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Bei einer H-Schaltung eines Kraftfahrzeugs sorgt ein Dreh-Schiebe-Mechanismus dafür, dass durch die Bewegung des Ganghebels die Schaltklaue betätigt wird, die die für den gewählten Gang zuständige Schaltgabel mit der Schaltmuffe auf einer Vorgelegewelle hin- und herschiebt. Durch eine Bewegung des Ganghebels in Schaltrichtung (vor-rück) durch die Leerlauf-Gasse bzw. Wählgasse wird eine Dreh-Bewegung einer Schaltwelle im Getriebe ausgelöst. Die Schaltwelle greift über einen Schaltfinger in ein Schaltmaul einer Schaltgabel bzw. Schaltklaue ein, welche in zwei Richtungen bewegt werden kann. Eine Schaltmuffe, die von der Schaltgabel auf der Welle verschoben wird, ist für je zwei Gänge beziehungsweise für den Rückwärtsgang zuständig.
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Eine Vor-Rück-Bewegung des Schalthebels bewirkt eine Verschiebung der Schaltgabel, und eine Rechts-Links-Bewegung wählt eine andere Schaltgabel aus. Daraus ergibt sich eine H-förmige Anordnung in einer Schaltkulisse. Durch das Schieben des Schalthebels bzw. Schaltknaufs in die Schaltgasse des gewählten Ganges wird eine Schaltmuffe auf einer Vorgelegewelle geschoben. H-Schaltungen lassen eine freie Gangwahl zu, bei der von jedem Gang in jeden anderen geschaltet werden kann.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Anmeldung, ein verbessertes Blockiersystem für eine manuelle Schaltung eines Personenkraftwagens zur Verfügungen zu stellen.
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Hierzu offenbart die vorliegende Anmeldung eine Schaltvorrichtung für eine mechanische Schaltung eines Kraftfahrzeuggetriebes. Mechanische Schaltung bedeutet in diesem Zusammenhang insbesondere eine Seilzugschaltung, aber auch eine Stangenschaltung oder ähnliches, jedenfalls aber eine manuelle Schaltung im Gegensatz zu etwa einer Automatik oder einer Mechatronik. Die Schaltvorrichtung weist wenigstens vier Schaltgabeln zur Betätigung von vier Synchronisiereinrichtungen auf. Weiterhin weist die Schaltvorrichtung eine Schaltwelle mit wenigstens drei Schaltfingern und mit wenigstens drei Blockierbereichen auf. Jede Schaltgabel ist durch wenigstens einen Schaltfinger betätigbar, während die nicht betätigten Schaltgabeln durch einen Blockierbereich blockierbar sind. Mit Blockierbereich ist hier insbesondere eine Oberfläche wenigstens eines Blockierzylinders gemeint. Ferner ist einer der Schaltfinger zur Betätigung von zwei Schaltgabeln vorgesehen und die anderen beiden Schaltfinger sind jeweils zur Betätigung einer einzigen Schaltgabel vorgesehen. Die Auswahl einer Schaltgabel erfolgt durch einen Wechsel der Schaltgasse, der ein Heben bzw. Senken der Schaltwelle verursacht.
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Eine Schaltvorrichtung gemäß der Anmeldung ist besonders gut für Getriebe mit zwei Vorgelegewellen bzw. Abtriebswellen geeignet, denn dann ist es leicht möglich, den Rückwärtsgang im Schaltbild gegenüber der Schaltgasse des ersten und zweiten Gangs anzuordnen. Dies ist insbesondere für sechs Gänge möglich, aber auch in anderen ähnlichen Fällen, wie zum Beispiel für acht Gänge, usw.
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Die Anmeldung berücksichtigt, daß die beiden zum Anfahren vorgesehenen Gänge im Schaltbild auf einfache Weise auf verschiedenen Seiten des H-Schaltschemas angeordnet werden können, so daß ein Verschalten – wie es andernfalls auftreten könnte, auf einfache Weise verhindert wird. Weiterhin kann mit einer Schaltvorrichtung gemäß der Anmeldung erreicht werden, dass ein Rückwärtsgang, der auf einer eigenen Schaltgasse vorgesehen ist, durch Blockierzylinder blockiert wird, wenn eine der anderen Schaltgassen ausgewählt ist. Diese günstigen Eigenschaften werden gemäß der Anmeldung durch eine geeignete Ausgestaltung von mit einer Schaltwelle verbundenen Bauteilen erzielt, ohne dass es erforderlich ist, Änderungen an den zwischen einem Schaltknüppel und dem Angriffspunkt der Seilzüge bzw. Stangen befindlichen Bauteilen vorzunehmen.
