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Die Erfindung betrifft eine Schalthebelanordnung
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Die Erfindung betrifft eine Schalthebelanordnung
für ein
Getriebe, die einen präzisen
Eingriff zwischen einem Steuerfinger und Schaltmitnehmern in einem
Wahlmechanismus für
die Gangstellung ermöglicht.
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Handschaltgetriebe von Fahrzeugen
sind mit einer Schalthebelanordnung versehen. Schalthebelanordnungen
haben normalerweise zwei oder drei Gabelstangen (Schaltschienen).
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Eine Schalthebelanordnung mit zwei
Gabelstangen ist beispielsweise durch einen Schalthebel indirekt
betätigbar,
der an einem Säulenabschnitt
eines Lenkrads angeordnet ist. Sie wird in Verbindung mit einem
Getriebe mit drei Vorwärtsgängen und
einem Rückwärtsgang
verwendet, bei dem die erste Gabelstange für den ersten Gang und den Rückwärtsgang
und die zweite Gabelstange für
den zweiten und dritten Gang dient.
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Eine Schalthebelanordnung mit drei
Gabelstangen wird andererseits direkt durch einen Schalthebel betätigt, der
auf einem Boden angeordnet ist. Sie wird in Verbindung mit einem
Getriebe mit vier Vorwärtsgängen und
einem Rückwärtsgang
verwendet, bei dem die erste Gabelstange für den ersten und zweiten Gang,
die zweite Gabelstange für
den dritten und vierten Gang und die dritte Gabelstange für den Rückwärtsgang
dient. Sie kann auch für
ein Getriebe mit fünf
Vorwärtsgängen und
einem Rückwärtsgang
verwendet werden, bei dem die dritte Gabelstange für den fünften Gang
und den Rückwärtsgang
dient.
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Je nachdem, wie die Schalthebelanordnung ausgebildet
ist, sind die Gabelstangen an vorherbestimmten Positionen mit jeweiligen
Schaltgabeln versehen. Außerdem
sind sie an ihren Basisendabschnitten (an einem Endabschnitt) mit
Schaltmitnehmern versehen, die aneinander angrenzen. Ein an einem
freien Endabschnitt eines Schalthebels angeordneter Steuerfinger
wird mit einem der Schaltmitnehmer in Eingriff gebracht, um die
Gabelstange auszuwählen,
die verschoben wird.
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In 11 ist
ein Beispiel einer bekannten Schalthebelanordnung mit drei Gabelstangen
gezeigt. Die drei Gabelstangen 1, 2, 3 sind
parallel zueinander angeordnet. An einem Endabschnitt der jeweiligen
Gabelstangen 1, 2, 3 sind Schaltmitnehmer 4, 5, 6 angrenzend
aneinander angeordnet.
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Die einzelnen Schaltmitnehmer 4, 5, 6 sind mit
Taschen 4a, 5a bzw. 6a versehen, die
miteinander in Verbindung stehen. In den miteinander in Verbindung
stehenden Taschen 4a, 5a, 6a ist ein
freier Endabschnitt eines Steuerfingers 7 eingesetzt.
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Außerdem sind die Gabelstangen 1, 2, 3 mit Schaltgabeln 9 bzw. 10 versehen
(die dritte Schaltgabel ist nicht gezeigt).
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Aufgrund eines solchen Aufbaus wird
der Steuerfinger 7 bei Betätigung eines Schalthebels 8 in die
Taschen 4a, 5a, 6a bewegt, so daß der Steuerfinger 7 wahlweise
in Eingriff mit einem der Schaltmitnehmer 4, 5, 6 gebracht
wird. Die auf diese Weise ausgewählte
Gabelstange 1, 2 oder 3 wird axial vorwärts oder
rückwärts bewegt
(verschoben), wodurch die sich verschiebenden Zahnräder und
Gegenzahnräder
des Getriebes wahlweise miteinander verbunden werden oder die Verschiebung
einer Schaltmuffe für
einen Synchrongetriebemechanismus verursacht wird, um eine gewünschte Schaltstellung
zu erreichen.
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Die Schaltmitnehmer 4, 5, 6 und
der Steuerfinger 7 sind an sich gegenseitig berührenden
Eckabschnitten abgeschrägt,
wie es in den 5 und 9 gezeigt ist, um das Schaltgefühl zu verbessern.
