DE60310193T2

DE60310193T2 - Gangschaltkassettensystem

Info

Publication number: DE60310193T2
Application number: DE60310193T
Authority: DE
Inventors: Ian Stoke on Trent HEATHCOTE
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 2002-01-25
Filing date: 2003-01-24
Publication date: 2007-09-13
Anticipated expiration: 2023-01-25
Also published as: WO2003062677A1; GB2384533A; DE60310193D1; GB0201657D0; EP1468211B1; US20050155446A1; EP1468211A1

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Gangschaltkassetteneinheit für einen Gangschaltmechanismus, eine Gangschaltanordnung und ein Getriebe mit einer Gangschaltanordnung.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gangschaltanordnungen für mechanische Gangwechselgetriebe weisen eine Anzahl von im Wesentlichen zueinander parallelen voneinander unabhängig axial bewegbaren Schaltstangen auf, die angewählt und axial bewegt werden können, um das Ein- und Ausrücken einer speziellen Gangstufe zu bewirken, wie es bekannt und aus den US-Patenten 2 951 392, 4 455 883, 4 515 029, 4 567 785, 4 584 895 und 4 104 929 ersichtlich ist.
Typischerweise weisen solche Gangschaltanordnungen einen Schaltfinger auf, der an einem unmittelbar montierten Schalthebel oder einer Querachse eines ferngesteuerten Schaltmechanismus montiert ist. Üblicherweise sind Verriegelungsmechanismen vorgesehen, um eine gleichzeitige Bewegung von mehr als einer Schaltstange aus einer axialen Zentral- oder Leerlaufposition heraus zu verhindern. Die Querachse des ferngesteuerten Schaltmechanismus erstreckt sich quer zu den Schaltstangen. Um eine Schaltstange auszuwählen, wird die Querachse axial in X-X-Richtung (Querhub) bewegt. Zur axialen Bewegung der Schaltstange, die von dem Schaltfinger der Schaltachse ausgewählt wird, wird die Schaltachse (in Schaltrichtung oder Y-Y-Richtung) gedreht. Somit wird eine Schalteinrichtung der X-Y-Bauart gebildet.
Die Querachse kann von Elektromotoren, pneumatischen oder hydraulischen Aktuatoren oder Kabelzügen angetrieben werden.
Unterschiedliche Originalausrüstungshersteller (OEMs) fordern häufig verschiedene Eigenschaften für Wählereinrichtungen. Insbesondere die Betätigungskräfte, die Vorspannung der Schalthebel und die Längen der Schaltwege neigen dazu, zu variieren. Dies gilt insbesondere im Hinblick auf verschiedene von dem Kunden geforderte Schaltstangengehäuse. In Abhängigkeit von dem Grundprinzip des X-Y-Controllers kann die Leistungsfähigkeit der Wählereinrichtung variieren. Dies ergibt eine große Anzahl von Variationen hinsichtlich der Gestaltung der Getriebe und deren Wählereinrichtungen. Die EP-A 0 413 047 offenbart einen Gangwechselgetriebeschaltmechanismus in Form einer vorgefertigten Einheit, die von einem Gehäuse aufgenommen ist, wobei das Gehäuse dazu eingerichtet ist, an dem Getriebegehäuse montiert zu werden. Der Schaltmechanismus umfasst eine Schaltwelle, die sich quer zu den Schaltstangen des Getriebes erstreckt, wenn die vorgefertigte Einheit an den Getriebegehäuse montiert ist. Eine ähnliche Konfiguration eines an dem oberen Abschnitt des Getriebegehäuses gesicherten Schaltgehäuses ist in der US-A 5 566 579 beschrieben.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Zusammenstellung von Getrieben zu vereinfachen und die Anzahl von Getriebevarianten zu reduzieren, die gebaut und vorgehalten werden müssen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, indem eine Einbaukassetteneinheit geschaffen wird.
Die erfindungsgemäße Schaltkassetteneinheit ist für einen Gangschaltmechanismus zum Schalten eines Gangwechselgetriebes mit verschiedenen axial beweglichen Schaltstangen vorgesehen. Letztere weisen Verbindungselemente beispielsweise in Form von Ausschnitten auf, die mit einem Schaltelement beispielsweise einem Schaltfinger in Eingriff kommen können. Außerdem ist ei ne Betätigungseinheit ein Teil des Gangschaltmechanismus in Form eines X-Y-Antriebs. Die Betätigungseinheit sollte an einer Öffnung des Getriebegehäuses montiert werden und weist einen Schaltfinger auf, der in Y-Y-Richtung wie auch in X-X-Richtung bewegt werden kann. Die erfindungsgemäße Kassette sollte beispielsweise zwischen Schaltstangen und der Betätigungseinheit angeordnet werden. Die Kassetteneinheit weist ein Trägerelement auf, das das Schaltelement hält. Letzteres greift in die Verbindungselemente der Schaltstangen, um diese auszuwählen und zu verlagern. Andererseits kommt der Schaltfinger mit dem Trägerelement in Eingriff, das dadurch seinerseits durch den Schaltfinger bewegt wird. Somit steht der Schaltfinger nicht mehr direkt mit den Schaltstangen oder deren Verbindungselementen (Ausschnitten) in Eingriff, sondern mit der Kassetteneinheit.
