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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Schalteinrichtung für
ein Wechselgetriebe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer
Schaltkulisse, die zumindest eine Ausnehmung aufweist, und mit einem
ersten Kulissenstift, der in die Ausnehmung der Schaltkulisse eingreift,
um ein gleichzeitiges Einlegen von zwei Gängen des Wechselgetriebes zu
verhindern.
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Im Allgemeinen werden Wechselgetriebe insbesondere
in Kraftfahrzeugen verwendet. Mit ihnen erfolgt die jedem Autofahrer
bekannte Schaltung von verschiedenen Gängen. Dies kann entweder manuell
oder automatisch erfolgen.
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Wechselgetriebe für Kraftfahrzeuge sind in der
Regel im Antriebsstrang zwischen Kupplung und Achsgetriebe angeordnet
und übersetzen
Motordrehmoment und Motordrehzahl. Die Drehmoment- bzw. Drehzahlwandlung
erfolgt mit Hilfe von Zahnradpaarungen, von denen in der Regel eines
ein sog. Losrad bzw. Schaltrad ist, das drehfest mit seiner Welle
verbunden ist. Man unterscheidet prinzipiell nach den Bauteilen,
die die Losräder
mit ihren Wellen drehfest verbinden, zwischen Schaltmuffengetrieben
und Schaltklauengetrieben. Der Kraftfluss zwischen Losrad und Getriebewelle
wird über
eine Schaltmuffe hergestellt, die über einen Synchronkörper drehfest mit
der Welle verbunden ist. Bei einem Schaltvorgang wird jeweils eine
Schaltmuffe so verschoben, dass das entsprechende Losrad drehfest
mit der Welle verbunden wird. Dabei werden Innenklauen der Schaltmuffe über eine
Schaltverzahnung des Schaltrades geschoben.
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Die Schaltmuffe wird mit Hilfe einer
(zentralen) Schaltwelle bzw. -stange betätigt. Dazu sind an der Schaltwelle
sog. Schaltfinger vorgesehen, die in Wirkverbindung mit den Schaltmuffen
stehen. Die Schaltwelle selbst wird üblicherweise mittels eines Hebels
betätigt,
wie es bei der sog. Knüppelschaltung üblich ist.
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Die Schaltwelle ist Teil des Wechselgetriebes und
ist in dessen Gehäuse
angeordnet. Mittels des Betätigungselements
(Schalthebels) wird die Schaltwelle axial verschoben (Schaltvorgang)
und/oder gedreht (Wählvorgang).
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Um zu verhindern, dass zwei Gänge des (Wechsel-)Getriebes
gleichzeitig geschaltet bzw. eingelegt werden, d.h. dass die Zugkraftübertragung vom
Antriebs- auf den Abtriebsstrang gleichzeitig über zwei verschiedene Zahnradpaarungen
erfolgt, was zwangsläufig
zu einer Beschädigung
bzw. Zerstörung
des Getriebes führen
würde,
werden sog. Schaltkulissen vorgesehen.
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Eine Schaltkulisse verhindert Fehlschaltungen
und garantiert exakte und komfortable Schaltvorgänge. Der Schaltweg, d.h. die
Möglichkeiten
wie die Schaltwelle bewegt werden kann, wird begrenzt, was ein axiales
Verschieben (Schalten) und Drehen (Wählen) betrifft. Im Stand der
Technik sind zwei verschiedene Arten von Schaltkulissen bekannt.
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Eine erste Schaltkulisse wird in
der bereits oben erwähnten
DE 198 05 924 gezeigt.
Dort ist einer Zentralschaltwelle zum Begrenzen des Schaltwegs und
zur Rastierung (d.h. Arretierung der Schaltwelle in einer bestimmten
Position zum Zwecke von Wartungs- bzw. Instandsetzungsarbeiten)
an deren Endbereich ein Topf aufgesetzt, der mit der Schaltwelle z.B.
vernietet ist. Der Topf weist eine Wandung auf, in die in Form einer
Ausnehmung eine sog. Kulisse zur Begrenzung des Schaltweges der
Zentralschaltwelle eingeformt ist.
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In diese Ausnehmung bzw. Kulisse
kann ein (ortsfester) Bolzen eingreifen. Der Bolzen steht mit einem
Getriebegehäuse
in Ver bindung. Die Schaltwelle kann nur so bewegt werden, wie es
der in die Kulisse eingreifende Bolzen zulässt, d.h. die Schaltwelle kann
lediglich so weit axial verschoben oder gedreht werden, bis die
wellenfeste Kulisse (Ausnehmung des Topfes) an den Bolzen anschlägt.
