DE3919251C2 - Schalteinrichtung für ein Zahnräderwechselgetriebe eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schalteinrichtung für ein Zahnräderwechselgetriebe eines Kraftfahrzeugs, des­ sen in einem ortsfesten Schwenklager geführter Schalthebel zum Schalten einzelner Gangstufen innerhalb eines H-förmi­ gen Schaltbildes bewegbar ist und mittels seines über das Schwenklager hinaus ragenden Schaltfingers in einen Mitneh­ merkopf eingreift, an welchem eine in das Zahnräderwechsel­ getriebe führende verschieb- und verdrehbare Schaltwelle befestigt ist, wobei zwischen dem Ende des Schaltfingers und dem Mitnehmerkopf ein erstes eine Verdrehung der Schaltwelle bewirkendes Gelenk vorgesehen ist.

Eine Schalteinrichtung der vorgenannten Gattung ist aus der DE 32 18 872 A1 bekannt. Da bei dieser Schaltein­ richtung die Schaltwelle außerhalb der Erstreckung des Schaltfingers am Mitnehmerkopf angreift, ist die Drehrich­ tung der Schaltwelle stets der Bewegung des Schalthebels entgegengesetzt, d. h., ein Schwenken des Schalthebels nach rechts führt zu einer Drehbewegung der Schaltwelle nach links. Dabei besteht eine feste Beziehung des Übersetzungs­ verhältnisses in Wählrichtung zum Übersetzungsverhältnis in Schaltrichtung. Das Übersetzungsverhältnis in Wählrichtung, in der die Schaltwelle verdreht wird, ist nämlich bestimmt durch den Abstand zwischen Schwenklager, Gelenk und Mittel­ achse der Schaltwelle, während das Übersetzungsverhältnis in Schaltrichtung, bei der die Schaltwelle verschoben wird, bestimmt ist durch den Abstand zwischen dem Schwenklager und dem Gelenk. Daher ist eine Änderung der Wählübersetzung unter Beibehaltung der Schaltübersetzung bzw. umgekehrt nicht realisierbar.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für eine Schalteinrichtung der genannten Gattung die Möglich­ keit zu schaffen, das Übersetzungsverhältnis der Wählbewe­ gung der Schaltstange in Grenzen unabhängig gegenüber dem Übersetzungsverhältnis der Schaltbewegung der Schaltstange zu variieren.