Dadurch wird es möglich viele Anpassungen vorzunehmen, die in Verbindung mit einem Getriebe im Hinblick auf verschiedene X-Y-Betätigungseinheiten erforderlich werden, in dem geeignete Kassetten ausgewählt werden. Dies bezieht sich beispielsweise auf die Form der Schaltfinger, ihre Größe und die Länge ihrer Querbewegungen in der X-X-Richtung und der Y-Y-Richtung, die Länge der Schaltfinger und ähnliches. Es können verschiedene Betätigungseinheiten mit den gleichen Schaltfingern zusammenarbeiten, wobei die Kassette als ein Adaptermodul wirkt. Bei der Herstellung verschiedener Getriebetypen ist es deshalb möglich, die Anpassung des eigentlichen Getriebes an verschiedene Anforderungen hinsichtlich der X-Y-Schaltstangeneinheit zu vermeiden, d.h. in den individuellem Fall ist die Adaption auf die Auswahl der entsprechend angepassten Kassetteneinheit beschränkt.
Die Kassetteneinheiten können auf eine einfache Weise ausgetauscht werden, so dass vorhandene Getriebe auch noch später, d.h. im komplett montierten Zustand, an verschiedene Auf gaben oder Umgebungen angepasst werden können. In dem Getriebegehäuse ist eine Öffnung ausgebildet, durch die Schaltstangen zugänglich sind. In der Regel arbeitet der X-Y-Gangschaltmechanismus durch diese Öffnung hindurch. Bei der vorliegenden Erfindung ist die erfindungsgemäße Kassetteneinheit einfach an der Öffnung befestigt oder in diese Öffnung eingesetzt.
Eine besonders einfache Anpassung und Wartung wird ermöglicht, wenn die Kassetteneinheit als Befestigungsmittel einen Flansch aufweist, der an dem Rand der Getriebegehäuseöffnung gehalten ist. Bspw. kann der Flansch zwischen dem X-Y-Gangschaltmechanismus und dem Getriebegehäuse festgeklemmt werden.
Die Kassetteneinheit enthält ein traversierendes Element, das durch eine entsprechende Führungseinrichtung beispielsweise eine Linearführungseinrichtung, in X-X-Richtung geführt ist. Es können Führungsflächen des Kassettengehäuses dazu genutzt werden. Dies ergibt einen einfachen Aufbau. Das traversierende Element weist eine Führungseinrichtung für das Trägerelement auf. Die Führungseinrichtung kann beispielsweise eine Linearführungseinrichtung in Form einer länglichen Öffnung sein, die in Y-Y-Richtung orientiert ist. Das Trägerelement ist dann in dieser Öffnung untergebracht und hat an seiner den Schaltstangen zuweisenden Seite eine oder mehrere Vorsprünge als Schaltelemente und an seiner von den Schaltstangen wegweisenden Seite ein Kupplungselement zur Verbindung mit dem Schaltfinger. Das Kupplungselement wird beispielsweise durch zwei Vorsprünge oder Zinken des Trägerelementes gebildet, das in dem Schlitz des traversierenden Elements angeordnet ist und zwischen die der Schaltfinger greifen kann. Der Letztere bewegt das Trägerelement in der Y-Y-Richtung, wobei er an den Zinken des Trägerelements ruht und in dem er gegen die Flanken der länglichen Öffnung drückt, in der die Zinken aufgenommen sind, bewegt sich das traversierende Element in der X-X-Richtung.
Das traversierende Element kann mit einer Sperreinrichtung versehen sein, um verlässlich fehlerhafte Betätigungen des Getriebes zu verhindern. Das Sperrelement kann insbesondere dazu benutzt werden, zu verhindern, dass gleichzeitig mehr als eine Schaltstange aus ihrer neutralen Lage heraus bewegt wird. Das Sperrelement ist vorzugsweise mit dem traversierenden Element fest verbunden. Beispielsweise ist es als länglicher Vorsprung oder Wippe ausgebildet, die durch eine Ausnehmung des Kassettengehäuses in Ausschnitte der Schaltstangen greift.
