DE3704928A1 - Vorrichtung zur erzeugung von rueckstellkraeften an einer mit einem handschalthebel gekoppelten schaltwelle eines gangwechselgetriebes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Ober­ begriff von Patentanspruch 1.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE-GM 78 02 241) wird die Anschlagfeder beim Verlassen der Schaltgasse für den 1. und 2. Gang wirksam, wenn die benachbarte Schaltgasse für den R _W -Gang angewählt wird. Beim Erreichen dieser zweiten Schalt­ gasse wird die Anschlagfeder abgeschaltet, an der Schaltwelle bleibt als Rückstellkraft dann nur die Federkraft der Grund­ lastfeder wirksam. Die Anschlagfeder arbeitet auf eine radial zur Achse der Schaltwelle im Schaltgehäuse geführte Kugelraste, welche durch eine geneigt zur Achse der Schaltwelle verlaufende Nockenfläche der Schaltwelle eingefedert und hierbei als Rück­ stellkraft fühlbar wird.

Abgesehen davon, daß die Rückstellwirkung einer Kugelraste naturgemäß schwach ist, können sich bei der bekannten Vorrichtung auch Schwierigkeiten hinsichtlich der Justierung der Schalt­ welle ergeben. Dies hat seine Ursache darin, daß die Schalt­ welle unter anderem in den Richtungen der Schaltwellenachse einerseits genau gegenüber den Kupplungen für das Ankoppeln des der jeweiligen Schaltgasse zugehörigen Schalthebels an die Schaltwelle und andererseits mit ihrer axial sehr kurzen Nocken­ fläche genau gegenüber dem punktförmigen Eingriffsteil der balligen Kugelraste ausgerichtet werden muß.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht im wesentlichen darin, eine Vorrichtung zur Erzeugung von Rück­ stellkräften an einer Schaltwelle nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 zu schaffen, bei der die anhand des Standes der Technik aufgezeigten Schwierigkeiten nicht auftreten.

Die erläuterte Aufgabe ist gemäß der Erfindung mit den kenn­ zeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.

Bei der Vorrichtung nach der Erfindung können Federkennung und Rückstellkräfte durch geeignete Auswahl in Bezug auf An­ zahl und Konstruktionsdaten handelsüblicher Tellerfedern dem jeweiligen Getriebetyp in einfacher Weise angepaßt werden. Es kann die Lage der Tellerfeder durch Verwendung von Distanz­ scheiben oder Federtellern bestimmter Dicke in den Richtungen der Schaltwellenachse gegenüber der Lage der nunmehr mit Rück­ sicht allein auf die Kupplungen der Schalthebel justierbaren Schaltwelle eingestellt werden. Die Betätigung bzw. das Ein­ federn der Tellerfeder erfordert keine genau zu bearbeitenden und in ihrer Neigung schwierig festzulegenden Nockenflächen an der Schaltwelle, sondern es genügen einfache Anschlagkanten und dgl.

Durch die Maßnahme nach Patentanspruch 2 sind bei der Vorrichtung nach der Erfindung an eine Nockenfläche sich anschließende axiale Eingriffsflächen an der Schaltwelle zum Ausschalten der Rück­ stellwirkung einer Kugelraste wie bei der bekannten Vorrichtung nicht erforderlich, weshalb sich auch die Baulänge der Schalt­ welle um das für diese Flächen erforderliche Maß verkürzt.

Durch die Maßnahme nach Patentanspruch 3 ist bei der Vorrichtung nach der Erfindung das Abwälzen beim Einfedern der Tellerfeder erleichtert.

Durch die Ausgestaltung nach Patentanspruch 4 ist bei der Vorrichtung nach der Erfindung eine vorteilhafte Federkennung für die Anschlagfeder erzielt.

Durch die Anordnung nach Patentanspruch 5 ist bei der Vor­ richtung nach der Erfindung die Unterbringung von Grundlast­ feder und Anschlagfeder im Schaltgehäuse erleichtert.