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In der
DE 195 14 246 ist ebenfalls eine Schaltwelle
gezeigt, die auf bekannte Weise in einem Getriebegehäuse drehbar
und verschiebbar gelagert ist und die von einem äußeren Schaltmechanismus aufgegebene
Schalt- und Wählbewegungen
auf einen sog. Führungsstift überträgt. Der
wellenfeste Führungsstift
gleitet in Schlitzen (Ausnehmungen) entlang der gehäusefesten
Schaltkulisse. Dadurch kann er einem vorgegebenen Schaltschema folgen. Auf
diese Weise werden axiale und radiale Bewegungen auch auf einen
Schaltfinger übertragen.
Die Übertragung
kann entweder direkt auf einen mit der Schaltwelle verbundenen Schaltfinger
oder mittels eines durch einen Umlenkmechanismus betätigten Schaltarmes
mit dem Schaltfinger erfolgen.
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Die Schaltkulisse selbst ist dabei
ortsfest mit dem Getriebegehäuse
verbunden. Der Führungsstift ist
drehfest mit der Schaltwelle verbunden, lässt sich aber axial mit der
Schaltwelle verschieben bzw. drehen. Die Umrisslinie bzw. Kontur
der Schaltkulisse bildet dabei einen Anschlag für den in die Schaltkulisse
eingreifenden Führungsstift.
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Damit diese Bauteile ihre Aufgabe
sicher erfüllen,
ist eine hohe Präzision
bei deren Herstellung erforderlich. Dies macht die Herstellung dieser
Teile sehr aufwendig, da z.B. sehr kom plexe Konturen sehr genau
hergestellt werden müssen.
Auch die Positionierung der Schaltkulisse, wie z.B. bei dem Getriebe
der oben erwähnten
DE 198 05 924 , erfordert ein
hohes Maß an
Genauigkeit. Die Positionierung im Getriebegehäuse selbst muss sehr genau
sein und kann zu aufwendigen Bearbeitungen am Gehäuse führen. Diese
Anforderungen wiederum schlagen sich in hohen Kosten nieder.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Schalteinrichtung bereitzustellen, die weniger komplex und
somit kostengünstiger
herzustellen und einfacher einzubauen ist.
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Diese Aufgabe wird mit einer Schalteinrichtung
der eingangs erwähnten
Art gelöst,
wobei ein zweiter Kulissenstift beabstandet zu dem ersten Kulissenstift
angeordnet ist und dass die Schaltkulisse selbst zwischen den Kulissenstiften
bewegt werden kann, um zwischen verschiedenen Gängen des Wechselgetriebes zu
wählen.
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Ein großer Vorteil der vorliegenden
Erfindung ist, dass die Schaltkulisse eine einfachere Form als die
aus dem Stand der Technik bekannte aufweist. Dies wird zum einen
durch das Vorsehen eines zweiten Kulissenstiftes ermöglicht.
Die Schaltkulisse selbst wird dann zwischen den beiden Kulissenstiften bewegt.
Um eine Fehlschaltung zu verhindern, schlägt bei der vorliegenden Erfindung
die Schaltkulisse an einen der Kulissenstifte an.
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Dadurch lässt sich ferner die Kontur
der Schaltkulisse wesentlich vereinfachen. Durch die Vereinfachung
der Kontur sinkt die Komplexität
des Herstellungsvorgangs, was wiederum mit einer gleichzeitigen
Senkung der Herstellungskosten verbunden ist.
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Auch der Zusammenbau einer Schaltvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung gestaltet sich wesentlich einfacher, da geringere Anforderungen
an die Genauigkeit der Positionierung der einzelnen Bauteile, insbesondere
der Schaltkulisse und der Kulissenstifte, gestellt werden. Die Montage
der Schaltkulisse bzw. der Schaltstifte am Getriebegehäuse und/oder
an einer Schaltwelle ist sehr einfach und prozesssicher. Die Gefahr
einer fehlerhaften Justage wird verringert.
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Von besonderem Vorteil ist es, wenn
die Schaltkulisse so ausgebildet ist, dass sich einer der Kulissenstifte
im Zustand eines eingelegten Gangs des Wechselgetriebes innerhalb
eines Bereichs der Ausnehmung der Schaltkulisse befindet und beide Kulissenstifte
sich bei Neutralstellung des Wechselgetriebes außerhalb der Schaltkulisse befinden.