Die Kassette kann weitere zur Anpassung des Getriebes geforderte Elemente enthalten. Diese sind beispielsweise eine Vorspanneinrichtung, die eine bevorzugte X-X-Position des traversierenden Elements festlegt. Deshalb sind die gewünschten Federkräfte und die charakteristischen Federkennlinien in der Kassette in Übereinstimmung mit diesen Anforderungen festgelegt. Sie können durch Wechsel der Kassette geändert werden. Außerdem können in der Kassette Mittel zur Beschränkung des Wegs der Gangschaltelemente vorgesehen werden. Beispielsweise kann der Weg in der X-X-Richtung durch geeignete Anschlagmittel begrenzt werden. In dieser Hinsicht erfolgt die Kundenanpassung des Getriebes wiederum nur durch Wechsel von Kassetten.
Wenn insbesondere für die X-X-Richtung ein besonders kurzer Schaltweg gewünscht wird, was häufig für manuell geschaltete Getriebe der Fall sein kann, weist der Gangschaltmechanismus vorzugsweise zwei Zungen auf, die mit den Schaltstangen in Eingriff kommen sollen. Die Schaltstangen sind paarweise einander benachbart angeordnet, wobei die Paare der Schaltstangen in etwas größeren Abständen voneinander angeordnet sind. In diesem Fall sind die Abstände der Schaltstangen und der Zungen auf die eine oder andere Weise so aufeinander abgestimmt, dass eine Zungen entsprechend lediglich eine Schalt stange des Schaltstangenpaars auswählen kann. Die entsprechende andere Schaltstange ist dann in dem Zwischenraum zwischen den Zungen angeordnet. Jedoch ist die durch die Zungen gebildete Gabel so eng, dass nur eine Schaltstange nur eines Schaltstangenpaars ausgewählt werden kann, wobei die entsprechende andere Zunge dann immer in den Abstand zwischen den Schaltstangenpaaren ragt.
Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den verbleibenden abhängigen Ansprüchen, den Zeichnungen oder der Beschreibung.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 veranschaulicht eine Gangschaltanordnung in Seitenansicht.
2 veranschaulicht die Gangschaltanordnung nach 1 in teilweiser Explosionsdarstellung.
3 veranschaulicht die Gangschaltanordnung der 1 und 2 in Grunddarstellung.
4 ist eine perspektivische Veranschaulichung des Getriebegehäuses, der Gangschaltanordnung nach den 1 und 2.
5 veranschaulicht eine Gangschalteinrichtung.
6 ist eine perspektivische Veranschaulichung der Kassetteneinheit.
7 bis 10 veranschaulichen die Kassetteneinheit in Querschnittsdarstellungen in verschiedenen Auswahlpositionen und
11 ist eine Perspektivdarstellung einer Schaltstange des Gangschaltmechanismus nach 5.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
In 1 ist eine Getriebe 1 mit einer Eingangswelle 2, einer Ausgangswelle 3 und einem Getriebegehäuse 4 veranschaulicht. An dem Getriebegehäuse 4 ist eine X-Y-Betätigungseinheit Betätigungseinheit 5 vorgesehen, die beispielsweise einen Elektromotor 6 als X-Antrieb und einen Elektromotor 7 als Y-Antrieb aufweist. Die Betätigungseinheit 5 weist ein Gehäuse 5a, das mit dem Getriebegehäuse verschraubt ist. Jedoch kann an Stelle der elektrischen X-Y-Betätigungseinheit 5 auch ein Schaltturm verwendet werden, der ein in X- und Y-Richtung schwenkbar gelagerten und direkt mit dem Schaltfinger verbundenen Schalthebel aufweist.
2 veranschaulicht das Getriebe 1 gemäß 1, wobei ein Abschnitt des Getriebegehäuses 4 unterhalb der Betätigungseinheit 5 weg geschnitten ist. Durch diese Öffnung ist eine Schaltstange 7 sichtbar. Weitere Schaltstangen 8, 9, 10 sind aus der schematischen Veranschaulichung gemäß 3 und der perspektivischen Veranschaulichung gemäß 4 ersichtlich.
Wie aus den 2 und 4 ersichtlich ist, ist zwischen den Schaltstangen 7, 8, 9, 10 und der Betätigungseinheit 5 eine Kassetteneinheit 11 vorgesehen, die dazu verwendet wird, die Betätigungseinheit an die Schaltstangen 7, 8, 9, 10 anzupassen.
