DE10319705A1 - Schalt-/Wählvorrichtung für das Getriebe eines Fahrzeuges - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schalt-/Wählvorrichtung für das Getriebe eines Fahrzeuges, bestehend aus der Lagerung, dem Gehäuse, dem Schalt- oder Wählhebel und Seilzügen zwischen dem Getriebe und dem Schalt- und Wählhebel, welches sich dadurch auszeichnet, daß ein Schwenk- oder Pendellager (2), bestehend aus Lagerkugel (3) und Lagerring (4), auf einer Welle (5) angeordnet ist, wobei die Enden der Welle (5) in Öffnungen (8) des Schalt- oder Wählgabelhebels (6) und der Lagerring (4) im Gehäuse (1) fest angeordnet sind. Weiterhin wird vorgeschlagen, die Enden der Welle (5) in die Öffnungen des Gehäuses (1) und den Lagerring (4) in einer Öffnung des Schalt- oder Wählhebels (7) anzuordnen. Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, daß bei hohen Schalt- und Wählkräften ein geringes Spiel, eine hohe Lebensdauer erreicht wird, wobei die Vorrichtung einfach zu fertigen und zu montieren ist, wobei auf Standardbauteile zurückgegriffen werden kann und ein geringer Platzbedarf erforderlich ist.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Schalt-/Wählvorrichtung für das Getriebe eines Fahrzeuges nach dem Oberbegriff des ersten Patentanspruches.
• Die Erfindung ist überall dort einsetzbar, wo Schalt-/Wählvorrichtungen für Getriebe eines Fahrzeuges vorhanden sind und mit geringem Verschleiß bei hohen Schalt- und Wählkräften schnell und preiswert und bei einer hohen Lebensdauer, einfacher Montage, geringem Platzbedarf und geringem Gewicht zur Anwendung kommen soll. Prinzipiell sind als Schalt- und Wählvorrichtungen Schaltkugeln, bestehend aus Kugelschale, Kugel und Kugelgelenk bekannt. Eine andere grundsätzliche Lösung stellen Kreuzgelenke dar.
• Das Kugelgelenk betreffend werden verschiedene Variationen von Stahlkugeln und Kunststoffschale oder Kunststoffkugel und Kunststoffschale verwendet. In DE 197 55 020 A1 ist ein Axialgelenk und ein Verfahren zur Herstellung eines Axialgelenkes beschrieben. Das Axialgelenk besteht aus einem metallischen Gehäuse mit einer Öffnung und einem Innenraum, einem Kugelzapfen, der eine Gelenkkugel und einen Zapfen aufweist, wobei die Gelenkkugel größtenteils von dem Gehäuse umschlossen ist. Das Axialgelenk weist ferner eine im Wesentlichen aus Kunststoff bestehende Lagerschale auf, die zwischen dem Gehäuse und der Gelenkkugel angeordnet ist. Derartige Gelenke haben den Nachteil eines hohen Verschleißes, wobei dadurch ein hohes Spiel zwischen Lagerschale und der Kugel zustande kommt. Eine weitere und ähnliche Lösung ist beispielsweise in DE 197 36 106 A1 beschrieben, wobei die Lagerung eines Schalthebels für eine Außenschaltung eines Kraftfahrzeuggetriebes dargestellt ist, bei der der Schalthebel auf einem Kugelgelenk gelagert ist. Dabei ist das Kugelgelenk abschnittsweise von einer aus Kunststoff bestehende Lagerschale umgeben. Diese Lösung hat zwar den Vorteil, daß nur ein geringer Teil der Schaltkugel von der Lagerschale umgeben ist, so daß Temperaturschwankungen, wie sie zwischen südlichen und nördlichen Ländern bestehen, nicht zu einem hohen Spiel und einer lockeren Lagerung oder einem geringen Spiel und straffen Schaltung und Lagerung führen. Allerdings hat dieses System den Nachteil, daß das System aufwendig verschlossen werden muß, damit eine Verschmutzung nicht zu erhöhtem Verschleiß führt. Das setzt eine aufwendige Kapselung durch Bälge voraus.
• Aus DE 42 27 413 C2 ist eine Schaltvorrichtung zur mechanischen Fernbedienung eines Wechselbetriebes in einem Fahrzeug bekannt, bei der ein Schalthebel mittels einer Gelenkkugel in einer Lagerschale eines Gehäuses um eine Wählachse und in einem Winkel dazu um eine Schaltachse schwenkbar gelagert und durch schwenkbare Gehäuse gelagerte Gelenke mit der Gelenkkugel verbundene Wählhebel mit Gestängegliedern zur Übertragung zur Schalthebelbewegung mit auf die Schaltelemente im Wechselgetriebe verbunden ist. Diese Ausführungsvariante eines Kugelgelenkes ist aufwendig herstellbar.