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Die Schaltkulisse ist somit so gestaltet,
dass die Kulissenstifte sich nicht mehr ausschließlich innerhalb
der Ausnehmung der Schaltkulisse bewegen können, sondern eine Bewegung
der Schaltstifte außerhalb
der Schaltkulisse ebenfalls möglich
ist. Dies hat Konsequenzen für
die Form der Schaltkulisse. Die Schaltkulisse ist in ihrer einfachsten
Ausgestaltung symmetrisch ausgebildet. Ein Kulissenstift kann von
außen
in den Bereich der Ausnehmung eingeführt werden, um einen Gang des
Wechselgetriebes einzulegen, oder, im umgekehrten Fall, aus der
Ausnehmung wieder herausgeführt
werden, um einen eingelegten Gang auszulegen. Das Wählen zwischen
verschiedenen Gängen
erfolgt durch bloßes Bewegen
der Schaltkulisse selbst relativ zu den Kulissenstiften.
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Durch die einfache Ausgestaltung
der Form der Schaltkulisse ist diese schneller, kostengünstiger und
einfacher herzustellen. Die Montage der Kulisse und insbesondere
der Stifte ist einfach und prozesssicher.
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Weiter ist es bevorzugt, wenn die
Schaltkulisse eine Grundfläche
aufweist, die Vorsprünge
aufweist, die zwischen sich die Ausnehmung bilden und so zueinander
angeordnet sind, dass eine Schaltgasse gebildet ist.
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Auch diese Maßnahmen tragen dazu bei, dass
die Schaltkulisse einfacher und kostengünstiger hergestellt werden
kann. Es ist nicht mehr erforderlich, die Schaltkulisse mit hoher
Genauigkeit aus einem Werkstück
beispielsweise auszufräsen
oder zu bohren. Die Schaltkulisse gemäß der vorliegenden Erfindung
kann z.B. auf einfache Weise gegossen werden. Dadurch kann auch
eine sehr robuste Schaltkulisse hergestellt werden, die weniger
leicht verschlissen werden kann.
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Vorzugsweise wird der Abstand der
Vorsprünge
zueinander so gewählt,
dass ein Querspiel, d.h. das Spiel in Wählrichtung, bei eingelegtem
Gang auf ein Mindestspiel begrenzt ist. Die Schaltgasse ist dann
dementsprechend eng ausgeführt,
damit die exakte Lage eines Schalthebels im geschalteten Gang garantiert
ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind
die Vorsprünge
bzw. deren Konturen so abgerundet, dass ein Einführen und/oder Ausführen einer der
Kulissenstifte relativ zu der Schaltgasse erleichtert wird.
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Durch das Abrunden der Vorsprünge, insbesondere
in den Randbereichen der Schaltkulisse, kommt es zu geringeren Verschleißerscheinungen. Eine
spitz zulaufende Ausgestaltung der Randbereiche der Vorsprünge gewährleistet
insbesondere eine gute Diagonalschaltbarkeit. Der Schaltkomfort
wird erhöht.
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Außerdem ist es von Vorteil,
wenn die Kulissenstifte ortsfest mit einem Gehäuse des Wechselgetriebes verbunden
sind und die Schaltkulisse drehfest mit einer Schaltwelle des Wechselgetriebes
verbunden ist.
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Die Montage der Kulissenstifte im
Gehäuse ist
dann sehr einfach und prozesssicher. Durch die ortsfeste Verbindung
mit dem Gehäuse
lässt sich
ein hohes Maß an
sicherer Führung
erzielen. Ein Versatz der Kulissenstifte durch Abnutzung wird verhindert.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften
Ausführungsform
sind die Kulissenstifte einstückig
mit dem Gehäuse
des Wechselgetriebes ausgebildet.
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Diese Maßnahme erleichtert die Montage der
Schalteinrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung. Beim Einbau der Schalteinrichtung ist es nicht erforderlich,
die Kulissenstifte mit dem Gehäuse
des Wechselgetriebes zu verbinden. Die Kulissenstifte befinden sich
bereits an den gewünschten
Positionen, um mit der Schaltkulisse im zusammengebauten Zustand
der Schalteinrichtung zusammen zu arbeiten. Die Justage der Schaltkulisse
ist einfach, da lediglich die Positionierung der Schaltkulisse relativ zu
den bereits festgelegten Positionen der Kulissenstifte erfolgen
muss.
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Alternativ können die Kulissenstifte aber auch
erst nach der Herstellung des Gehäuses mit demselben verfügt werden.
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Dies hat den Vorteil, dass die Position
der Kulissenstifte relativ zum Gehäuse frei wählbar ist. Diese Alternative
ist vorteilhaft, wenn ein und dieselbe Schalteinrichtung für unterschiedlich
konzipierte Wechselgetriebe benutzt werden soll.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn
die Kulissenstifte mit dem Gehäuse
verschraubt sind, wozu das Gehäuse
abgesetzte Bohrungen mit einer jeweiligen Anschlagsfläche aufweist.
