DE19910515A1

DE19910515A1 - Multiple gear shift with axi-parallel shafts switches gear by circumferential ring grooved for shift pins riding cammed grooves in ring.

Info

Publication number: DE19910515A1
Application number: DE1999110515
Authority: DE
Inventors: Dieter Kraxner
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1999-03-10
Filing date: 1999-03-10
Publication date: 2000-09-14

Abstract

Gear shifts are obtained through a hollow cylinder concentric to one or other gear shaft (1,2) and in the form of a switching ring (9) whose single shifter guide (10) works with the guide pins (11) of the gear rods (3-5). The shifter guide (10) is a groove let into the outside circumference (12) of the ring (9), using cam angles over its length for shifting the rods (3-5), the angles followed both sides by straight idling sectors. The cam angle pairs are in turn extended so as to correspond to the idling sectors. The gear rod end taking the gear shaft bearings has a pin (8) normal to the longitudinal axis of the rod to engage the switching groove (10) round the ring (9). The pin (8) is fitted with a roller (11) to minimize friction at the cam angles along the cam guide (10).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Getriebeschalteinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 für ein mehrgängiges Wechselgetriebe.The invention relates to a gear shift device according to the preamble of claim 1 for a multi-speed change gear.

Ein mehrgängiges Wechselgetriebe mit einer derartigen Getriebeschalteinrichtung ist unter anderen beispielsweise aus der US-PS 4 409 858 bekannt. Bei diesem Wechselgetriebe sind die einzelnen Getriebegänge durch Zahnradpaare, deren eines Zahnrad drehfest auf der einen Getriebewelle angeordnet ist und deren anderes Zahnrad durch ein Losrad gebildet und im Zuge eines Schaltvorganges vermittels einer Synchronkupplung oder Klauenkupplung drehfest mit der zugehörigen Getriebewelle kuppelbar ist, gebildet. Die Synchronkupplung oder Klauenkupplung ist dabei jeweils axial verschieblich auf der zugeordneten Getriebewelle angeordnet und kann über Schaltstange verschoben werden, um das eine oder das andere von benachbarten Zahnrädern drehsicher mit der Getriebewelle zu koppeln bzw. in einer Zwischenstellung beide Losräder frei drehbar zu belassen. Der Erzeugung der für das zum Koppeln bzw. das Entkoppeln der Losräder mit der Getriebewelle erforderlichen axialen Verschiebung der Synchronkupplung oder Klauenkupplung durch die Schaltstangen wird hierbei derart bewerkstelligt, daß jeder Schaltstange eine dem beabsichtigten Schaltvorgang entsprechend willkürlich rotierbare Schaltwalze zugeordnet ist, welche in ihrem Umfang eine Führungskulisse aufweist, in welche ein mit der zugehörigen Schaltstange verbundener Mitnehmer eingreift. Für ein mehrgängiges Wechselgetriebe sind dabei normalerweise drei Schaltwalzen erforderlich, woraus neben einem hohen technischen und konstruktiven Aufwand vor allem ein erhebliche Platzbedarf resultiert.A multi-speed change gear with such a gear shift device is among others, for example, from US Pat. No. 4,409,858. With this Gearboxes are the individual gears through gear pairs, one of which Gear is rotatably arranged on one gear shaft and the other Gear formed by an idler gear and in the course of a switching process by means of a Synchronous clutch or claw clutch rotatably with the associated gear shaft is detachable. The synchronous clutch or claw clutch is in each case axially displaceably arranged on the associated transmission shaft and can Shift rod can be moved to one or the other of neighboring To couple gears securely to the gear shaft or in one Intermediate position to leave both idler gears freely rotatable. The generation of the for that required for coupling or decoupling the idler gears with the gear shaft axial displacement of the synchronous clutch or dog clutch by the Shift rods are accomplished in such a way that each shift rod is one of the intended switching operation according to arbitrarily rotatable shift drum is assigned, which has a guiding backdrop in its scope, into which a engages with the associated shift rod driver. For a Multi-speed change gears are usually three shift drums required, from which in addition to a high technical and constructive effort all this results in a considerable space requirement.

