DE19841104A1

DE19841104A1 - Schaltvorrichtung für ein Zahnräderwechselgetriebe

Info

Publication number: DE19841104A1
Application number: DE1998141104
Authority: DE
Inventors: Friedrich Duckeck; Guenter Woerner
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1998-01-30
Filing date: 1998-09-09
Publication date: 2000-03-23

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltvorrichtung für ein Zahnräderwechselgetriebe mit einem Fernschaltgestänge zur Übertragung der Schaltbewegung und mit einem flexiblen Stellgestänge zur Übertragung der Wählbewegung und mit einem Koppelgestänge zur Abstützung der Reaktionskräfte zwischen einem Handschalthebel und dem Zahnräderwechselgetriebe. DOLLAR A Um den Raumbedarf für die Verbindung zwischen der Schaltwelle und dem Handschalthabel bei einer Schaltvorrichtung der eingangs genannten Art geringer zu gestalten, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Fernschaltgestänge flexibel ist und in einem hohen Mittelteil des Koppelgestänges verlegt ist.

Description

Die Erfindung betrifft gemäß Gattungsbegriff eine Schaltvor richtung nach dem Patentanspruch 1 des Hauptpatentes, bei wel cher zwischen einem Zahnräderwechselgetriebe und einer Halte- Einrichtung für die Lagerung eines schwenkbaren Handschalthe bels ein Koppelgestänge und ein Fernschaltgestänge angeordnet sind. Das Koppelgestänge und das Fernschaltgestänge erstrecken sich dabei räumlich nebeneinander in Fahrzeuglängsrichtung.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird im wesentli chen darin gesehen, den Raumbedarf einer Schaltvorrichtung der gattungsgemäßen Art geringer zu halten.

Die erläuterte Aufgabe ist gemäß der Erfindung mit den kenn zeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung nach dem Zusatz- Patent ist das Fernschaltgestänge flexibel ausgeführt und zu mindest teilweise in einem Mittelteil des Koppelgestänges ge führt. Die flexible Ausgestaltung des Fernschaltgestänges ist notwendig, da das Fernschaltgestänge an der Verbindungsstelle zum Handschalthebel infolge dessen Schwenkbewegung bei Schalt bewegungen neben der translatorischen Bewegung zusätzlich eine Bewegung quer zur Fahrzeuglängsrichtung ausführt. Durch eine elastische Biegung im Fernschaltgestänge kann diese Querbewe gung des Fernschaltgestänges im Bereich der Führung im Mittel teil unterbunden werden, so daß sich ein Raumgewinn in diesem Bereich einstellt.

Vorteilhafterweise ermöglicht die Ausgestaltung nach der Erfin dung die Verwendung von Bowdenzügen, Gelenken und Dämpfern, wie sie als handelsübliche Bauteile erhältlich sind.

Die Patentansprüche 2 und 4 enthalten preisgünstige und einfach zu montierende Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung.

Die Patentansprüche 3 und 5 haben vorteilhafte Ausgestaltungs formen mit jeweils einem Dämpfer, der eine Schwingungsübertra gung vom Getriebe auf den Handschalthebel reduziert, zum Gegen stand.

Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Be schreibung hervor.

Die Erfindung ist nachstehend anhand einer in der Zeichnung in einer Seitenansicht schematisch dargestellten Ausführungsform näher beschrieben.

Gegenüber einem festen Aufbauteil 6 eines nicht näher darge stellten Fahrzeugaufbaues eines Kraftfahrzeuges ist ein Getrie begehäuse 7 eines Zahnräderwechselgetriebes elastisch abge stützt und mit einem Schlitten 22 für die schwenkbare Lagerung eines Handschalthebels 9 in einer Lageranordnung 10 gekoppelt, wobei der Schlitten 22 in Fahrzeuglängsrichtung beweglich be züglich des Fahrzeugaufbaues geführt ist.

Im folgenden wird die in Fahrzeuglängsrichtung vom Handschalt hebel 9 auf das Getriebegehäuse 7 weisende Richtung als links und die entgegengesetzte Richtung als rechts bezeichnet.

