WO1999041529A1 - Getriebe mit einer zentralschaltwelle - Google Patents

Abstract

Bei einem Getriebe mit einer Zentralschaltwelle (2) in einem Gehäuse (1) und dieser zugeordneten Betätigungselementen zum axialen Verschieben und Drehen der Zentralschaltwelle (2), an der Schaltfinger (8, 9) zum Betätigen von Schaltgabeln (11, 13) angeordnet sind, besteht die Zentralschaltwelle (2) aus einem Rohr.

Description

GETRIEBE MIT EINER ZENTRALSCHALTWELLE

Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit einer Zentralschaltwelle m einem Gehäuse und dieser zugeordneten Betatigungselemente zum axialen Verschieben und Drehen der Zentralschaltwelle, an der Schaltfinger zum Betatigen von Schaltgabeln angeordnet sind.

Derartige Getriebe werden heute in einer Vielzahl von Fahrzeugen verwendet. Mit ihnen erfolgt die jede Autofahrer bekannte Gangschaltung. Diese kann entweder manuell oder automatisch erfolgen.

An ein derartiges Getriebe werden hohe Anforderungen gestellt. Der Platzbedarf ist sehr gering, denn eine Schaltung soll jeden möglichen Komfort für den Bediener aufweisen. Ferner soll das Getriebe mit den geringst möglichen Bauteilen auskommen.

Ein Teil eines derartigen Getriebes ist beispielsweise in der DE-AS 11 22 385 gezeigt, wobei dort erwähnt wird, dass - 2 - die Betätigung der Schaltgabel entweder durch e ne Schaltwelle erfolgen kann, die mittels eines Hebels die Schaltstange mit der aufgesetzten Schaltgabel verschiebt, oder die Schaltbetat gung kann auch, wie es bei der sogenannten Knüppelschaltung üblich ist, unmittelbar in die Schaltgabel eingeleitet werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Getriebe der oben genannten Art derart zu verbessern, dass d e Bauteile minimiert und leichter ausgestaltet werden und der Komfort erhöht wird.

Zur Losung dieser Aufgabe fuhrt einmal, dass die Zentralschaltwelle aus einem Rohr besteht.

Bislang w rd die Zentralschaltwelle aus Vollmateπal hergestellt. Ein Rohr hat demgegenüber den Vorteil, dass zum einen Gewicht eingespart wird, so dass der Durchmesser der Zentralschaltwelle trotz verringertem Gewicht bei der Wahl eines Rohres grosser gehalten werden kann. Ferner ist es möglich, in dem Rohr eine Innenlagerung der Zentralschaltwelle vorzusehen, so dass bereits alle Lagerteile für das Rohr selbst aus dem Bereich der anderen Elemente des Getriebes verschwunden sind.

Bevorzugt wird das Rohr zumindest partiell gehartet, so dass seine Festigkeit für seine Funktion völlig ausreichend ist .

Ein weiterer wesentlicher Gedanke der vorliegenden Erfindung betriff die Funktionssicherheit des Getriebes. Immer häufiger wird die Forderung aufgestellt, dass beim Schalten des Getriebes nur eine Schaltgabel betätigt wird, wahrend die anderen Schaltgabeln festgelegt werden. Eine derartige Festlegung ist jedoch bislang nicht bekannt. - 3 -

Gemäss der vorliegenden Erfindung erfolgt die Festlegung der Schaltgabeln durch die Zentralwelle selbst. Hierzu sind an den Mitnehmern, an denen die Schaltgabeln festliegen, Abstutzungen vorgesehen, die bei Nichbetatigung der Schaltgabeln auf dem Umfang der Zentralschaltwelle aufsitzen. Bevorzugt liegen sich diese Abstutzungen in einem Wmkkelbereich gegenüber und halten m der Gebrauchslage, in der sie nicht betätigt sind, jeweils von der Langsachse der Zentralschaltwelle einen Abstand ein, der in etwa dem Radius der Zentralschaltwelle entspricht. Das bedeutet, dass die Mitnehmer in dieser Gebrauchslage keine Bewegung machen können, so dass die ihnen zugeorαneten Schaltgabeln ruhig gestellt sind.

Gelangt dagegen ein Mitnehmer in eine Ausnehmung zur Betätigung der Schaltgabel, so gelangen die Abstutzungen ebenfalls n einen Bereich von Ausnehmungen, die in der Zentralschaltwelle in der Ebene der Schaltfinger vorgesehen sind. Das bedeutet, dass die Abstutzungen bei Bewegen des Schaltfingers in diese Ausnehmung emgleiten können, so dass es jetzt zu einer Bewegungsmoglichkeit für die Schaltgabel kommt.