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Vorzugsweise werden die Kulissenstifte
von Außen
in das Gehäuse
eingeschraubt. Dies hat den Vorteil, dass, sollte sich ein Kulissenstift
(unbeabsichtigt) lösen,
dieser nicht ins Gehäuseinnere
fallen kann, wo er das Getriebe beschädigen könnte. Durch die erfindungsgemäße Anordnung
der Kulisse und der Kulissenstifte können keine Kulissenteile durch versehentliches
Lösen,
fehlerhafte Montage oder Losrütteln
in das Gehäuse
fallen.
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Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass die
Kulissenstifte leicht ausgetauscht werden können. Ein Austauschen der Kulissenstifte
ist immer dann erforderlich, wenn diese, beispielsweise durch Abnutzung,
verformt oder beschädigt
sind und somit eine fehlerfreie Funktion der Schalteinrichtung nicht länger gewährleistet
werden kann. Die Kulissenstifte lassen sich einfach durch Verschrauben
austauschen, wobei der sichere Halt der Kulissenstifte durch die
Anschlagsfläche
am Gehäuse
gewährleistet
ist.
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Weiter von Vorteil ist es, wenn ein
wesentlicher Teil der axialen Länge
der Kulissenstifte im Gehäuse
geführt
ist.
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So wird erreicht, dass sich die Kulissenstifte immer
an ein und demselben Ort relativ zum Gehäuse und relativ zur Kulisse
befinden, selbst bei den doch recht großen Kräften, die während eines Schaltens bzw.
Gangwechsels auftreten können.
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Ferner hat es sich als vorteilhaft
erwiesen, wenn die Schaltkulisse ortsfest mit einem Gehäuse des
Wechselgetriebes verbunden ist und die Kulissenstifte drehfest mit
einer Schaltwelle des Wechselgetriebes verbunden sind.
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Auch bei dieser Art des Zusammenbaus
der Schalteinrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung lassen sich die einzelnen Komponenten einfach justieren,
d.h. sie sind hinsichtlich ihrer Positionierung leicht einzubauen.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform
weist die Schaltkulisse eine Grundfläche auf, die Vorsprünge aufweist,
die so geformt und so zueinander angeordnet sind, dass zwischen
den Vorsprüngen
mindestens eine Schaltgasse gebildet ist, die in einem Zustand eines
eingelegten Ganges des Wechselgetriebes eine Wählbewegung der Kulisse oder
des Kulissenstifts verhindert.
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Diese Art von Schaltkulisse stellt
eine Alternative zu den im Stand der Technik bereits bekannten Schaltkulissen
dar. Die Herstellung einer solchen Schaltkulisse ist einfach und
kostengünstig.
Die Schaltkulisse kann beispielsweise gegossen werden. Aufwendige
Arbeiten bei der Herstellung, wie z.B. ein spanender Vorgang, sind
nicht erforderlich. Trotzdem werden die hohen Anforderungen an die
Prozesssicherheit gewahrt. Ein Schalten mit einer Schalteinrichtung
gemäß dieser
Ausführungsform
ist sicher, d.h. ein gleichzeitiges Schalten zweier Gänge wird unter
allen Umständen
verhindert.
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Als besonders vorteilhaft hat es
sich erwiesen, wenn ein Kulissenstift eine Passung zur Befestigung
und Positionierung aufweist. Auch ein (konischer) Führungsbereich
an einem seiner Enden, das in die Ausnehmung der Schaltkulisse eingreift,
ist von Vorteil.
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Diese Maßnahmen gewährleisten eine geringe (elastische)
Verformung und eine gute Führung der
Kulissenstifte innerhalb der Schaltgasse der Schaltkulisse.
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Es versteht sich, dass die vorstehend
genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur
in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen
der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung
sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden
Beschreibung näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
Schalteinrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 eine
Schaltkulisse gemäß dem Stand der
Technik;
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3a und 3b einen Schaltvorgang mit
der Schalteinrichtung der 1;
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4 einen
Kulissenstift;
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5 eine
schematische Seitenansicht der Schalteinrichtung der 1; und
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6 eine
Schalteinrichtung gemäß einer weiteren
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Die Schalteinrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung wird im nachfolgenden allgemein mit 10 bezeichnet.