Der Schlitten 22 ist in einer zum fahrzeugfesten Aufbauteil 6 bewegungsfest angeordneten Schlittenführung 23 in Fahrzeug längsrichtung verschiebbar geführt. Die Schlittenführung 23 weist dazu eine Führungsebene 24-24 auf, die in Fahrzeuglängs richtung nach vorn um den Winkel α geneigt ist, so daß auch der Schlitten 22 um diesen Winkel α geneigt ist. Der Schlitten 22 ist mit der Halte-Einrichtung 13 verschraubt, in der die La geranordnung 10 angeordnet ist. Wesentlicher Bestandteil der Lageranordnung 10 ist ein Kugelgelenk 46, dessen Gelenkkugel 47 bewegungsfest zum Handschalthebel 9 und dessen die Gelenkkugel 47 gleitend und drehbeweglich halternde Kugelpfanne 48 bewe gungsfest zu der Halte-Einrichtung 13 angeordnet sind. Das Ku gelgelenk 46 und eine nicht mehr dargestellte Kulissenführung vermitteln eine Schwenkbeweglichkeit des Handschalthebels 9 um zwei zueinander senkrechte Schwenkachsen 11-11 und 12-12 für die Schalt- und Wählbewegungen des Handschalthebels 9.

Im folgenden werden die Bauteile der Schaltvorrichtung zur Übertragung der Schaltbewegung, d. h. das Schwenken des Hand schalthebels 9 um die Schwenkachse 11-11 erläutert.

Das Kugelgelenk 46 unterteilt den Handschalthebel 9 in einen den nicht näher dargestellten Schaltgriff aufweisenden oberen Hebelteil 79 und in einen unteren Hebelteil 80, der durch ein weiteres Kugelgelenk 34 mit einem flexiblen Fernschaltgestänge 14 verbunden ist. Dieses Kugelgelenk 34 wird dabei aus dem zur Gelenkkugel ausgebildeten unterem Ende des unteren Hebelteiles 80 und einer bewegungsfest an einem Ende des Fernschaltgestän ges 14 angeordneten Gelenkpfanne gebildet. Das Fernschaltge stänge 14 führt zu einer im Getriebegehäuse 7 drehbar und axial verschiebbar gelagerten Schaltwelle 8 mit einem das Getriebege häuse 7 nach außen durchsetzenden Wellenende, mit dem das Fern schaltgestänge 14 an seinem anderen Ende durch ein weiteres Ku gelgelenk 33 verbunden ist. Das Fernschaltgestänge 14 ist dabei in einem hohlen Mittelteil 84 eines Koppelgestänges 49 geführt. Das Koppelgestänge 49 umfaßt zwei Formbleche 61, 62 und das Mittelteil 84, welches sich aus zwei mittels eines Verbindungs rohres 64 miteinander verbundenen ringförmigen Dämpfern 65a, 65b zusammensetzt. Dieses Koppelgestänge 49 stützt sich mittels des ersten Formbleches 61 am Schlitten 22 und mittels des zwei ten Formbleches 62 am Getriebegehäuse 7 ab.

Das erste Formblech 61 ist dazu an seinem rechten Ende bewe gungsfest mit dem Schlitten 22 verbunden. An seinem anderen En de weist das Formblech 61 einen nach oben gebogenen Ansatz 63 auf. In diesem Ansatz 63 ist eine Bohrung 67 angeordnet, die im wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet ist. Der er ster Dämpfer 65a ist von rechts in die Bohrung 67 gesteckt.

Dieser erste Dämpfer 65a umfaßt ein zweiteiliges Dämpfergehäuse 66a aus Metall, einen Sicherungsring 68a, ein Führungsrohr 69a und eine Führungsrohraufnahme 70a aus Metall, eine gummielasti sche Aufnahme 82a, die von zwei Gummibuchsen 71a, 72a gebildet wird und eine Schlauchfassung 73a.

