DE4116823A1

DE4116823A1 - Handschaltgetriebe fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE4116823A1
Application number: DE4116823A
Authority: DE
Inventors: Martin Schetter
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1991-05-23
Filing date: 1991-05-23
Publication date: 1992-11-26

Description

Die Erfindung betrifft ein Handschaltgetriebe für Kraftfahrzeuge nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.

Ein derartiges Handschaltgetriebe ist z. B. in der DE-OS 40 20 160 beschrieben. Die an der Wählschwinge erzeugten Wählkräfte müssen dabei auf eine in dieser gelagerten und axial verschiebbaren Schaltwelle als Drehmoment übertragen werden. Dabei soll jedoch die axiale Verschiebbarkeit durch Reibung möglichst wenig beeinträchtigt werden. Aus diesem Grunde ist in der DE-OS 40 20 160 eine Linearführung vorgeschlagen, die über in axialen Nuten und Axialführungen gelagerte Ku geln besitzt.

Aufgrund von Fertigungstoleranzen ist jedoch nicht im mer zu vermeiden, daß zwischen der Wählschwinge und der Schaltwelle ein Spiel entsteht, das die Schaltprä zision des Getriebes beeinträchtigt, weil die Schalt welle in Umfangsrichtung nicht exakt geführt ist. Zwar könnte man das Spiel so weit wie möglich reduzieren, wenn die Linearführung radial mit großen Kräften vor gespannt wird, bzw. in Preßüberdeckung betrieben wird, aber dabei besteht eine Klemmgefahr.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu grunde, ein Handschaltgetriebe der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der ein Spiel zwischen der Line arführung und der Schaltwelle weitgehend minimiert wird, und zwar ohne, daß die Linearführung radial mit großen Kräften vorgespannt werden muß.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn zeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale ge löst.

Durch den erfindungsgemäßen Streifen, der sich nach innen erstreckt, wird der Hüllkreis der Kugelreihe, die sich im Bereich des Schlitzes befindet, gegenüber den anderen Reihen verringert. Auf diese Weise ent steht eine Vorspannung und damit eine Spielfreiheit in Umfangsrichtung.

Im allgemeinen wird man aus Belastungs- und Symmetrie gründen wenigstens zwei sich gegenüberliegende Axial schlitze vorsehen, wobei jedoch im Bedarfsfalle unter Umständen auch ein Schlitz ausreichend ist, ebenso wie auch noch mehr Axialschlitze über den Umbau verteilt vorgesehen sein können.

Der Streifen, der sich in das Innere des Außenringes erstreckt, kann auf verschiedene Weise gebildet sein.

Eine sehr einfache und nicht naheliegende Lösung hier für kann darin bestehen, daß ein Streifen jeweils durch den beim Schlitzen des Außenringes entstehenden Lappen gebildet ist.

Diese Ausgestaltung läßt sich konstruktiv sehr einfach verwirklichen, denn es sind keine gesonderten Teile erforderlich, da der beim Schlitzen entstehende Lappen automatisch diese Funktion übernehmen kann.

Selbstverständlich sollte dabei vorgesehen sein, daß der Außenring aus einem Material mit einer entspre chenden Elastizität besteht, was z. B. durch die Ver wendung von Stahlblech gegeben ist.

Eine sehr vorteilhafte und ebenfalls nicht naheliegen de Ausgestaltung der Erfindung kann darin bestehen, daß die durch die Streifen bzw. Lappen entstehende Vorspannung in die Umfangsrichtung mit dem zu erwar tenden niedrigeren Drehmoment gerichtet ist.

Mitunter sind Handschaltgetriebe derart aufgebaut, daß das Drehmoment in die beiden Drehrichtungen unter schiedlich groß ist. Dies gilt z. B. für den Rückwärts gang, der ein hohes Drehmoment als Schaltsperre besit zen soll. Aus diesem Grunde wird nun der Axialschlitz mit seinem Streifen bzw. Lappen so eingebaut und ange stellt, daß die "Festseite" bei hohem Drehmoment mit allen Kugelreihen und die "Schlitzseite" bei niedrigem Drehmoment nur mit den Kugelreihen wirksam wird, die sich im Bereich des oder der Schlitze befinden. Durch eine entsprechend günstige Gestaltung des Schlitzes kann damit das System mit sehr niedrigen Vorspannkräf ten spielfrei gestaltet werden. Es ist lediglich er forderlich, dafür zu sorgen, daß die Vorspannkräfte geringfügig höher sind, als die aus dem niederen Dreh moment resultierende Radialkraft.