• In DE 196 02 382 A1 ist die Außenschaltung für ein Wechselgetriebes eines Fahrzeuges beschrieben, bei der ein Schalthebel auf einer Kugel in einer Lagerschale aus Kunststoff in einem Schalthebelgehäuse in einer Wählebene winkelig dazu in mehreren Schaltebenen beweglich gelagert ist und an sich seitlich im rechten Winkel zum Schalthebel erstreckenden Zapfen befestigte Bautenzügen die Bewegungen des Schalthebels auf Schaltelemente des Wechselgetriebes übertragen. Auch bei dieser Lösung umgibt die Lagerschale aus Kunststoff die Kugel weitestgehend. Daraus resultieren nicht nur eine aufwendige Fertigungstechnologie, sondern auch die bereits obengenannten Nachteile. Die Verwendung von Kunststoff für die Lagerung scheint besonders da, wo hohe Schaltkräfte auftreten, problematisch, da hohe Feuerfestigkeitsanforderungen, insbesondere für die Fertigung und den Einsatz in LKWs bestehen. Diese Anforderungen sehen beispielsweise vor, daß die vorhandenen Teile ca. 20 Minuten Brandbeständigkeit aufweisen müssen, d. h., daß keine Temperaturen oberhalb von 600°C entstehen. Dazu sind Kugelgelenke unter Verwendung von Kunststoff von Nachteil.
• Die als Alternative verwendbaren Kreuzgelenke weisen vier Lagerstellen auf, die eingepaßt werden müssen, wobei um zwei separate Achsen gedreht wird. Die vier Lagerstellen werden in der Regel mit Nadellager ausgeführt, die teuer und aufwendig zu fertigen sind. Da die gegenüberliegenden Lager genau passen müssen, erfordert die Herstellung derartiger Kreuzgelenke eine komplizierte Montage, was mit Gußteilen außerordentlich schwierig realisierbar ist. Der Einsatz von Kunststoffteilen zieht die obengenannten Nachteile nach sich. Weiterhin ist eine gute Lagerabdichtung erforderlich, was zu einem erhöhten Herstellungsaufwand führt. Kreuzgelenke weisen weiterhin den Nachteil eines hohen Gewichtes und eines hohen Platzbedarfes auf.
• Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Schalt-/Wählvorrichtung für das Getriebe eines Fahrzeuges zu entwickeln, die für hohe Schalt- oder Wählkräfte geeignet ist, hohe Feuersicherheit aufweist, unempfindlich gegen Temperaturschwankungen ist, nur eine Lagerstelle aufweist, wobei die Lebensdauer hoch sein soll und eine gekapselte Lagerung einfacher realisierbar ist, ein geringes Spiel auftritt, die Fertigung einfach und sicher ist, wobei das Gewicht der Vorrichtung gering sein soll und möglichst auf Standardteile der Fertigung zurückgegriffen werden soll.
• Diese Aufgabe wird durch eine Schalt-/Wählvorrichtung nach den Merkmalen des ersten und zweiten Patentanspruches gelöst. Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wieder.
• Die erfindungsgemäße Lösung sieht vor, daß statt eines Kreuzgelenkes oder eines Kugelgelenkes ein Schwenk- oder Pendellager, bestehend aus Lagerkugel und Lagerring auf einer Welle angeordnet ist, wobei die Enden der Welle in der Öffnung der Schalt- oder Wählhebelgabel angeordnet sind und der Lagerring im Gehäuse fest angeordnet ist. Dadurch können Bewegungen der Schalt- oder Wählhebelgabel gegenüber dem Gehäuse erfolgen, ohne daß die obengenannten Nachteile des Standes der Technik auftreten.
• Ein auf einer Welle angeordnetes Schwenk- oder Pendellager kann mit seinem Lagerring auch direkt in einer Öffnung des Schalt- oder Wählhebels angeordnet sein, wobei die Enden der Welle in Öffnungen des Gehäuses befestigt sind. Damit wird bei unterschiedlicher Bauweise von Schalt- oder Wählhebel und Gehäuse die gleiche vorteilhafte Wirkung erreicht.