Wie in 3 veranschaulicht ist, werden die Schaltstangen 7, 8, 9, 10 zur Betätigung von Kupplungen 12, 13, 14, 15 genutzt, um Zahnradpaare 17a, 17b, 17c, 17d, 17e, 17f, 17g zu aktivieren, die unterschiedliche Gänge bilden oder um alterna tiv eine direkte Antriebsverbindung zwischen Ausgangswelle 3 und der Eingangswelle 2 herzustellen. Zu diesem Zweck haben die Schaltstangen 8, 9, 10 jeweils wenigstens eine Schaltgabel 18, 19, 20, 21. Die Schaltgabeln 18, 19, 20, 21 positionieren die entsprechenden Kupplungen 12, 13, 14, 15 alternativ in einer zentralen Leerlaufposition oder einer rechten Position, in der sie das entsprechende rechte Zahnrad mit der Ausgangswelle 3 kuppeln oder in eine vollständig nach links verlagerte Position überführen, in der sie das entsprechende linke Zahnrad (oder im Fall der Kupplung 15 die Eingangswelle) mit der Ausgangswelle 3 verbinden. Die Richtung der Bewegung der Kupplungen 12, 13, 14, 15 stimmt der Axialrichtung der Schaltstangen 7, 8, 9, 10 überein und ist als Y-Y-Richtung bezeichnet. Die sich quer zu den Schaltstangen 7, 8, 9, 10 erstreckende Richtung ist als die X-X-Richtung bezeichnet.
Das Getriebegehäuse 4 hat an seiner Oberseite oder falls gefordert an einer anderen Seite eine Öffnung 22, die in Nachbarschaft zu den Schaltstangen 7, 8, 9, 10 angeordnet ist. Wie aus den 5 und 6 ersichtlich, ist die Kassetteneinheit 11 in der Öffnung 22 aufgenommen. Deshalb ist die Kassetteneinheit 11 in einem Gangschaltmechanismus 24 einzusetzen, der durch die Betätigungseinheit 5, die Schaltstangen 7, 8, 9, 10 und die Schaltgabeln 18, 19, 20, 21 gebildet ist. Die Kassetteneinheit weist ein flaches schalenartiges Gehäuse 25 auf, das von oben gesehen im Wesentlichen rechteckig ist und dessen Außenkontur zu der Kontur der Öffnung 22 passt. Das Gehäuse 25 ist mit einem längs umlaufenden flanschartigen Rand 26 versehen, der an einer entsprechenden Fläche 27 ruht, die die Öffnung 22 des Getriebegehäuses 4 umgibt. Zur Positionierung der Kassetteneinheit 11 kann der Flansch 26 mit ein oder mehreren Positionieröffnungen 28, 29 versehen sein, denen entsprechende Passstifte zugeordnet sind.
In dem Gehäuse 25 ist ein traversierendes Element 31 angeordnet, das in X-X-Richtung beweglich ist. Zu diesem Zweck weist das traversierende Element 31 zwei Führungsflächen 32, 33 auf, die an entsprechenden inneren Flächen 34, 35 des Gehäuses 25 gleiten und auf diese Weise geführt sind. Der Maximalweg des traversierenden Elements 31 ist größer als oder wenigstens so groß wie nötig, um alle Schaltstangen 7, 8, 9, 10 zu erreichen.
Eine sich in X-X-Richtung erstreckende Rippe ist an der Unterseite des traversierenden Elements 31 vorgesehen und ragt durch eine entsprechende schlitzartige Öffnung 37 in der Unterseite des Kassettengehäuses 25. In der X-X-Richtung ist die Öffnung 37 um den Maximalhub des traversierenden Elements 31 länger als die Rippe 36. Die Rippe 36 wird dazu genutzt, individuelle Schaltstangen zu sperren und freizugeben, und sie hat für diesen Zweck eine jedoch vorzugsweise zwei Ausnehmungen 38, 39.
Die Rippe steht mit Ausnehmungen 39 in Eingriff, die in den Schaltstangen ausgebildet sind. Um dies deutlich werden zu lassen, ist die Schaltstange in 8 gesondert veranschaulicht. Die Schaltstange 7 ist in Bezug auf die Schaltstange 8 spiegelverkehrt ausgebildet. Beide bilden ein Schaltstangenpaar 7, 8 eng benachbarter Schaltstangen. In einem etwas größerem Abstand von diesem Schaltstangenpaar ist ein weiteres Schaltstangenpaar angeordnet, das aus den beiden Schaltstangen 9, 10 gebildet ist, die in Bezug aufeinander spiegelbildlich ausgebildet sind. Die Schaltstange 10 entspricht der Schaltstange 8. Wie aus 11 deutlich wird, weist die Schaltstange 8 einen seitlichen flachen Abschnitt oder Ausschnitt 41 auf, in dessen Bereich die Breite der Schaltstange 8 reduziert ist. Die Ausnehmungen 39 sowie eine weitere beabstandete Ausnehmung 43, die als Verbindungselement genutzt wird durch die Schaltstange ausgewählt und durch ein Schaltelement bewegt werden kann, verläuft durch einen verbleibenden Wandabschnitt 42.