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In 1 ist
eine erste Ausführungsform
einer Schalteinrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung
schematisch dargestellt. Die Schalteinrichtung 10 umfasst
eine Schaltwelle 12, die entlang ihrer Längsachse
A axial in Richtung eines Pfeils S verschieblich und in Richtung
eines Pfeils W drehbar gelagert ist.
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Eine Verschiebung der Schaltwelle 12 in Richtung
des Pfeils S, der parallel zur Längsachse
A orientiert ist, bewirkt einen Schaltvorgang bei einem in den Figuren
nicht näher
dargestellten Getriebes. Bei dem nicht dargestellten Getriebe kann
es sich um ein Wechselgetriebe insbesondere für Kraftfahrzeuge handeln. Bei
einem Schaltvorgang wird entweder ein Gang (nicht dargestellt) eingelegt
oder ausgelegt. Beim Einlegen wird der Gang aus einer Neutralstellung
des Getriebes in einen eingelegten Zustand bewegt. Dazu sind an
der Schaltwelle 12 ein oder mehrere Schaltfinger 14 vorgesehen.
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Die Schaltfinger 14 greifen,
je nach Drehlage bzw. -stellung der Schaltwelle 12, in
entsprechende Rachen (nicht dargestellt) auf Schaltschwingen bzw. -gabeln
(nicht dargestellt) ein. Eine Längsbewegung der
Schaltwelle 12 in Richtung des Pfeils S bewirkt das Ein-
oder Auslegen eines (einzelnen) Ganges, indem die nicht dargestellte
Schaltschwinge bzw. -gabel bewegt wird.
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Wird die Schaltwelle 12 nicht
in die für
das Schalten eines Ganges erforderliche exakte Drehstellung gebracht,
so ist es theoretisch möglich,
dass zwei Schaltschwingen bzw. -gabeln durch Schaltfinger 14 betätigt werden.
Da aber ein gleichzeitiges Einlegen zweier Gänge unter allen Umständen verhindert
werden muss, um eine Beschädigung
des Getriebes zu verhindern, ist sicherzustellen, dass die Schaltwelle 12 nur
dann einen Gang einlegen kann, wenn exakt ein einziger Gang ausgewählt ist.
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Dazu ist in 1 an der Schaltwelle 12 eine Schaltkulisse 16 drehfest
angebracht. Die Schaltkulisse 16 wird detaillierter im
Zusammenhang mit den 3a und 3b beschrieben werden.
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Auf gegenüberliegenden Seiten der Schaltkulisse 16 ist
jeweils ein Kulissenstift 18 bzw. 20 angeordnet.
Die Kulissenstifte 18 und 20 sind ortsfest mit
einem nicht dargestellten Gehäuse
des Wechselgetriebes (vgl. 5)
verbunden. Die Position der Kulissenstifte 18 und 20 ist
dabei so gewählt,
dass die Schaltkulisse 16 sich (als solche) bei einer Bewegung
entsprechend dem Pfeil W, d.h. beim Wählen eines Ganges bzw. bei
einem Drehen um die Achse A, bewegen lässt.
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Zum besseren Verständnis der
Schaltkulisse 16, wie sie bei der Schalteinrichtung 10 gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet wird, ist in 2 eine
herkömmliche
Schaltkulisse dargestellt.
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2 zeigt
eine Schaltkulisse 22 gemäß dem Stand der Technik. Die
Schaltkulisse 22 ist in 2 in
einer Seitenansicht dargestellt.
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Die Schaltkulisse 22 gemäß dem Stand
der Technik ist koaxial entlang ihrer Längsachse A auf eine herkömmliche
Schaltwelle (nicht dargestellt) aufgesteckt. Dazu ist die Kulisse 22 hohl
ausgebildet. Die Schaltkulisse 22 gemäß dem Stand der Technik ist
zylinderförmig
ausgebildet und weist in ihrer Wandung eine Ausnehmung 23 auf,
in die ein nicht dargestellter Kulissenstift eingreift, um ein gleichzeitiges Schalten
zweier Gänge
zu verhindern. Die Ausnehmung 23 befindet sich in einem
topfförmigen
Bereich 24 der Schaltkulisse 22. Der topfförmige Bereich 24 ist
gegenüber
dem restlichen Bereich, der drehfest mit der Schaltwelle verbunden
ist, auf geweitet, um einen Durchgriff eines Kulissenstiftes durch
die Ausnehmung 23 zu ermöglichen.
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Diese doch recht komplexe Form der
Schaltkulisse ist bei der vorliegenden Erfindung aufgegeben worden,
wie man aus den 3a und 3b erkennen kann. Die 3a und 3b zeigen einen Schnitt entlang der Linie
III–III
der 1.