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Hierzu ist speziell ein Schaltfinger als Einzelgang-Schaltfinger ausgeführt, der zur Betätigung einer einzelnen Schaltgabel dient, die in eine einseitig wirkende Synchronisiereinrichtung eingreift. Ein weiterer Schaltfinger ist so ausgeführt, dass er über eine Schaltgabel in eine beidseitig wirkende Synchronisiereinrichtung eingreift. Ein weiterer Schaltfinger ist als Viergang-Schaltfinger ausgeführt, der wahlweise in eine von zwei Schaltgabeln eingreift, die ihrerseits in zwei doppelseitige Synchronisiereinrichtungen eingreifen. Die Auswahl der Schaltgabel erfolgt dabei durch die Wahl einer Schaltgasse.
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Gemäß einer speziellen Ausführungsform wirkt der Einzelgang-Schaltfinger auf einen Rückwärtsgang, das heißt eine Bewegung des Schaltfingers rückt den Rückwärtsgang ein oder aus. Des weiteren wirkt der Zweigang-Schaltfinger auf einen dritten und auf einen vierten Gang und der Viergang-Schaltfinger wirkt bei Auswahl einer ersten Schaltgasse auf einen ersten und auf einen zweiten Gang und bei Auswahl einer zweiten Schaltgasse auf einen fünften und einen sechsten Gang.
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Speziell kann der Einzelgang-Schaltfinger und der Zweigang Schaltfinger in Blockierbereichen eines ersten Blockierzylinders angeordnet sein und der Viergang Schaltfinger in einem Blockierbereich eines zweiten Blockierzylinders angeordnet sein. Gemäß einer weiteren Ausführungsform mit drei statt zwei Blockierzylindern ist der Einzelgang-Schaltfinger in einem Blockierbereich eines ersten Blockierzylinders angeordnet ist, der Zweigang-Schaltfinger in einem Blockierbereich eines zweiten Blockierzylinders angeordnet ist und der Viergang Schaltfinger in einem Blockierbereich eines dritten Blockierzylinders angeordnet.
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In einem speziellen Ausführungsbeispiel ist weiterhin der Einzelgang-Schaltfinger und der Zweigang-Schaltfinger oberhalb des Viergang-Schaltfingers angeordnet. Abhängig vom Getriebeaufbau kann auch umgekehrt der Einzelgang-Schaltfinger und der Zweigang-Schaltfinger unterhalb des Viergang Schaltfingers angeordnet sein. Weiterhin kann der Einzelgang-Schaltfinger oberhalb des Zweigang-Schaltfingers angeordnet sein.
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Zur Erzielung der Blockierwirkung kann der Viergang-Schaltfinger insbesondere im unteren Bereich eines Blockierzylinders angeordnet sein, d. h. unterhalb der Mitte des Blockierzylinders.
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Die Anmeldung bezieht sich insbesondere auf eine Schaltvorrichtung, bei der die Schaltvorrichtung als eine Seilzugschaltung ausgebildet ist, in der ein Seilzug und ein Schaltgewicht eine Schaltwelle entlang ihrer Achse verschiebt und wobei die Verschiebung der Schaltwelle entlang ihrer Achse eine Verschiebung der Schaltfinger bewirkt.
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Des weiteren offenbart die vorliegende Anmeldung ein Getriebe mit einer Schaltvorrichtung gemäß der Anmeldung, wobei Festräder für einen ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften und sechsten Gang auf einer Hauptwelle angeordnet sind, Losräder für einen ersten, zweiten, fünften und sechsten Gang auf einer ersten Vorgelegewelle angeordnet sind. Losräder für einen dritten Gang, eine vierten Gang und für einen Rückwärtsgang sind auf einer zweiten Vorgelegewelle angeordnet.
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Insbesondere ist es vorteilhaft, den Rückwärtsgang von demselben Festrad anzutreiben, wie den ersten Gang. Daraus ergibt sich, dass der Rückwärtsgang auf einer anderen Abtriebs- bzw. Vorgelegewelle angeordnet ist als der erste Gang.
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Der Einfach-Schaltfinger betätigt eine Schaltgabel einer einseitig wirkenden Synchronisiereinrichtung, der Zweigang-Schaltfinger betätigt eine Schaltgabel einer zweiseitig wirkenden Synchronisiereinrichtung und der Viergang-Schaltfinger betätigt wahlweise eine Schaltgabel einer ersten zweiseitig wirkenden Synchronisiereinrichtung oder eine Schaltgabel einer zweiten zweiseitig wirkenden Synchronisiereinrichtung. Wobei insbesondere eine zweite Vorgelegewelle oberhalb der ersten Vorgelegewelle angeordnet sein kann.
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Gemäß der Anmeldung wird weiterhin ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein PKW, mit einem Getriebe gemäß der Anmeldung offenbart.