Wie aus 6 ersichtlich ist, weist das traversierende Element 31 zwei Flügel 44, 45 auf, die sich über die Kante 26 hinaus erstrecken und an der Kante 26 gleiten können. Zwischen den Flügeln 44, 45 ist ein sich in Y-Y-Richtung erstreckender Schlitz 46 ausgebildet, der sich zur Oberseite hin zu einer Trichterform aufweitet. Der Schlitz 46 wird dazu genutzt, ein Trägerelement 47 aufzunehmen, das insbesondere aus 7 ersichtlich ist. Es weist zwei sich vertikal erstreckende Zinken 48a, 48b (6) auf, zwischen die sich aus 4 ersichtliche Schaltfinger 51 der Betätigungseinheit 5 erstreckt. Deshalb bilden die Zinken 48a, 48b zusammen mit den Seitenflanken des Schlitzes 46 eine Kupplung 49 zur Bewegung des Trägerelements 47 in einer Weise, die den Bewegungen des Schaltfingers 51 entspricht.
Das Trägerelement 47, das in Bezug auf das traversierende Element 31 in Y-Y-Richtung bewegt werden kann, hat an seiner Unterseite zwei zungenartige Fortsätze 52, 53, die von dem Trägerelement 47 bezüglich der X-X- und der Y-Y-Richtung in rechten Winkeln weg weisen. Wie in den 7 bis 10 veranschaulicht ist, ragen die Fortsätze 52, 53 hier in Ausnehmungen 43 der Schaltstangen 7, 8, 9, 10. Wie in 7 weiter veranschaulicht ist, sind Ausnehmungen 43, die Fortsätze 52, 53 und die Wandabschnitte 52 benachbarter Schaltstangen 7, 8, 9, 10 in ihren Abständen auf die folgende Weise aneinander angepasst:
A > C und
B < D
wobei A die Summe der Breite des Abstands zwischen den Fortsätzen 52, 53 und der Breite eines Fortsatzes ist und
B = Gesamtbreite der durch die Fortsätze 52 und 53 gebildeten Gabel, d.h. der Abstand zwischen den voneinander weg weisenden Außenflächen der Fortsätze 52, 53 (7),
C = Außenabstand zwischen benachbarten Koppelelementen, die durch die Ausnehmungen 43 gebildet werden, d.h. der Abstand zwischen den voneinander weg weisenden Flächen der Wandbereiche 42 und den Schaltstangenpaaren 9, 10 oder 7, 8, und
D = Abstand der in die gleiche Richtungen schauenden Außenseiten der Schaltstangen 8, 9, die in einem größeren Abstand angeordnet sind.
Wie außerdem aus den 5 bis 10 ersichtlich ist, ist das traversierende Element 31 mit einem Stift 54 versehen, der sich in X-X-Richtung erstreckt und durch eine entsprechende Öffnung 55 einer Zwischenwand 56 des Gehäuses 25 ragt. Ein Abschnitt 57 des Gehäuses 25, der zu der Zwischenwand 56 parallel ausgerichtet ist, ist ebenfalls mit einer Öffnung 58 versehen, durch die der Stift 54 verlaufen kann, wenn das Element 31 entsprechend verlagert wird.
Eine die Einrichtung 59 vorspannende Feder ist auf dem Stift 54 in dem Raum gehalten, der zwischen der Zwischenwand 56 und dem Abschnitt 57 gebildet ist. Teil derselben ist eine Druckfeder 61, beispielsweise in Form einer Schraubenfeder oder eines Tellerfederpakets. Die Druckfeder wird zwischen zwei Druckscheiben 62, 63 gehalten, die auf dem Stift 54 sitzen. Hier ruht die Druckfeder 52 an einer geeigneten Ringschulter 64 des Stifts 54, während die Druckscheibe 63 an einem Schnappring 65 ruht, der in eine entsprechende Nut an dem freien Ende des Stifts 54 eingesetzt worden ist. In diesem Fall entspricht der Abstand zwischen dem Sprengring 65 und der Ringschulter 64 im Wesentlichen dem Abstand zwischen der Zwischenwand 56 und dem Abschnitt 57.
Außerdem trägt der Stift 54 eine Querhubbegrenzungshülse 66, die einen Zylinderabschnitt 67 mit vergrößertem Durchmesser aufweist, der weder durch die Öffnung der Druckscheibe 62 noch durch die Öffnung der Druckscheibe 63 passt.
Während die Federvorspanneinrichtung 59 dazu eingestellt ist, eine bevorzugte Position des traversierenden Elements 31 festzulegen, kann eine weitere Federvorspannungseinrichtung 70 vorgesehen werden, die beispielsweise dazu verwendet wird, ein wahrnehmbares Hindernis beispielsweise zur Auswahl einer Schaltstangen 7 oder 10 zu bilden, die an den Rändern angeordnet sind. Ein solches Hindernis kann wünschenswert sein, wenn beispielsweise die entsprechende Schaltstange ausschließlich den Rückwärtsgängen zugeordnet ist und wenn die Auswahl derselben nur gestattet sein soll, wenn ein wahrnehmbares Hindernis absichtlich überwunden wird. Die Federvorspannungseinrichtung 70 kann durch eine Bohrung 71 gebildet sein, die sich quer in X-X-Richtung erstreckt und in der ein Federelement 72 beispielsweise in Form einer Druckfeder sitzt. Letztere kann ein nachgiebiges Element, beispielsweise einen Rastvorsprung oder eine Rastkugel in einer aus der Bohrung 71 heraus gerichteten Richtung vorspannen. In diesem Fall kann an der Führungsfläche 34 oder 35 ein Vorsprung ausgebildet sein, der wenn das Element 31 entsprechend weit bewegt worden ist, ein Hindernis bildet, das mit Kraft überwunden werden muss und das Rastelement in die Bohrung 71 drückt.
