DE69819463T2

DE69819463T2 - Schalteinrichtung für ein Handschaltgetriebe

Info

Publication number: DE69819463T2
Application number: DE69819463T
Authority: DE
Inventors: Donald Edward Canton Hoffman
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 1997-12-22
Filing date: 1998-12-18
Publication date: 2004-09-09
Anticipated expiration: 2018-12-19
Also published as: EP0926406A3; EP0926406B1; DE69819463D1; EP0926406A2; US6122983A

Description

Diese Erfindung betrifft einen manuellen Getriebeschaltmechanismus und genauer eine Schaltstangen- und Schaltgabelgestaltung für ein derartiges Getriebe.
EP-A-0 786 610 beschreibt einen Schaltmechanismus, der eine Schaltgabel auf eine Rotationsbewegung einer Schaltstange hin in Achsrichtung bewegt. Die Schaltgabel im Dokument EP-A-0 786 610 wird bewegt, wenn die Schaltstange gedreht wird, aber nicht, wenn die Stange in Achsrichtung bewegt wird.
Es wäre wünschenswert, eine Gestaltung bereitzustellen, die mit entweder einer Rotationsbewegung der Schaltstange oder einer Bewegung der Schaltstange in Achsrichtung eine Bewegung einer Schaltgabel mit sich bringt.
Nach der vorliegenden Erfindung wird ein Schaltmechanismus, umfassend eine Schaltstange, die zwischen einer ersten und einer zweiten Schaltebene um ihre Achse drehbar und in jeder Schaltebene entlang ihrer Achse übertragbar ist, eine Schaltgabel, die zur Übertragung parallel zur Achse der Schaltstange montiert ist, ein Mittel, das so funktioniert, daß es die Übertragung der Schaltstange, wenn sich diese in der ersten Schaltebene befindet, ohne eine entsprechende Übertragung der Schaltgabel zuläßt; und ein Mittel, das so funktioniert, daß es als Reaktion auf die Rotation der Schaltstange 20 in die erste Ebene eine Übertragung der Schaltgabel verursacht, bereitgestellt, der durch ein Mittel gekennzeichnet ist, das die Schaltstange, wenn sich diese in der zweiten Schaltebene befindet, zur Übertragung mit der Schaltgabel verbindet, um eine Bewegung der Schaltgabel durch die Schaltstange zu ermöglichen.
Die vorliegende Erfindung stellt eine manuelle Getriebeschaltstangengestaltung bereit, die eine Bewegung einer Schaltgabel in Achsrichtung mit entweder einer Rotationsbewegung einer Schaltstange oder einer Bewegung dieser Schaltstange in Achsenrichtung ermöglicht.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen, in denen
1 ein Beispiel eines Schaltmusters für einen Schaltmechanismus nach der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine Flachansicht einer Schaltstange und einer Schaltgabel ist;
3 eine Endansicht der in 2 gezeigten Schaltstange und Schaltgabel ist;
4 eine alternative Ausführungsform eines Schaltmechanismus nach der vorliegenden Erfindung ist;
5 ein schematisches Diagramm für eine Übertragung unter Verwendung des Schaltmechanismus von 4 ist; und
6 ein Schaltmuster für die in 5 gezeigte Übertragung ist, beispielhaft beschrieben werden.
Wie in 1 gezeigt beinhaltet ein manuelles Übertragungsschaltmuster 53 eine neutrale Ebene 51, die sich seitwärts erstreckt. Mehrere Schaltebenen 52, 54, 56, 58 erstrecken sich senkrecht zur neutralen Ebene 51. Ein Wählhebel 50 bewegt sich in den Ebenen 51, 52, 54, 56, 58 des Schaltmusters 53, um eine gewünschte Getriebeübersetzung zu wählen.
Während der Bewegung des Schalthebels 50 in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Schaltebenen 52, 54, 56, 58 wird normalerweise eine von mehreren Schaltgabeln (nicht gezeigt) bewegt, um in einer einem Fachmann bekannten Weise mit einer Getriebeübersetzung einzugreifen oder sich davon zu lösen. Das Dokument EP-A-0 786 610 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung, um bei einer Bewegung innerhalb der neutralen Ebene 51 eine Getriebeübersetzung umzuschalten.