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In den 3a und 3b blickt man auf die Stirnfläche der
Schaltkulisse 16, die teilweise geschnitten dargestellt
ist. Auch die Kulissenstifte 18 und 20 sind in
dieser Darstellung geschnitten dargestellt. Der Einfachheit halber
sind nur die Schaltkulisse 16 und die Kulissenstifte 18 und 20 gezeigt.
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In 3a ist
das Getriebe in einer Neutralstellung veranschaulicht. In der in 3a gezeigten Stellung ist
kein Gang eingelegt. Die Schaltkulisse 16 kann durch Drehen
der Schaltwelle 12 in Richtung des Pfeils W frei in einem
Raum zwischen den Kulissenstiften 18 und 20 bewegt
werden. Eine Bewegung entlang des Pfeils W entspricht einem Wählvorgang.
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Um einen Gang zu schalten, kann die
Schaltkulisse 16 entlang des Pfeils S mittels der Schaltwelle 12 in
axialer Richtung A verschoben werden. Dies wird im Detail im Zusammenhang
mit 3b beschrieben werden.
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Ferner erkennt man in 3a, dass die Schaltkulisse 16 eine
Grundfläche 30 (Stirnfläche) aufweist,
die vorzugsweise mit mehreren Erhebungen bzw. Vorsprüngen 32 versehen
ist. Die Erhebungen 32 sind perspektivisch angedeutet,
wobei die mittlere und untere Erhebung 32 geschnitten dargestellt
ist.
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Die Erhebungen bzw. Vorsprünge 32 erstrecken
sich im wesentlichen in Längsrichtung
A der Schaltwelle 12 und sind in ihren Randbereichen abgerundet.
Die Höhe
der Vorsprünge 32 ist
vorzugsweise so gewählt,
dass sich ein Kulissenstift, der sich zwischen zwei Vorsprüngen 32 befindet,
wie es z.B. in 3b dargestellt
ist, bei einer Bewegung der Kulisse 16 oder eines Stiftes
in Richtung des Pfeils W nicht über
einen Vorsprung 32 hinweg bewegen lässt, um in einen benachbarten
Freiraum (Schaltgasse) zwischen diesem Vorsprung 32 und
einem anderen angrenzenden Vorsprung 32 zu gelangen.
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Der Abstand zweier Vorsprünge 32 in
einer Richtung senkrecht zur Längsachse
A ist so gewählt, dass
die Kulissenstifte 18 und 20 jeweils zwischen diesen
Vorsprünge 32 hin-
und hergeführt
werden können.
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Wie bereits oben erwähnt, sind
die Vorsprünge 32 in
ihren Randbereichen vorzugsweise abgerundet und spitz zulaufend
ausgebildet, d.h. sie weisen abgerundete Konturen auf. Dadurch erhöht sich natürlich der
Abstand zweier Konturpunkte, die auf einer virtuellen Linie, die
senkrecht zur Längsachse
A orientiert ist, benachbart zueinander liegen. Diese Fasen, Schrägen bzw.
Rundungen erhöhen
den Schaltkomfort.
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In einem mittleren Bereich der Schaltgasse, der
in den 3a und 3b geradlinig, d.h. ohne
Abrundungen, dargestellt ist, begrenzen die Vorsprünge 32 ein
Querspiel eines eingelegten Ganges.
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Dies lässt sich besonders gut an Hand
der 3b erkennen, in
der die Schalteinrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung
in einem Zustand gezeigt ist, bei dem ein Gang des Wechselgetriebes eingelegt
ist.
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Wenn man 3a mit 3b vergleicht,
so fällt
auf, dass die Schaltkulisse 16 aus ihrer Neutralstellung,
wie sie in 3a dargestellt
ist, in eine Stellung bewegt wurde, bei der ein Gang, z.B. der vierte Gang,
eingelegt ist. Die Schaltkulisse 16 wurde dazu entlang
des Pfeils S bewegt, d.h. in der 3b nach rechts.
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Der Kulissenstift 20 ist
in der 3b dann, z.B.
mittig, zwischen dem oberen und unteren Vorsprung 32 der
Schaltkulisse 16 angeordnet. Den Freiraum zwischen den
Vorsprüngen 32 bezeichnet
man auch als Schaltgasse. Eine Schaltgasse zeichnet sich dadurch
aus, dass sie eine Ausnehmung gegenüber der Schaltkulisse 16 darstellt.