Bei einer anderen aus der DE-PS 953 493 bekannten, gleichfalls für ein mehrgängiges Wechselgetriebe bestimmten Getriebeschalteinrichtung ist eine drei nebeneinanderliegend angeordnete Schaltkulissen und drei zusätzliche Leerlaufkulissen aufweisende und vermittels eines Schalthebels und eines nachgeschalteten eines Schrittschaltwerkes absatzweise rotierbar antreibbare Schaltwalze vorgesehen. Diese Schaltwalzengestaltung ermöglicht es zwar durch axiale Verschiebung der Schaltwalze die Schaltstangen mit den Schaltkulissen außer Eingriff zu bringen und dieserart aus mindestens einem Gang direkt in den Leerlauf zu schalten. Dies ist zwar an sich durchaus vorteilhaft, erfordert aber in der bekannten Bauweise einen erheblichen Bedarf an Einbauraum für die Getriebeschalteinrichtung. Des Weiteren zeichnet sich gerade diese Schalteinrichtung durch ein beträchtliches Gewicht aus.In another known from DE-PS 953 493, also for a multi-course Gearbox specific gear shift device is a three side-by-side shifting gates and three additional ones Idling scenes and by means of a shift lever and one downstream of a step-by-step mechanism, rotatably drivable Shift drum provided. This shift drum design allows it through axial shift of the shift drum except the shift rods with the shifting gate Bring intervention and this way from at least one gear directly into idle switch. Although this is quite advantageous in itself, it requires the known one Construction a considerable need for installation space for the gear shift device. Furthermore, this switching device is characterized by considerable Weight off.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Getriebeschalteinrichtung der im Oberbegriff des Anspruches 1 näher bezeichneten Bauart dahingehend zu verbessern, daß sie auch bei Ausbildung zur Betätigung einer Vielzahl von Schaltstangen einen einfachen Aufbau und einen geringem Bedarf an Einbauraum aufweist, derart, daß sie platzsparend an ein Getriebe anbaubar oder in ein Getriebe einbaubar ist. Darüber hinaus soll sich die Getriebeschalteinrichtung durch eine besondere Leichtgängigkeit auszeichnen.The invention is therefore based on the object of a gear shift device in the To improve the preamble of claim 1 of the type specified in more detail, that they have a training for operating a variety of shift rods has a simple structure and requires little installation space, such that it can be attached to a transmission in a space-saving manner or can be installed in a transmission. About that In addition, the gear shift device should be particularly easy to move award.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Die zur Getriebewelle fluchtende Anordnung, insbesondere eines als Schaltring ausgebildeten Schaltmittels ermöglicht trotz geringen Einbauraumes einen großen Durchmesser des Schaltringes und damit naturgemäß auch sehr lange Erstreckungen der die Schaltbahn bildenden Führungskulisse, was bei geschickter Ausnutzung flach ansteigende Rampen der die Schaltnocken bildenden Abwicklungen der Schaltbahn und dadurch wiederum eine Reibungsverminderung beim Zusammenwirken der Führungselemente der Schaltstangen mit der Führungskulisse und so schließlich eine Leichtgängigkeit gewährleistet. Eine weitere Verbesserung der Leichtgängigkeit der Schalteinrichtung ergibt sich ferner aus einer Ausstattung der mit der Schaltbahn im Eingriff stehenden Zapfen mit Rollen. Diese Maßnahmen ermöglichen eine Leichtgängigkeit der Schalteinrichtung. Dabei ist der Einsatz von Leichtmetall möglich, was eine deutliche Gewichtsverminderung bewirkt. Da ferner erfindungsgemäß allen Schaltstangen lediglich eine einzige Führungskulisse im Schaltring zugeordnet und der Antrieb des Schaltringes weitgehend innerhalb desselben untergebracht sein kann ergibt sich ferner eine kurzbauende Ausbildung der Schalteinrichtung.This object is achieved essentially by the features of Claim 1 solved. The arrangement aligned with the gear shaft, in particular a switching means designed as a switching ring enables despite small Installation space a large diameter of the switching ring and thus naturally also very long extensions of the guide track forming the switching path, which at skilful use of flat rising ramps of the switching cams Developments of the switching path and thereby in turn a reduction in friction Interaction of the guide elements of the shift rods with the guide link and thus finally ensures smooth operation. Another improvement in The smoothness of the switching device also results from the equipment of the the switching path engaging pin with rollers. These measures enable the switching device to move freely. The use of Light metal possible, which causes a significant weight reduction. Since further all shift rods according to the invention only a single guide link in Assigned switching ring and the drive of the switching ring largely within the same can be accommodated there is also a short training of Switching device.

Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beispielsbeschreibung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im Einzelnen beschrieben.The invention is described in the following description of the example on the basis of a Drawing illustrated embodiment described in detail.

Es zeigenShow it

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Getriebeschalteinrichtung;1 shows a section through a gear shift device.

Fig. 2 eine Stirnansicht der Getriebeschalteinrichtung nach Fig. 1; FIG. 2 shows an end view of the gear shift device according to FIG. 1;

Fig. 3 eine Abwicklung des Schaltringes einer Getriebeschalteinrichtung nach Fig. 1 und 2. Fig. 3 is a developed view of the switching ring of a transmission switching device according to Fig. 1 and 2.

Ein in seiner Gesamtheit nicht dargestelltes Wechselgetriebe für Kraftfahrzeuge mit einer Anzahl schaltbarer, jeweils durch miteinander kämmende Zahnradpaarungen gebildeter Gänge ist mit zwei zueinander achsparallel ausgerichteten Getriebewellen 1 und 2 ausgestattet, wobei jeweils eines von zwei gemeinsam einen Gang bildenden Zahnrädern fest mit der einen Getriebeweile verbunden ist, während das komplementäre Zahnrad als Losrad auf der anderen Getriebewelle angeordnet und vermittels einer axial verschiebbaren Schalteinheit mit der Getriebewelle 1 bzw. 2 drehsicher koppelbar ist. Die dem im Ausführungsbeispiel nur andeutungsweise dargestellten Wechselgetriebe zugeordnete Schalteinrichtung enthält, insgesamt drei zueinander und zu den Getriebewellen 1 und 2 achsparallel ausgerichtete Schaltstangen 3, 4, 5, wobei eine erste Schaltstange 3 der axialen Verschiebung einer dem ersten und zweiten Gang zugeordneten Schalteinheit, eine zweite Schaltstange 4 der axialen Verschiebung einer dem dritten und vierten Gang zugeordneten Schalteinheit und eine dritte Schaltstange der axialen Verschiebung einer dem fünften und sechsten Gang dienenden Schalteinheit zugeordnet ist, derart, daß die Schaltstangen 3 bis 5 der wechselweisen Verstellung der zum Ein- und Ausrücken der Gänge mit den Losrädern zusammenwirkenden Schalteinheiten, insbesondere Synchronkupplungen, dienen.A gearbox for motor vehicles, not shown in its entirety, with a number of switchable gears, each formed by meshing gear pairs, is equipped with two gear shafts 1 and 2 aligned axially parallel to one another, one of two gearwheels forming a gear together being permanently connected to the one gearwheel , while the complementary gear is arranged as an idler gear on the other gear shaft and can be coupled in a rotationally secure manner to the gear shaft 1 or 2 by means of an axially displaceable switching unit. The shifting device assigned to the change gearbox, which is only hinted at in the exemplary embodiment, contains a total of three shifting rods 3 , 4 , 5 aligned axially parallel to one another and to the transmission shafts 1 and 2 , a first shifting rod 3 for the axial displacement of a shifting unit assigned to the first and second gear, a second Shift rod 4 is assigned to the axial displacement of a switching unit assigned to the third and fourth gears and a third shift rod is assigned to the axial displacement of a switching unit serving the fifth and sixth gears, such that the shift rods 3 to 5 alternate adjustment of the gears for engaging and disengaging serve with the loose wheels interacting switching units, in particular synchronous clutches.

