel fuer getriebe

Info

Publication number: DE3307988A1
Application number: DE19833307988
Authority: DE
Inventors: James A. 48182 Temperance Mich. Yarnell
Original assignee: Dana Inc
Current assignee: Dana Inc
Priority date: 1982-04-21
Filing date: 1983-03-07
Publication date: 1983-10-27
Also published as: SE450158B; GB2118646B; AU1383283A; GB2118646A; CA1199254A; KR910001904B1; JPS58191016A; IN160987B; IT8347980A0; GB8310422D0; FR2525783B1; BR8301447A; AU561830B2; ES8404071A1; KR840004483A; MX155326A; IT1167087B; FR2525783A1; ES521719A0; SE8302210L

Description

Patentanwälte

Dr. rer. nai. Thomas Berendt

Dr.-Ing. Hans Leyh Innere IVisner Str. 20 - D 8000 Münchsn 80

Unser Zeichen: A 14 Lh/fi

DANA CORPORATION
4500 Dorr Street
Toledo, Ohio, U.S.A.

Schaltbügel für Getriebe

~ If- - A 14 633 Dana Corp.

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Schaltbügel für handgeschaltete Getriebe oder Vorgelege. Sie betrifft insbesondere einen Schaltbügel, der mit federbelasteten Stößeln oder Kolben versehen ist, um die Bewegung der Schalthebel zu unterstützen und die Position der Schalthebel festzustellen.

Bisherige Schaltbügel oder Schaltarme haben direkte federbelastete Stößel in Verbindung mit im Winkel hierzu versetzten Federn und Kugeln. Die letztgenannten Systeme mit Federn und Kugeln wurden nur verwendet, um die Stößel in ihren äußersten Positionen durch die Federn zu arretieren. Während ein solcher Schaltbügel im Betrieb bei der Schaltung der niedrigsten Gänge von Getrieben oder Vorgelegen von Lastkraftwagen zufriedenstellend arbeitet, treten beim Schalten der höheren und höchsten Gänge unerwünschte Kräfte auf, wobei gerade die höheren Gänge im überlandverkehr häufiger benutzt werden.

Die Schalthebel sind, wie bekannt, mit Schaltfingern versehen, die in axial bewegliche Schienen eingreifen, um einen Wechsel des Ganges bzw. des Übersetzungsverhältnisses zu bewirken. Es besteht ein starkes Bedürfnis, die Steuerkräfte der Schalthebel, insbesondere in den höheren und höchsten Gängen, klein zu halten bzw. zu reduzieren, da es für den Fahrer im allgemeinen leichter ist, einen Schalthebel oder Schaltknüppel quer in Richtung zu seinem rechten Knie zu ziehen (z.B. beim ersten Gang und beim Rückwärtsgang), als den Hebel unter derselben Federkraft wegzuschieben (z.B. beim höchsten Gang). Es ist daher beim Schalten insbesondere im überlandbetrieb und im hügeligen Gelände erwünscht, eine niedrigere Federrückstellkraft, insbesondere bei dem häufig benutzten höchsten Gang, zu bekommen.

Ein bekannter, häufig benutzter Schaltbügel benötigt zwei separate Federsysteme im Normalbetrieb und ist daher sehr komplex und teuer in der Herstellung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schaltbligel mit geringeren Federrückstellkräften bei Schaltungen in den höheren Gängen zu schaffen, der insbesondere einfach aufgebaut und billig in der Herstellung ist.

Nach der Erfindung ist ein einfacher und billiger herzustellender Schaltbligel vorgesehen, als die bisher zum Schalten der höchsten Gänge von Getrieben oder Vorgelegen von Lastkraftwagen verwendet wurden. Der Schaltbügel für den bzw. die höchsten Gänge ist so modifiziert, daß die Federrückstellkräfte geringer sind. Der Schaltbügel benötigt nur eines der beiden sonst verwendeten Federsysteme und er kann in vorhandene Wagen eingebaut werden.

Der Schaltbügel nach der Erfindung ist an einer axial beweglichen Schaltschiene zur Bewegung mit dieser befestigt und er hat eine in Querrichtung fluchtende und abgestufte Bohrung. Die Bohrung enthält einen verschiebbaren und entsprechend abgestuften Stößel oder Kolben, welcher seinerseits eine Nockenfläche aufweist, die mit einer federbelasteten Kugel zusammenwirkt.