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In der Stellung der 3b wurde der Kulissenstift 20 im Vergleich
zu der in 3a gezeigten Stellung
von rechts in die untere Schaltgasse (z.B. für das 3./4.-Gangpaar) der Schaltkulisse
eingeführt. Dazu
sind die beiden Vorsprünge 32,
die die untere Schaltgasse begrenzen, an ihren in der 3b rechts gelegenen Enden
abgerundet bzw. angeschrägt.
Diese Anschrägungen
erleichtern das Einführen
des Kulissenstifts 20 in die Schaltgasse. Einem Benutzer
wird somit ein größerer Schaltkomfort ermöglicht,
da sich die Schalteinrichtung 10 „sanfter" schalten lässt, als es der Fall wäre, wenn
die Randbereiche dieser Vorsprünge 32 nicht
abgerundet bzw. angeschrägt
wären.
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Das Gleiche gilt natürlich für die in
der 3b links dargestellten
Ränder
bzw. Konturen der Vorsprünge 32.
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Bei der in den 3a und 3b gezeigten
Ausführungsform
der Schaltkulisse 16 gemäß der vorliegenden Erfindung
sind zwei Schaltgassen vorgesehen. Es können jedoch beliebig viele
Schaltgassen vorgesehen werden.
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Die in den 3a und 3b unten
dargestellte Schaltgasse könnte
z.B. zum Ein- und Auslegen des dritten und vierten Ganges dienen,
wobei in 3b z.B. die
Situation dargestellt ist, bei der der vierte Gang eingelegt ist.
Würde man
die Schaltkulisse
16 in 3b nicht
nach rechts, sondern nach links bewegt haben, so dass der Kulissenstift 18 von
der Schaltkulisse 16 durch deren untere Schaltgasse umgeben
wäre, wäre der dritte
Gang eingelegt. Auf ähnliche
Weise wird der erste oder zweite Gang eingelegt, die mittels der
in den 3a und 3b oben dargestellten Schaltgasse
betätigt
werden.
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Um aus dem Zustand des eingelegten
vierten Ganges, wie es in 3b veranschaulicht
ist, in die Neutralstellung zu schalten, müsste die Schaltkulisse 16 aus
der Stellung der 3b entlang
des Pfeils S um einen Versatz V nach links bewegt werden, um die
in der 3a gezeigte Situation
zu erhalten. Der Versatz V stellt den einfachen Schaltweg dar. Aus
dieser Neutralstellung würde
die Schaltkulisse 16 nochmals um den Schaltweg v nach links
bewegt werden müssen,
um den dritten Gang einzulegen. Bei eingelegtem dritten Gang würde der
mittlere und untere Vorsprung 32 den Kulissenstift 18 umgeben.
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Um in den zweiten Gang zu schalten,
müsste die
Schaltkulisse 16 dann wieder um den Schaltweg V nach rechts
bewegt werden, damit die Schaltkulisse 16 sich in ihrer
Neutralstellung befindet. Anschließend könnte die Schaltkulisse 16 in
Richtung des Pfeils W, in den 3a und 3b nach unten, bewegt werden,
so dass eine Stellung erreicht wird, bei der eine gedachte Linie
zwischen den Kulissenstiften 18 und 20 mit einer
gedachten Mittellinie zwischen dem oberen und mittleren Vorsprung 32 der
Schaltkulisse 16 übereinstimmt.
Daraufhin könnte
die Schaltkulisse 16 um den Schaltweg V nach rechts bewegt
werden. Als Ergebnis befände
sich der Kulissenstift 20 in der oberen Schaltgasse, die
durch den Raum zwischen dem oberen Vorsprung
32 und dem
mittleren Vorsprung 32 gebildet ist. Der zweite Gang wäre somit eingelegt.
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Um in den ersten Gang zu schalten,
wäre ein ähnlicher
Bewegungsablauf wie beim Schalten vom vierten in den dritten Gang
erforderlich.
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Es versteht sich, dass in der Realität ein Benutzer
mittels des hier nicht dargestellten Schaltknüppels die Schaltkulisse 16 über die
mit ihr verbundene Schaltwelle 12 eher diagonal, als soeben
beschrieben rechtwinklig, bewegt, um z.B. aus dem eingelegten dritten
Gang in den Zustand zu wechseln, bei dem der zweite Gang eingelegt
ist. Diese Bewegung wird durch die Anschrägung der Vorsprünge 32 im
Randbereich der Schaltkulisse 16 unterstützt. Die Schaltung
hakt also nicht, sondern lässt
sich „sanft" bzw. „rund" schalten.
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Ferner versteht sich, dass die Schaltkulisse 16 durch
Vorsehen weiterer Vorsprünge 32 bzw.
weiterer Schaltgassen auch für
Wechselgetriebe mit einer höheren
Anzahl von Gängen
geeignet ist.