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Wenn der Steuerfinger 7 für einen
Gangwechsel an eine Position zwischen zwei angrenzenden Schaltmitnehmern
verschoben wird, besteht bei der bekannten Schaltanordnung jedoch
das Problem, daß der
Steuerfinger 7 zwischen die Schaltmitnehmer eintreten kann
und eine Keilkraft erzeugt, die ihrerseits eine Biegung von Komponenten
bewirkt und den Abstand zwischen den Schaltmitnehmern über eine
Toleranzgrenze hinaus verbreitert, wodurch der Steuerfinger 7 zwischen
die Schaltmitnehmer gelangen kann, beispielsweise zwischen die Schaltmitnehmer 5, 6 (oder 4, 6),
wie es in den 6 und 10 gezeigt ist. Der Schaltvorgang
ist dann nicht mehr durchführbar.
Dieses Problem tritt umso mehr auf, je größer der Abstand zwischen den
Gabelstangen 1, 2, 3 zu den freien Endabschnitten
der Schaltmitnehmer 4, 5, 6 ist. Dies
ist insbesondere bei größeren Übersetzungen
der Fall.
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Aus der
FR 2 537 302 A1 ist eine
Schalthebelanordnung für
ein Getriebe mit zwei parallel zueinander angeordneten Gabelstangen
bekannt, die im wesentlichen radial abragende Schaltmitnehmern aufweisen,
die angrenzend aneinander jeweils mit einer Gabelstange drehfest
verbunden sind. Ein einem Schalthebel zugeordneter Steuerfinger
wird wahlweise lösbar
mit einem der Schaltmitnehmer in Eingriff gebracht, damit die entsprechende
Gabelstange für die
Durchführung
eines Schaltvorganges verschoben werden kann. Die Gabeln der Gabelstangen
umfassen eine Ausnehmung, in die eine zweite Stange eingreift, die
parallel zur Gabelstange angeordnet ist, wodurch eine axiale Verschiebung
der Gabelstange ermöglicht
und eine Verdrehung verhindert wird.
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Aus dem Buch „Zahnradgetriebe (J. Loomann,
Springer Verlag Berlin, Heidelberg, New York 1970, S. 96) ist eine
Schalteinrichtung bekannt, bei der die Drehung einzelner Gabelstangen
durch eine gelagerte Abstützung
der an einer ersten Gabelstange starr befestigten Schaltgabel an
einer zweiten, parallelen Gabelstange verhindert wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit
konstruktiv einfachen Mitteln eine Schalthebelanordnung zu schaffen,
die ein zuverlässiges
Schalten ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch eine Schalthebelanordnung
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Schalthebelanordnung
sind Gegenstand der Patentansprüche
2 und 3.
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Bei der erfindungsgemäßen Schalthebelanordnung
werden die freien Stirnflächen
der Drehverhinderungsarme in Kontakt miteinander gebracht, wenn
die Schaltmitnehmer oder die Gabelstangen nur leicht in einer vorherbestimmten
Richtung gedreht werden, so dass sich ein Schaltmitnehmer nicht von
dem entsprechenden angrenzenden Schaltmitnehmer wegbewegen kann
und der Steuerfinger nicht in den Zwischenraum zwischen zwei benachbarten
Schaltmitnehmern eindringen kann. Hierdurch wird ein zuverlässiges Schalten
gewährleistet
und eine Beanspruchung der Schaltgabeln durch eine auf die Schaltstange
ausgeübte
Torsionskraft verhindert.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform
verlaufen die freien Stirnflächen
der Drehverhinderungsarme im Abstand und senkrecht zu einer Ebene,
die beide Mittelachsen der entsprechenden äußersten Gabelstangen enthält. Der
Schaltvorgang kann hierdurch noch sicherer durchgeführt werden.