Alternativ dazu, jedoch auf dem gleichen Lösungsgedan ken basierend, kann auch vorgesehen sein, daß der Au ßenring mit wenigstens einem Axialschlitz versehen ist, wobei die Kugeln, die sich im Bereich des Schlit zes befinden, jeweils einen größeren Durchmesser be sitzen als die übrigen Kugeln.

Auch bei dieser Ausgestaltung wird durch die Kugel mit größerem Durchmesser ohne deren Verformung eine gerin ge radiale Vorspannung und daraus resultierend eine Spielfreiheit in Umfangsrichtung erreicht.

Im allgemeinen wird man auch hierbei aus Belastungs- und Symmetriegründen zwei sich gegenüberliegende Axialschlitze vorsehen.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Schwingenschaltung eines Handschaltge triebes in einer Übersichtsdarstellung;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der erfin dungsgemäßen Linearführung;

Fig. 3 einen Schnitt der Linearführung nach Linie VI-VI der Fig. 2;

Fig. 4 ausschnittsweise eine vergrößerte Darstellung entsprechend dem Schnitt der Linie IV-IV der Fig. 1.

Ein Handschaltgetriebe mit einer Schwingenschaltung ist grundsätzlich bekannt, weshalb nachfolgend nur die für die Erfindung wesentlichen Teile näher beschrieben sind. Eine Linearführung 1 ist in einer Wählschwinge 2 fest eingebunden und in dieser ist axial verschiebbar, jedoch unverdrehbar eine Zentralschaltwelle 3 angeord net. Die Schaltwelle 3 ist in bekannter Weise in einer Kugelhülse 4 gelagert. Eine Schaltschwinge 5 ist für den 1./2. Gang und eine Schaltschwinge 6 für den 3./4. Gang und eine Schaltschwinge 7 für den 5./R-Gang vor gesehen. Eine nicht näher dargestellte Verriegelung 8 sorgt für die übliche Blockierung der übrigen Schalt schwingungen bei Betätigung einer bestimmten Synchron einheit.

Der Aufbau der Linearführung 1 ist aus den Fig. 2 bis 4 deutlich ersichtlich. Mehrere axial hintereinander angeordnete Reihen von Kugeln 9 und 10 sind über den Umfang gleichmäßig verteilt außenseitig in Axialfüh rungen 11 eines Käfiges bzw. Außenringes 16 gelagert und geführt. Innenseitig sind die Kugeln 9 und 10 in Axialnuten 12 der Schaltwelle 3 geführt.

Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, ist der Außenring 16 im Bereich der beiden sich gegenüberlie genden Kugelreihen 9 mit einem Axialschlitz 13 verse hen, der an beiden Enden in Umfangsrichtung zwei kurze Endschlitze 14 aufweist. Durch den Axialschlitz 13 mit den sich daran rechtwinklig anschließenden Endschlit zen 14 entsteht ein Streifen bzw. Lappen 15. Der Lap pen 15, der ebenso wie der Außenring 16 aus einem ela stischen Stahlblech besteht, wird soweit nach innen gebogen, bis er einen in Umfangsrichtung bzw. schräg gerichteten Druck auf die Reihe der Kugeln 9 ausübt. Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, sind zwei sich gegenüberliegende Reihen von Kugeln 9 vorgesehen und damit auch zwei sich gegenüberliegende Lappen 15, die durch die sich gegenüberliegenden Schlitze 13 mit ihren Endschlitzen 14 gebildet sind. Durch die mit dem Pfeil 17 dargestellte Angriffskraft auf die Kugeln 9 legen sich diese - gemäß der Zeichnung, siehe insbe sondere Fig. 4 - links an die Axialnuten der Schalt welle 3 an. Dadurch legen sich alle anderen Kugeln 10 rechtsseitig an die Axialnuten 12 an, womit die ge wünschte Spielfreiheit erzeugt wird.

