DE3711490A1 - Gangschalteinrichtung - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Gangschalteinrichtung für ein synchronisierglieder
freies Stufenwechselgetriebe von Fahrzeugen, insbesondere Personenkraftfahrzeugen,
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
In einer prioritätsälteren Patentanmeldung ist eine Synchronisiereinrichtung für ein
Stufenwechselgetriebe eines Fahrzeugs vorgeschlagen worden, bei dem die Synchroni
sierung der miteinander zu kuppelnden Getriebeglieder während eines Schaltvorganges
nicht mit in das Getriebe integrierten mechanischen Mitteln sondern durch eine Motor
beeinflussung nach dem Ausrücken des alten Getriebeganges erreicht wird. Besondere
Synchronisierglieder sind daher nicht erforderlich.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, für ein derartiges
synchronisiergliederfreies Stufenwechselgetriebe eine Gangschalteinrichtung zu schaffen,
die möglichst wenig Bauraum erfordert und darüberhinaus die Möglichkeit für eine
einfache Automatisierung bietet.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs
1. Erfindungsgemäß wird also die Schiebemuffe von einer in der Getriebewelle ange
ordneten Servostelleinrichtung, die bevorzugt aus einer hydraulisch beaufschlagbaren
Stellkolbenanordnung bestehen kann, betätigt. Dabei kann ein die Schiebemuffe mit
der Stellkolbenanordnung verbindender Verbindungsbolzen vorgesehen sein, der ein
in der Getriebewelle quer angeordnetes Durchgangsloch mit axialem Spiel durch
setzt. Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich gemäß den
Merkmalen der übrigen Unteransprüche.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand eines vergrößer
ten Ausschnittes aus einem Stufenwechselgetriebe gezeigt, das im folgenden näher
erläutert wird. In der Zeichnung ist mit 1 die Gangschalteinrichtung insgesamt be
zeichnet, die zur Schaltung zweier Getriebegänge in einem synchronisiergliederfreien
Stufenwechselgetriebe vorgesehen ist. Dabei stellt 2 eine Getriebewelle dar, auf
der zwei als Losräder ausgebildete zu jeweils einem Gang gehörende Gangräder 3
bzw. 3 a mit Hilfe von Wälzlagern 8 bzw. 8 a drehbar gelagert sind. Zur Einschal
tung des betreffenden Ganges werden diese Gangräder 3 bzw. 3 a über eine auf der
Getriebewelle 2 drehfest, jedoch axial verschiebbar gehaltene Schiebemuffe 4 mit
der Getriebewelle 2 verbunden. Dazu weist die aus einem im wesentlichen scheiben
förmigen Nabenteil (5 a) sowie einem ringförmigen Kranzteil 5 b bestehende Schiebe
muffe 4 an dem Kranzteil 5 b eine Kupplungsinnenverzahnung 11 auf, die durch eine
Axialverschiebung aus der in der Zeichnung gezeigten Mittelstellung heraus mit einer
an dem Gangrad 3 bzw. 3 a angebrachten Kupplungsaußenverzahnung 10 bzw. 10 a
in Eingriff gebracht werden kann. Am Innenumfang des scheibenförmigen Nabenteils
5 a weist die Schiebemuffe 4 eine Innenverzahnung 12 auf, die zur drehfesten Verbindung
mit der Getriebewelle 2 in einer an dieser vorgesehenen Außenverzahnung 13 eingreift.