Dieser Gedanke der vorliegenden Erfindung ist auch bei einer Zentralschaltwelle aus Vollmaterial anwendbar, soll jedoch bevorzugt bei einer Zentralschaltwelle Anwendung finden, die als Rohr ausgebildet ist.

Ein weiterer Gedanke der vorliegenden Erfindung betrifft eine Veroesserung der Einstellmoglichkeit des Getriebes. Am Getriebe müssen Einstellungen vorgenommen werden, die sich beispielsweise auf die Anordnung der Betatigungselemente, die Anordnung der Zahnrader, die Anordnung der Schaltgabeln usw. beziehen. Bei vielen derartigen Tätigkeiten ist es wünschenswert, dass die Zentralschaltwelle festgelegt ist. - 4 -

Hierzu ist erfmdungsgemass ein Bolzen vorgesehen, der zum Festlegen der Zentralschaltwelle in eine Bohrung in dieser Zentralschaltwelle eingeschoben werden kann. Der Einfachheit halber geschieht dieses Einschieben gegen die Kraft einer Feder und bei Drehung des Bolzens um etwa 90°, wobei ein Querbolzen bajonettartig in eine Kerbe einer Fuhrungshulse an der Spitze einer Schragflache dieser Fuhrungshulse emgleitet.

Zum Losen des Bolzens und damit zum Freigeben der Zentralschaltwelle wird der Bolzen wiederum um etwa 90° gedreht, wobei er unter der Kraft der Feder aus der Bohrung der Zentralschaltwelle zurückgezogen wird. In dieser Lage verbleibt jedoch der Bolzen bevorzugt in einer Kulisse, die den Schaltweg der Zentralschaltwelle begrenzt. Diese Kulisse ist wiederum in einen Topf eingeformt, welcher der Zentralschaltwelle aufgesetzt ist. Der Topf besitzt ferner auch Rastierungen, die mit einer entsprechenden Kugelraste zusammenwirken, damit eine Festlegung der Zentralschalt- welle in einzelnen Gangen ermöglicht wird.

Das erfmdungsgemasse Getriebe kann zwei Arten von Betatigungselementen besitzen. Bei der einen Art handelt es sich um die Betätigung über Baudenzuge. Hierbei sind diese Baudenzuge mit Hebeln verbunden, die eine Axialverschiebung und eine Verdrehung der Zentralschaltwelle ermöglichen. Ein Hebel ist dabei mit einem Endstuck zwischen zwei Enden eines Blechstreifens eingeklemmt, der um die Zentralschaltwelle herum abgekantet ist. Die Festlegung dieses Blechstreifens in dieser Lage erfolgt durch zwei auf die Zentralschaltwelle von jeder Seite her aufgeschobene Platten, die mit Teilen des Blechstreifens in Eingriff stehen. Zwischen diesen beiden Platten kann wiederum ein Endstuck des anderen Hebels eingeklemmt werden. Eine derartige Verbindung ist leicht herzustellen und sehr funktionstüchtig . - 5 -

Wird dagegen eine Betätigung über eine Schaltstange gewünscht, so ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung diese Schalstange gelenkig mit einem Rohrstuck verbunden. In dem Rohrstuck sitzt wiederum ein Kugelkopf, der über ein Verbindungselement mit der Zentralschaltwelle verbunden ist .

Obwohl für einzelne Elemente der vorliegenden Erfindung Schutz begehrt wird, bezieht sich der Schutz vor allem auf die Kombination all dieser Elemente. Vor allem ist dabei zu erwähnen, dass die wesentlichen Betatigungselemente ohne Schwierigkeiten auf der rohrformigen Zentralschaltwelle festgelegt werden können. Sofern kein Aufschweissen möglich ist, wie beispielsweise bei einem Messingbauteil auf einer Stahlbuchse, kann dieses Bauteil auf die Zentralschaltwelle aufgebördelt werden.

Vor allem ist ferner zu erwähnen, dass wesentliche Bauteile weder aus Vollmatrial noch aus Gussmaterial hergestellt sondern einfach gestanzte Bauteile sind, die dann entsprechend abgekantet werden. Auch dies vereinfacht und verbilligt die Herstellung.