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Der Gegenstand der Anmeldung wird nun mit Bezug auf die folgenden Abbildungen näher erläutert.
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1 zeigt eine perspektivische Teilansicht einer Seilzugschaltung gemäß der Anmeldung, und
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2 zeigt eine seitliche Teilansicht einer Seilzugschaltung gemäß der Anmeldung, und
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3 zeigt ein Getriebe mit einer Seilzugschaltung gemäß der Anmeldung.
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1 zeigt eine perspektivische Teilansicht einer Seilzugschaltung 10 eines Fahrzeuggetriebes gemäß der Anmeldung. Die Seilzugschaltung 10 weist eine Schaltwelle 11 auf. Auf der Schaltwelle 11 ist ein oberer Blockier- bzw. Sperrzylinder 12 und ein unterer Blockierzylinder 13 angeordnet. Der obere Blockierzylinder 12 weist zwei Schaltfinger 14, 15 auf, die untereinander angeordnet sind. Der untere Blockierzylinder weist einen Schaltfinger 16 auf. In den Blockierzylindern befinden sich Aussparungen 17, 18, 19, die sich jeweils auf Höhe der Schaltfinger befinden und die eine seitliche Bewegung von Schaltmäulern erlauben. Für je eine Schaltgasse der Seilzugschaltung 10 bzw. Synchronisiereinheit ist ein Schaltmaul vorhanden, jedoch ist in 1 der Übersichtlichkeit halber nur ein Schaltmaul 20 gezeigt.
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Jedes der Schaltmäuler 20 ist mit einem Führungsrohr 21 verbunden, das auf einer Stange parallel zu einer Getriebewelle beweglich ist. An einem Ende des Führungsrohrs 21 ist eine Schaltgabel 22 vorgesehen, die in eine hier nicht gezeigte Schiebemuffe eingreift. Der Übersichtlichkeit halber sind die Getriebewelle und die Stange in 1 ebenfalls fortgelassen.
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An einem oberen Ende der Schaltwelle 11 ist ein Kopf 23 vorgesehen, der mit einem Schaltgewicht 24 versehen ist. Seitlich an dem Kopf 23 befindet sich eine Führungsnut 25 in die Rollen eines Umlenkhebels eingreifen, der in 1 nicht gezeigt ist. Der Umlenkhebel ist seinerseits an einem Schaltdedeckel befestigt. Der Schaltdeckel ist in 1 der Deutlichkeit halber fortgelassen, er ist jedoch in 2 abgebildet.
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An einem Ansatz des Schaltgewichtes 24 ist ein Ende eines Schaltzugs 26 befestigt. Ein Ende eines hier nicht gezeigten Wählzugs ist an dem hier nicht gezeigten Umlenkhebel befestigt. Weiterhin ist an dem oberen Blockierzylinder 12 eine Hauptkontur 27 zur Führung der Schaltwelle vorgesehen.
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Eine Wählbewegung zur Auswahl einer Schaltgasse bewirkt eine Translation der Schaltwelle 11, die durch einen Doppelpfeil 28 angedeutet ist. Durch die Translation der Schaltwelle 11 wird je nach Wählposition ein anderer Schaltfinger 14, 15, 16 mit der entsprechenden Schaltgabel in Eingriff gebracht. Eine Schaltbewegung zum Auswahl eines Gangs bewirkt, dass die Schaltwelle 11 und dadurch die Schaltfinger 14, 15, 16 eine Rotation um einen definierten Schaltwinkel ausführen, die in 1 durch eine Doppelpfeil 29 gekennzeichnet ist. Der Schaltfinger 15, der in das Gabelmaul 20 der Schaltgabel 22 eingreift, verschiebt die Schaltgabel 22, die wiederum in die hier nicht gezeigte Schiebemuffe eingreift. Durch die Bewegung der Schiebemuffe wird eine Synchronisiereinheit zum Ein- oder Ausrücken eines Losrads eines Getriebes betätigt. Synchronisiereinheit, Losrad und Getriebe sind der Einfachheit halber in 1 fortgelassen. Die Blockierzylinder 12, 13 verhindern ein unbeabsichtigtes Verschieben von Schaltgabeln, die an dem Schaltvorgang nicht beteiligt sind.
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2 zeigt eine weitere Ansicht der Seilzugschaltung 10 gemäß der Anwendung mit aufgesetztem Schaltdeckel 30. Abstände entlang der Längsachse der Schaltwelle 11 sind in mm angegeben. An dem Schaltdeckel 30 ist der oben erwähnte Umlenkhebel 31 angebracht, der in die Führungsnut 25 eingreift, die in 2 aufgrund des Schaltdeckels nicht erkennbar ist.