Das Dämpfergehäuse 66a weist einen ringförmigen Absatz 74a auf, der sich axial am Ansatz 63 des ersten Formbleches 61 auf des sen dem Schalthebel 9 zugewandter Seite abstützt. Auf der ande ren Seite des Ansatzes 63 am Formblech 61 ist der Dämpfer 65a mittels des geschlitzten Sicherungsringes 68a, der in einer Um fangsnut des Dämpfergehäuses 66a aufgenommen ist, axial abge stützt. Im Dämpfergehäuse 66a ist koaxial zu diesem die Füh rungsrohraufnahme 70a mittels der beiden Gummibuchsen 71a, 72a gummielastisch aufgenommen. Das rechte Ende der Führungsrohr aufnahme 70a ist dabei am äußeren Umfang in der ersten Gummi buchse 72a aufgenommen und auf seiner Innenseite mit der Schlauchfassung 73a verbunden. Das linke Ende der Führungsrohr aufnahme 70a ist an seinem äußeren Umfang in der zweiten Gummi buchse 71a aufgenommen und über ein sphärisches Gelenk 83a mit dem rechten Ende des Führungsrohres 69a gelenkig verbunden. Da zu weist die Führungsrohraufnahme 70a am linken Ende auf der Innenseite eine Kugelpfanne 75a auf, die eine Gelenkkugel 76a, die am rechten Ende des Führungsrohres 69a angeordnet ist, auf nimmt. Das Führungsrohr 69a ist ebenfalls in der zweiten Gummi buchse 71a aufgenommen und erstreckt sich in die auf das Ge triebegehäuse 7 weisende Richtung (nach links). Das Führungs rohr 69a ist an seinem linken Ende in das rechte Ende des Ver bindungsrohres 64 eingepreßt. In das linke Ende dieses Verbin dungsrohres 64 ist das rechte Ende eines Führungsrohres 69b des zweiten Dämpfers 65b eingepreßt. Dieser zweite Dämpfer 65b um faßt neben diesem Führungsrohr 69b ebenso wie der erste Dämpfer 65a ein zweiteiliges Dämpfergehäuse 66b aus Metall, einen Si cherungsring 68b und eine Führungsrohraufnahme 70b aus Metall, eine gummielastische Aufnahme 82b, die von zwei Gummibuchsen 71b, 72b gebildet wird und eine Schlauchfassung 73b. Diese Bau teile des Dämpfers 65b sind zueinander in gleicher Weise wie beim ersten Dämpfer 65a angeordnet. So ist beispielsweise das Führungsrohr 69 mittels eines sphärischen Gelenkes 83b gelen kig in der Führungsrohraufnahme 70b aufgenommen. Der Dämpfer 65b ist jedoch von links in eine Bohrung 77 gesteckt, die in einem gebogenen Ansatz 78 des zweiten, mit dem Getriebegehäuse 7 verschraubter, Formbleches 62 angeordnet ist. Dabei stützt sich der Dämpfer 65b axial mittels eines Absatzes 74b am Ansatz 78 des Formbleches 62 auf dessen dem Getriebegehäuse 7 zuge wandter Seite ab. Auf der anderen Seite des Ansatzes 78 des Formbleches 62 ist der Dämpfer 65b mittels des geschlitzten Si cherungsringes 68b, der in einer Umfangsnut des Dämpfergehäuses 66b aufgenommen ist, abgestützt.

Im folgenden wird die Abstützung und die Funktionsweise der Schaltvorrichtung bei einer Schaltbewegung des Handschalthebels 9 erläutert.

Die Schwenkbewegung des Handschalthebels 9 um die Schwenkachse 11-11 am Kugelgelenk 46 wird am Kugelgelenk 34 in eine Trans versalbewegung des Fernschaltgestänges 14 umgewandelt. Das Fernschaltgestänge 14 überträgt dabei die Transversalbewegung (Schaltbewegung) über das Kugelgelenk 33 auf die Schaltwelle 8. Dabei stützt das Koppelgestänge 49 die Kräfte in Fahrzeuglängs richtung in Form von Normalkräften in dem Koppelgestänge 49 ab. Durch diese Abstützung vermag das Koppelgestänge 49 und somit auch die Lageranordnung 10 mit dem Handschalthebel 9 aufgrund der in Fahrzeuglängsrichtung begrenzt verschiebbaren Führung des Schlittens 22 in der zum fahrzeugfesten Aufbauteil 6 bewe gungsfest angeordneten Schlittenführung 23 in Fahrzeuglängs richtung begrenzte Ausgleichsbewegungen durchführen, so daß sich Relativbewegungen zwischen Zahnräderwechselgetriebe und Fahrzeugaufbau nicht auf den Handschalthebel 9 in Form uner wünschter Ein- oder Ausrückbewegungen auswirken können.

Infolge der sphärischen Lagerung der beiden Führungsrohre 69a, 69b in den beiden Führungsrohraufnahmen 70a, 70b werden über das Koppelgestänge 49 vom Zahnräderwechselgetriebe weder Torsi onsmomente noch Biegemomente auf den Handschalthebel 9 übertra gen.