Die Axialverschiebung der Schiebemuffe 4 wird hier durch eine hydraulische Servo
stelleinrichtung bewirkt, die innerhalb der Getriebewelle 2 angeordnet ist. Diese
Servostelleinrichtung weist eine aus zwei Einzelkolben 16 a und 16 b bestehende Stell
kolbenanordnung auf, die in einer zentralen Zylinderbohrung 15 der Getriebewelle
2 axial verschiebbar gehalten ist und an ihren jeweils einander abgewandten Stirn
seiten über Druckmittelzuführungsleitungen 19 und 20 nnit Druckmittel beaufschlag
bare Druckbeaufschlagungsräume 17 und 18 aufweist. Die Druckbeaufschlagungsleitungen
19 und 20 sind dabei im wesentlichen axial verlaufend in der Getriebewelle 2 angeordnet
und führen hier von einem Wellenende kommend jeweils zu einem Endbereich der
Zylinderbohrung 15. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Druckbeaufschlagungsleitun
gen 19, 20 nicht unmittelbar an den Enden der Druckbeaufschlagungsräume 17, 18
sondern in einen geringen Abstand davor einmünden, so daß eine die Bewegung der
Kolbenanordnung im Endbereich dämpfende Anordnung erreicht wird. Die Druckbe
aufschlagung dieser Druckbeaufschlagungsleitungen 19 und 20 erfolgt dabei durch
hier nicht gezeigte, von einem Steuergerät ansteuerbare Ventile, wobei diese Ansteuerung
zweckmäßigerweise selbsttätig in Abhängigkeit von den Betriebszustand des Fahrzeugs
kennzeichnenden Größen erfolgen kann.
Die Stellkolbenanordnung 16 a, 16 b ist mit der Schiebemuffe 4 über einen Verbindungs
bolzen 6 verbunden, der die Getriebewelle 2 diannetral durchdringt und in einer
Radialbohrung 7 der Schiebemuffe 4 gehalten ist. Damit eine Axialverstellung der
Stellkolbenanordnung 16 a, 16 b und der Schiebemuffe 4 erfolgen kann, greift der Ver
bindungsbolzen 6 durch ein Querloch 14 an der Getriebewelle 2, das ein ausreichendes
axiales Spiel zuläßt. Beispielsweise ist dieses Querloch 14 als Längsschlitz ausgeführt.
Die beiden Einzelkolben 16 a und 16 b der Stellkolbenanordnung können bevorzugt
aus zylindrischen Wälzlagerkörpern gebildet sein, die als Massenartikel mit sehr guter
Maßgenauigkeit und hoher Oberflächengüte zur Verfügung stehen und bei entsprechender
Ausführung der Zylinderbohrung 15 in der Getriebewelle 2 eine dichtungsfreie Führung
der Kolbenanordnung ermöglichen.
Anstelle der hier gezeigten Ausführung mit zwei Einzelkolben 16 a und 16 b könnnte
aber selbstverständlich auch ein aus einem Stück bestehender Kolben vorgesehen
sein, der dann in seinem mittleren Bereich eine Querbohrung zum Durchgriff des
Verbindungsbolzens 6 aufweisen müßte.
Das Einrücken eines Getriebeganges erfolgt bei der in der Zeichnung gezeigten
Gangschalteinrichtung also in der Weise, daß durch entsprechende Druckbeaufschla
gung eines der Druckbeaufschlagungsräume 17 oder 18 die Stellkolbenanordnung 16 a,
16 b axial bis zum Anschlag an den Boden der Zylinderbohrung 15 verstellt wird,
wobei über den Verbindungsbolzen 6 die Schiebemuffe 4 mitgenommen wird, die
über die Mitnahmeverzahnungen 12, 13 drehfest mit der Getriebewelle 2 verbunden
ist. Bei der so bewirkten Axialverstellung der Schiebemuffe 4 kommt die Kupplungs
innenverzahnung 11 der Schiebemuffe mit der Kupplungsaußenverzahnung 10 bzw.
10 a des einzuschaltenden 3 bzw. 3a in Eingriff, so daß dieses Gangrad jetzt starr
mit der Getriebewelle 2 verbunden ist und somit eine Drehmomentübertragung von
der Motorwelle zu den angetriebenen Rädern erfolgen kann. Die Axialverschiebung
der Schiebemuffe 4 wird dabei entsprechend den Angaben der oben genannten älteren
Patentanmeldung erst dann durchgeführt, wenn durch motorinterne Mittel ein Synchronlauf
der zu kuppelnden Getriebeglieder, hier also der Getriebewelle 2 und des über seine
Verzahnung 9 mit einem hier nicht gezeigten auf einer zweiten Getriebewelle gehaltenen
Festrades in ständigem Eingriff stehenden Gangrades 3 erreicht ist.