Diese Aufgabe wird an einer Schalteinrichtung der ge­ nannten Gattung nach dem kennzeichnenden Teil des An­ spruchs 1 dadurch gelöst, daß im Bereich zwischen dem Schwenklager und dem Ende des Schaltfingers die Schaltwelle am Mitnehmerkopf befestigt und ein zweites eine Verschie­ bung der Schaltwelle bewirkendes Gelenk zwischen Schaltfin­ ger und Mitnehmerkopf angeordnet ist, wobei sich Betäti­ gungsachsen beider Gelenke, um die Schaltkräfte auf den Mitnehmerkopf übertragen werden, kreuzen, und daß jedes der beiden Gelenke in Richtung der Betätigungsachse des jeweils anderen Gelenks verlaufenden Freigang gegenüber dem Mitneh­ merkopf aufweist. Damit ist die Übersetzung für das Anwäh­ len einer Schaltgasse, bei dem die Schaltwelle über den Mitnehmerkopf verdreht wird, bestimmt durch das Verhältnis des Abstandsmaßes zwischen beiden Gelenken zum Abstandsmaß zwischen dem endseitigen ersten Gelenk und dem Schwenkla­ ger. Das Übersetzungsverhältnis für den Schaltvorgang, bei dem die Schaltwelle über den Mitnehmerkopf verschoben wird, ergibt sich allein aus dem Abstand zwischen Schwenklager und erstem Gelenk. Somit ergeben sich Möglichkeiten, durch Variation des Abstandes der beiden Gelenke zueinander und gegenüber dem Schwenklager gezielt Übersetzungsverhältnisse für beide Bewegungsebenen des Schalthebels vorzugeben. Der zwischen den Gelenken und dem Mitnehmerkopf in einer um 90 Grad zur Schaltbewegungsebene versetzten Ebene vorgese­ hene Freigang läßt entsprechend erforderliche Ausgleichsbe­ wegungen des Mitnehmerkopfes zu.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 6 beschrieben. Gemäß An­ spruch 2 sollen die Gelenke jeweils verschiebbar in Füh­ rungsschlitzen des Mitnehmerkopfes, die einen vertikalen Abstand zueinander aufweisen und deren Längsmittelachsen sich rechtwinklig kreuzen, angeordnet sein. Dabei greift der Schaltfinger über die Gelenke in der Schalt- bzw. Wählrichtung spielfrei in den jeweiligen Führungsschlitz des Mitnehmerkopfes ein. Bewegt sich der Schaltfinger mit einem der beiden Gelenke in Längsrichtung des Führungsschlitzes, so wird über dieses Gelenk keine Betätigungskraft auf den Mitnehmerkopf übertragen. Entsprechende Führungsschlitze lassen sich bei geringem baulichen Aufwand im Mitnehmerkopf anordnen. So können diese Führungsschlitze gemäß Anspruch 3 beispielsweise dadurch hergestellt werden, daß der Mitnehmerkopf aus zwei rechteckigen Hülsenabschnitten gebildet ist. Entsprechende Hülsen können beispielsweise einzeln als Abschnitte von Profilrohren hergestellt werden, wobei diese Rohrabschnitte aneinander mit einem um 90° versetzten Verlauf ihrer Führungsschlitze befestigt sind.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Anspruch 4 beschrieben, wonach der Mitnehmerkopf als Blechformteil hergestellt sein kann, d. h., in den entsprechenden Blechrohling werden entsprechende rechteckige Führungsschlitze eingeformt. Somit ist der bauliche Aufwand für die Herstellung des Mitnehmerkopfes gering, und es bieten sich günstige Möglichkeiten für eine Massenfertigung. Gemäß Anspruch 5 können Reibung und Verschleiß zwischen dem Schaltfinger und dem Mitnehmerkopf dadurch reduziert werden, daß die Gelenke als am Schaltfinger ausgebildete Gelenkkugel und diese umgreifende hülsenförmige Kugelaufnahmen ausgeführt sind, wobei die Kugelaufnahmen in den Führungsschlitzen des Mitnehmerkopfes geführt sind. Die Kugelaufnahmen weisen vorzugsweise eine zylindrische Außenkontur auf.

Schließlich wird gemäß Anspruch 6 für einen becherför­ mig ausgebildeten Mitnehmerkopf und einen endseitig eine Gelenkkugel aufweisenden Schaltfinger vorgeschlagen, die Gelenkkugel in einen am Boden des Mitnehmerkopfes angeord­ neten rinnenartigen Führungsschlitz eingreifen zu lassen, wobei das zweite Gelenk einen rechtwinklig zu diesem Füh­ rungsschlitz verlaufenden am Mitnehmerkopf befestigten Bol­ zen aufweist, der durch ein im Schaltfinger angeordnetes Langloch hindurchgeführt ist. Beim Wählvorgang überträgt der Schaltfinger über die endseitige Gelenkkugel die Betä­ tigungskraft auf den Mitnehmerkopf, wobei sich die Lage des Mitnehmerkopfes gegenüber dem Schaltfinger aufgrund des Freigangs des Bolzens im Langloch ausgleichen kann. In der rechtwinklig dazu liegenden Bewegungsebene, in der die Schaltstange in die Schaltpositionen bewegt wird, überträgt der Bolzen die Schaltkraft des Schaltfingers auf den Mit­ nehmerkopf, während die Gelenkkugel ausreichenden Freigang innerhalb des rinnenförmigen Führungsschlitzes aufweist.