Jede der Schaltstangen 3 bis 5 ist an ihrem die eine stirnseitige Lagerung der Getriebewellen 1 und 2 aufnehmende Wandung 6 des Getriebegehäuses überragenden Ende 7 mit einem senkrecht zu ihrer Längsachse ausgerichteten Zapfen 8 ausgestattet, über welchen sie mit einer in einem Schaltring 9 ausgebildeten Kulissenführung 10 (Schaltbahn) im Eingriff steht. Wie besonders deutlich aus der Darstellung der Fig. 3 ersichtlich stehen die Zapfen 8 sämtlicher drei Schaltstangen 3 bis 5 ständig mit der einzigen Kulissenführung 10 (Schaltbahn) im Eingriff. Die Zapfen 8 sind in der dargestellten Ausführungsform mit einer den Reibungswiderstand bei einer Relativbewegung von Kulissenführung 10 (Schaltbahn) und Zapfen 8 auf ein Mindestmaß begrenzenden Rolle 11 versehen. Die Kulissenführung 10 (Schaltbahn) ist als nutenförmige Vertiefung in der Außenumfangsfläche 12 des Schaltringes 9 ausgebildet und weist über ihre Länge hin der Verstellung der Schaltstangen 3 bis 5 im Sinne eines Ein- bzw. Ausrückens der einzelnen Gänge zugeordnete, Schaltnocken bildende Abwinkelungen 13, 14 bzw. 15, 16 sowie diesen gegenüber vor- und nachlaufend jeweils einen gradlinig ausgerichteten der Leerlaufstellung entsprechenden Längenabschnitt auf, wobei zudem zwischen den Abwinkelungspaaren 13, 14 und 15, 16 ein kurzer, der Leerlaufstellung entsprechender Längenabschnitt 17 vorgesehen ist. Der Schaltring 9 ist als Ringkörper gestaltet und insgesamt konzentrisch zur Getriebewelle 1 angeordnet, in der Weise, daß er auf einer deren die Gehäusewandung 6 überragendes Ende 18 umfassenden Hülse 19 rotierbar gelagert ist. Die Hülse 19 ist dabei ihrerseits vermittels Schraubenbolzen 20 an der Gehäusewandung 6 befestigt. Der ringförmig ausgebildete Schaltring 9 weist zur Herstellung einer Antriebsverbindung mit der Nabe 28 an seinem Innenumfang eine Anzahl radial gerichteter Vertiefungen 21 auf, mit welchen zwei einander bezüglich der Schaltringachse gegenüberliegend angeordnete, gegen die den Schaltring 9 auf der Hülse 19 lagernden Nabe 28 abgestützte und durch eine Feder 22 radial nach außen belastete Klinken 23 als Mitnehmer zusammenwirken. Zum Schalten des Getriebes ist der Schaltring 9 vermittels eines drehsicher mit einer Schaltwelle 25 verbundenen und gegen die Wirkung einer Rückstellfeder 26 schwenkbaren Hebels 24 schrittweise rotierbar antreibbar, in der Weise, daß der Hebel 24 an seinem freien Ende ein Zahnsegment 27 aufweist, über welches er mit einem an der Nabe 28 des Schaltringes 9 ausgebildeten Zahnkranz 29 zusammenwirkt. Der zugelassene Schwenkbereich des Hebels 24 ist dabei durch einen in eine Langlochausnehmung 30 eingreifenden, seinerseits feststehend am Getriebegehäuse abgestützten Stift 31 begrenzt. Der an der Nabe 28 ausgebildete Zahnkranz 29 erstreckt sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel lediglich über einen der Länge des Zahnsegmentes 27 am Hebel 24 entsprechenden Teil des Nabenumfanges hin. Dem Schaltring 9 ist ferner eine Rastiereinrichtung zugeordnet, welche einen am Getriebegehäuse abgestützten Rastierstift 32 und eine diesem zugeordnete Nockenbahn 33 am Schaltring 9 umfaßt, wobei die Nockenbahn 33 an der dem Getriebegehäuse zugewandten Stirnseite des Schaltringes 9 ausgebildet ist und eine der Feststellung des Schaltringes 9 in der jeweils gerade ausgewählten