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Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung für Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen, mit
mindestens einer in einem Getriebegehäuse axial verschiebbar gelagerten Schaltstange,
einer ersten Schaltgabel, die an der Schaltstange fixiert ist,
einer zweiten Schaltgabel, die axial verschiebbar auf der Schaltstange angeordnet ist,
- einer ein Rastelement aufweisenden Rasteinrichtung zur Arretierung wenigstens einer Schaltgabel in mindestens einer Schaltposition, und
einer ein Schaltelement aufweisenden Betätigungsvorrichtung zum axialen Verschieben einer ausgewählten Schaltgabel.
Die EP 0 959 272 Al offenbart eine Schaltvorrichtung der vorstehenden Art. Die im Getriebegehäuse angeordneten Schaltgabeln dienen zur Betätigung von Schaltmuffen des Getriebes, mittels derer die unterschiedlichen Gangstufen zugeordneten Zahnräder des Getriebes angewählt werden und somit der jeweilige Kraftverlauf innerhalb des Getriebes bestimmt wird.
0 Bei einem Betätigungsvorgang erfolgt ein axiales Verschieben der gewünschten Schaltgabel über das der Betätigungsvorrichtung zugehörige Schaltelement, welches die erforderliche Schaltgabel entlang der durch die entsprechende Schaltstange gebildeten Achse axial verschiebt.
Die Schaltgabeln werden dabei zwischen den verschiedenen
Schaltpositionen, wenigstens einer ungeschalteten Position, in der die der Schaltgabel zugeordnete Schaltmuffe mit dem/ den zugeordneten Zahnrad bzw. Zahnrädern außer Eingriff ist und einer Schaltposition, in der sich die Schaltmuffe mit einem zugeordneten Zahnrad in Eingriff befindet, verschoben, wobei immer nur eine Schaltgabel einen geschalteten Zustand einnehmen kann, während die übrigen Schaltgabeln im ungeschalteten Zustand verbleiben.
Zur Arretierung der Schaltgabel ist die bekannte Schaltvorrichtung mit Rasteinrichtungen versehen, die in der Gehäusewand des Getriebes angeordnet sind und Rastelemente aufweisen, die mit. entsprechenden Schaltpositionen zugeordneten Rastkerben an den Schaltgabeln oder der Schaltstange in Eingriff bringbar sind.
Die Rasteinrichtungen sind dabei in entsprechenden Bohrungen im Getriebegehäuse angeordnet. Sowohl die Einbringung der entsprechenden Bohrungen sowie die Anordnung der Rasteinrichtungen in den Bohrungen erweist sich als sehr arbeitsaufwendig und kompliziert. Zudem wird durch die Anordnung der Bohrungen in der Gehäusewandung die Struktur des Gehäuses geschwächt. Des weiteren erweisen sich die zur Aufnahme der Rasteinrichtungen eingebrachten Durchgangsbohrungen als anfällig für Undichtigkeiten, durch die Getriebeöl aus dem Gehäuse austreten kann. Es ist ferner erforderlich, für jede Schaltgabel jeweils eine Rasteinrichtung vorzusehen, um deren Schaltposition arretieren zu können. Hierdurch ergeben sich ein hoher Arbeitsaufwand und hohe Kosten zur Herstel-0 lung des Getriebes.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Anordnung der Rasteinrichtungen zu vereinfachen und deren Anzahl unter Beibehaltung der Rastierungsmoglichkeit aller 5 Schaltpositionen zu reduzieren.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Rasteinrichtung derart an der zweiten Schaltgabel angeordnet ist, daß das Rastelement mit mindestens einer einer Schaltposition der ersten und zweiten Schaltgabel zugeordneten Rastkerbe an der Schaltstange in Eingriff bringbar ist und die vom Schaltelement ausgewählte Schaltgabel in der gewählten Schaltposition arretiert, wobei die Betätigungsvorrichtung die nicht vom Schaltelement ausgewählte Schaltgabel während der Einrückbewegung der ausgewählten Schaltgabel mittels einer Sperrvorrichtung gegen axiale Bewegung sperrt.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht es, mit nur einer an der zweiten Schaltgabel angeordneten Rasteinrichtung sowohl die erste als auch die zweite Schaltgabel in ihren jeweiligen Schaltpositionen zu arretieren. In Abhängigkeit von der durch das Schaltelement ausgewählten Schaltgabel wird dabei durch die Sperrvorrichtung die erste oder zweite Schaltgabel gegen axiales Bewegen gesperrt, so daß bei einer Einrückbewegung entweder die zweite Schaltgabei entlang der axial festgelegten Schaltstange oder die Schaltstange entlang der fixierten zweiten Schaltgabel bewegt wird. In einem ersten Fall, bei dem die Schaltstange durch die Fixierung der ersten, mit der Schaltstange starr verbundenen Schaltgabel axial fixiert ist, bewegt sich bei der Einrückbewegung der zweiten Schaltgabel die Rasteinrichtung relativ zu den auf der fixierten Schaltstange angeordneten Rastkerben. In einem zweiten Fall, bei dem die zweite Schaltgabel gegen axiale Bewegung gesperrt ist, bewegen sich bei einer Einrückbewegung der ersten Schaltgabel die Schaltstange und die auf der Schaltstange angeordneten Rastkerben relativ zur axial festgelegten Rasteinrichtung.