Der erfindungsgemäße Schaltbügel eliminiert die direkten Federkräfte gegen den Kolben, da die Kugel kontinuierlich Kontakt mit der Nockenfläche in allen Betriebspositionen des Kolbens hält.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, in der

Fig. 1 in Draufsicht ein Hochleistungsgetriebe mit einer Schalteinrichtung zeigt, die den erfindungsgemäßen Schaltbügel enthält.

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Fig. 2 ist ein Schnitt längs der Linien 2-2 von Fig. 1

Fig. 3 zeigt im Schnitt einen bekannten Schaltbügel.

Fig. 4 zeigt im Schnitt einen Schaltbügel nach der Erfindung.

Fig. 1 zeigt in Draufsicht ein Lastwagengetriebe 10 mit einer Schalteinrichtung 12, die den Bügel nach der Erfindung verwendet. Das Getriebe nach den Fig. 1 und 2 ist ein Beispiel, auf das die Erfindung nicht beschränkt ist, sie kann vielmehr auch für andere Anordnungen manuell geschalteter Getriebe oder Vorgelege verwendet werden.

Die Schalteinrichtung 12 umfaßt Schaltstangen oder Schaltschienen 14, 16, 17 und 18 für sieben Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang. Die Schaltstange 14 dient für die höchsten Gänge, den siebten und den sechsten, die Schaltstange 16 für die nächsthöheren Gänge, den vierten und den fünften, die Schaltstange 17 für die niedrigeren Gänge, den zweiten und den dritten, und die Schaltstange 18 für die untersten Gänge, d.h. den ersten Gang und den Rückwärtsgang.

.Jede der Schaltstangen stützt die Bewegung einer Schaltgabel 20 ab, die axial in dem Getriebe ausgerichtet ist, wobei Fig. 2 nur eine Schaltgabel 20 zeigt, die auf der Schaltstange 17 angeordnet ist, welche den zweiten und den dritten Gang steuert bzw. schaltet. Jede Schaltgabel 20 ist auf ihrer Schaltstange, z.B. 17, befestigt und sie hat ein Paar Klauen oder Nasen 22, 24 (Fig. 1), die einen Kanal oder Schlitz 26 zur Aufnahme eines üblichen Schaltfingers (nicht gezeigt) bilden. Die Klauen 22 und 24 sind aus Gründen der Zweckmäßigkeit mit Indizes A, B, C und D bezeichnet, um ihre Zuordnung zu den Schaltstangen 14, 16, 17 und 18 zu kennzeichnen.

Die Schaltbügel 28 und 30 sind an den Schaltstangen 18 und 14, d.h. für den niedrigsten und den höchsten Gang, angebracht. Die Schaltbügel sind in den Fig. 3 und 4 im Detail dargestellt. Fig. 3 zeigt hierbei einen bekannten Schaltbügel 28, der sich für den niedrigsten

Gang eignet und der nachfolgend beschrieben wird, um den Unterschied zum erfindungsgemäßen Schaltbügel darzustellen. Der bekannte Schaltbügel, dessen Verwendung für höhere Gänge unzufriedenstellend ist, umfaßt ein Gehäuse 32 mit einer Bohrung 34, über welche das Gehäuse auf der Schaltstange 18 mittels einer Schraube 36 (Fig. 2) befestigt ist. Die Bohrung 34 verläuft axial und quer zu ihr erstreckt sich eine zweite Bohrung 38, die einen verschiebbaren Kolben 40 enthält. Die Bohrung und der Kolben sind abgestuft, um die Bewegung des Kolbens in einer Richtung zu begrenzen. Bohrung und Kolben haben zu diesem Zweck Schultern 42 und 44, die zusammenwirken und einen mechanischen Anschlag bzw. eine Begrenzung für die Kolbenbewegung bilden. Der Kolben wird damit in der Bohrung gehalten und durch die Kraft einer Feder 46 gegen die Schulter 42 angedrückt, welche Feder zwischen einem Stift 50 und dem hinteren Ende 52 des Kolbens 40 angeordnet ist. Der Kolben hat eine ringförmige Nut 54, in welche eine Kugel gedrückt wird, um den Kolben in seiner ausgefahrenen Position zu halten, wie gezeigt. Der Nutgrund ist gekrümmt und ihr Radius ist gleich demjenigen der Kugel, so daß diese den Kolben so hält, daß er nicht rotiert. Das Gehäuse 32 hat zu diesem Zweck eine dritte Bohrung 58, die die beiden Bohrungen 34 und 38 verbindet und in der eine zweite Feder 60 zwischen der Kugel 56 und der Welle 18 liegt.