Im folgenden werden die Bauteile der Schaltvorrichtung zur Übertragung der Wählbewegung, d. h. das Schwenken des Hand schalthebels 9 um die Schwenkachse 12-12 erläutert.

Ein nicht näher dargestellter stabförmiger Hebelarm ist koaxial zu der der Schaltbewegung zugeordneten Schwenkachse 11-11 ange ordnet. Dieser stabförmige Hebelarm ist an einem Ende bewe gungsfest mit der Gelenkkugel 47 des Kugelgelenkes 46 verbun den. Der stabförmige Hebelarm weist an seinem anderen Ende eine Gelenkkugel eines Kugelgelenkes 29 auf, dessen Kugelpfanne be wegungsfest mit einem Hebelarm 59 eines zweiarmigen Winkelhe bels 55 verbunden ist. Dieser Winkelhebel 55 ist schwenkbar um eine Schwenkachse 56-56 gelagert, die parallel zur Schwenkachse 11-11 des Handschalthebels 9 angeordnet ist, wenn sich dieser in der Gasse des dritten und des vierten Ganges befindet. Ein anderer Hebelarm 57 des Winkelhebels 55 ist durch ein sphäri sches Gelenk 58 mit dem dem Handschalthebel 9 zugeordneten Ge stängeende des Wählstellgestänges 15 verbunden.

Das Wählstellgestänge 15 ist an seinem dem Handschalthebel 9 zugeordneten Gestängeende in einer Führungsbuchse 52 geführt, welche durch einen Halter 51 an der Halte-Einrichtung 13 befe stigt ist. Das Wählstellgestänge 15 ist an seinem der Schalt welle 8 zugeordnetem Gestängeende in einer Führungsbuchse 54 geführt, welche durch einen Halter 53 am Getriebegehäuse 7 be festigt ist. Die Führungsbuchsen 52 und 54 sind jeweils mit ei nem Ende einer Gestängehülle 81 gekoppelt, die das Wählstellge stänge 15 zwischen den Führungsbuchsen 52, 54 führt.

An dem Halter 53 des Getriebegehäuses 7 ist noch ein zweiarmi ger Winkelhebel 36 um eine quer zur Fahrzeuglängsrichtung lie gende Schwenkachse 37-37 schwenkbar angeordnet, an dessen einem Hebelarm 38 das der Schaltwelle 8 zugeordnete Gestängeende des Wählstellgestänges 15 durch ein sphärisches Gelenk 39 angelenkt ist. Der andere Hebelarm 40 des Winkelhebels 36 ist durch ein sphärisches Gelenk 41 mit einer Lenkerstange 42 verbunden, wel che durch ein sphärisches Gelenk 43 mit dem einen Ende eines Hebelarmes 44 verbunden ist. Der Hebelarm 44 ist an seinem an deren Ende ebenso wie die Schaltwelle 8 bewegungsfest mit einer Kugelpfanne 45 des Kugelgelenkes 33 verbunden.

Im folgenden wird die Funktionsweise der Schaltvorrichtung bei einer Wählbewegung des Handschalthebels 9 erläutert.

Infolge der Schwenkbewegung (Wählbewegung) des Handschalthebels 9 um die Schwenkachse 12-12 wird auch der nicht näher darge stellte stabförmige Hebelarm um die Schwenkachse 12-12 ge schwenkt. Diese Schwenkbewegung des stabförmigen Hebelarmes wird über das Kugelgelenk 29 auf den Winkelhebel 55 übertragen, der dadurch um seine Schwenkachse 56-56 geschwenkt wird. Diese Schwenkbewegung des Winkelhebels 55 wird über das am Hebelarm 57 des Winkelhebels 55 angeordnete sphärische Gelenk 58 auf das dem Handschalthebel 9 zugeordnete Gestängeende des Wählstellge stänges 15 übertragen. Dabei führt das Wählstellgestänge 15 ei ne translatorische Bewegung innerhalb der Gestängehülle 81 aus. Diese translatorische Bewegung wird über das sphärische Gelenk 39 auf den Winkelhebel 36 übertragen, der wiederum eine Schwenkbewegung ausführt. Diese Schwenkbewegung des Winkelhe bels 36 wird über das an dem Hebelarm 40 des Winkelhebels 36 angeordnete sphärische Gelenk 41 auf das untere Ende der Len kerstange 42 übertragen. Dabei führt die Lenkerstange 42 eine translatorische Bewegung aus. Diese translatorische Bewegung wird über das sphärische Gelenk 43 auf den Hebelarm 44 übertra gen, der wiederum eine Schwenkbewegung ausführt. Da dieser He belarm 44 mit der Schaltwelle 8 verbunden ist, führt diese schließlich eine begrenzte Drehbewegung (Wählbewegung) aus. Die Neigung des Schlittens 22 um den Winkel α ist für die er findungsgemäße Ausführung der Schaltvorrichtung nicht unbedingt notwendig. Je nach dem im Fahrzeug für den Einbau der Schalt vorrichtung zur Verfügung stehenden Raum ist auch eine waage rechte Einbaulage des Schlittens 22 möglich.