Das soweit beschriebene Getriebe 1 arbeitet wie folgt:
Während des Betriebs bewegt die Betätigungseinheit 5 zunächst den Schaltfinger 51 in der X-X-Richtung zur Auswahl einer gewünschten Schaltstange. Im Verlauf desselben verlagert der Schaltfinger 51 (4 und 5) das traversierende Element 31, das seinerseits das Trägerelement 47 mitnimmt. In Folge dessen bewegen sich die Fortsätze 52, 53 durch die von den Ausschnitten 43 gebildete Gasse. In der Ruheposition (7) ist die Schaltstange 8 ausgewählt. Wenn die Schaltstange 7 ausgewählt werden soll, verlagert der Schaltfinger 51 das Element 31 nach rechts in die in 8 veranschaulichte Position. Dort kommt der Bereich 67 der Buchse 66 mit der Druckscheibe 63 an dem Abschnitt 57 des Gehäuses 25 in Anlage. Der Fortsatz 53 ist vollständig in dem Ausschnitt 43 gelagert, während der Fortsatz 52 den Ausschnitt 43 der Schaltstange 8 noch nicht erreicht hat. Nun veranlasst eine Bewegung des Schaltfingers in Y-Y-Richtung eine axiale Verlagerung der Schaltstange 7, während alle anderen Schaltstangen 8, 9, 10 in deren Neutralposition verbleiben. Sie sind außerdem durch die Rippe 36 in deren Neutralposition arretiert. Die Öffnung 38 in der Rippe 36 gibt nur die Schaltstange 7 frei.
Wenn jedoch die Schaltstange 9 auszuwählen ist, wird das Element 31 gemäß 9 gegen die Kraft der Druckfeder 61 nach links bewegt, die nun von der Zwischenwand 56 abgestützt wird und spannt sich gegen die Druckscheibe 63 vor, bis der Fortsatz 52 in den Ausschnitt 43 der Schaltstange 9 eingetreten ist. Nun ist die Schaltstange 9 die einzig ausgewählte und freigegebene Schaltstange. Alle anderen Schaltstangen 7, 8, 10 sind durch die Rippe 36 arretiert. Jetzt wird das Trägerelement 46 in Y-Y-Richtung mittels einer Y-Y-Bewegung des Schaltfingers verlagert, so dass der gewünschte Gang eingelegt wird.
Wenn ein der Schaltstange 10 zugeordneter Gang einzulegen ist, wird das Element 31 aus der Neutralposition aller Schaltstangen mittels des Schaltfingers 51 nach links bewegt, bis der Abschnitt 67 der Buchse 66 an der Druckscheibe 62 und über diese an der Zwischenwand 56 in Anlage kommt. In dieser Position steht der Fortsatz 52 innerhalb des Ausschnitts 43 der Schaltstange 10, die somit ausgewählt ist. Die Öffnung 38 der Rippe 36 ist entsprechend platziert, so dass die Schaltstange 10 außerdem frei gegeben ist. Die anderen Schaltstangen 7, 8, 9 sind blockiert. Eine Y-Y-Bewegung des Schaltfingers 51 veranlasst die Verlagerung der Schaltstange 10 aus ihrer Neutralposition und das Einlegen des gewünschten Gangs.
Die Kassetteneinheit 11 enthält die wesentlichen Elemente, die zum Anpassen einer definierten Betätigungseinheit 5 an ein gegebenes Standardgetriebe 1 nötig sind. Zunächst sind Form und Größe des Schaltfingers 51 an Form und Größe der Schaltstangen 7, 8, 9, 10 und deren Ausschnitte 43 angepasst. Zusätzlich können die insbesondere in Querrichtung (X-X-Richtung) erforderlichen Betätigungskräfte durch Wahl einer entsprechenden Druckfeder 61 eingestellt werden. Der Maximalquerhub kann außerdem durch eine geeignete Auswahl der Buchse 66 eingestellt werden. Schließlich können die Charakteristika der Federvorspanneinrichtung 70 festgelegt werden. Das gewünschte Schaltmuster kann durch eine geeignete Wahl des Trägerelements 47 bestimmt werden. Wenn ein langer Schaltweg akzeptabel ist, genügt es ein Trägerelement 47 mit einem einzelnen Fortsatz zum Anschluss der Schaltstange auszuwählen. Wenn kurze Schaltwege gewünscht sind, kann das Trägerelement 47 mit zwei Fortsätzen 52, 53 verwendet werden, wie es in den 7 bis 10 veranschaulicht ist. Somit ist die Endanpassung des Getriebes 1 an verschiedene Gangschaltmechanismen oder Gangschaltanordnung auf den Wechsel oder die Bereitstellung einer entsprechenden Kassette 11 beschränkt.