Durch die Ausgestaltung nach Patentanspruch 6 sind bei der Vor­ richtung nach der Erfindung besondere Nocken- oder Anschlag­ mittel an der Schaltwelle für das Einfedern der Tellerfeder eingespart.

Bei der Vorrichtung nach der Erfindung sind keine Verschleiß­ teile - wie Kugelrasten und dgl. - zur Erzielung der überlager­ baren Rückstellwirkung verwendet. Ebensowenig ist ein Einsatz­ härten der Schaltwelle bei der Vorrichtung nach der Erfindung erforderlich.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nach­ folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Aus­ führungsbeispieles. In der Zeichnung bedeuten

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Schaltvorrichtung eines nicht näher dargestellten Gangwechselgetriebes in einer die Achse der Schaltwelle enthaltenden Ebene mit einer Vor­ richtung zur Erzeugung von Rückstellkräften nach der Erfindung,

Fig. 2 ein den Verlauf der Rückstellkräfte über dem Weg der Schaltwelle bei der Vorrichtung von Fig. 1 zeigendes Diagramm, und

Fig. 3 die Tellerfeder der Vorrichtung von Fig. 1 als Einzel­ teil in vergrößertem Maßstab.

In einem Schaltgehäuse 16 - das in bekannter, jedoch nicht mehr dargestellter Weise an ein Getriebegehäuse eines sechsgängigen Gangwechselgetriebes anflanschbar ist - ist eine Schaltwelle 9 in zwei Kunststoff-Lagern 27 und 28 in Bezug auf ihre Achse 18-18 sowohl drehbar als auch axial verschiebbar gelagert. Das eine Ende des Schaltgehäuses 16 endet in einem nur angedeuteten La­ gerbock 29, in welchem ein nur mit seinem unteren Ende gezeich­ neter Handschalthebel 4 an einer mittleren Stelle zwischen sei­ nen Hebelenden durch ein Gelenk in zwei zueinander wenigstens annähernd senkrechten Ebenen schwenkbar gelagert ist. Das in den Lagerbock 29 hineinragende Wellenende der Schaltwelle 9 ist durch ein Gelenk 30 so mit dem unteren Hebelende des Handschalt­ hebels 4 verbunden, daß die Schaltwelle 9 beim Schwenken des Handschalthebels 4 in der einen, die Achse 18-18 enthaltenden oder zu letzterer parallelen Ebene zu Axialbewegungen - dagegen beim Schwenken in der anderen Ebene zu Drehbewegungen veranlaßt wird.

Aus dem Diagramm von Fig. 2 ist ersichtlich, daß der Handschalt­ hebel 4 mittels nicht mehr dargestellter Kulissenführungen beim Schwenken zum Wählen einer von vier Schaltgassen 5 bis 8 in einer zu letzteren senkrecht verlaufenden Wählgasse 31 geführt ist. Die Schaltwelle 4 ist im unbetätigten Zustand des Handschalt­ hebels 4 durch zwei konzentrisch auf der Schaltwelle 9 ange­ ordnete Grundlastfedern in Form von zylindrischen Schrauben­ druckfedern 12 a und 12 b in der Schaltgasse 7 für den 2. und 3. Gang zentriert. Die beiden zueinander ebenfalls konzentrisch lie­ genden Grundlastfedern 12 a und 12 b stützen sich in der zum Ge­ lenk 30 weisenden Richtung der Achse 18-18 an einer Anschlag­ scheibe 32 ab, die ihrerseits an je einem Anschlag 33 (in Form eines Gehäuseansatzes des Schaltgehäuses 16) bzw. 34 (in Form eines Querstiftes) der Schaltwelle 9 anliegt.

In der entgegengesetzten Richtung der Achse 18-18 stützt sich die Grundlastfeder 12 a über eine Lochscheibe 35 und über das Kunststoff-Lager 28 an einem in eine Nut des Schaltgehäuses 16 eingesetzten Sicherungsring 36 als gehäusefestem Anschlag ab.