2 veranschaulicht einen Schaltstangenaufbau 10 eines Schaltmechanismus einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Schaltstangenaufbau 10 beinhaltet eine Schaltstange 20, die eine darauf gleitfähig montierte Schaltstangenhülse 30 aufweist. Eine Schaltgabel 40 ist gleitfähig und drehbar an der Schaltstangenhülse 30 montiert. Ein Schaltgabelfinger 60 ist mit einem Stift 62 an die Schaltstange 20 gestiftet. Der Schaltstangenfinger 60 greift über eine Verlängerung 63 in einen Schlitz 64 in der Schaltgabel 40 ein, wenn die Schaltstange 20 in einer einem Fachmann bekannten Weise in die passende Ebene gedreht wird, die in 3 als die fünfte Gangebene veranschaulicht ist. Wenn die Verlängerung 63 mit der Gabel 40 eingreift und die Schaltstange 20 in der Achsrichtung übertragen wird, ermöglicht die vorliegende Erfindung somit eine Vorwärts-Rückwärts-Bewegung der Schaltgabel 40, die der Vorwärts-Rückwärts-Bewegung des Schaltstange 20 entspricht.
In einer bevorzugten Ausführungsform wirkt die Schaltstangenhülse 30 als eine Steuerstange, da es die Rotation der Schaltstangenhülse 30 ist, die eine Übertragung der Schaltgabel 40 verursacht. In einer alternativen Ausführungsform kann die Schaltstange 20 als die Steuerstange wirken, die diese Funktion durchführt.
Die in 3 veranschaulichten Ebenen veranschaulichen eine Stangenkonfiguration, die mit den in 1 veranschaulichten Schaltmustern in Einklang steht. Ein Fachmann wird erkennen, daß abhängig von der Übertragungsanordnung mehrere unterschiedliche Konfigurationen verfügbar sind.
Die vorliegende Erfindung bringt ferner eine Vorwärts-Rückwärts-Bewegung der Schaltgabel 40 auf eine Rotationsbewegung der Schaltstange 20 hin in einer Weise mit sich, die der im Dokument EP-A-0 786 610 beschriebenen ähnlich ist. Die Schaltgabel 40 beinhaltet einen Nockenschlitz 42. Ein Nockenstift 47 ist an der Schaltstangenhülse 30 befestigt und springt durch den Nockenschlitz 42 vor. Die Schaltstangenhülse 30 beinhaltet einen axial angeordneten Schlitz 31, durch den ein Rotationsstift 32 vorspringt. Der Rotationsstift 32 ist an der Schaltstange 20 befestigt und bewegt sich damit in der Achsrichtung und drehbar.
Die Schaltstangenhülse 30 wird über eine Anordnung aus einem Schlitz 34 und einem Stift 33 an einer Bewegung in der Achsrichtung gehindert. Der Stift 33 ist am Getriebegehäuse 70 befestigt. Der Schlitz 34 erstreckt sich in der Umfangsrichtung um einen Abschnitt der Stangenhülse 30, um eine relative Rotationsbewegung der Hülse 30 zum Gehäuse 70 zu gestatten.
Wenn sich die Schaltstange 20 in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung bewegt, überträgt der Rotationsstift 32 in Achsrichtung in den axial angeordneten Schlitz 31, während die Hülse 30 aufgrund des Stifts 33 und des Schlitzes 34 feststehend bleibt. Wenn sich die Stange 20 jedoch dreht, greif der Rotationsstift 32 mit dem axial angeordneten Schlitz 31 ein, um die Hülse 30 damit zu drehen.
Wenn sich die Hülse 30 dreht, dreht sich der Nockenstift 47 damit. Wenn sich die Stange 20 wie in 3 gezeigt in einer gegen den Uhrzeigersinn verlaufenden Weise dreht, dreht sich der Nockenstift 47 wie in 2 gezeigt nach links. Der Nockenstift 47 greift schließlich mit einem Abschrägungsabschnitt 45 des Nockenschlitzes 42 ein, was verursacht, daß sich die Schaltgabel 40 wie in 2 gezeigt rückwärts gerichtet bewegt, wenn der Schalthebel 50 wie in 1 veranschaulicht vom Punkt 1/2 52 zur R/Cl-Ebene 56 bewegt wird. Der Nockenstift 47 wird dann in der R/Cl-Stellung 46 des Nockenschlitzes eingerastet. Wenn die Schaltstange 20 im Uhrzeigersinn gedreht wird, kehrt der Stift 47 wie in 2 veranschaulicht zum waagerechten Abschnitt 43 des Nockenschlitzes 42 zurück. Die Schaltgabel 40 bewegt sich dann in die entgegengesetzte Richtung, um den Gangsteller, der an der R/Cl-Stellung 46 eingerastet war, zu lösen.
