DE2949194C2

DE2949194C2 - Mechanische Schalteinrichtung für ein Kraftfahrzeug-Wechselgetriebe

Info

Publication number: DE2949194C2
Application number: DE2949194A
Authority: DE
Inventors: Koji Higashikurume Tokyo Nozawa
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1978-12-08
Filing date: 1979-12-06
Publication date: 1983-09-15
Also published as: JPS6135421B2; JPS5578844A; FR2443617B1; GB2036206B; GB2036206A; FR2443617A1; DE2949194A1; US4348913A

Description

Die Erfindung betrifft eine mechanische Schalteinrichtung gemäß dem Oberbegriff dr + Hauptanspruchs.

Bei einer derartigen Schalteinrichtung sind Federn derart zwischen der Schaltgabel und der Klauen-Schiebemuffe angeordnet, daß die Schaltgabel bei einem Gangwechsel unter elastischer Verformung der Federn bis zum Ende ihres Schaltweges bewegt werden kann, obgleich noch kein formschlüssiger Kupplungseingriff zwischen der Schiebemuffe und einem der Gangräder hergestellt ist. Sobald Gleichlauf zwischen der Schiebe muffe und dem Gangrad besteht, bewirken die gespannten Federn die endgültige Herstellung des Kupplungseingriffes.

In der DE-PS 5 78 901 wird eine herkömmliche Schalteinrichtung der genannten Art beschrieben. Nach diesem Stand der Technik handelt es sich bei den Federn um zwei Schraubenfedern, die zu beiden Seiten der Schaltgabel koaxial zu der Schiebemuffe in deren umlaufender Nut angeordnet sind. Bei dieser Bauweise weist die Schalteinrichtung insgesamt verhältnismäßig große axiale Abmessungen auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die axialen Abmessungen einer gattungsgemäßen Schalteinrichtung zu verringern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs ge- bo löst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß sind die Federn auf dem Umfang der Schiebemuffe verteilt und derart in Bohrungen der Schaltgabel angeordnet, daß sie sich abwechselnd an tv> gegenüberliegenden Innenflächen der Nut der Schiebemuffe abstützen. Die Abmessungen der einzelnen Federn sind verhältnismäßig gering. Da zudem die an den entgegengesetzten Innenflächen der Nut abgestützten Federn einander mit ihren innerhalb der Bohrungen liegenden Abschnitten in axialer Richtung überlappen, ergibt sich insgesamt eine erhebliche Verringerung der axialen Abmessungen der Schalteinrichtung. Wenn die Sdiialtgabel über ihren gesamten Schaltweg verschoben wird, während sich die Schiebemuffe noch nicht in ihrer Eingriffsstellung befindet, so werden die Federn auf einer Seite der Schaltgabel ganz in die Bohrungen eingerückt und die Schaltgabel schlägt an der Innenfläche der Nut der Schiebemuffe an. Hieran kann der Fahrer feststellen, daß die Schaltgabel die vorgesehene Schaltposition erreicht hat

Zum Stand der Technik wird noch auf die DE-AS 21 31 712 verwiesen. Aus dieser Druckschrift ist eine Synchronisiereinrichtung bekannt, bei der zwischen den beiden Synchronringen mehrere Bolzen angeordnet sind, die abwechselnd an den Synchronringen befestigt sind und jeweils eine zu dem anderen Synchronring geöffnete, parallel zur Hauptwelle des Getriebes verlaufende Bohrung aufweisen. In jeder Bohrung ist eine Feder angebracht, die mit einem Ende am Boden der Bohrung und mit dem anderen Ende über einen verschiebbaren Zapfen an dem betreffenden Synchronring abgestützt ist Dieser Stand der Technik unterscheidet sich dadurch von dem Gegenstand der Erfindung, daß die Federn lediglich zur Erzeugung von Reibungskräften zur Kopplung der Synchronring^ dienen, indem sie die Zapfen gegen die Synchronringe vorspannen, und daß die Federn nicht an dei Übertragung der Axialkräfte von der Schaltgabel über die Schiebemuffe auf den Synchronring beteiligt sind.

Erfindungsgemäß kann daher die Geräuschbildung beim Gangwechsel auf ein Minimum gebracht werden, da die Schiebemuffe gegen den Klauenkranz mit Hilfe einer Vorspannkraft der Federn gedrückt wird, bevor der Eingriff stattfindet. Nach dem Eingreifen steht der Synchronkörper zuverlässig über die Schiebemuffe mit dem Klauenkranz in Verbindung. Dies ist unter Festigkeitsgesichtspunkten äußerst vorteilhaft. Wenn ausreichend Raum für die Bewegung der Schaltgabel zur Verfügung steht, kann der Gangwechse! glatt und weich erfolgen, ohne daß übermäßiger Verschleiß der Zapfen und der Führungsstücke aufgrund der Schiebemuffe befürchtet werden muß. Dadurch ergibt sich eine hohe Haltbarkeit des Getriebes.