• Vorteilhaft ist es, an einem Ende der Welle ein Lager für einen Anschluß an einem Ende des Umlenkhebels anzuordnen.
• Die Lagerung des Winkelhebels kann aber auch am oder im Gehäuse angeordnet sein.
• Zwischen der Lagerung und dem Umlenk- oder Wählhebel kann eine Feder angeordnet sein, die das Rückholen des Winkelhebels erleichtert.
• In einer weiteren Ausführungsvariante kann an der Schalt- oder Wählhebelgabel die Lagerschale für einen Kugelbolzen am Winkelhebel angeordnet sein.
• Vorteilhaft ist es, an der Lagerschale eine Dichtkappe anzuordnen, so daß Verschmutzungen nicht auftreten können. Der Kugelhebel kann an dem Schalt- oder Wählhebel angeordnet sein, der in ein Lager am Umlenkhebel eingreift.
• Vorteilhaft ist es, am Ende der Lagerwelle eine Schaltrastierung mit Kulisse anzuordnen, die gegen ein Gegenstück wirkt. Damit ist gewährleistet, daß der Schaltende ein gutes Schaltgefühl hat und weiß, ob ein Schaltvorgang stattgefunden hat.
• Weiterhin ist es vorteilhaft, am Gehäuse oder der Schalt- oder Wählhebelgabel einen nichtmetallischen Anschlag anzuordnen. Damit wird die Schalt- und Wählbewegung begrenzt und vermieden, daß Metallteile beim Schalt- und Wählvorgang aufeinandertreffen.
• Vorteilhaft ist es weiterhin, am Gehäuse ein Gegenlager für Kabelzüge anzuordnen.
• Die vorgeschlagene Schalt-/Wählvorrichtung hat den Vorteil, daß durch das Wegfallen von Kunststoffteilen eine hohe Feuersicherheit gewährleistet ist, wobei hohe Schalt- und Wählkräfte von der Vorrichtung aufgenommen werden können, wobei hohe Temperaturschwankungen nicht zu einer unterschiedlichen Straffheit des Schaltvorganges und einem vorzeitigen Verschleiß führen. Die Lagerung des Schwenk- und Pendellagers muß nicht zusätzlich gekapselt sein, wobei das Spiel des Lagers gering ist und seine Lebensdauer hoch. Die Vorrichtung ist unempfindlich gegen Fertigungstoleranzen, wobei eine einfache und sichere Fertigung mit wenigen Bauteilen bei geringem Platzbedarf und geringem Gewicht möglich ist und vorteilhafterweise Standardbauteile verwendbar sind, was keine separaten Werkzeugkosten zur Herstellung der Vorrichtung zur Folge hat.
• Im Folgenden wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel und zehn Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen:
• 1: Explosionsdarstellung eines Schwenklagers zwischen Schalthebelgabel und Gehäuse auf der Lagerwelle
• 2: Zusammenbauzeichnung mit in die Schaltgabel integrierte Lagerung des Umlenkhebels
• 3: Explosionsdarstellung von 2
• 4: Erfindungsgemäße Lagerung für die Schaltung für einen schrägen Einbau an einem Fahrzeug
• 5: Schnittdarstellung der Lageschale oder Lagerbuchse an der Schalthebelgabel für den Kugelbolzen am Umlenkhebel
• 6: Detaildarstellung der Lagerschale oder Lagerbuchse am Umlenkhebel für den Kugelbolzen an der Schalthebelgabel
• 7: Erfindungsgemäße Lösung mit horizontaler Anbindung eines Schalt- oder Wählkabels unterhalb des Gehäuses
• 8: Erfindungsgemäße Lösung mit einer Schaltung mit vertikaler Kabelanbindung
• 9: Darstellung in einer Ausführungsvariante, bei der das Gehäuse eine gabelförmige Lagerung aufweist und der Schalthebel als einfache Lagerung ausgebildet ist.
• 10: Darstellung einer Ausführungsvariante, bei der die Welle und Lagerkugel aus einem einzigen Teil bestehen.
• Die 1 zeigt eine Explosionsdarstellung des Schwenk- oder Pendellagers 2, bestehend aus der Lagerkugel 3 und dem Lagerring 4, welche zwischen der Öffnung des Gehäuses 1 und der Lagerwelle 5 angeordnet sind. Die Enden der Lagerwelle 5 sind in Bohrungen 8 der Schalthebelgabel 6 angeordnet. Die Schalthebelgabel 6 weist zwei weitere Bohrungen auf, in die Schrauben zur Befestigung des Kugelzapfens 11 befestigt werden, durch die der Umlenk- oder Wählhebel 9 bewegt wird. Der Umlenk- oder Wählhebel 9 wird um eine Lagerung 10 gedreht, die eine feste Lagerung 20 im Gehäuse 1 aufweist. Weiter im Gehäuse 1 angeordnet ist ein Anschlag 19 für die Schalthebelgabel 6.