Stellung bzw. dem jeweils eingelegten Schaltzustand des Getriebes entsprechende Anzahl von Rastvertiefungen aufweist.Each of the shift rods 3 to 5 is equipped at its end 7, which projects over the end bearing of the transmission shafts 1 and 2, with the wall 7 of the transmission housing, with a pin 8 oriented perpendicular to its longitudinal axis, via which it is fitted with a link guide 10 formed in a shift ring 9 ( Switching path) is engaged. As can be seen particularly clearly from the illustration in FIG. 3, the pins 8 of all three shift rods 3 to 5 are constantly in engagement with the single link guide 10 (shift path). In the embodiment shown, the pins 8 are provided with a roller 11 that limits the frictional resistance when the link guide 10 (switching path) and pin 8 move relative to one another. The link guide 10 (switch rail) is formed as a groove-shaped recess in the outer circumferential surface 12 of the shifting ring 9 and has over its length towards the adjustment of the shift rails 3 to 5 in terms of inputs and disengaging the individual gears associated, switch cams forming bends 13, 14 or 15 , 16 and these in front of and behind each have a straight longitudinal section corresponding to the idle position, with a short length section 17 corresponding to the idle position also being provided between the pairs of angles 13 , 14 and 15 , 16 . The switching ring 9 is designed as an annular body and is arranged overall concentrically with the gear shaft 1 , in such a way that it is rotatably mounted on a sleeve 19 which extends beyond the end 18 of the housing wall 6 . The sleeve 19 is in turn fastened to the housing wall 6 by means of screw bolts 20 . The ring-shaped switching ring 9 has a number of radially directed recesses 21 on its inner circumference for producing a drive connection with the hub 28 , with which two recesses 21 are arranged opposite one another with respect to the switching ring axis and are supported and supported by the hub 28 , which supports the switching ring 9 on the sleeve 19 a spring 22 radially outwardly loaded pawls 23 cooperate as a driver. To switch the gearbox, the switching ring 9 can be driven in a rotatable manner by means of a lever 24 connected to a switching shaft 25 and pivotable against the action of a return spring 26 in such a way that the lever 24 has a toothed segment 27 at its free end, via which it cooperates with a ring gear 29 formed on the hub 28 of the shift ring 9 . The permitted swivel range of the lever 24 is limited by a pin 31 which engages in an elongated hole recess 30 and is in turn fixedly supported on the gear housing. The toothed ring 29 formed on the hub 28 extends in the exemplary embodiment shown only over a part of the hub circumference corresponding to the length of the toothed segment 27 on the lever 24 . The switching ring 9 is also assigned a locking device, which comprises a locking pin 32 supported on the gear housing and an associated cam track 33 on the switching ring 9 , the cam track 33 being formed on the end face of the switching ring 9 facing the gear housing and one for determining the switching ring 9 in has the number of detent depressions corresponding to the currently selected position or the respectively engaged shifting state of the transmission.