Über der Fig. 3 ist die Größe des jeweiligen Drehmo mentes in die beiden Drehrichtungen angegeben. Wie er sichtlich ist der Einbau bzw. die Anordnung der beiden Schlitze 13 so vorgesehen, daß das kleinere Drehmoment T nach links und das größere Drehmoment T nach rechts gerichtet ist. Damit sind zwar bei einer nach links gerichteten Drehrichtung nur die Kugeln 9 wirksam, aber bei einer entsprechenden Ausgestaltung ist dies ausreichend. Es ist lediglich dafür zu sorgen, daß die Vorspannkräfte geringfügig höher sind als die aus dem niedrigen Drehmoment T resultierende Radialkraft.

In der anderen Drehrichtung wirken alle Kugelreihen 9 und 10. In diesem Falle ist jedoch durch die Vorspan nung aufgrund der elastischen Anpressung des Lappen 15 auf die Kugeln 9 eine Spielfreiheit in beiden Umfangs richtungen gegeben.

Alternativ zu der Ausgestaltung der beiden Schlitze 13 mit den nach innen ragenden Lappen 15 können im Ver gleich zu den Kugeln 10 die Kugeln 9, die sich im Be reich der Schlitze 13 befinden, jeweils mit einem grö ßeren Durchmesser versehen sein. Durch die größeren Kugeln 9 werden diese aufgrund ihrer Übergröße eben falls jeweils linksseitig auf die dazugehörige Axial nut 12 angelegt, denn zwischen der Axialnut 12 und der gegenüberliegenden Schlitzwand 13 liegt aufgrund der Übergröße der Kugel 9 kein Spiel vor. Auf diese Weise wird ebenfalls eine Spielfreiheit in Richtung des kleineren Drehmomentes T (nach links) durch ein allei niges Tragen der Kugeln 9 wirksam, während in die Richtung des größeren Drehmomentes T (in der Zeichnung nach rechts) wiederum alle Kugeln 9 und 10 tragen.

Bezugszeichenliste

1 Linearführung
2 Wählschwinge
3 Zuschaltwelle
4 Kugelhülse
5 Schaltschwinge
6 Schaltschwinge
7 Schaltschwinge
8 Verriegelung
9 Kugeln
10 Kugeln
11 Axialführungen
12 Axialnuten
13 Axialschlitz
14 Endstücke
15 Lappen
16 Außenring
17 Pfeil

Claims

1. Handschaltgetriebe für Kraftfahrzeuge mit einer Wählschwinge, in der eine Schaltwelle axial ver schiebbar und verdrehfest gelagert ist, wobei die Wählschwinge mit einer Linearführung versehen ist, die eine Vielzahl von über den Umfang der Schalt welle angeordnete und auf dieser in Axialnuten ge führte Kugeln aufweist, die außenseitig über Axial führungen in einem Außenring gelagert und geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (16) mit wenigstens einem Axial schlitz (13) versehen ist, und daß in dem Schlitz (13) ein elastischer, sich entlang des Schlitzes erstreckender Streifen (15) soweit in das Innere des Außenringes (16) ragt, daß der Streifen (15) auf die Kugelreihe (9), die sich im Bereich des Schlitzes (13) befindet, eine Umfangskraft ausübt, die das Spiel dieser Kugelreihe (9) in einer Rich tung und das Spiel aller anderen Kugeln (10) in der Gegenrichtung aufhebt.

2. Handschaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei sich gegenüberliegende Axialschlit ze (13) vorgesehen sind.

3. Handschaltgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bzw. der Streifen jeweils durch den beim Schlitzen des Außenringes (16) entstehenden Lappen (15) gebildet ist.

4. Handschaltgetriebe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die bzw. der Streifen bzw. Lappen (15) aus Stahl blech ist.

5. Handschaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Streifen bzw. Lappen (15) entstehende Vorspannung in die Umfangsrichtung mit dem zu er wartenden niedrigeren Drehmoment gerichtet ist.

6. Handschaltgetriebe für Kraftfahrzeuge mit einer Wählschwinge, in der eine Schaltwelle axial ver schiebbar gelagert ist, wobei die Wählschwinge mit einer Linearführung versehen ist, die eine Vielzahl von über den Umfang der Schaltwelle angeordnete und auf dieser in Axialnuten geführte Kugeln aufweist, die außenseitig über Axialführungen in einem Außen ring gelagert und geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (16) mit wenigstens einem Axial schlitz (15) versehen ist, und daß die Kugeln, die sich im Bereich des Schlitzes (13) befinden, je weils einen größeren Durchmesser besitzen als die übrigen Kugeln (10).

7. Handschaltgetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei sich gegenüberliegende Axialschlit ze (13) vorgesehen sind.