Alle vorgenannten Ausgestaltungen der Erfindung weisen den Vorteil auf, daß das Übersetzungsverhältnis der Wählbe­ wegung der Schaltstange gegenüber dem Übersetzungsverhält­ nis der Schaltbewegung der Schaltstange variiert werden kann. Dies geschieht in einfacher Weise durch Veränderung der Abstandsmaße der Gelenke gegenüber dem Schwenklager sowie der Gelenke zueinander.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der zwei Ausführungsbeispiele ver­ einfacht dargestellt sind.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Schalteinrichtung, bei der ein Schaltfinger über Gelenke in einen rechteckige Führungsschlitze aufweisenden Mitnehmerkopf eingreift und in eine Stellung "Wählen" bewegt ist,

Fig. 2 eine um 90° veränderte Ebene des Längsschnitts durch die Schalteinrichtung nach Fig. 1, in welcher der Schaltfinger in eine Lage "Schalten" bewegt ist,

Fig. 3 eine weitere Ausbildung einer Schalteinrichtung, bei der ein Mitnehmerkopf am Schaltfinger über einen Bolzen und ein Langloch befestigt ist, im Längsschnitt in der Bewegungsebene "Schalten",

Fig. 4 einen Längsschnitt durch die Schalteinrichtung gemäß Fig. 3 in einer Ebene, in der der Schaltfinger in Richtung "Wählen" bewegbar ist,

Fig. 5 eine Prinzipdarstellung der Schalteinrichtungen der Fig. 1 bis 4, aus der die unterschiedlichen Wählwinkel in Abhängigkeit von den Abständen der Gelenke hervorgehen und

Fig. 6 eine weitere Prinzipdarstellung, aus der die unterschiedlichen Schaltwinkel in Abhängigkeit von der Lage des zweiten Gelenks dargestellt sind.

In den Fig. 1 bis 4 ist mit 1 ein Schalthebel bezeichnet, der über ein Schwenklager 2 an einem abschnittsweise dargestellten Zahnräderwechselgetriebe 3 ortsfest geführt ist. Dabei ist das Schwenklager 2 in einem am Zahnräderwechselgetriebe 3 befestigten Tragelement 4 angeordnet. Der Schalthebel 1 weist einen über das Schwenklager 2 vorstehenden Schaltfinger 5 auf, der in einen Mitnehmerkopf 6 eingreift. An diesem Mitnehmerkopf ist wiederum eine Schaltwelle 7 befestigt, welche, in das Innere des Zahnräderwechselgetriebes 3 geführt, über ein nicht dargestelltes Schaltelement Schaltklauen betätigt.

Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Mitnehmerkopf 6 als Blechformteil ausgebildet, das einen unteren Führungsschlitz 8 aufweist, dessen Erstreckung insbesondere der Fig. 2 zu entnehmen ist. Dieser untere Führungsschlitz 8 dient zur Führung eines ersten Gelenks 9, welches derart spielfrei in den Führungsschlitz 8 eingesetzt ist, daß es in der Bewegungsebene des Schalthebels 1 nach Fig. 1 eine Verdrehung des Mitnehmerkopfes 6 um die Mittelachse der Schaltwelle 7 bewirkt. In der anderen Bewegungsrichtung des Schalthebels 1, die in Fig. 2 dargestellt ist, überträgt dieses erste Gelenk 9 hingegen keine Schaltkräfte, da es sich frei im unteren Führungsschlitz 8 aufgrund seines beidseitigen Freigangs 10 bewegen kann.