• Die 2 zeigt eine Zusammenbauzeichnung mit in die Schalthebelgabel 6 integrierte Lagerung des Umlenk- oder Wählhebels 9. Der Schalthebel 7 ist an der Schalthebelgabel 6 angeordnet, die über das Schwenk- oder Pendellager 2 mit dem Gehäuse 1 verbunden ist. Die nicht gezeigte Lagerwelle 5 ist mit ihrem einen Ende mit dem Umlenk- oder Wählhebel 9 verbunden, der um seine Lagerung 10 drehbar ist und an seinem anderen Ende einen Kugelzapfen 11 für den Seilzug aufweist. Die Lagerung 10 ist im Gehäuse 1 gelagert, wobei zwischen der Lagerung 20 im Gehäuse und dem Umlenk- oder Wählhebel 9 eine Rückstellfeder 15 angeordnet ist. Das andere Ende der nicht gezeigten Lagerwelle 5 ist mit einer Schaltrastierung 16 verbunden, deren Kulisse 17 gegen das Gegenstück oder Gegenlager 18 wirkt. Damit wird für den Schaltenden ein gutes Schaltgefühl erreicht. Um Geräusche und Verschleiß bei der Berührung zwischen Gehäuse 1 und Schalthebelgabel 6 zu vermeiden, sind am Gehäuse 1 Anschläge 19, 21 angeordnet.
• Die 3 zeigt eine Explosionsdarstellung der 2, in der Teile wie die Lagerwelle 5, die Rückstellfeder 15, der Lagerring 4, die Lagerkugel 3, der Anschlag 21 oder die Dichtkappe 13 deutlicher zu erkennen sind. Zur Montage der Schalt- und Wählvorrichtung in Neutralstellung ist eine Positionsfixierung (23) angeordnet.
• Die 4 zeigt die erfindungsgemäße Lagerung 2 in einer Schaltung für einen schrägen Einbau in einem Fahrzeug, wobei am Umlenk- oder Wählhebel 9 der Kugelzapfen 11 für den Seilzug 12 angeordnet ist und die Seilzüge 12 in einem Gegenlager 22 befestigt sind.
• Die 5 zeigt eine Schnittdarstellung der Lagerschale oder Lagerbuchse 14 an der Schalthebelgabel 6 für den Kugelbolzen 11 des Umlenkhebels 9. Am Umlenkhebel 9 sind zwei Kugelbolzen 11 mittels Schrauben befestigt. Der untere Kugelbolzen 11 ist durch eine Dichtkappe 13 vor schädlichen Umwelteinflüssen geschützt und direkt an der Schalthebelgabel 6 befestigt. Zur Verbindung und zur Übertragung der Bewegung zwischen Schalthebelgabel 6 und Umlenk- oder Wählhebel 9 sind sehr unterschiedliche Anordnungen des Kugelzapfens möglich, wie das in den folgenden Figuren verdeutlicht wird. An der anderen Seite der Lagerwelle 5 ist die Schaltrastierung 16 angebracht, wobei am Gehäuse 1 Anschläge 19 für die Schalthebelgabel 6 angeordnet sind.
• Die 6 zeigt eine Detaildarstellung der Lagerschale oder Lagerbuchse 14 für den Kugelzapfen 11, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel an der Schalthebelgabel 6 befestigt ist.
• Die 10 zeigt eine Ausführungsvariante, in der die Lagerwelle 5 und der Kugelzapfen 11 aus einem einzigen Teil gefertigt sind, so daß aufwendige Schraubverbindungen oder Passungen entfallen können.
• Die 7 zeigt die erfindungsgemäße horizontale Lösung mit Anbindung des Schalt- oder Wählkabels 12 unterhalb des Gehäuses 1, wobei eine Seite der Schalthebelgabel 6 bis unter das Gehäuse 1 verlängert ausgeführt ist und die Seilzüge 12 am Kugelzapfen 11 befestigt sind.
• Die 8 zeigt die Ausführungsvariante einer Schaltung mit vertikaler Anbindung der Seilzüge 12 gegenüber der Schalthebelgabel 6, wobei der Umlenk- oder Wählhebel 9 entfällt und die Seilzüge 12 von Gegenlagern 22 gehalten werden.
• Die 9 zeigt eine Ausführungsvariante, bei der die Lagerwelle 5 in zwei Bohrungen des Gehäuses 1 gelagert ist und den Schalthebel 7 direkt trägt. Der Lagerring 4 des Schwenk- oder Pendellagers 2 ist direkt am Schalthebel 7 angeordnet. Direkt am Schalthebel 7 sind zwei Kugelzapfen 11 für Seilzüge ausgebildet.