Wenn die Schaltstange 20 weiter im Uhrzeigersinn gedreht wird, bewegt sich der Nockenstift 47 in eine Stellung, die der Schaltebene 58 des fünften Gangs entspricht. Diese Stellung 48 befindet sich im rechtsseitigen Abschnitt des Nockenschlitzes 42 und ist in 2 veranschaulicht. Wenn sich der Schalthebel 50 vorwärts in die Schaltebene 58 des fünften Gangs bewegt, um den fünften Gang zu wählen, bewegt sich die Schaltstange wie in 2 veranschaulicht in einer Vorwärtsrichtung. Wenn sich die Schaltstange in die Ebene des fünften Gangs dreht, greift der fünfte Schaltfinger 60 wie oben beschrieben mit der Schaltgabel 40 ein. Wenn sich die Schaltstange 20 vorwärts bewegt, verursacht der fünfte Schaltfinger 60, daß sich die Schaltgabel 40 damit vorwärts bewegt. Der Nockenstift 47 bleibt feststehend, wenn sich die Stange vorwärts bewegt, wodurch verursacht wird, daß der Nockenstift 47 in der Stellung 44 des fünften Gangs des Nockenschlitzes 42 landet. Somit bewegt sich die Schaltgabel 40 in die zweite Richtung, um mit dem fünften Gang einzugreifen (gegenüber der entgegengesetzten Richtung, in der ein Eingriff mit der R/Cl-Untersetzung erfolgte).
Ein Fachmann wird erkennen, daß die vorliegende Erfindung wie im Dokument EP-A-0 786 610 angepaßt werden kann, so daß sie eine wie in 6 bis 14 jener Veröffentlichung veranschaulichte Nockenplatte beinhaltet.
4 bis 6 zeigen ein Doppel-Löse-Umkehrgetriebediagramm und ein Schaltmuster nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Doppel-Lösen ermöglicht, daß sowohl die antreibenden als auch die angetriebenen Ritzel antreibbar gelöst werden können. In 5 greift eine erste Umkehrsynchronisierungseinrichtung 80 während der wie in 6 gezeigt seitwärts gerichteten Bewegung des Schalthebels von der Stellung 5/6 83 zur Umkehrebene 84 mit den angetriebenen Ritzeln des Umkehr-Zahnstangen/Ritzel-Paars 81, das drehbar an der Abtriebswelle getragen wird, ein. Wenn der Gangschalthebel wie in 6 gezeigt aus der neutralen Stellung in der Umkehrebene in die Stellung R 85 vorwärtsbewegt wird, wird die zweite Umkehrsynchronisierungseinrichtung 86 wie in 5 gezeigt nach rechts bewegt, um mit dem antreibenden Ritzel des Umkehr-Zahnstangen/Ritzel-Paars 81 einzugreifen. Das Umkehr-Zahnstangen/Ritzel-Paar 81 wird dann durch ein Kettengetriebe oder ein Leerlaufgetriebe (nicht gezeigt) getrieben, wie in der Technik wohlbekannt ist. Der Eingriff der ersten Umkehr-Zahnstange 80 wird durch einen wie in den vorherigen Ausführungsformen gezeigten Übertragungsstift verursacht, der mit dem Übertragungsschlitz der in 4 gezeigten Rotationsnocke oder Rotationsplatte 87 eingreift. Somit greift die erste Umkehrsynchronisierungseinrichtung wie in den vorherigen Aus führungsformen und im Dokument EP-A-0 786 610 beschrieben mit dem Rückwärtsgang 81, der an der Abtriebswelle montiert ist, ein, wenn der Hebel 89 aus der Stellung 5/6 83 in die Umkehrebene 56 bewegt wird. Die zweite Umkehrsynchronisierungseinrichtung 86 wird dann entweder durch die Verwendung einer an der Schaltstange montierten Schaltgabel oder einer an einer parallelen Stange montierten und durch die Verwendung eines Schaltfingers bewegten Schaltgabel, die beide in der Technik wohlbekannt sind, auf eine herkömmliche Weise bewegt, um antreibbar mit der Abtriebswelle 82 einzugreifen.