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Bevorzugt sind die Drehverhinderungsarme so
ausgebildet sind, dass sich ihr Querschnitt von der Gabelstange
aus zu ihren endseitig freien Stirnflächen verringert. Hierdurch
wird eine Brechen der Drehverhinderungsarme im Bereich ihrer Befestigung
verhindert und ihre Gesamtfestigkeit erhöht.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung
werden nachstehend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
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1 eine
teilweise Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer Schalthebelanordnung
für ein
Getriebe mit drei Gabelstangen;
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2 eine
der 1 ähnliche
Ansicht, die nur die wesentlichen Elemente zeigt;
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3 eine
teilweise perspektivische Ansicht der Schalthebelanordnung von 1;
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4 eine
schematische Stirnansicht, die Schaltmitnehmer und einen Eingriffsabschnitt
eines Steuerfingers der Schalthebelanordnung von 1 zeigt;
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5 eine
schematische Draufsicht, die die Betätigung des Steuerfingers der
Schalthebelanordnung von 1 zeigt;
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6 eine
schematische Draufsicht, die eine Fehlstellung des Steuerfingers
von 5 zeigt;
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7 eine
teilweise perspektivische Ansicht einer Modifizierung der ersten
Ausführungsform
der Schalthebelanordnung;
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8 eine
teilweise Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der Schalthebelanordnung,
die mit zwei Gabelstangen ausgerüstet
ist;
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9 eine
schematische Draufsicht, die die Betätigung des Steuerfingers der
Schalthebelanordnung von 8 zeigt;
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10 eine
schematische Draufsicht, die eine Fehlstellung des Steuerfingers
von 9 zeigt;
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11 eine
perspektivische Ansicht einer bekannten Schalthebelanordnung für ein Getriebe, die
mit drei Gabelstangen ausgerüstet
ist.
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Die in den 1 und 2 gezeigte
Schalthebelanordnung weist eine erste Gabelstange 1 für den ersten
und zweiten Gang, eine zweite Gabelstange 3 für den fünften Gang
und den Rückwärtsgang
und eine dritte Gabelstange 2 für den dritten und den vierten
Gang auf, die zwischen den Gabelstangen 1 und 3 angeordnet
ist. Die Gabelstangen 1, 2, 3 sind an
einem ihrer Endabschnitte mit einem ersten Schaltmitnehmer 4,
einem dritten Schaltmitnehmer 5 bzw. einem zweiten Schaltmitnehmer 6 versehen.
An der Seite ihrer entgegengesetzten Enden sind die Gabelstangen 1, 2, 3 außerdem an
unterschiedlichen Positionen mit Schaltgabeln 9, 10 bzw. 11 versehen.
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Die Schaltmitnehmer 4, 5, 6 bilden
Taschen 4a, 5a, 6a, die miteinander in
Verbindung stehen (siehe 3),
so daß sich
ein freier Endabschnitt eines Steuerfingers 7 in den Richtungen
a hin- und herbewegen kann, wie es in 2 gezeigt
ist.
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Auf diese Weise kann ein wahlweiser
Eingriff mit einem der ersten, dritten oder zweiten Schaltmitnehmer 4, 5, 6 durch
Betätigung
des Steuerfingers 7 über
einen Schalthebel 8 (siehe 11)
bewirkt werden. Die auf diese Weise gewählte Gabelstange 1,
2 oder 3 kann
dann vorwärts
oder rückwärts bewegt (verschoben)
werden, wie es durch den Pfeil b in 4 gezeigt
ist, um eine gewünschte
Schaltposition einzustellen.
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Sich verjüngende Arme 14, 15 erstrecken sich
in gekrümmter
Form in Richtung der Rücken (d.h.
der unteren Seiten) der ersten und zweiten Schaltmitnehmer 4, 6,
die an den äußeren Seiten
angeordnet sind, damit sich die ersten und zweiten Schaltmitnehmer 4, 6 nicht
von dem dritten Schaltmitnehmer 5 wegbewegen können. Der
erste Schaltmitnehmer 4 und der zweite Schaltmitnehmer 6 erstrecken
sich jeweils von ihren Basisabschnitten aus. Freie Stirnflächen 14A, 15A,
die an ihren freien Endabschnitten ausgebildet sind, sind bezüglich den Drehrichtungen
(Pfeile c) der Gabelstangen 1, 3 einander entgegengesetzt
angeordnet. Diese freien Stirnflächen 15A, 15B sind
an einer Seite angeordnet, die bezüglich einer Ebene, die beide
Mittelachsen der Gabelstangen 1, 3 enthält, den
Abschnitten der Schaltmitnehmer 4, 6, an denen
der Steuerfinger 7 angreift, entgegengesetzt ist.