Sofern das Getriebe mehr als die durch die zwei Schaltgabeln anwählbaren Gangstufen aufweisen soll, können eine oder 5 mehrere weitere Schaltgabeln eingesetzt werden. Diese können
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entsprechend der Anordnung der ersten und zweiten Schaltgabel zueinander im Getriebe angeordnet werden, wobei ständig nur eine einzige der verwendeten Schaltgabeln axial verschiebbar ist, während die übrigen Schaltgabeln gegen axiale Bewegung gesperrt sind.
Die Anordnung der Schaltgabeln an der Schaltstange erfolgt dabei derart, daß ein Verdrehen oder Bewegungen der Schaltgabeln quer zur Achse der Schaltstange ausgeschlossen sind.
Die Rasteinrichtung ist ihrerseits starr mit der zweiten Schaltgabel verbunden und derart an dieser angeordnet, daß das Rastelement mit den Rastkerben in Eingriff kommt, so daß ein ungewolltes Herausgleiten der jeweiligen Schaltgabel aus der ausgewählten Schaltposition verhindert wird.
Die derartige erfindungsgemäße Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht es, auf eine zweite Rasteinrichtung zu verzichten, wobei alle Schaltpositionen, die durch die erste oder zweite Schaltgabel eingenommen werden können, arretierbar 0 sind, so daß eine Sicherung des jeweiligen Schaltzustandes möglich ist. Zudem kann auf eine komplizierte Anordnung der Rasteinrichtung im Getriebegehäuse verzichtet werden. Die Anordnung der Rasteinrichtung an der Schaltgabel läßt sich in einfacher Weise realisieren, so daß auch die Montagezeiten des Getriebes reduziert werden können.
Die erste Schaltgabel kann grundsätzlich mit beliebigen Mitteln, beispielsweise durch Klemmen, Verstiften, Schweißen oder Kleben, an der Schaltstange befestigt werden. Nach 0 einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die erste Schaltgabel jedoch mit einer auf der Schaltstange verschiebbaren ersten Hülse verbunden, die zur Aufnahme von Befestigungsmitteln ausgebildet ist, mittels derer die erste Hülse auf der Schaltstange fixiert ist. Eine derartige Aus-5 gestaltung der Erfindung erlaubt eine besonders einfache
Anordnung und Fixierung der Schaltgabel an der Schaltstange. Auf zusätzliche Montagehilfsmittel, die die Schaltgabel in der gewünschten Position festklemmen und den Einsatz geeigneter Befestigungsmittel erlauben, mit denen die Schaltgabel starr an der Schaltstange angeordnet werden, kann somit verzichtet werden.
Als Befestigungsmittel zur Fixierung der ersten Hülse auf der Schaltstange können beliebige Mittel eingesetzt werden.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die erste Hülse jedoch eine die Hülsenwandung radial durchdringende Gewindebohrung zur Aufnahme einer Klemmschraube auf. Mittels der Klemmschraube kann die erste Hülse in einfacher Weise auf der Schaltstange fixiert werden. Auch ist ein gegebenenfalls erforderliches Nachjustieren durch Lösen und anschließendes Fixieren der Schraube in der gewünschten Position der Schaltgabel an der Schaltstange, besonders einfach zu realisieren.
