DE3711490C2 - Gangschalteinrichtung - Google Patents

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 (DE 35 07 565 C2) 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 druckmittelbetriebenen Stelleinrichtung, 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. 3a mit Hilfe von Wälzlagern 8 bzw. 8a drehbar gelagert sind. Zur Einschal­ tung des betreffenden Ganges werden diese Gangräder 3 bzw. 3a 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 (5a) sowie einem ringförmigen Kranzteil 5b bestehende Schiebe­ muffe 4 an dem Kranzteil 5b eine Kupplungsinnenverzahnung 11 auf, die durch eine Axialverschiebung aus der in der Zeichnung gezeigten Mittelstellung heraus mit einer an dem Gangrad 3 bzw. 3a angebrachten Kupplungsaußenverzahnung 10 bzw. 10a in Eingriff gebracht werden kann. Am Innenumfang des scheibenförmigen Nabenteils 5a 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 16a und 16b 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 mit 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 einem 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 16a, 16b ist mit der Schiebemuffe 4 über einen Verbindungs­ bolzen 6 verbunden, der die Getriebewelle 2 diametral durchdringt und in einer Radialbohrung 7 der Schiebemuffe 4 gehalten ist. Damit eine Axialverstellung der Stellkolbenanordnung 16a, 16b 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 16a und 16b 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 16a und 16b könnte 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 16a, 16b 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. 10a des einzuschaltenden Gangrades 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 16a, 16b 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 (10)

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 druckmittelbetriebenen Betätigungsanordnung (16a, 16b) betätigbar ist.

2. Gangschalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsanordnung durch eine in der Getriebewelle (2) axial verschiebbar gehaltene, hydrau­ lisch beaufschlagbare Stellkolbenanordnung (16a, 16b) 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 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellkolbenanordnung (16a, 16b) 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 Anspruch 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 (5a) sowie ein mit diesem verbundenes, die Kupplungsinnenverzahnung (11) enthaltendes ringförmiges Kranzteil (5b) aufweist.

7. Gangschalteinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Naben­ teil (5a) der Schiebemuffe (4) eine in einer Außenverzahnung (13) der Getriebe­ welle (2) eingreifende Innenverzahnung (12) aufweist.

8. Gangschalteinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellkolbenanordnung aus zwei beiderseits des Verbindungsbolzens (6) ange­ ordneten Einzelkolben (16a, 16b) besteht, die von ihren einander abgewandten Stirnflächen her mit Druckmittel beaufschlagbar sind.

9. Gangschalteinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzel­ kolben (16a, 16b) durch zylindrische Wälzlagerkörper gebildet sind.

10. Gangschalteinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellkolbenanordnung durch einen Kolben mit einem im mittleren Bereich angeordneten Querloch zum Durchgriff des Verbindungsbolzens (6) gebildet ist.