DE102006040138A1

DE102006040138A1 - Schalteinrichtung für ein Handschaltgetriebe

Info

Publication number: DE102006040138A1
Application number: DE200610040138
Authority: DE
Inventors: Michael Drabek; Matthias Retsch
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2006-08-26
Filing date: 2006-08-26
Publication date: 2008-02-28

Abstract

Es wird eine Schalteinrichtung für ein Handschaltgetriebe vorgeschlagen, umfassend zumindest eine axial verschiebbar und drehbar gelagerte Schaltwelle, die zumindest einen Schaltfinger aufweist, und Schaltschwingen (10), die mit jeweils einer Synchronisations- und Koppelvorrichtung bzw. Synchronisierung wirkverbunden sind, wobei jede Schaltschwinge (10) eine Drehachse (13) aufweist und wobei die Schalteinrichtung zur Betätigung jeder Schaltschwinge (10) einen um eine Drehachse (15) gelagerten zweiarmigen Hebel (2), an dem ein Mitnehmer (1) für einen Schaltfinger der Schaltwelle befestigt ist und einen mit der Schaltschwinge (10) verbundenen und senkrecht zur Drehachse (13) angeordneten und um diese Achse drehbaren Hebel (12) aufweist, wobei der Hebel (12) parallel zum Hebel (2) angeordnet ist und derart mit dem Hebel (2) verbunden ist, dass eine Drehbewegung des Hebels (2) in einer Drehbewegung des Hebels (12) und somit in einer Betätigung der Synchronisations- und Koppelvorrichtung bzw. Synchronisierung resultiert.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schalteinrichtung für ein Handschaltgetriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Schaltungen für Handschaltgetriebe werden in der Regel gemäß der Definition des Radsatzes konstruiert. Das daraus resultierende Problem ist die Anordnung der Schaltelemente pro Synchronebene und die Reihenfolge innerhalb der Synchronebene, d.h. die H-Schaltbild-konforme Anordnung oder die Umwandlung der Bewegungen an einem H-Schaltbild.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, Schiebemuffen in Schaltgetrieben mit Schaltschwingen oder mit Schubgabeln zu betätigen. Hierbei lassen Schaltschwingen aufgrund Ihrer Übersetzung in vorteilhafter Weise variable Synchronwege zu, was bei einer Betätigung der Schiebemuffen mittels Schubgabeln nicht möglich ist, weil damit nur die Übersetzung Eins realisierbar ist. Ferner können mit Schaltschwingen gegenläufige, aber auch gleichläufige Schaltwege an der Schiebemuffe erzeugt werden.
Beispielsweise ist aus der DE 10 2004 006 682 A1 der Anmelderin eine Einstangenschaltvorrichtung für ein Schaltgetriebe bekannt, umfassend eine axial verschiebbar und drehbar gelagerte Schaltwelle mit einem an der Schaltwelle vorgesehenen Schaltfinger, sowie Schaltschwingen, die mit jeweils einer Synchronisations- und Koppelvorrichtung für auf wenigstens einer Radsatzwelle des Getriebes gelagerte Losräder wirkverbunden sind. Hierbei greift der Schaltfinger zur Durchführung eines Übersetzungsänderungsvorgangs in an den Schaltschwingen ausgebildete Mitnehmer ein, wodurch die Schaltschwingen axial verschoben werden.
Ferner ist aus der DE 35 43 057 A1 der Anmelderin eine Schalteinrichtung für Wechselgetriebe bekannt, mit in oder am Getriebe angeordneten und in Schaltschienen eingreifenden Schaltfingern, die von einem Handschalthebel aus betätigt werden. Diese Einrichtung umfasst Schaltschwingen, die in entsprechenden Aussparungen der Schaltschienen eingreifen und über Gleitsteine Schiebemuffen von Schaltkupplungen betätigen. Hierbei ist zwischen einer Schaltschwinge und der entsprechenden Schaltschiene ein Umlenkhebel angeordnet, der die Betätigungsrichtung der Schaltkupplung derart umkehrt, dass Schaltschiene und Schiebemuffe in die gleiche Richtung bewegt werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schalteinrichtung für ein Handschaltgetriebe anzugeben, durch die Synchronebenen von der Schaltung aus mit geringster Varianz in den Teilen bedient werden können. Des weiteren soll eine hohe Variabilität bezüglich der Schaltrichtungen und der Übersetzungen erzielt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird eine Schalteinrichtung für ein Schaltgetriebe vorgeschlagen, umfassend zumindest eine axial verschiebbar und drehbar gelagerte Schaltwelle, die zumindest einen Schaltfinger aufweist, und Schaltschwingen, die mit jeweils einer Synchronisations- und Koppelvorrichtung bzw. Synchronisierung wirkverbunden sind, bei der jede Schaltschwinge eine Drehachse aufweist.