1

Gehäuse

2

Schwenk- oder Pendellager

3

Lagerkugel

4

Lagerring

5

Lagerwelle

6

Schalthebelgabel

7

Schalthebel

8

Bohrung

9

Umlenk- oder Wählhebel

10

Lagerung für 9

11

Kugelzapfen oder -bolzen

12

Seilzug

13

Dichtkappe mit Lager 15

14

Lager für Anschluß zu 9

15

Feder/Rückstellfeder

16

Schaltrastierung

17

Kulisse oder Kontur der Schaltrastierung 16

18

Gegenstück oder Gegenlager zur Kulisse 17

19

Anschlag am Gehäuse (1) oder an der Gabel 6

20

Lagerung von 10

21

Anschlag der Schalt- oder Wähleinrichtung

22

Halterung oder Gegenlager für Kabelzüge 12

23

Fixierposition/Fixiernase

Claims (13)

1 Schalt-/Wählvorrichtung für das Getriebe eines Fahrzeuges, bestehend aus der Lagerung, dem Gehäuse, dem Schalt- oder Wählhebel und Seilzügen zwischen dem Getriebe, gekennzeichnet durch – ein Schwenk- oder Pendellager (2), bestehend aus Lagerkugel (3) und Lagerring (4) auf einer Welle (5), wobei die Enden der Welle (5) in Öffnungen (8) der Schalt- oder Wählhebelgabel (6) und der Lagerring (4) im Gehäuse (1) fest angeordnet ist.

Schalt-/Wählvorrichtung für das Getriebe eines Fahrzeuges, bestehend aus der Lagerung, dem Gehäuse, dem Schalt- oder Wählhebel und Seilzügen zwischen dem Getriebe und dem Schalt- oder Wählhebel, gekennzeichnet durch – ein Schwenk- oder Pendellager (2), bestehend aus Lagerkugel (3) und Lagerring (4) auf einer Welle (5), wobei die Enden der Welle (5) in Öffnungen des Gehäuses (1) und der Lagerring (4) in einer Öffnung des Schalt- oder Wählhebels (7) angeordnet ist.

Schalt-/Wählvorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ende der Welle (5) ein Lager (14) für einen Anschluß an einem Ende eines Umlenkhebels (9) angeordnet ist.

Schalt-/Wählvorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenkhebel (9) an einer Lagerung (10) im Gehäuse (1) angeordnet ist.

Schalt-/Wählvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Lagerung (20) und dem Umlenkhebel (9) eine Feder (15) angeordnet ist.

Schalt-/Wählvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Schalt- oder Wählhebelgabel (6) die Lagerschale (14) für einen Kugelbolzen am Umlenkhebel (9) angeordnet ist.

Schalt-/Wählvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Lagerschale (14) eine Dichtkappe (13) angeordnet ist.

Schalt-/Wählvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kugelbolzen an der Schalt- oder Wählhebelgabel (6) angeordnet ist, der in ein Lager (14) am Umlenkhebel (9) eingreift.

Schalt-/Wählvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ende der Lagerwelle (5) eine Schaltrastierung (16) mit Kulisse (17) angeordnet, die gegen ein Gegenstück (18) wirkt.

Schalt-/Wählvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäuse (1) oder der Schalt- oder Wählhebelgabel (6) ein Anschlag (19, 21) angeordnet ist.

Schalt-/Wählvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäuse (1) ein Gegenlager (22) für Kabelzüge (12) angeordnet ist.

Schalt-/Wählvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ende der Lagerwelle (5) ein Kugelzapfen (11) oder Bolzen angeordnet ist oder beide Teile (5, 11) aus einem Stück bestehen.

Schalt-/Wählvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Positionsfixierung (23) in Neutralstellung zur Montage der Schalt-/Wählvorrichtung angeordnet ist.