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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausfuhrungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in

Figur 1 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemasses Getriebe;

Figur 2 einen Querschnitt durch einen Ausschnitt aus dem Getriebe gemäss Figur 1, insbesondere aus dem Bereich einer Zentralschaltwelle;

Figuren 3a und 3b Draufsichten auf die Zentralsschaltwelle aus zwei Richtungen;

Figuren 4a und 4b Ausschnitte aus dem Getriebe aus dem Bereich der Kopplung zwischen einem Schaltfinger an der Zentralschaltwelle und einem Mitnehmer in zwei Gebrauchslagen;

Figur 5 einen vergrossert dargestellten Ausschnitt aus dem Getriebe aus dem Bereich einer Einrichtung zum Festlegen der Zentralschaltwelle;

Figuren 6a bis 6d verschiedene Ansichten eines Topfes zum Begrenzen eines Schaltweges bzw. einer Rastierung;

Figuren 7a bis 7c Draufsichten auf Einzelteile und eine Zusammenschau eines Betatigungselementes für eine Zentralschaltwelle.

Gemäss Figur 1 weist ein Getriebe ein Gehäuse 1 auf, in dem sich eine Zentralschaltwelle 2 befindet. Diese Zentralschaltwelle 2 ist als Rohr ausgestaltet, wobei jeweils endseitig in die Zentralschaltwelle 2 ein Bolzen 3 bzw. 4 eingreift. Jeder Bolzen 3 bzw. 4 stutzt sich über - 7 - ein Innenlager 5 bzw. 6 gegen eine Innenwand 7 der Zentralschaltwelle 2 ab.

Auf der Zentralschaltwelle 2 befinden sich Schaltfinger 8 und 9, wobei der Schaltfinger 9 in Eingriff mit einem Mitnehmer 10 zum Betatigen einer Schaltgabel 11 steht. Der Schaltfinger 8 befindet sich ausserhalb eines Eingriffes in einen Mitnehmer.

Der Schaltfinger 9 kann auch in Eingriff mit einem weiteren Mitnehmer 12 gebracht werden, über den eine weitere Schaltgabel 13 auf einer Schaltstange 14 verschoben werden kann .

Die Zentralschaltwelle 2 ist in Richtung ihrer Langsachse A bewegbar; ferner ist sie in gewissem Umfang um ihre Langsachse A drehbar. Für diese Bewegungen sind im vorliegenden Ausfuhrungsbeispiel zwei Möglichkeiten angedeutet. Zum einen kann die Bewegung über eine Schaltstange 15 erfolgen, die in ein Rohrstuck 16 eingesetzt und dort über einen Querbolzen 17 gesichert ist. Gegenüber der Schaltstange 15 dreht m dem Rohrstuck 16 ein Kugelkopf 18, der über eine Verbindung 19 an der Zentralschaltwelle 2 festgelegt ist.

Bei einer weiteren Möglichkeit der Betätigung der Zentralschaltwelle 2 sind zwei Baudenzuge vorgesehen, deren Eintritt in das Getriebe mit 20 und 21 gekennzeichnet ist. In Figur 7c sind nur Endstucke 22 und 23 von Hebeln erkennbar, die mit den Baudenzugen verbunden sind, wobei das Endstuck 22 von zwei Enden 24.1 und 24.2 eines Blechstreifens 25 gehalten ist. Dieser Blechstreifen 25 ist in Figur 7a nach dem Stanzen und vor dem Abkanten gezeigt. Er wird bevorzugt über Nieten 26 mit der Zentralschaltwelle 2 verbunden. - 8 -

In abgekanteter Gebrauchslage schlagen an den Blechstreifen 25 von beiden Seiten her Platten 27 an, wobei eine Platte in Figur 7b gezeigt ist. Die Platte 27 besitzt Einkerbungen 28.1 und 28.2, die auf die Enden 24.1 und 24.2 des Blechstreifens 25 im abgekanteten Zustand aufgesteckt werden. Ferner besitzt die Platte 27 zwei Emschlitzungen 29.1 und 29.2, in die jeweils Vorsprunge 30.1 und 30.2 des Blechstreifens 25 gesteckt werden.

Die beiden Platten 27 halten zwischen sich das Endstuck 23 des zweiten Baudenzuges.

Zum Begrenzen des Schaltweges und zur Rastierung ist der Zentralschaltwelle 2 ein Topf 31 aufgesetzt, der in den Figuren 6a bis 6d naher gezeigt ist. Der Topf 31 besitzt einen Schaft 32, der in Gebrauchslage eng auf der Zentralschaltwelle 2 aufsitzt und mit dieser vernietet ist.