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Wenn die Schaltmitnehmer 4, 6 oder
die Gabelstangen 1, 3 beginnen, sich nur geringfügig in einer
vorherbestimmten Richtung zu drehen (d.h. in der Richtung, durch
die sich die Abschnitte der angrenzenden Schaltmitnehmer, an der
der Steuerfinger eingreift, voneinander wegbewegen), werden die
freien Stirnflächen 14A, 15A der
Arme 14, 15 in Berührung miteinander gebracht,
wodurch die Drehung der Schaltmitnehmer 4, 6 oder
der Gabelstangen 1, 3 sofort gestoppt wird, so
daß sich
der Schaltansatz 6 oder 7 nicht mehr von dem Schaltansatz 5 wegbewegen
kann, wie es durch die Pfeile d in 5 gezeigt ist.
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Die Arme 14, 15 sind
so ausgebildet, daß sich
die Basisabschnitte der Schaltmitnehmer 4, 6 zu einer
entgegengesetzten Seite der Gabelstangen erstrecken. Diese Arme 14, 15 können außerdem an der
Seite der Gabelstangen 1, 3 vorgesehen sein, wie
es in 7 gezeigt ist.
In diesem Fall ist es erwünscht,
die Arme 14, 15 an Stellen in der Nähe der Schaltmitnehmer 4, 6 der
Gabelstangen 1, 3 anzuordnen.
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Wie bereits erwähnt wurde, weisen die sich gegenseitig
berührenden
Eckabschnitte der Schaltmitnehmer 4, 5, 6 und
der Steuerfinger 7 Abschrägungen 12, 13 auf,
um das Schaltgefühl
zu verbessern. Wenn der Steuerfinger 7 beispielsweise eine Position
zwischen den Schaltmitnehmern 5 und 6 verschoben
wird (in Richtung des Pfeils e), hat diese Verschiebung bisher das
Problem mit sich gebracht, daß sich
der Steuerfinger 7, wie es in 6 gezeigt ist, zwischen die Schaltmitnehmer 5 und 6 bewegen kann
und ein Schaltvorgang nicht mehr möglich ist.
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Aufgrund des erfindungsgemäßen Aufbaus wurde
dieses Problem gelöst.
Falls versucht wird, den Steuerfinger 7 an eine Stelle
zwischen den Schaltmitnehmern 5 und 6 (oder 5 und 4)
zu verschieben, werden die freien Stirnflächen 14A, 15A der
Arme 14, 15 in Kontakt miteinander gebracht, so daß sich die
Gabelstangen 1, 3 nicht weiter drehen können. Der
Abstand zwischen den Schaltmitnehmern 5 und 6 (oder 5 und 4)
wird deshalb nicht über eine
Toleranzgrenze hinaus vergrößert, so
daß der Steuerfinger 7 sich
nicht zwischen die Schaltmitnehmer 5 und 6 (oder 5 und 4)
bewegen kann.
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Aus diesem Grund kann der Steuerfinger 7 keine
Keilkraft mangels Eintritts zwischen die Schaltmitnehmer 5 und 6 (oder 5 und 4)
erzeugen, was die vorteilhafte Wirkung mit sich bringt, daß Komponenten
nicht gebogen werden und der Schalthebel stets betätigt werden
kann.
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Die Drehverhinderungsarme 14, 15 können zweckmäßigerweise
verjüngt
sein. Auch wenn versucht wird, den Steuerfinger 7 nach
dem Kontakt zwischen den freien Stirnflächen 14A, 15A der
Drehverhinderungsarme 14, 15 mit Gewalt zwischen
die Schaltmitnehmer 4, 6 zu bringen, haben die
Basisendabschnitte der Drehverhinderungsarme 14, 15 einen
größeren Querschnittsbereich
als ihre freien Stirnflächen 14A, 15A.
Die Drehverhinderungsarme 14, 15 können deshalb
nicht an ihren Basisendabschnitten brechen, woraus sich eine Erhöhung der
Gesamtfestigkeit der Arme ergibt.
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Die in 8 gezeigte
zweite Ausführungsform
der Schalthebelanordnung weist eine erste Gabelstange 1 für den ersten
Gang und den Rückwärtsgang
und eine zweite Gabelstange 3 für den zweiten und den dritten
Gang auf. Auf der ersten Gabelstange 1 und auf der zweiten
Gabelstange 3 sind ein erster Schaltansatz 4 bzw.
ein zweiter Schaltansatz 6 angrenzend aneinander angeordnet.