Die erfindungsgemäße Schalteinrichtung eignet sich besonders für Getriebe von fahrbaren Arbeitsmaschinen, wie etwa Gabelstaplern und dergleichen. Bei derartigen Fahrzeugen treten häufig Gangwechsel zwischen Vorwärtsgang und Rückwärtsgang auf, und die Umschaltung erfolgt vielfach bereits bevor das Fahrzeug ganz zum Stillstand gekommen ist. In diesem Fail treten besonders hohe Drehzahldifferenzen zwischen der Schiebemuffe und dem damit in Eingriff zu bringenden Gangrad auf. Diese Drehzahldifferenzen können beispielsweise das 5- bis lOfache der bei Personenkraftwagen üblicherweise auftretenden Drehzahldifferenzen betragen. Während die Ausrüstung eines derartigen Getriebes mit Synchronisiereinrichtungen, wie sie üblicherweise für Personenkraftfahrzeuge verwendet werden, zu erheblichen Kosten führen würde, wird durch die Erfindung eine einfache und kostengünstige Möglichkeit geschaffen, trotz der hohen Drehzahldifferenzen einen weichen Gangwechsel zu gewährleisten und den Verschleiß der Getriebeteile zu verringern.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbei-

spiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert

Fig. IA ist ein senkrechter Schnitt durch eine Ausführungsform einer Schalteinrichtung für ein Kraftfahrzeug-Wechselgetriebe;

F i g. 1B ist ein Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. IA;

Fig.2 ist ein senkrechter Schnitt durch einen wesentlichen Teil der Schalteinrichtung der Fig. IA und zeigt de" Zustand, bei dem die Scbiebemuffe unmittelbar vor Erfassen des Klauenkranzes steht;

Fig.3 ist ein senkrechter Schnitt des gleichen Teilbereiches wie Fig.2, zeigt jedoch die Stellung der Teile nach der Verbindung von Klauenring und Klauenkranz; ^|S

Fig.4 ist ein senkrechter Schnitt durch eine andere Ausführungsform.

Gemäß F i g. 1A ist die Hauptwelle 1 in ihrem rechten Bereich mit einer Kupplung verbunden. Ein Synchronkörper 2 ist mit Hilfe von Keilen 3 auf der Hauptwelle 1 festgelegt, so daß sich der Synchronkörper 2 mit der Hauptwelle 1 dreht. Eine K'.auen-Sehiebemuffe 4 steht in Zahnrad- oder Keilverbindung mit c" τ äußeren Oberfläche des Synchronkörpers 2, so daß die Schiebemuffe 4 in Axialrichtung verschiebbar, nicht jedoch in bezug auf den Synchronkörper 2 drehbar ist. Auf dem Umfang des Klauenringes 4 befindet sich eine Nut 4a. Der untere Bereich einer Schaltgabel 5 befindet sich in der Nut 4a, so daß ein Fahrer die Schaltgabel 5 zur Verschiebung des Klauenringes 4 betätigen kann. jo

Wie am besten aus F i g. 1B hervorgeht, weist der untere Bereich der Schaltgabel 5 eine Anzahl von Bohrungen 5a parallel zu der Achse der Hauptwelle 1 auf, in denen Zapfen 5c gleiten, die aus verschleißfestem Material bestehen. Die Zapfen 5c sind durch Federn 5* J5 vorgespannt, die sich zwischen den freien Enden der Zapfen und Stiften Stfbefinden, die in den Bohrungen 5a befestigt sind, so daß die vorderen Enden der Zapfen 5c aus den Bohrungen 5a herausragen und gegen seitliche Wände 4£>, 4c der Nut 4a anliegen. Wie aus F i g. 1B -to hervorgeht, sind die vorderen Enden der Zapfen 5c alternativ nach rechts und links in der Figur angeordnet. Vorzugsweise sind die Zapfen 5c und die Bohrungen 5a abgestuft, so daß ein Austreten der Zapfen 5c aus den Bohrungen 5a verhindert wird. ■» >

An einer Seite des Synchronkörpers 2 ist ein Zahnrad 6 für den Vorwärtsgang drehbar a/i einem Lager 7 auf der Hauptwelle 1 abgestützt. Ein Klauenkranz 9 ist aul einer Hülse 6a ausgebildet, die von einer Seite des Klauenkranzes 9 in Richtung des Synchronkörpers 2 '" verläuft.

An der anderen Seite des Synchronkörpers 2 befindet sich ein Zahnrad 12 für den Rückwärtsgang, das über ein Lager 13 drehbar auf der Hauptwelle 1 abgestützt ist. In einem Stück von dem Zahnrad 12 geht nach links eine >> Hülse 12a aus, auf der sich ein Klauenkranz 15 befindet.

Die linke Seite des Zahnrades 6 liegt gegen einen Anschlagring 18 an. während die rechte Seite des Rückwärts-Zahnrades 12 in Berührung mit einem Anschlagring 19 steht. t>o

Der Synchronkörper 2 befindet sich somit zwischen den Zahnrädern 6 und 12 für Vorwärts- und Rückwärtsgang.