0 Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist an der zweiten Schaltgabel eine zweite Hülse angeordnet, mittels derer die zweite Schaltgabel axial verschiebbar auf der Schaltstange gelagert ist. Durch die Verwendung einer derartigen Hülse wird einem Verkanten der Schaltgabel bei einer Einrückbewegung wirksam vorgebeugt. Über die Ausgestaltung der zweiten Hülse sowie über deren Materialwahl können zudem die Gleiteigenschaften der zweiten Hülse auf der Schaltstange den konstruktiven Anforderungen entsprechend angepaßt werden. Die Verwendung einer Hülse stellt zudem eine besonders ko-0 stengünstige und einfach zu realisierende Lagerung der zweiten Schaltgabel auf der Schaltstange dar.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Rasteinrichtung derart in der Wandung der zweiten Hülse 5 angeordnet, daß das Rastelement zumindest teilweise in die
Durchgangsöffnung der zweiten Hülse vorsteht und mit einer oder mehreren Rastkerben an der Schaltstange in Eingriff bringbar ist. Einer derartige Anordnung der Rasteinrichtung erlaubt es, auf andernfalls notwendige Vorrichtungen zur Aufnahme der Rasteinrichtung zu verzichten. Zudem wird einem Lösen, Verkanten oder ungewollten Verschieben der Rasteinrichtung relativ zur Schaltgabel in besonders zuverlässiger Weise vorgebeugt.
Die Rasteinrichtung ist in radialer Richtung zur Schaltstange festgelegt. Dies kann grundsätzlich auf beliebige Weise erfolgen. So kann die Rasteinrichtung beispielsweise in eine entsprechend ausgebildete Bohrung eingeschraubt, eingepresst oder eingeklebt werden. Unter anderem in Abhängigkeit davon, wie weit das Rastelement in die Durchgangsöffnung der zweiten Hülse vorsteht, kann die zum Verlassen der jeweiligen arretierbaren Schaltposition notwendige Kraft auf einfache Weise bestimmt werden.
0 Das Rastelement kann grundsätzlich beliebig ausgebildet sein. So ist beispielsweise die Verwendung eines zylinder- oder rotationsparaboloidförmigen Rastelements möglich. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Rasteinrichtung als Rastelement jedoch eine Kugel auf, die einerseits derart durch eine im Inneren der Rasteinrichtung angeordnete Feder belastet ist, daß andererseits eine Kalotte der Kugel mit einer oder mehreren Rastkerben an der Schaltstange in Eingriff bringbar ist. Die Verwendung einer Feder gewährleistet besonders zuverlässig ein Vorstehen des 0 Rastelements aus der Rasteinrichtung. Das als Kugel ausgebildete Rastelement gleitet in besonders einfacher Weise in die entsprechend ausgebildeten Rastkerben hinein und aus ihnen heraus, so daß ein reibungsloses Wechseln der Schaltpositionen bei gleichzeitiger zuverlässiger Arretie-5 rung der jeweiligen Schaltposition in ergänzender Weise
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wird.
Die Anzahl der Rastkerben an der Schaltstange richtet sich nach der Anzahl der zu sichernden Schaltposition und ist grundsätzlich frei wählbar. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Schaltstange jedoch drei mit dem Rastelement in Eingriff bringbare Rastkerben auf. Die Rastkerben sind dabei den entsprechenden Schaltpositionen der Schaltgabeln entsprechend an der Schaltstange angeordnet. Die Verwendung von drei Rastkerben erlaubt es, alle den Schaltgabeln zugeordnete Schaltpositionen zu arretieren.
Grundsätzlich ist es möglich, die Betätigungsvorrichtung derart auszubilden und anzuordnen, daß diese direkt mit den Schaltgabeln in Eingriff steht. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind jedoch Mitnehmer vorgesehen, mittels derer die Bewegung der Betätigungsvorrichtung auf die Schaltgabeln übertragbar ist. Die Verwendung von Mitnehmern, die beliebig ausgebildet sein können und eine starre Verbindung zwischen der Betätigungsvorrichtung und der Schaltgabel herstellen, erlauben es, die Betätigungsvorrichtung an einer beliebigen Stelle im Getriebe anzuordnen. Zudem kann auf eine komplizierte Ausgestaltung der Schaltgabein zur Anordnung an der Betätigungsvorrichtung verzichtet werden, wodurch eine Reduzierung der Herstellungskosten des Getriebes erreicht wird.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin-0 dung sind ein erster und ein zweiter Mitnehmer einerseits mit dem Schaltelement und der Sperrvorrichtung in Eingriff bringbar an der Betätigungsvorrichtung angeordnet, wobei andererseits der erste Mitnehmer fest mit der Schaltstange und der zweite Mitnehmer fest mit der zweiten Schaltgabel verbunden ist.