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Die zweite Ausführungsform ist der ersten Ausführungsform
in dem ähnlich,
daß der
Steuerfinger 7 in Taschen 4a, 6a der
Schaltmitnehmer 4, 6 eingreifen kann und die Schaltmitnehmer 4, 6 und
der Steuerfinger 7 Abschrägungen 12, 13 an
ihren Eckabschnitten aufweisen. Auf eine detaillierte Beschreibung
dieser ähnlichen
konstruktiven Merkmale wird deswegen verzichtet. Außerdem haben
die Pfeile a, c, d und e in den 8 und 9 die gleiche Bedeutung wie
bei der ersten Ausführungsform.
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Auch wenn versucht wird, den Steuerfinger 7 an
eine Position zwischen den Schaltmitnehmern 4 und 6 der
zweiten Ausführungsform
zu verschieben, wird der Steuerfinger 7, anders als bei
dem in 10 dargestellten
Problem, daran gehindert, sich unbeabsichtigt zwischen die Schaltmitnehmer 4 und 6 zu
bewegen. Folglich kann der Schaltvorgang genau ohne Fehler durchgeführt werden
und beschädigt
keine Komponenten.
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5 und 4) zu verschieben, werden die
freien Stirnflächen 14A, 15A der
Arme 14, 15 in Kontakt miteinander gebracht, so
daß sich
die Gabelstangen 1, 3 nicht weiter drehen können. Der
Abstand zwischen den Schaltmitnehmer 5 und 6 (oder 5 und 4) wird
deshalb nicht über
eine Toleranzgrenze hinaus vergrößert, so
daß der
Steuerfinger 7 sich nicht zwischen die Schaltmitnehmer 5 und 6 (oder 5 und 4) bewegen
kann.
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Aus diesem Grund kann der Steuerfinger 7 keine
Keilkraft mangels Eintritts zwischen die Schaltmitnehmer 5 und 6 (oder 5 und 4)
erzeugen, was die vorteilhafte Wirkung mit sich bringt, daß Komponenten
nicht gebogen werden und der Schalthebel stets betätigt werden
kann.
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Die Drehverhinderungsarme 14, 15 können zweckmäßigerweise
verjüngt
sein. Auch wenn versucht wird, den Steuerfinger 7 nach
dem Kontakt zwischen den freien Stirnflächen 14A, 15A der
Drehverhinderungsarme 14, 15 mit Gewalt zwischen
die Schaltmitnehmer 4, 6 zu bringen, haben die
Basisendabschnitte der Drehverhinderungsarme 14, 15 einen
größeren Querschnittsbereich
als ihre freien Stirnflächen 14A, 15A.
Die Drehverhinderungsarme 14, 15 können deshalb
nicht an ihren Basisendabschnitten brechen, woraus sich eine Erhöhung der
Gesamtfestigkeit der Arme ergibt.
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Die in 8 gezeigte
zweite Ausführungsform
der Schalthebelanordnung weist eine erste Gabelstange 1 für den ersten
Gang und den Rückwärtsgang
und eine zweite Gabelstange 3 für den zweiten und den dritten
Gang auf. Auf der ersten Gabelstange 1 und auf der zweiten
Gabelstange 3 sind ein erster Schaltmitnehmer 4 bzw.
ein zweiter Schaltmitnehmer 6 angrenzend aneinander angeordnet.
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Die zweite Ausführungsform ist der ersten Ausführungsform
in dem ähnlich,
daß der
Steuerfinger 7 in Taschen 4a, 6a der
Schaltansätze 4, 6 eingreifen
kann und die Schaltmitnehmer 4, 6 und der Steuerfinger 7 Abschrägungen 12, 13 an
ihren Eckabschnitten aufweisen. Auf eine detaillierte Beschreibung
dieser ähnlichen
konstruktiven Merkmale wird deswegen verzichtet. Außerdem haben
die Pfeile a, c, d und e in den 8 und 9 die gleiche Bedeutung wie
bei der ersten Ausführungsform.
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Auch wenn versucht wird, den Steuerfinger 7 an
eine Position zwischen den Schaltmitnehmern 4 und 6 der
zweiten Ausführungsform
zu verschieben, wird der Steuerfinger 7, anders als bei
dem in 10 dargestellten
Problem, daran gehindert, sich unbeabsichtigt zwischen die Schaltansätze 4 und 6 zu
bewegen. Folglich kann der Schaltvorgang genau ohne Fehler durchgeführt werden
und beschädigt
keine Komponenten.