Claims

1. Schaltvorrichtung für ein Zahnräderwechselgetriebe

1. mit einem festem Aufbauteil (6) eines Fahrzeugaufbaues
2. mit einem Getriebegehäuse (7) des Wechselgetriebes
3. mit einer Schaltwelle (8)
4. mit einem Freiheitsgrad gegenüber dem Getriebegehäuse (7) zum Betätigen von Zahnradkupplungen
5. mit einem Wählglied
6. mit einem Freiheitsgrad gegenüber dem Getriebegehäuse (7) zum Auswählen einer Zahnradkupplung für deren Betätigung durch die Schaltwelle (8)
7. mit einer elastischen Abstützung gegenüber dem Aufbauteil (6)
8. mit einem Handschalthebel (9)
9. mit einer Lageranordnung (10) zur schwenkbaren Lagerung um zwei zueinander senkrechte Schwenkachsen (11-11 u. 12-12)
10. mit einer Halte-Einrichtung (13) zur Halterung der Lageranordnung (10) gegenüber dem festen Aufbauteil (6)
11. mit einem Fernschaltgestänge (14), welches den Handschalthebel (9) mit der Schaltwelle (8) kinematisch so verbindet, daß die Schwenkbewegungen um die eine Schwenkachse (11-11) zwangsläufig zu Bewegungen der Schaltwelle (8) in de ren Freiheitsgrad zum Betätigen von Zahnradkupplungen führen
12. mit einem flexiblen Stellgestänge (15) zur Übertragung von Zug- und Druckkräften, welches den Handschalthebel (9) mit dem Wählglied kinematisch so verbindet, daß die Schwenkbewe gungen um die andere Schwenkachse (12-12) zwangsläufig zu Be wegungen des Wählgliedes in dessen Freiheitsgrad zum Auswäh len einer Zahnradkupplung führen,

wobei die Halte-Einrichtung (13) als Teil eines Koppelgestän ges (49) ausgeführt ist und das Koppelgestänge (49) an seinem in Fahrzeuglängsrichtung vorn liegenden einen Gestängeende an das Getriebegehäuse (7) und an seinem in Fahrzeuglängsrich tung hinten liegenden anderen Gestängeende an dem festen Auf bauteil (6) unter Aufrechterhaltung einer Relativbewegung in Fahrzeuglängsrichtung verbunden ist und die Lageranordnung (10) an dem in Fahrzeuglängsrichtung hinten liegenden Gestän geende des Koppelgestänges (49) vorgesehen sowie die Schalt welle (8) zusätzlich als Wählglied mit dem Freiheitsgrad zum Auswählen einer Zahnradkupplung ausgebildet und mit dem fle xiblen Stellgestänge (15) gekoppelt ist, nach Hauptpatent . . . (Patentanmeldung 198 03 593.4-14 = Daim 27569/4) dadurch gekennzeichnet, daß das Fernschaltgestänge (14) flexibel ist und in einem hohlen Mittelteil (84) des Koppelgestänges (49) verlegt ist.

2. Schaltvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gelenkträger (Formblech 62) einerseits mit dem hohlen Mittelteil (84) und andererseits mit dem Getriebegehäuse (7) verbunden ist.

3. Schaltvorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelgestänge (49) einen ringförmigen Dämpfer (65b) umfaßt, der in dem Gelenkträger (Formblech 62) angeordnet ist.

4. Schaltvorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Gelenkträger (Formblech 61) einerseits mit dem hohlen Mittelteil (84) und andererseits mit der Halte- Einrichtung (13) verbunden ist.

5. Schaltvorrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelgestänge (49) einen weiteren ringförmigen Dämp fer (65a) umfaßt, der in dem weiteren Gelenkträger (Formblech 61) angeordnet ist.