Eine derartige Ausgestaltung der Erfindung erlaubt es, die erste Schaltgabel unabhängig vom Rastelement relativ zur zweiten Schaltgabel auf der Schaltstange zu positionieren. Somit können auf besonders einfache Weise Positionierungsfehler der ersten und zweiten Schaltgabel zueinander ausgeglichen werden, ohne daß ein aufwendiges Umarbeiten der einzelnen Mitnehmer erforderlich ist.
Die Betätigungsvorrichtung sowie das zugehörige Schaltelement können grundsätzlich beliebig ausgebildet sein. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist jedoch die Betätigungsvorrichtung als Schaltelement einen an einer drehbar und axial verschiebbar im Getriebegehäuse gelagerten Schaltwelle befestigten Schaltfinger auf. Durch eine derartige Ausgestaltung der Erfindung kann auf besonders einfache Weise die gewünschte Schaltgabel ausgewählt und axial verschoben werden.
Zur Auswahl der gewünschten Schaltgabel wird dabei der Schaltfinger zwischen entsprechenden Ausnehmungen an den den einzelnen Schaltgabeln zugeordneten Mitnehmern verschwenkt. Bei einer Einrückbewegung wirkt der Schaltfinger in Abhängigkeit von der Richtung der Einrückbewegung formschlüssig mit einer der gegenüberliegenden Seiten der vorzugsweise U-förmigen Ausnehmungen zusammen.
Zur Fixierung der nicht vom Schaltelement ausgewählten Schaltgabeln kann die Sperrvorrichtung grundsätzlich beliebig ausgebildet sein. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Sperrvorrichtung jedoch als axial fixiert und verdrehbar an der Schaltwelle angeordnete Sperrscheibe ausgebildet, die zur Aufnahme des Schaltfingers in ungeschaltetem Zustand einen sich radial vom Mittelpunkt bis zum Scheibenrand erstreckenden Schlitz aufweist. Eine derar-5 tige Ausgestaltung der Erfindung gewährleistet in besonders
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vorteilhafter Weise die Fixierung der nicht vom Schaltelement ausgewählten Schaltgabeln. Somit kann besonders zuverlässig gewährleistet werden, daß die nicht auswählte Schalt gabel gegen axiales Verschieben gesperrt ist, so daß eine Relativbewegung der ersten Schaltgabel zur zweiten Schaltgabel erfolgen kann, bei der die Rastkerben und das Rastelement relativ zueinander verschoben und miteinander in Eingriff gebracht werden.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Schaltvorrichtung;
Fig. 2 eine Seitenansicht der Schaltvorrichtung von Fig. 1
im ungeschalteten Zustand;
Fig. 3 eine Seitenansicht der Schaltvorrichtung von Fig. 1 in einem ersten geschalteten Zustand;
Fig. 4 eine Seitenansicht der Schaltvorrichtung von Fig. 1 in einem zweiten geschalteten Zustand.
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der Schaltvorrichtung 1 für Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen. Eine erste Schaltgabel 3 ist an einer ersten Hülse 9 befestigt, die auf eine in einem hier nicht dargestellten Getriebegehäuse axial verschiebbar gelagerte Schaltstange 7 aufgeschoben ist und mittels eines in einer Bohrung 11 angeordneten hier ebenfalls nicht dargestellten Spiralstiftes auf der Schaltstange 7 fixiert ist.
Eine zweite Schaltgabel 4 ist starr mit einer zweiten, auf der Schaltstange 7 verschiebbaren Hülse 10 verbunden. Eine in einer die Wandung der zweiten Hülse 10 radial durchdringenden Bohrung angeordnete Rasteinrichtung 2 weist ein in die Durchgangsöffnung 12 der zweiten Hülse 10 ragendes Rast-
element 5 auf, das mit entsprechend ausgebildeten Rastkerben 6, 6', 6'' in Eingriff bringbar ist (vgl. Fig. 2 bis 4).
Die Rastkerben 6, 6', 6'' sind den einzelnen Schaltpositionen der Schaltgabeln 3, 4 zugeordnet. Die Rasteinrichtung 2 sichert im Zusammenwirken mit den Rastkerben 6, 6', 6'' die jeweilige Schaltposition der einzelnen Schaltgabeln 3, 4, so daß einem ungewollten Herausgleiten aus der jeweiligen Schaltposition vorgebeugt ist.
Ein erster Mitnehmer 13 ist einerseits fest mit der Schaltstange 7 verbunden, so daß Bewegungen des Mitnehmers 13 direkt auf die Schaltstange 7 und somit auf die erste Schaltgabel 3 übertragen werden.