Nach dem Schaft 32 öffnet sich der Topf, wobei in seine Wandung 33 zum einen eine Kulisse 34 zur Begrenzung des Schaltweges der Zentralschaltwelle 2 und zum anderen eine Rastierung 35 eingeformt ist. In Figur 2 ist erkennbar, dass die Rastierung 35 mit einer gehausefest gelagerten Kugelraste 36 zusammenwirkt.

In die Kulisse 34 greift ein Bolzen 37 ein, der gleichzeitig ein Bestandteil einer Einrichtung 38 zum Festlegen der Zentralschaltwelle 2 ist. Dieser Bolzen 37 durchgreift nicht nur die Kulisse 34, sondern kann auch in eine Bohrung 39 der Zentralschaltwelle 2 bzw. einer der Zentralschaltwelle 2 aufgesetzten, in Figur 5 gezeigten, Scheibe 40 eingreifen. Hierdurch wird die Zentralschaltwelle 2 festgelegt, was beispielsweise für verschiedene Einstellvorgange des Getriebes notwendig ist.

Das Einschieben des Bolzens 37 in die Bohrung 39 geschieht gegen den Druck einer Schraubenfeder 41, die sich - 9 -

einerseits gegen eine gehausefeste Mutter 42 und andererseits gegen einen Stutzring 43 abstutzt. Bewegt wird dabei der Bolzen 37 mittels eines Griffes 44.

Der Bolzen 37 gleitet im übrigen in einer Fuhrungshulse 45, die im Getriebe vor der Kulisse 34 mit einer Schragflache 46 endet. Gegen die Schragflache 46 stutzt sich ein den Bolzen 37 querender Querbolzen 47 ab. Wird der Griff 44 um etwa 90° gedreht, gleitet der Bolzen 37 m die Bohrung 39 ein, und der Querbolzen 47 rutscht in eine Kerbe 48 an der Spitze der Fuhrungshulse 45, so dass der Bolzen 37 in dieser Stellage gehalten ist.

In Figur 2 ist erkennbar, dass die Endstucke 22 und 23 an Hebeln 49 und 50 festliegen, wobei diese Hebel 49 und 50 von den oben genannten Baudenzugen betätigt werden.

Ge äss den Figuren 3a und 3b ist die Zentralschaltwelle 2 als Rohr ausgestaltet. Sie besitzt Bohrungen 51 und 52 zur Festlegung des Topfes 31 bzw. des Blechstreifens 25. Ferner sind auf ihr die Schaltfinger 8 und 9 aufgeschweisst .

Im Bereich der Schaltfinger 8 und 9 soll die Zentralschaltwelle 2 Ausnehmungen 53.1, 53.2 und 54.1, 54.2 besitzen. Diese Ausnehmungen haben folgende Funktionen:

In Figur 4b ist erkennbar, dass der Schaltlfinger 9 m eine Aufnahme 55 des Mitnehmers 10 eingreift. Durch Drehen der Zentralschaltwelle 2 wird der Mitnenmer 10 betätigt, d.h., über ihn wird die Schaltgabel 11 entlang einer Schaltstange 56 (siehe Figur 1) verschoben, da die Schaltstange 56 in etwa rechtem Winkel zur Zentralschaltwelle 2 angeordnet ist .

Bei dieser Bewegung gleitet eine Abstutzung 57 des Mitnehmers 10 in die Ausnehmung 54.1 ein, d.n., die - 10 -

Ausnehmung 54.1 gestattet überhaupt erst ein Verschieben des Mitnehmers 10.

Wird der Schaltfinger 9 in entgegengesetzter Richtung gedreht, so kann eine weitere Abstutzung 58 in der Ausnehmung 54.2 aufgenommen werden.

Beide Abstutzungen 57 und 58 besitzen eine abgerundete Gleitflache 59 und 60.

Befindet sich der Schaltfinger 9 ausserhalb des Eingriffes in die Aufnahme 55, wie dies m Figur 4b gezeigt ist, d.h., wird von diesem Schaltfinger 9 oder dem anderen Schaltfinger 8 eine andere Schaltgabel, d.h., ein anderer Gang betätigt, so befindet sich der Mitnehmer in der in Figur 4b gezeigten Position, in der die Abstutzungen 57 und 58 nicht in die entsprechenden Ausnnehmungen 54.1 und 54.2 eindringen können, sondern die Gleitflachen 59 und 60 auf der Zentralschaltwelle 2 aufsitzen. Das bedeutet, dass m dieser Lage die Gleitflachen 59 und 60 von der Langsachse A der Zentralschaltwelle 2 einen Abstand einhalten, der dem Radius r der Zentralschaltwelle 2 entspricht.