Claims

Ein Schaltmechanismus, bestehend aus: einer Schaltstange (20), die um die eigene Achse zwischen einer ersten und einer zweiten Schaltebene (56, 58) drehbar und entlang ihrer Achse in jeder Schaltebene in Achsrichtung beweglich ist, einer Schaltgabel (40), die parallel zur Achse der Schaltstange (20) zur Übertragung montiert ist, einem Mittel (30, 31, 32), das so funktioniert, daß es die Übertragung der Schaltstange (20) zulassen, wenn sich diese in der ersten Schaltebene (56) befindet, ohne eine entsprechende Übertragung der Schaltgabel (40); und einem Mittel (45, 47), das so wirkt, daß es die Übertragung der Schaltgabel (40) als Reaktion auf die Rotation der Schaltstange (20) in der ersten Ebene (56) verursacht; gekennzeichnet durch einem Mittel (60, 63, 64, 60), das die Schaltstange (20), wenn sich diese in der zweiten Schaltebene (58) befindet, zur Übertragung mit der Schaltgabel (40) verbindet, so daß die Schaltgabel (40) durch die Schaltstange (20) bewegt wird.
Ein Schaltmechanismus gemäß Anspruch 1, bei dem das Mittel, das so wirkt, daß es die Übertragung der Schaltgabel (40) als Reaktion auf die Rotation der Schaltstange (20) in die erste Ebene (56) verursacht, einen Nockenschlitz (42), mit einem Teil (45), der sich schräg über die Schaltgabel (40) erstreckt, und einen Stift (47), der radial von der Schaltstange (20) abgeht, aufweist, so daß er mit dem Nockenschlitz (42) einrastet.
Ein Schaltmechanismus gemäß Anspruch 1 bzw. 2, bei dem das Mittel, das so wirkt, daß es die Übertragung der Schaltstange (20) erlaubt, wenn sich diese in der ersten Schaltebene befindet und ohne entsprechende Übertragung der Schaltgabel (40) ist, folgendes enthält: eine Schaltstangenhülse (30); und eine Kupplung aus einem Stift und einem axial angeordneten Schlitz (31, 32), die zwischen der Schaltstange (20) und der Schaltstangenhülse (30) wirkt, so daß die Rotation zueinander verhindert wird.
Ein Schaltmechanismus gemäß Anspruch 3, bei dein die Schaltstangenhülse von der Schaltstange getragen wird und die Schaltgabel von einer zweiten Stange neben der Schaltstange getragen wird (4).
Ein Schaltmechanismus gemäß Anspruch 3, der des weiteren folgendes enthält: eine radiale Nut (34) in der Schaltstangenhülse (30) sowie ein Mittel, das eine Ubertragung der Schaltstangenhülse verhindert (33), das gegen Übertragung montiert ist und in die radiale Nut (34) hineinragt.
Ein Schaltmechanismus gemäß Anspruch 5, bei dem die Schaltgabel (40) im Innern eines Getriebekastens eingeschlossen ist, und das Mittel, das eine Übertragung der Schalltstangenhülse verhindert, ein Stift (33) ist, der von dem Schaltgetriebe (70) herausragt und sich bin die radiale Nut (34) der Schaltstangenhülse (30) erstreckt.
Ein Schaltmechanismus gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, bei dem das Kupplungsmittel so wirkt, daß es die Schaltstange (20), wenn sie in der zweiten Schaltebene ist, mit der Schaltgabel (40) verbindet, damit die Schaltgabel von der Schaltstange bewegt werden kann, einen Fingerschlitz (64) in der Schaltgabel (40) besitzt, dazu einen Schaltstangenfinger (60), der von der Schaltstange (20) so getragen wird, daß der Schaltstangenfinger in den Fingerschlitz eingreift, wenn die Schaltstange in einen vorgegebenen Winkel gedreht wird, um eine Übertragung auf die Schaltgabel auszuüben, wenn die Schaltstange verschoben wird.
Ein Schaltmechanismus gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, der zudem eine Antriebswelle, eine Vorgelegewelle, eine Abtriebswelle, ein Zahnstangen-/Ritzel-Paar sowie eine erste Synchronisiereinrichtung aufweist, die sich durch die Schaltgabel in Achsrichtung bewegen läßt, um so auf die Abtriebswelle ein Abtriebsverhältnis zu erzeugen.