Ein zweiter Mitnehmer 14 ist mit einem Ende an der zweiten Schaltgabel 4 befestigt, so daß die Bewegungen des zweiten Mitnehmers 14 auf die zweite Schaltgabel 4 übertragen werden.
An ihren der Schaltstange 7 bzw. der zweiten Schaltgabel 4 gegenüberliegenden Enden weisen die Mitnehmer 13, 14 U-förmige Ausnehmungen 21, 22 auf, die mit einer Betätigungsvorrichtung 23 zusammenwirken, wobei eine zur Betätigungsvorrichtung 23 zugehörige Sperrscheibe 18 mit einem darin angeordneten Schaltfinger 19 der Betätigungsvorrichtung 23 von den U-förmigen Ausnehmungen 21, 22 umgriffen wird.
Ein axiales Verschieben des Schaltfingers 19, der starr an 0 einer drehbar und axial verschiebbar im Getriebegehäuse gelagerten Schaltwelle, hier nicht dargestellt, befestigt ist, entlang einer parallel zur Schaltstange 7 verlaufenden Achse verschiebt den mit dem Schaltfinger 19 in Eingriff befindlichen Mitnehmer 13 oder 14, wobei der nicht angewählte Mitnehmer 13 oder 14 durch den in der U-förmigen Ausnehmung 21,
22 der Mitnehmer 13, 14 angeordneten Rand der drehbaren und axial festgelegten Sperrscheibe 18 gegen axiale Bewegungen gesperrt ist.
In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die erste Schaltgabel 3 über den ersten Mitnehmer 13 oder die zweite Schaltgabel 4 über den zweiten Mitnehmer 14 gegen axiale Bewegung sperrbar, wobei die nicht gesperrte Schaltgabel 3 oder 4 durch axiales Verschieben des Schaltfingers 19 axial verschiebbar ist.
Die Rasteinrichtung 2 sichert dabei die Schaltposition der Schaltgabeln 3, 4. Sofern die erste Schaltgabel 3 festgelegt ist, wird beim axialen Verschieben der zweiten Schaltgabel 4 auf der Schaltstange 7 die Rasteinrichtung 2 relativ zu den Rastkerben 6, 6', 6'' verschoben. Bei axial festgelegter zweiter Schaltgabel 4 werden beim axialen Verschieben der ersten Schaltgabel 3 und der mit dieser verbundenen Schaltstange 7 die Rastkerben 6, 6', 6'' relativ zur festgelegten Rasteinrichtung 2 verschoben.
Zwei Abstützungen 20 umgreifen die Sperrscheibe 18 im Bereich des Sperrscheibenrandes beidseitig und fixieren die Sperrscheibe 18 drehbar in ihrer axialen Position.
In Fig. 2 ist die Schaltposition dargestellt, in der sich die Schaltgabeln 3, 4 in einem ungeschalteten Zustand befinden. Der Schaltfinger 19 ist vollständig in der Sperrscheibe 18 und innerhalb der U-förmigen Ausnehmung 21 des ersten Mitnehmers 13 angeordnet, so daß die zweite Schaltgabel 4 gegen axiale Bewegung gesperrt ist, wobei die erste Schaltgabel 3 mittels des Schaltfingers 19 betätigbar ist. Das Rastelement 5 ist mit der mittleren Rastkerbe 6' in Eingriff.
Bei der in Fig. 3 dargestellten ersten Schaltposition der Schaltvorrichtung 1 ist der Schaltfinger 19 gegenüber der in Fig. 2 dargestellten ungeschalteten Position in Richtung auf die erste Schaltgabel 3 verschoben. Über den ersten Mitnehmer 13 ist die Schaltstange 7 innerhalb der axial festgelegten zweiten Hülse 10 analog zur Bewegung des Schaltfingers 19 verschoben, wobei das Rastelement 5 mit der der ersten Schaltposition zugeordneten Rastkerbe 6 in Eingriff ist.
Bei der in Fig. 4 dargestellten zweiten Schaltposition ist der.Schaltfinger 19 gegenüber der in Fig. 2 dargestellten ungeschalteten Position in eine der ersten Schaltgabel 3 gegenüberliegende Richtung verschoben. Über den ersten Mitnehmer 13 ist die Schaltstange 7 innerhalb der axial festgelegten ersten Hülse 10 analog zur Bewegung des Schaltfingers 19 verschoben, wobei das Rastelement 5 mit der der zweiten Schaltposition zugeordneten Rastkerbe 6'' in Eingriff ist.