Dagegen ist die andere Grundlastfeder 12 b in der zum Gelenk 30 entgegengesetzten Richtung der Achse 18-18 über einen Feder­ teller an einem in eine Umfangsnut der Schaltwelle 9 eingesetzten Si­ cherungsring 37 abgestützt. In der gezeichneten Stellung von Handschalthebel 4 und Schaltwelle 9 befindet sich ein radialer Kupplungszapfen 38 der Schaltwelle 9 in einem korrespondierenden Kupplungsschlitz einer an sich drehbar, jedoch axial unver­ schiebbar auf der Schaltwelle 9 gelagerten Kupplungsnabe 39 eines Schalthebels 40 für die Schaltung des 2. und 3. Ganges. Beim Betätigen des Handschalthebels 4 zum Anwählen der Schalt­ gasse 8 für den 4. und 5. Gang wird die Schaltwelle 9 so axial verschoben, daß der Kupplungszapfen 38 in einen korrespondieren­ den Kupplungsschlitz einer anschließenden auf der Schaltwelle 9 an sich drehbar, jedoch axial unverschiebbar gelagerten Kupplungs­ nabe 41 eines Schalthebels 42 zum Schalten des 4. und 5. Ganges übertritt. Bei dieser Wählbewegung wird die Grundlastfeder 12 b durch den Sicherungsring 37 eingefedert, so daß an der Schalt­ welle 9 eine Rückstellwirkung gemäß der Federkennung 43 von Fig. 2 über dem hierbei zurückgelegten Schaltwellenweg 44 auf­ tritt.

Beim Betätigen der Schaltwelle 9 durch den Handschalthebel 4 zum Anwählen der Schaltgasse 6 für den 1. Gang wird der Kupplungs­ zapfen 38 so verlagert, daß er in einen korrespondierenden Kupp­ lungsschlitz einer weiteren auf der Schaltwelle 9 an sich dreh­ bar, jedoch axial unverschiebbar gelagerten Kupplungsnabe 45 eines Schalthebels 46 zum Schalten des 1. Ganges eintritt. Hier­ bei wird die äußere Grundlastfeder 12 a durch den Querstift 34 über die sich vom Gehäuseansatz 33 entfernende Anschlagscheibe 32 eingefedert, so daß an der Schaltwelle 9 eine Rückstell­ wirkung gemäß der Federkennung 47 über dem dabei zurückgelegten Schaltwellenweg 48 auftritt.

Diese Rückstellwirkung gemäß der Federkennung 47 bleibt auch erhalten, wenn die Schaltwelle 9 durch den Handschalthebel 4 zum Anwählen der Schaltgasse 5 für den Rückwärtsgang über die Schaltgasse 6 hinaus betätigt wird. Dabei verläßt der Kupplungs­ zapfen 38 den Kupplungsschlitz der Kupplungsnabe 45 des Schalt­ hebels 46, während ein zweiter Kupplungszapfen 49 der Schalt­ welle 9 in einen korrespondierenden Kupplungsschlitz einer an sich drehbar, jedoch axial unverschiebbar auf der Schaltwelle 9 gelagerten Kupplungsnabe 50 eines Schalthebels 51 zum Schalten des Rückwärtsganges eintritt. Wenn die Schaltwelle 9 hierbei aus ihrer Stellung in der Schaltgasse 6 - in welcher das zum Gelenk 30 entgegengesetzte Stirnende 17 der Schaltwelle 9 mit radialem Spiel in die Zentralöffnung einer gelochten Anschlagscheibe 15 eingetreten ist und an radialen Zungen 52 einer Tellerfeder 19 anliegt - in Richtung der Schaltgasse 5 betätigt wird, erzeugt die Tellerfeder 19 eine zusätzliche Rückstellwirkung gemäß der Federkennung 13 über dem dabei zurückzulegenden Schaltwellenweg 10.