Hierbei sind zur Betätigung jeder Schaltschwinge ein um eine Drehachse gelagerter erster zweiarmiger Hebel, an dem ein Mitnehmer für einen Schaltfinger der Schaltwelle befestigt ist, und ein mit der Schaltschwinge verbundener und senkrecht zur Drehachse angeordneter und um diese Achse drehbarer zweiter zweiarmiger Hebel vorgesehen, wobei der erste Hebel derart mit dem zweiten Hebel verbunden ist, dass eine Drehbewegung des ersten Hebels in einer Drehbewegung des zweiten Hebels und somit in einer Betätigung der Synchronisations- und Koppelvorrichtung bzw. Synchronisierung resultiert. Vorzugsweise ist die Synchronisations- und Koppelvorrichtung als Schiebemuffe ausgebildet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist jeder Hebel zwei Koppelpunkte auf, wobei jedem Hebelarm ein Koppelpunkt zugeordnet ist. Die Koppelpunkte können spiegelsymmetrisch um die Drehachsen der Hebel angeordnet sein, wobei jeder Koppelpunkt des ersten Hebels mit jeweils einem Koppelpunkt des zweiten mit der Schaltschwinge verbundenen Hebels über Koppelelemente verbunden ist.
In vorteilhafter Weise erfolgt die Verbindung zwischen den Koppelpunkten der Hebel vorzugsweise über dünne Bleche, wobei die Auslegung für diese Teile auf Zug erfolgt.
Die Schaltschwinge wird erfindungsgemäß zum Schalten der Schaltmuffe bewegt, wenn im Mitnehmer ein Schaltfinger der Schaltwelle eingreift und den Hebel bewegt.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Explosionsdarstellung der für die Erfindung relevanten Teile der Schalteinrichtung für ein Handschaltgetriebe und deren Beziehung zueinander;
2 eine Darstellung einer im Vergleich zur Ausführungsform nach 1 um 90° gedrehten Anordnung der Hebel der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung und
3 zwei Ausführungen eines Getriebes in Vorgelegebauweise, die sich in der Reihenfolge der Synchronisierungen 4-3 und 6-5 unterscheiden.
Die erfindungsgemäße Schalteinrichtung für ein Handschaltgetriebe umfasst gemäß 1 zumindest eine axial verschiebbar und drehbar gelagerte Schaltwelle (nicht in der Figur dargestellt), die zumindest einen Schaltfinger aufweist, und Schaltschwingen 10, die mit jeweils einer Synchronisations- und Koppelvorrichtung bzw. Synchronisierung, die vorzugsweise als Schiebemuffe ausgebildet ist, wirkverbunden sind. Die Schalteinrichtung umfast ferner zur Betätigung jeder Schaltschwinge 10 einen zweiarmigen Hebel 2, an dem ein Mitnehmer 1 für einen Schaltfinger der Schaltwelle befestigt ist, wobei der Hebel 2 mittels eines Bolzens 5 um eine Achse 15 drehbar gelagert ist und zwei Koppelpunkte 3 bzw. 4 aufweist.
Jede Schaltschwinge 10 greift über Gleitsteine 14 in die ihr zugeordnete Schiebemuffe ein und weist eine über zwei Bolzen 11 gelagerte Drehachse 13 und einen fest mit der Schaltschwinge 10 verbundenen und zwei Koppelpunkte 8, 9 aufweisenden zweiarmigen Hebel 12 auf. Der Hebel 12 ist bei dem in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiel unterhalb des Hebels 2 und in etwa parallel dazu sowie senkrecht zur Drehachse 13 und um diese drehbar angeordnet. Die Koppelpunkte 3, 4, 8, 9 sind vorzugsweise als Gelenk ausgebildet.
Die Drehachsen 15 bzw. 13 des Hebels 2 und des Hebels 12 sind vorzugsweise in etwa in der Mitte der Hebel entlang deren Längsrichtung vorgesehen.