Dieser Schaltbügel arbeitet wie folgt:

Wenn der Fahrer vom zweiten oder dritten Gang auf den ersten Gang herunterschaltet, liegt der Schaltfinger seines Schalthebels am Ende des Kolbens 40 an, sobald der Finger den Schlitz 26C (Fig. 1) verläßt und in den Schlitz 26D eintritt. Der Kolben 40 und die zugehörige Feder geben dem Fahrer ein Gefühl für die Position des Schaltfingers, während dieser seine Bewegung zur Schaltstange 18 ausführt. Die hier genannten Federrückstellkräfte werden nur in der neutralen Stellung des Getriebes wahrgenommen, d.h. längs der querverlaufenden neutralen Schaltachse 8-8 in Fig. 1. Sobald daher der Schlitz 26D erfaßt ist und der Fahrer die axial bewegliche Schaltstange 18 in den ersten oder den Rückwärtsgang bewegt, werden die Federkräfte nicht mehr wahrgenommen.

Bei der entgegengesetzten Bewegung, wenn der Fahrer den Schalthebel längs der neutralen Schaltachse 8-8 von der Schaltstange 18 zur Schaltstange 17 bewegt zum Eingriff bzw. zur Schaltung des zweiten oder dritten Ganges, unterstützt die Feder 46 die Bewegung des Schalthebels und drückt diesen zur nächsten angrenzenden Schaltstange. Es soll erwähnt werden, daß bekannte Schalthebel 28 dieses Typs gelegentlich sehr hohe direkte Rückstellkräfte aufweisen, die dazu neigen, den Schalthebel in unerwünschter Weise über die nächste Schaltstange hinauszudrücken, obwohl der Fahrer eine Zugkraft auf den Hebel ausübt, um eine solche unerwünscht hohe Kraft zu kompensieren. Der erfindungsgemäße Schaltbügel kann daher auch geeignet für die untersten Gänge, d.h. den ersten und den Rückwärtsgang verwendet werden, insbesondere wenn der erwähnte Nachteil besonders stark auftritt.

Wenn der Fahrer den Schalthebel zur Schaltstange 18 schiebt, wird der Kolben 40 gegen die Kraft der Feder 46 niedergedrückt und die Kugel 56 wird gegen die Feder 60 durch den Kolben 40 zurückgedrückt. Nachdem die Kugel die Nut 54 verlassen hat, hört sie auf, den Kolben nach außen zu drücken. Sobald daher die Kugel 56 jenseits des Randes 62 der Nut ist, sind die Feder 60 und die Kugel 56 unwirksam und können den Kolben 40 nicht mehr ausfahren. Dies ist bei dem bekannten Bügel 28 eine Beschränkung, wie sich aus der Beschreibung des erfindungsgemäßen Bügels noch ergibt.

Fig. 4 zeigt den Bügel 30 nach der Erfindung, der ein Gehäuse 72 sowie Bohrungen 74 und 78 aufweist, wobei die letztgenannten Bohrungen analog den Bohrungen 34, 38 des bekannten Bügels 28 nach Fig. 3 sind. Ebenso hält eine Schraube 66 (Fig. 2) den Bügel 30 an Ort und Stelle auf seiner Schaltstange 14. Auch der Kolben 80 und die Bohrung 78 sind abgestuft ausgeführt und sie haben Schultern 102 und 104 zur Begrenzung der Bewegung des Kolbens gegen die auf ihn ausgeübten Kräfte. Ein Ende des Kolbens 80 dient zum Eingriff mit einem Schaltfinger.

Der abgestufte Kolben 80 ist nun jedoch mit einer Nockenfläche 82 anstelle der Nut 54 des bekannten Kolbens 40 versehen. Die Nockenfläche 82 ist in Richtung zu den Schaltklauen 22, 24 in einer Weise abgewinkelt ausgebildet, daß der Kolben 80 in den Schlitz 26 durch die Wirkung einer Feder 100 und einer Kugel 96 gedrückt wird.