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In 4 ist
ein Kulissenstift 18 bzw. 20 dargestellt.
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Der Kulissenstift 18 bzw.
20 ist vorzugsweise rotationssymmetrisch ausgebildet. Er weist vorzugsweise
einen Schraubenkopf 33 auf, der ein Außengewinde 34 und
eine Passung 36 zur Befestigung und Positionierung in einem
Gehäuse
(vgl. 5) eines Wechselgetriebes
aufweist. Ferner weist ein Kulissenstift gemäß der vorliegenden Erfindung
vorzugsweise einen Führungsbereich 38 auf,
der an einem Ende des Stifts ausgebildet ist, das in die Schaltkulisse 16 im
Zustand eines eingelegten Gangs eingreift. Der Führungsbereich 38 ist
z.B. konisch ausgebildet. Andere, vorzugsweise spitze, Formen sind
möglich.
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In 5 ist
ein Teil des bisher noch nicht dargestellten Gehäuses 40 eines Getriebes
teilweise in Schnittansicht dargestellt. Die Schnittansicht ist
so gewählt,
dass man eine Bohrung 42 erkennen kann, deren Durchmesser
sich in Richtung des Gehäuseinneren,
in dem die Schaltwelle 12 und die Schaltkulisse 16 angeordnet
sind, stufenweise verringert.
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Bei der ersten Stufe der Durchmesserverringerung
ist eine Anschlagsfläche 44 vorgesehen,
an die der Kulissenstift 18 bzw. 20 im eingeschraubten Zustand
anschlägt.
Die Kulissenstifte 18 und 20 können aber auch (ein-)geklebt
werden.
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Bei der Ausführung der Schalteinrichtung 10, wie
sie in 5 dargestellt
ist, sind die Kulissenstifte 18 bzw. 20 gehäusefest
montiert. Die Schaltkulisse 16 ist drehfest an der Schaltwelle 12 angebracht.
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Alternativ können die Kulissenstifte 18 und 20 auch
drehfest an der Schaltwelle 12 befestigt sein. Die Schaltkulisse 16 ist
in diesem Fall dann ortsfest an dem Gehäuse 40 angebracht.
Die Schaltkulisse 16 kann auch einstückig mit dem Gehäuse 40 ausgebildet
sein, indem das Gehäuse 40 an
einer geeigneten Stelle, die in Richtung des Gehäuseinneren weist und mit den
an der Schaltwelle 12 befestigten Kulissenstiften 18 und 20 wechselwirkt,
geeignete Vorsprünge
aufweist, die Schaltgassen zwischen sich bilden.
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Eine weitere alternative Ausführungsform
einer Schaltkulisse 16 ist in 6 dargestellt.
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Man erkennt in 6, dass lediglich ein einziger Kulissenstift 18 verwendet
wird. Die Schaltkulisse 16 weist dann in einem mittleren
Vorsprung 32 eine Öffnung 46 auf,
durch die der Kulissenstift 18 bei einem Wählvorgang
hindurch bewegt werden kann.
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In der 6 ist
die Neutralstellung des Getriebes dargestellt. Der Kulissenstift 18 befindet
sich mittig in der Öffnung 46 des
mittleren Vorsprungs 32. Kein Gang ist gewählt. Kein
Gang ist geschaltet. Mit der Schaltkulisse 16 der 6 lässt sich die gleiche Funktionalität erzielen
wie mit der in den 3a und 3b dargestellten Schaltkulisse 16.
Dies bedeutet, dass auch mit der Schaltkulisse 16 der 6 zwei Gangpaare, z.B. dritter/vierter
Gang und erster/zweiter Gang geschaltet werden können.
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Auch hier lässt sich die Schaltkulisse 16 so abändern, dass
noch mehr Gänge
geschaltet werden können.
Dazu werden weitere Vorsprünge
vorgesehen und die äußeren Vorsprünge (in 6 ist lediglich der untere
dargestellt) werden dann durchgehend ausgestaltet. Die innen liegenden
Vorsprünge weisen
dann jeweils eine Öffnung 46 auf,
so dass der Kulissenstift 18 durch diese Vorsprünge 32 hindurch bewegt
werden kann, um ein Gangpaar auszuwählen, zwischen dem geschaltet
werden soll.
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Vorzugsweise werden rotationssymmetrische
Kulissenstifte verwendet. Diese sind leicht und kostengünstig herzustellen.
Auf Grund der Rotationssymmetrie lassen sich solche Stifte auch
leicht in ein Getriebe einbauen.