Gemäß der Erfindung ist jeder Koppelpunkt 3, 4 des Hebels 2, an dem der Mitnehmer 1 befestigt ist, mit jeweils einem Koppelpunkt 9 bzw. 8 des Hebels 12 der Schaltschwinge 10 verbunden, so dass durch die Hebel 2, 12 und die Koppelelemente 6, 7 ein Trapez bzw. Gelenkviereck gebildet wird, wobei die Verbindungselemente bzw. die Koppelelemente zwischen den Koppelpunkten als dünne Bleche 6, 7 ausgebildet sind, da die Auslegung für diese Teile gemäß der Erfindung auf Zug erfolgt.
Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Koppelpunkte 3, 4, 8, 9 jeweils an den Enden der Hebelarme der Hebel 2, 12 angeordnet; es ist jedoch möglich, in Abhängigkeit von den konstruktiven Gegebenheiten und Anforderungen, die Koppelpunkte an beliebigen Stellen der Hebelarme vorzusehen. Des weiteren ist es möglich, dass der Koppelpunkt 4 mit dem Koppelpunkt 9 und der Koppelpunkt 3 mit den Koppelpunkt 8 verbunden ist, was in einer der Drehrichtung des Hebels 2 entgegengesetzten Drehrichtung des Hebels 12 resultiert.
Wenn ein Schaltfinger der Schaltwelle in den Mitnehmer 1 eingreift und die Schaltwelle gedreht wird (die Bewegungsrichtung ist im oberen Teil der Figur durch den Pfeil A veranschaulicht), dreht sich der Hebel 2 um die Achse 15, wobei dies über die Verbindung der Koppelpunkte des Hebels 2 und des mit der Schaltschwinge 10 verbundenen Hebels 12 in einer Drehbewegung der Schaltschwinge 10 um die Achse 13 resultiert, was eine Schaltbewegung der Schiebemuffe zur Folge hat; die erzielbare Schaltrichtung der Schiebemuffe ist in der Figur durch den Pfeil B veranschaulicht.
Ist der Mitnehmer 1 über der Drehachse 15 angeordnet, wie in der Figur gezeigt, dann wird die Schiebemuffe gleichsinnig bezüglich der Schaltwellenschaltrichtung geschaltet; für den Fall, dass der Mitnehmer 1 unterhalb der Drehachse 15 angeordnet ist, wird die Schiebemuffe bezüglich der Schaltwellenschaltrichtung gegensinnig geschaltet.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird eine Schalteinrichtung für ein Handschaltgetriebe zur Verfügung gestellt, welche bezüglich der Schaltrichtungen und Übersetzungen sehr variabel ist. Des weiteren weist sie eine hohe Variabilität bezüglich der Anordnung der Synchronisierungen im Getriebe auf, was anhand der 2 und 3 veranschaulicht wird.
Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Anordnung der Hebel 2, 12 im Vergleich zur Ausführungsform nach 1 um 90° gedreht. Dadurch können beispielsweise Synchronisierungen in einem Getriebe vertauscht angeordnet werden, wobei die räumliche Anordnung der entsprechenden Schalteinrichtung bzw. der Schaltwellen und der Mitnehmer unverändert bleibt.
Dies wird in 3 veranschaulicht, bei der zwei Ausführungen eines Getriebes in Vorgelegebauweise dargestellt sind, die sich darin unterscheiden, dass die Reihenfolge der Synchronisierungen 4-3 und 6-5 axial betrachtet vertauscht ist, wie durch die Pfeile verdeutlicht. Für beide Ausführungsformen kann die räumliche Anordnung der Schaltwellen und der Mitnehmer unverändert bleiben, was den Konstruktionsaufwand und die Herstellungskosten in vorteilhafter Weise signifikant reduziert.
Die beschriebene Schalteinrichtung weist zudem den Vorteil auf, dass Mitnehmerhebel und Schaltschwingen als Gleichteile innerhalb eines Getriebes ausgebildet sein können. Ein weiterer Vorteil resultiert aus dem Leichtbau der kraftleitenden Teile bzw. der Koppelelemente zwischen den Hebeln bzw. den Koppelpunkten, die als dünne Bleche ausgebildet sind.
Selbstverständlich fällt auch jede konstruktive Ausbildung, insbesondere jede räumliche Anordnung der Bauteile der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung an sich sowie zueinander und soweit technisch sinnvoll, unter den Schutzumfang der vorliegenden Ansprüche, ohne die Funktion der Schalteinrichtung, wie sie in den Ansprüchen angegeben ist, zu beeinflussen, auch wenn diese Ausbildungen nicht explizit in den Figuren oder in der Beschreibung dargestellt sind.