Fig. IA zeigt die neutrale Stellung des Getriebes. Selbst nach Auskuppeln einer nicht gezeigten Kupplung dreht sich die Hauptwelle 1 aufgrund der Trägheit in dieser neutraien Stellung weiter. Die Zahnräder 6 und 12 drehen sich in entgegengesetzte Richtungen aufgrund der nicht gezeigten Gegenzahnräder. Wenn unter diesen Bedingungen der Fahrer den Schalthebel betätigt und damit die Schaltgabel 5 in Richtung des Vorwärts-Zahnrades 6 verschiebt, wird die Schiebemuffe 4 über die Zapfen 5c in dieselbe Richtung verschoben. Wenn der Klauenring 4 und der Klauenkranz 9 des Vorwärts-Zahnrades 6 mit derselben Drehzahl umlaufen, kann der Klauenring 4 in den Klauenkranz 9 weich und glatt eingreifen.

Da jedoch die Drehzahlen unterschiedlich sind, ist ein derartiger glatter Eingriff zwischen dem Klauenring 4 und dem Klauenkranz 9 nicht möglich. Folglich bewegt sich die Schiebemuffe 4 nicht weiter, so daß sich nur das untere Ende der Schaltgabel 5 -erschiebt und die Federn 5b unter Vergrößerung der Vorspannkraft zusammengedrückt werden. Wenn aie Drehzahl im wesentlichen angeglichen ist, bewegt sich die Schiebemuffe, die durch die Federn vorgespannt v.ird, in Richtung eines Eingriffs mit dem Klauenkranz 9. F i g. 3 zeigt den Augenblick des Eingriffs zwischen der Schiebemuffe 4 und dem Klauenkranz 9.

Wie oben erwähnt wurde, treten die Schiebemuffe 4 und der Klauenkranz 9 nicht miteinander in Eingriff, bevor sie sich im wesentlichen mit derselben Drehzahl drehen. Vor der Vervollständigung des Eingriffs ist der Verschiebevorgang des Schalthebels beendet.

Der Vorgang des Eingriffs zwischen der Schiebemuffe 4 und dem Klauenkranz 15 des Rückwärtsgang-Zahnrades 12 soll nicht beschrieben werden, da er in wesentlichen mit dem Eingriff zwischen dem Klauenring 4 und dem Klauenkranz 9 des Vorwärtsgang-Zahnrades 6 übereinstinmt, ausgenommen die Bewegungsrichtung der Schiebemuffe 4 in Richtung des Rückwärts-Zahnrades 12.

.^ i g. 4 zeigt eine andere Ausführungsform der Schalteinrichtung. Die Schaltgabel 5 weist am unteren Ende eine Anzahl von Sackbohrungen 5/a'jf. die parallel zur Achse der Hauptwelle verlaufen. Die offenen Enden der Sackbohrungen liegen abwechselnd nach rechts und links in der Zeichnung. U-förmige Führungsstücke 5g liegen in der Nut 4a der Schiebemuffe 4. Federn 5h liegen zwischen der Seitenwand des Führungsstückes 5g und dem Boden der Sackbohrungen 5f. Vorsprünge 5/an einer Seitenwand der Führungsstücke 5g dienen zum Festhalten der Federn 5h.

Die zweite Ausführungsform stimmt in der Arbeitsweise im wesentlichen mit der ersten Ausführungsform Uberein. obgleich die Zapfen 5c und die Führungsstücke 5#unterschiedlich ausgebildet sind.

Bei der zweiten Ausführungsfom können die Führungsstücke leicht und in einfacher Form hergestellt werden, wenn sie aus synthetischem Harz, wie etwa Polytetrafluoräth. len (Teflon) oder dergleichen bestehen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Mechanische Schalteinrichtung für ein Kraftfahrzeug-Wechselgetriebe mit einer Schaltgabel, die in eine umlaufende Nut einer drehfest, aber axial verschieDbar auf einer Hauptwelle angeordneten Klauen-Schiebemuffe mit Axialspiel unter Zwischenschaltung von Federn eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schaltgabel (5) Bohrungen (5a) parallel zu der Hauptwelle (1) ,₀ angeordnet sind, in denen je eine Feder (5b, 5h) liegt, die sich mit einem Ende im Inneren der Bohrung (5a) und mit dem anderen Ende an der Innenfläche der Nut (4a) abstützt, und daß benachbarte Federn (5b, 5h)sich jeweils an den gegenüberliegenden Innenflä- , chen der Nut (4a) abstützen.

2. Mechanische Schalteinrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Bohrung (5a) ein Zapfen (5c) verschiebbar angeordnet ist, dessen rückwärtige Endfläche die Kraft der in der Bohrung (5a) liegenden Feder (56,5h) aufnimmt und dessee «ordere Endfläche an der Innenfläche der Nut (4a) anliegt.

3. Mechanische Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Führungsstücke (5g) in der Nut (4a^der Klauen-Schiebemuffe (4) im wesentlichen U-förmig angeordnet sind, die an einer inneren Seitenwand Vorsprünge (5i) zur Aufnahme des aus der Bohrung (5a) ragenden Endes der Feder (5h) aufweisen.