Die erfindungsgemäße Gangschalteinrichtung zeichnet sich durch außerordentlich
geringen Bauraumbedarf aus, zumal die meisten zur Schaltbetätigung erforderlichen
Bauelemente innerhalb der Getriebewelle 2 angeordnet sind. Weiterhin wird durch
die zentrale Druckbeaufschlagung der Stellkolbenanordnung 16 a, 16 b innerhalb der
Getriebewelle 2 eine Zuführung des Druckmittels sichergestellt, die Fliehkraftein
flüssen kaum unterworfen ist.
Es ist selbstverständlich, daß die in der Zeichnung gezeigte konstruktive Ausführung
der erfindungsgemäßen Gangschalteinrichtung die Erfindung keineswegs beschränken
soll. Es sind vielmehr eine Vielzahl von verschiedenen konstruktiven Ausführungs
möglichkeiten denkbar, die alle innerhalb des in den Ansprüchen definierten Schutz
umfanges liegen.
Claims (11)
1. Gangschalteinrichtung für ein synchronisiergliederfreies Stufenwechselgetriebe
von Fahrzeugen, insbesondere Personenkraftfahrzeugen, mit einer mit einer Ge
triebewelle drehfest verbundenen und eine Kupplungsinnenverzahnung aufweisen
den Schiebemuffe, die durch Axialverschiebung mit einem eine Kupplungsaußenver
zahnung aufweisenden und auf der Getriebewelle drehbar gelagerten Gangrad ver
bindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiebemuffe (4) von einer in der
Getriebewelle (2) gehaltenen Servoanordnung (16 a, 16 b) betätigbar ist.
2. Gangschalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Servo
einrichtung durch eine in der Getriebewelle (2) axial verschiebbar gehaltene, hydrau
lisch beaufschlagbare Stellkolbenanordnung (16 a, 16 b) gebildet ist, die mit der
Schiebemuffe durch einen Verbindungsbolzen (6) verbunden ist, der ein in der Ge
triebewelle (2) quer angeordnetes Durchgangsloch (14) mit axialem Spiel durch
setzt.
3. Gangschalteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Stellkolbenanordnung (16 a, 16 b) in einer axialen Zylinderbohrung (15) der Getriebe
welle (2) verschiebbar gehalten und an den beiden einander abgewandten endsei-
tigen Stirnflächen mit hydraulischem Druckmittel beaufschlagbar ist.
4. Gangschalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Getriebewelle (2) axial durchsetzende, an den Endbereichen der Zylinder
bohrung (15) angeschlossene Druckmittelbeaufschlagungsleitungen (19, 20) vorge
sehen sind.
5. Gangschalteinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verbindungsbolzen (6) in einer radialen Querbohrung (7) der Schiebemuffe
(4) gehalten ist.
6. Gangschalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schiebemuffe (4) ein im wesentlichen scheibenförmiges Nabenteil (5 a)
sowie ein mit diesem verbundenes, die Kupplungsinnenverzahnung (11) enthaltendes
ringförmiges Kranzteil (5 b) aufweist.
7. Gangschalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schiebemuffe (4) auf der Getriebewelle (2) drehfest, aber axial verschiebbar
gehalten ist.
8. Gangschalteinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Naben
teil (5 a) der Schiebemuffe (4) eine in einer Außenverzahnung (13) der Getriebe
welle (2) eingreifende Innenverzahnung (12) aufweist.
9. Gangschalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stellkolbenanordnung aus zwei beiderseits des Verbindungsbolzens (6) ange
ordneten Einzelkolben (16 a, 16 b) besteht, die von ihren einander abgewandten
Stirnflächen her mit Druckmittel beaufschlagbar sind.
10. Gangschalteinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzel
kolben (16 a, 16 b) durch zylindrische Wälzlagerkörper gebildet sind.
11. Gangschalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stellkolbenanordung durch einen Kolben mit einem im mittleren Bereich
angeordneten Querloch zum Durchgriff des Verbindungsbolzens (6) gebildet ist.
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