1: Mitnehmer
2: Hebel
3: Koppelpunkt
4: Koppelpunkt
5: Bolzen
6: Koppelelement
7: Koppelelement
8: Koppelpunkt
9: Koppelpunkt
10: Schaltschwinge
11: Bolzen
12: Hebel
13: Drehachse
14: Gleitstein
15: Achse

Claims

Schalteinrichtung für ein Handschaltgetriebe, umfassend zumindest eine axial verschiebbar und drehbar gelagerte Schaltwelle, die zumindest einen Schaltfinger aufweist, und Schaltschwingen (10), die mit jeweils einer Synchronisations- und Koppelvorrichtung bzw. Synchronisierung wirkverbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schaltschwinge (10) eine Drehachse (13) aufweist und dass sie zur Betätigung jeder Schaltschwinge (10) einen um eine Drehachse (15) gelagerten zweiarmigen Hebel (2), an dem ein Mitnehmer (1) für einen Schaltfinger der Schaltwelle befestigt ist und einen mit der Schaltschwinge (10) verbundenen und senkrecht zur Drehachse (13) angeordneten und um diese Achse drehbaren zweiarmigen Hebel (12) aufweist, wobei der Hebel (12) parallel zum Hebel (2) angeordnet ist und derart mit dem Hebel (2) verbunden ist, dass eine Drehbewegung des Hebels (2) in einer Drehbewegung des Hebels (12) und somit in einer Betätigung der Synchronisations- und Koppelvorrichtung bzw. Synchronisierung resultiert.
Schalteinrichtung für ein Handschaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Hebel (2, 12) zwei Koppelpunkte (3, 4) bzw. (8, 9) aufweist, wobei jedem Hebelarm ein Koppelpunkt zugeordnet ist und wobei jeder Koppelpunkt des Hebels (2) mit jeweils einem Koppelpunkt des mit der Schaltschwinge verbundenen Hebels (12) über ein Koppelelement (6, 7) verbunden ist.
Schalteinrichtung für ein Handschaltgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelpunkte der Hebel (2, 12) spiegelsymmetrisch um die jeweilige Drehachse (15, 13) der Hebel (2, 12) angeordnet sind.
Schalteinrichtung für ein Handschaltgetriebe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (15) des Hebels (2) und die Drehachse (13) des Hebels (12) in etwa in der Mitte der Hebel (2, 12) entlang deren Längsrichtung vorgesehen sind.
Schalteinrichtung für ein Handschaltgetriebe nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelelemente (6, 7) zwischen den Koppelpunkten (3, 4, 8, 9) als dünne Bleche ausgebildet sind, wobei die Auslegung der Koppelelemente (6, 7) auf Zug erfolgt.