Claims

Gangschaltkassetteneinheit (11) zum Schalten von Gängen in einem Gangwechselgetriebe (1), wobei das Getriebe wenigstens zwei Schaltstangen (7, 8; 9, 10) und ein Gehäuse (4) aufweist, wobei zu der Kassetteneinheit gehören: ein Kassettengehäuse, mit Lagermitteln zum beweglichen Lagern wenigstens eines Schaltelements (53), zum Ankoppeln an und bewegen von Schaltstangen, und Befestigungsmittel (26) zur festen Sicherung des Gehäuses an dem Getriebegehäuse (4) in einer Position, in der wenigstens ein Schaltelement bewegt werden kann, um wahlweise mit einem Verbindungselement (42, 43) der Schaltstangen (7, 8, 9, 10) in Eingriff zu kommen, wobei das Lagermittel aufweist: ein quer laufendes Element (31), das in dem Kassettengehäuse (25) angeordnet und in einer x-x-Richtung zur Auswahl einer Schaltstange beweglich ist, und ein Trägerelement (57), das von dem quer laufenden Element (31) getragen und in einer y-y-Richtung bewegbar ist, um eine aus den Schaltstangen ausgewählte Schaltstange zu bewegen, und das an seiner einen Seite mit wenigstens einem Schaltelement (53) versehen ist, wobei das Trägerelement (57) mit einer Kupplung (49) versehen ist, um das Trägerelement mit einem Schaltfinger (51) in der x-x-Richtung und in der y-y-Richtung zu verbinden.
Gangschaltkassetteneinheit nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse (25) der Kassette (11) als Befestigungsmittel (26) einen Flansch (26) aufweist, der dazu eingerichtet ist, zwischen einer eine Öffnung (22) des Getriebegehäuses (4) umgebenden Fläche und einem Gehäuse (5a) einer Betätigungseinheit zur Betätigung des Schaltfingers (51) in der x-x-Richtung und der y-y-Richtung geklemmt zu werden.
Gangschaltkassetteneinheit nach Anspruch 1, wobei das Schaltelement (53) durch eine in dem Kassettengehäuse (25) ausgebildete Öffnung (50) ragt, um mit dem Schaltstangen (7, 8) in Eingriff zu kommen.
Gangschaltkassetteneinheit nach Anspruch 1, wobei das quer laufende Element (31) zwei einander gegenüberliegende Führungsflächen (44, 45) aufweist, die an Innenflächen (34, 35), die aufeinander zu weisen, gleitend gelagert sind.
Gangschaltkassetteneinheit nach Anspruch 4, wobei das quer laufende Element (31) eine längliche Öffnung (46) aufweist, in der ein Trägerelement (47) angeordnet und in y-y-Richtung beweglich ist.
Gangschaltkassetteneinheit nach Anspruch 1, wobei dem quer laufenden Element (31) eine Vorspanneinrichtung (70) zugeordnet ist.
Gangschaltkassetteneinheit nach Anspruch 6, wobei die Vorspanneinrichtung (70) wenigstens ein Federmittel aufweist, das das quer laufende Element in eine gewünschte Position drängt.
Gangschaltkassetteneinheit nach Anspruch 7, wobei das Federmittel eine Druckfeder ist.
Gangschaltkassetteneinheit nach Anspruch 8, wobei das quer laufende Element (31) eine Welle (54) aufweist, die sich in x-x-Richtung erstreckt und die Druckfeder trägt.
Gangschaltkassetteneinheit nach Anspruch 9, wobei die Druckfeder zwischen zwei Druckscheiben (62, 63) geklemmt ist, die auf der Welle zwischen entsprechenden Stoppmitteln (64, 65) angeordnet sind.
Gangschaltkassetteneinheit nach Anspruch 10, wobei das Kassettengehäuse zwei Anlagemittel (62, 63) für das Federmittel aufweist, die den Hub des Federmittels (61) in einander entgegen gesetzten Richtungen begrenzen.
Gangschaltkassetteneinheit nach Anspruch 1, wobei dem quer laufenden Element (31) ein den Bewegungsweg beschränkendes Element zugeordnet ist.
Gangschaltkassetteneinheit nach Anspruch 9 und 12, wobei das den Bewegungsweg beschränkende Element (66) eine auf der Welle (54) angeordnete Buchse (66) ist.