Mit einem vertikalen Abstand zum ersten Gelenk 9 bzw. zum unteren Führungsschlitz 8 weist der Mitnehmerkopf 6 einen oberen Führungsschlitz 11 auf, in dem der Schaltfinger 5 über ein zweites Gelenk 12 geführt ist. Dieser obere Führungsschlitz 11 verläuft rechtwinklig zum unteren Führungsschlitz 8 und weist einen entsprechenden Freigang 10 beidseitig des zweiten Gelenks 12 auf. Das zweite Gelenk 12 überträgt, wie aus Fig. 2 hervorgeht, eine Schaltbewegung auf die Schaltwelle 7, das heißt, das in dieser Ebene spielfrei im oberen Führungsschlitz angeordnete zweite Gelenk 12 überträgt eine Schaltkraft über den Mit­ nehmerkopf 6 auf die Schaltwelle 7, die derart gerichtet ist, daß die Schaltwelle 7 längsverschoben wird. Da beider­ seits des zweiten Gelenks 12 der obere Führungsschlitz 11 einen Freigang 10 aufweist, wird bei Bewegung des Schalthe­ bels 1 um eine rechtwinklig dazu verlaufende Bewegungsebene keine Schaltkraft auf den Mitnehmerkopf 6 übertragen (Fig. 1). Die entsprechende Wechselbeziehung der den beiden Gelenken 9 und 12 zugeordneten Führungsschlitzen 8 und 11 führt dazu, daß jeweils in einer Bewegungsebene eine Schaltkraft von einem der beiden Gelenke übertragen wird, während der Schaltfinger 5 sich in dem jeweils anderen Füh­ rungsschlitz frei bewegen kann.

Das Ausgestaltungsbeispiel der Fig. 3 und 4 weist eine gegenüber der vorgenannten Ausführung veränderte Ausbildung des Mitnehmerkopfes 6 und des zweiten Gelenks 12 auf. Die Schaltbewegung der Schaltwelle 7, bei der diese längsver­ schoben wird, resultiert ebenfalls aus einer Verlagerung des Mitnehmerkopfes 6 über das zweite Gelenk 12. Das zweite Gelenk 12 besteht dabei aus einem im Schaltfinger 5 ange­ ordneten Langloch 13, durch welches ein am Mitnehmerkopf 6 befestigter Bolzen 14 hindurchgeführt ist. Dieser Bolzen 14 überträgt, wie aus Fig. 3 hervorgeht, die Schaltkraft auf den Mitnehmerkopf 6, da er sich in dieser Bewegungsrichtung des Schalthebels 1 an der Wandung des Langlochs 13 ab­ stützt. Das erste Gelenk 9 weist eine Gelenkkugel 15.1 auf, die sich in dieser Bewegungsebene frei in einem am Ende des Mitnehmerkopfes angeordneten rinnenartigen Führungs­ schlitz 8 verlagern kann. Die Außenkontur des Mitnehmerkop­ fes 6 ist dabei becherförmig. Eine Wählbewegung wird gemäß Fig. 4 auf die Schaltwelle 7 übertragen, indem die Gelenk­ kugel 15.1 den Mitnehmerkopf 6 verschwenkt, wobei der Mitneh­ merkopf 6 sich an seinem oberen Ende aufgrund des beidseitig des Schaltfingers vorgesehenen Freigangs 10 und der Anordnung des Bolzens 14 im Langloch 13 frei bewegen kann.

In den Fig. 5 und 6 ist das Wirkprinzip der Schalteinrichtung nochmals schematisch dargestellt. Dabei ist der Abstand zwischen den Gelenken 9 und 12 mit a bezeichnet, während b dem Abstand zwischen dem zweiten Gelenk 12 und dem Schwenklager 2 entspricht. Bei einem Verschwenken des Schalthebels 1 in Richtung "Wählen" (Fig. 5) um einen Winkel β stellt sich aufgrund der Beziehung des Abstandes a zu der Summe der Abstände a + b ein bestimmter Wählwinkel α ein, da am Mitnehmerkopf 6 bzw. an der Schaltwelle 7 die Übersetzung

ist.