Die Tellerfeder 19 steht unter einer Vorspannung 11 gemäß Fig. 2 und stützt sich hierbei einerseits mit ihren federnden Zungen 52 über die Anschlagscheibe 15 an einem Ansatz 53 des Schaltgehäuses 16 und andererseits mit ihrem Außenrand 20 über einen Stützring 21 unter Einspannen eines Außenrandes eines topfförmigen Verschluß­ gliedes 54 an einem in eine Nut des Schaltgehäuses 16 einge­ setzten Sicherungsring 14 ab.

Aufgrund der Vorspannung 11 steigt die Rückstellwirkung an der Schaltwelle 9 beim Verlassen der Schaltgasse 6 zunächst sprunghaft an, um dann mit progressivem Verlauf 13 a bis zu einem Maximal­ wert 55 im mittleren Bereich des Schaltwellenweges 10 anzustei­ gen. Ganz wesentlich ist es, daß die aus der Tellerfederkennung 13 resultierende Rückstellwirkung wieder - beispielsweise mit degressivem Verlauf 13 b - beim Erreichen der Schaltgasse 5 we­ nigstens annähernd nach Null abgefallen ist, so daß die Gesamt­ rückstellwirkung an der Schaltwelle 9 in der Schaltgasse 5 nur dem Wert aus der Federkennung 47 der Grundlastfeder 12 a entspricht.

Über dem Verlauf 13 der Federkennung wälzt sich die Teller­ feder 19 mit ihrem Außenrand 20 am Stützring 21 ab. Die Charakteristik der Federkennung 13 ergibt sich aus der kon­ struktiven Ausgestaltung der durch die Schlitze 22 erhaltenen Zungen 52 sowie der Durchmesser - und Dickenabmessungen der Tellerfeder 19 insgesamt.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Erzeugung von federnden Rückstellkräften an einer durch einen angekoppelten Handschalthebel zum Wählen der Schaltgassen zu Axialbewegungen angeregten Schaltwelle einer Schaltvorrichtung eines Gangwechselgetriebes, bei der beim Betätigen der Schaltwelle über eine erste Schaltgasse hinaus bis zum Erreichen einer der ersten Schaltgasse benach­ barten zweiten Schaltgasse einer über dem gesamten hierbei zurückzulegenden Schaltwellenweg proportional ansteigende axiale Rückstellkräfte erzeugenden Grundlastfeder eine ebenfalls axiale Rückstellkräfte erzeugende, als überdrückbarer Anschlag fühl­ bare Anschlagfeder in ihrer Wirkung derart überlagerbar ist, daß die Gesamtrückstellkraft beim Verlassen der ersten Schalt­ gasse zunächst progressiv über dem Schaltwellenweg bis zu einem Maximalwert ansteigt und beim Erreichen der zweiten Schaltgasse etwa auf den Wert der Rückstellkraft der Grundlastfeder abfällt, wobei die Anschlagfeder einerseits an wenigstens einem Anschlag, welcher dem die Schaltwelle lagernden Schaltgehäuse zugeordnet ist, abstützbar und andererseits über wenigstens eine der Schalt­ welle zugeordnete Eingriffsfläche einfederbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Anschlagfeder wenigstens eine konzentrisch zur Achse (18-18) der Schaltwelle (9) angeordnete Tellerfeder (19) ver­ wendet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerfeder (19) unter Vorspannung gesetzt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenrand (20) der Tellerfeder (19) an einem Stützring (21) anliegt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerfeder (19) radiale Schlitze (22) aufweist, die zum Innenumfang (23) der Tellerfeder (19) offen und zum Außenumfang (24) geschlossen sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Tellerfeder (19) und Schaltwelle (9) axial in Reihe zueinander angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser (25) der Tellerfeder (19) kleiner ist als der Außendurchmesser (26) der Schaltwelle (9).