Claims

1.Gear shift device for a multi-speed change gearbox with at least two axially parallel gear shafts and at least two pairs of gearwheels, one of which is non-rotatably connected to the one gear shaft and the other of which is arranged as an idler gear on the other gear shaft and by means of one for changing gear through a shift rod and a shift fork axially displaceable shaft unit can be coupled in a rotationally secure manner to the associated transmission shaft, the shifting rod being associated with a shifting means formed by a shifting ring which can be rotated at least partially by means of a step-by-step mechanism and which has an at least partially circumferential sliding block guide (shifting track), with which the shifting rods are connected in a form-fitting drive connection stand, characterized in that the switching means is hollow cylindrical and is arranged concentrically to one of the gear shafts ( 1 and 2 ).

2. Gear shift device according to claim 1, characterized in that the switching means is designed as a switching ring ( 9 ) and has a single link guide ( 10 ) switching path) with which as a pin ( 11 ) formed guide elements of all shift rods ( 3 to 5 ) of the switching device cooperate.

3. Gear shift device according to claim 1 and 2, characterized in that the link guide ( 10 ) (switching path) is designed as a groove-shaped recess in the outer peripheral surface ( 12 ) of the shift ring ( 9 ) and over its length towards the adjustment of the shift rods ( 3 to 5 ) associated, switching cams forming bends ( 13 , 14 or 15 , 16 ) and each of these has a straight-line section corresponding to the idle position in relation to leading and trailing, with a further one between the pairs of bends ( 13 , 14 and 15 , 16 ) Idle position corresponding length section ( 17 ) is provided.

4. Gear shift device according to claim 1 to 3, characterized in that the shift rods ( 3 to 5 ) on their the front bearing of the gear shafts ( 1 and 2 ) receiving wall ( 6 ) of the gear housing projecting end ( 7 ) with a perpendicular to it Longitudinally aligned pins ( 8 ) are equipped, by means of which they engage with the link guide ( 10 ) (switching path) formed as a groove-like depression in the outer circumference of the switching ring ( 9 ).

5. Gear shift device according to claim 1 to 4, characterized in that the pin ( 8 ) over the area of their engagement in the link guide ( 10 ) (switching path) with a frictional resistance during a relative movement of at least pin ( 8 ) and switching cam forming bends ( 13 , 14 or 15 , 16 ) of the link guide ( 10 ) (switching path) are provided with a role limiting roller ( 11 ).

6. Gear shift device according to claim 1 to 5, characterized in that the switching ring ( 9 ) on one of the housing wall ( 6 ) projecting end ( 18 ) of the gear shaft ( 1 ) comprising sleeve ( 19 ) rotatably mounted and the sleeve ( 19 ) in turn is fastened to the housing wall ( 6 ) by means of screw bolts ( 20 ).

7. Gear shift device according to claim 1 to 6, characterized in that the switching ring forming the switching means ( 9 ) is annular and is mounted on a hub ( 28 ) on the sleeve ( 19 ), the hub ( 28 ) with the switching ring ( 9 ) is in drive connection via at least two oppositely arranged, with a number of radially directed recesses ( 21 ) formed on the inner circumference of the switching ring ( 9 ) and spring-loaded in the radial direction, forming drivers ( 23 ).

8. Gear shift device according to claim 1 to 7, characterized in that the incremental rotatability of the switching means forming the switching ring ( 9 ) associated stepping mechanism on the hub ( 28 ) formed sprocket section ( 29 ) and a toothed segment arranged on a drive lever ( 24 ) ( 27 ) and a swivel limiter for the drive lever ( 24 ).

9. Gear shift device according to claim 1 to 8, characterized in that the switching ring forming the switching means ( 9 ) is assigned a locking device consisting of locking elements and interacting with these stationary counter elements.

10. Gear shift device according to claim 1 to 9, characterized in that the locking ring associated with the shift ring ( 9 ) has a locking pin supported on the gear housing ( 32 ) and an associated, on the gear housing end face of the shift ring ( 9 ) formed cam track ( 33 ) The cam track ( 33 ) has a number of latching depressions corresponding to the locking of the switching ring ( 9 ) in different switching states of the transmission.