Im Gegensatz dazu ist die Übersetzung für die Schaltbewegung (Fig. 6), das heißt die Verschiebung S der Schaltwelle 7 allein abhängig von dem Abstand zwischen dem Angriffspunkt der Schaltwelle 7 am Mitnehmerkopf 6 und dem Schwenklager 2, wobei dieser Angriffspunkt üblicherweise bei gerade ausgebildeter Schaltwelle 7 mit dem zweiten Gelenk 12 zusammenfällt. Die Schaltwelle kann allerdings auch, wie in Fig. 2 dargestellt, einen gekröpften Verlauf aufweisen, so daß diese Punkte nicht zusammenfallen.

Bezugszeichenliste

1

Schalthebel

2

Schwenklager

3

Zahnräderwechselgetriebe

4

Tragelement

5

Schaltfinger

6

Mitnehmerkopf

7

Schaltwelle

8

unterer Führungsschlitz

9

erstes Gelenk

10

Freigang

11

oberer Führungsschlitz

12

zweites Gelenk

13

Langloch

14

Bolzen

15

Gelenkkugeln

Claims (6)

1. Schalteinrichtung für ein Zahnräderwechselgetrie­ be (3) eines Kraftfahrzeugs, dessen in einem ortsfesten Schwenklager (2) geführter Schalthebel (1) zum Schalten einzelner Gangstufen innerhalb eines H-förmigen Schaltbil­ des bewegbar ist und mittels seines über das Schwenkla­ ger (2) hinausragenden Schaltfingers (5) in einen Mitneh­ merkopf (6) eingreift, an welchem eine in das Zahnräder­ wechselgetriebe (3) führende verschieb- und verdrehbare Schaltwelle (7) befestigt ist, wobei zwischen dem ende des Schaltfingers (5) und dem Mitnehmerkopf (6) ein erstes eine Verdrehung der Schaltwelle (7) bewirkendes Gelenk (9) vor­ gesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß Im Bereich zwischen dem Schwenklager (2) und dem Ende des Schaltfingers (5) die Schaltwelle (7) am Mitnehmerkopf (6) befestigt und ein zweites eine Verschiebung der Schaltwel­ le (7) bewirkendes Gelenk (12) zwischen Schaltfinger (5) und Mitnehmerkopf (6) angeordnet ist, wobei sich Betäti­ gungsachsen (X-X bzw. Y-Y) beider Gelenke (9, 12), um die Schaltkräfte auf den Mitnehmerkopf übertragen werden, kreu­ zen, und daß jedes der beiden Gelenke (9 und 12) einen in Richtung der Betätigungsachse des jeweils anderen Ge­ lenks (9 oder 12) verlaufenden Freigang (10) gegenüber dem Mitnehmerkopf (6) aufweist.

2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Gelenke (9 und 12) je­ weils verschiebbar in Führungsschlitzen (8 und 11) des Mit­ nehmerkopfes (6), die einen vertikalen Abstand zueinander aufweisen und deren Längsmittelachsen sich rechtwinklig kreuzen, angeordnet sind.

3. Schalteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Mitnehmerkopf (6) aus zwei rechteckigen Hülsenabschnitten gebildet ist.

4. Schalteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Mitnehmerkopf (6) als einteiliges Blechformteil hergestellt ist.

5. Schalteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Gelenke (9 und 12) als am Schaltfinger (5) ausgebildete Gelenkkugeln (15.1 und 15.2) und diese umgreifende hülsenförmige Kugelaufnahmen ausgeführt sind, wobei die Kugelaufnahmen in den Führungs­ schlitzen (8 und 11) des Mitnehmerkopfes (6) geführt sind.

6. Schalteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Mitnehmerkopf becher­ förmig ausgebildet ist und der Schaltfinger (5) endseitig eine Gelenkkugel (15.1) als erstes Gelenk aufweist, die in einen am Boden des Mitnehmerkopfes (6) angeordneten rinnen­ artigen Führungsschlitz (8) eingreift, und daß das zweite Gelenk (12) einen rechtwinklig zu diesem Führungs­ schlitz (8) verlaufenden, am Mitnehmerkopf (6) befestigten Bolzen (14) aufweist, der durch ein Langloch (13) im Schaltfinger (5) hindurchgeführt ist.