Gangschaltkassetteneinheit nach Anspruch 4, wobei das quer laufende Element (31) ein Sperrelement (36) aufweist, das der durch das Trägerelement (47) ausgewählten Schaltstange gestattet, sich in y-y-Richtung zu bewegen, und dass alle anderen Schaltstangen in ihrer Leerlaufposition (7, 8, 9, 10) blockiert.
Gangschaltkassetteneinheit nach Anspruch 14, wobei sich das Sperrelement (36) in x-x-Richtung erstreckt und mit den Schaltstangen (7, 8, 9, 10) in Eingriff steht, um diese in y-y-Richtung zu blockieren, und wobei das Sperrelement wenigstens eine Ausnehmung zur Freigabe der Schaltstange (7, 8, 9, 10) aufweist, die mit der Ausnehmung in Fluchtung steht.
Gangschaltkassetteneinheit nach Anspruch 14, wobei das Kassettengehäuse eine schlitzartige Öffnung (37) aufweist, durch die sich das Sperrelement (36) erstreckt.
Gangschaltkassetteneinheit nach Anspruch 14, wobei das Sperrelement (36) eine einstückige Einheit mit dem quer laufenden Element ist.
Gangschaltkassetteneinheit nach Anspruch 1, wobei zwei Schaltelemente (52, 53) vorgesehen sind, die die Form von Zungen (52, 53) haben, die sich in Schaltstangenverbindungselemente (42, 43) erstrecken und voneinander in der x-x-Richtung beabstandet sind.
Gangschaltkassetteneinheit nach Anspruch 18, wobei zwischen den Zungen (52, 53) ein Abstand vorgesehen ist, wobei der Abstand in der x-x-Richtung größer als die Breite des Verbindungselements ist.
Gangschaltkassetteneinheit nach Anspruch 18, wobei wenigstens drei Schaltstangen (7, 8, 9, 10) vorgesehen sind, wobei zwei von ihnen in engem Abstand angeordnet sind, sodass, wenn eine Zunge (52, 53) in normaler Fluchtung mit dem Verbindungselement (42, 43) der ausgewählten Schaltstange (7, 8, 9, 10) steht, das andere Verbindungselement (42, 43) in dem Zwischenraum zwischen den Zungen (52, 53) verbleibt.
Gangschaltkassetteneinheit nach Anspruch 20, wobei zwei der Schaltstangen (7, 8, 9, 10) in weitem Abstand angeordnet sind, so dass, wenn eine Zunge in normaler Fluchtung mit dem Verbindungselement einer ausgewählten Schaltstange steht, die andere Zunge nicht in Fluchtung mit dem Verbindungselement (42, 43) der anderen Schaltstange (7, 8, 9, 10) steht.
Gangschaltkassetteneinheit nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse (25) der Kassette (11) eine Außenform aufweist, die in eine Öffnung (22) des Getriebes passt.
Getriebe mit einer Gangschaltanordnung, die eine Gangschaltkassette gemäß wenigstens eines der Ansprüche 1 bis 22 versehen ist und einen Gangschaltmechanismus (24) zum Schalten von Gängen in dem Getriebe (1) aufweist, das ein Getriebegehäuse (4) aufweist, wobei der Schaltmechanismus (24) eine Betätigungseinheit (5) mit einem Betätigungseinheitsgehäuse (5a) umfasst, das an dem Getriebegehäuse (4) zu befestigen ist, wobei die Betätigungseinheit einen Schaltfinger (51) aufweist, der in der y-y-Richtung zur axialen Bewegung einer, aus den Schaltstangen (7, 8, 9, 10) ausgewählten Schaltstange und zur Auswahl einer Schaltstange in der x-x-Richtung bewegbar ist, wobei die Gangschaltanordnung enthält: ein Kassettengehäuse (25) mit Befestigungsmitteln (26) zur festen Sicherung des Gehäuses (25) an dem Getriebegehäuse (4) in einer Position, in der die Schaltelemente (52, 53) bewegt werden können, um mit den Verbindungselementen (42, 43) der Schaltstangen (7, 8, 9, 10) wahlweise in Eingriff zu kommen, wobei an dem Kassettengehäuse (4) ein quer laufendes Element (31) in x-x-Richtung beweglich gelagert ist, ein Trägerelement (47) das von dem quer laufenden Element (31) getragen und in y-y-Richtung bewegbar und mit den Schaltelementen (52, 53) an einer seiner Seiten versehe ist, die sich durch eine in dem Kassettengehäuse vorgesehene Öffnung erstrecken und mit einem Schaltstangenanschlusselement (42, 43) in Eingriff kommen, wobei das Trägerelement (47) mit einer Kupplung (49) zum Verbinden des Trägerelements (47) mit dem Finger (51) in x-x-Richtung und in y-y-Richtung versehen ist.