Vorzugsweise ist die Nockenfläche 82 in einem Winkel im Bereich von 25-35° zur Längsachse 94-94 des Kolbens 80 angeordnet, wie in Fig. gezeigt ist. Die Feder 100 preßt die Kugel 96 gegen die Nockenfläche des Kolbens 80 in allen Arbeitsstellungen des Kolbens innerhalb der Bohrung 78. Die Feder und die Kugel sind ebenfalls im Winkel zu den Klauen 22, 24 angeordnet, um eine Kraft auszuüben und den Kolben in Richtung gegen seine rechte Begrenzung zu drücken. Eine Feder 46 und ein Stift 50, wie bei dem bekannten Bügel 28, sind daher bei dem erfindungsgemäßen Bügel 30 nach Fig. 4 weder erforderlich noch erwünscht. Die direkten in der Bewegungsrichtung liegenden Kräfte, die durch die Feder 46 hervorgerufen werden, werden somit vermieden und es werden kleinere Steuerkräfte erreicht, wobei im übrigen Standard-Teile verwendet werden können.

Der erfindungsgemäße Bügel ist einfach aufgebaut und er arbeitet mit einer kleineren Federrückstellkraft, weshalb er sich besonders für die Schaltung der höheren Gänge insbesondere des höchsten Ganges eines Getriebes eignet.

Claims

Dana Corp. A 14 633 -

Patentansprüche

SchaltbUgel für handgeschaltete Getriebe, wobei der Schaltbügel auf einer axial bewegbaren Schaltstange befestigt ist und Schaltklauen zur Aufnahme eines Schaltfingers aufweist, ferner mit einer Bohrung, die an den Schaltklauen endigt und einem in der Bohrung verschiebbar angeordneten Kolben, dessen eines Ende durch den Kontaktfinger beaufschlagbar ist, während sein anderes Ende Einrichtungen zur Begrenzung seiner Bewegung in Richtung zum Schaltfinger aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (80) mit einer Nockenfläche (82) versehen ist, die in einem Winkel zu den Schaltklauen angeordnet ist, daß ferner Einrichtungen (96, 100) vorgesehen sind, um den Kolben (80) gegen die Einrichtungen anzudrücken, die seine Bewegung in Richtung zum Schaltfinger begrenzen, und daß die Einrichtungen (96, 100) in sämtlichen Betriebsstellungen des Kolbens (80) ständig in Eingriff mit der Nockenfläche (82) stehen.
2. Schaltbügel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Andrücken des Kolbens (80) eine Druckfeder (100) und eine Kugel (96) umfassen, daß sich die Druckfeder (100) gegen die Schaltstange (14) abstützt, daß die Kugel (96) in Kontakt mit der Nockenfläche (82) des Kolbens (80) steht, und daß die Kugel (96) zwischen der Feder (100) und der Nockenfläche (82) angeordnet ist.
3. Schaltbügel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (100) und die Kugel (96) im Winkel zum Kolben (80) angeordnet sind, um auf diesen eine Kraft in der Richtung auszuüben, in der er gegen einen Anschlag zur Begrenzung seiner Bewegung angedrückt wi rd.
4. Schaltbügel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenfläche (82) in einem Winkel im Bereich von 25-35° zur Längsachse (94) des Kolbens (80) angeordnet ist, so daß durch die Feder (100) und die Kugel (96) eine Kraft auf die Nockenfläche (82) ausgeübt und der Kolben in seiner Längsrichtung beaufschlagt wird.
5. Schaltbügel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Begrenzung der Bewegung des Kolbens in Richtung zum Schaltfinger aus einer Schulter (104) am einen Ende des Kolbens (80) und einer entsprechenden Schulter (102) in der Bohrung (78) gebildet ist, so daß durch Anschlag der Schulter (104) an der Schulter (102) die Bewegung des Kolbens (80) in Richtung zum Schaltfinger begrenzt ist.
6. Schaltbügel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltklauen (22, 24) an dem Bügel (30) befestigt sind und einen Schlitz zur Aufnahme des Schaltfingers bilden.