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In dem Inset der 2 unterhalb der Schaltwelle 11 ist das Schaltschema bzw. Schaltbild gezeigt, das durch eine Seilzugschaltung 10 gemäß der Anmeldung realisiert wird. Das Schaltschema weist eine Wählgasse 32 und vier Schaltgassen 33 auf. Von links nach rechts sind dies: eine 1-2 Schaltgasse, eine 3-4 Schaltgasse, eine 5-6 Schaltgasse und eine R-Schaltgasse. Ein Neutralpunkt ist durch einen schwarzen Punkt auf der 3-4 Schaltgasse gekennzeichnet.
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Wenn die Rückwärtsgang-Schaltgasse gewählt wird, greift der oberste Schaltfinger 14 in ein Schaltmaul ein, das mit einer Schaltgabel verbunden ist, die zum Betätigen einer einseitigen Synchronisiervorrichtung eines Rückwärtsgangs dient. Gleichzeitig blockiert der obere Blockierzylinder 12 Gangwechsel der anderen Schaltgassen 1-2, 3-4 und 5-6.
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Wird die 3-4 Schaltgasse gewählt, greift der zweitoberste Schaltfinger 14 in ein Schaltmaul ein, das mit einer Schaltgabel verbunden ist, die zum Betätigen einer zweiseitigen Synchronisiervorrichtung für einen dritten und einen vierten Gang dient. Gleichzeitig blockiert der obere Blockierzylinder 12 Gangwechsel der anderen Schaltgassen 1-2, 5-6 und R.
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Bei Auswahl der 1-2 Schaltgasse greift der unterste Schaltfinger 16 in ein Schaltmaul ein, das mit einer Schaltgabel verbunden ist, die zum Betätigen einer zweiseitigen Synchronisiervorrichtung für einen ersten und einen zweiten Gang dient. Gleichzeitig blockiert der untere Blockierzylinder 13 Gangwechsel der Schaltgassen 5-6 und der obere Blockierzylinder 12 Gangwechsel der Schaltgassen 3-4 und R.
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Bei Auswahl der 5-6 Schaltgasse greift der unterste Schaltfinger 16 in ein Schaltmaul ein, das mit einer Schaltgabel verbunden ist, die zum Betätigen einer zweiseitigen Synchronisiervorrichtung für einen fünften und einen sechsten Gang dient. Gleichzeitig blockiert der untere Blockierzylinder 13 Gangwechsel der Schaltgassen 1-2 und der obere Blockierzylinder 12 Gangwechsel der Schaltgassen 3-4 und R.
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Durch eine Seilzugschaltung gemäß der Anmeldung wird das Einlegen des Rückwärtsgangs blockiert, wenn die Schaltgasse für den Rückwärtsgangs nicht ausgewählt ist. Daher ist eine gesonderte Vorrichtung zum Blockieren des Rückwärtsganges nicht erforderlich. Falls gewünscht, kann dennoch ein zusätzlicher Mechanismus vorgesehen werden, um eine manuelle Fehlbetätigung zu verhindern, die entstehen könnte wenn ein Fahrer versucht, einen nicht vorhandenen siebten Gang einzulegen. Das Risiko der Fehlbetätigung des Rückwärtsgang ist jedoch bei einer Schaltanordnung gemäß der Anmeldung geringer als beispielsweise bei einer Schaltanordnung, bei der der Rückwärtsgang links der 1-2 Schaltgasse angeordnet ist.
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Weitere Abwandlungen und Modifikationen sind möglich. Beispielsweise kann die Betätigung über einen Seilzug durch eine Stangen- bzw. Gestängeschaltung ersetzt werden. Bei der Seilzugschaltung ist vorteilhaft, dass sich die Vibrationen des Getriebes nicht direkt auf den Schaltknüppel übertragen, wogegen die Stangenschaltung im allgemeinen den Vorteil hat, dass eine direktere Betätigung mit weniger Reibung möglich ist. Weiterhin können die Blockierzylinder 12, 13 mit Konturen versehen werden, um die Schaltkraft beim Ein- und Ausrücken der Gänge in einer gewünschten Weise zu modifizieren.
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3 zeigt ein Getriebe 35 mit einer Seilzugschaltung gemäß der Anmeldung. Eine Hauptwelle 36 ist mit einem Motorblock 37 über eine Kupplung 38 verbunden. Eine untere Ausgangswelle 39 weist Losräder 40, 41, 42, 43 für einen ersten, zweiten, fünften und sechsten Gang auf. Eine obere Ausgangswelle 44 weist Losräder 45, 46, 47 für einen Rückwärtsgang, einen dritten Gang und einen vierten Gang auf. Die Losräder für den ersten bis sechsten Gang sind jeweils mit einem Festrad auf der Hauptwelle 36 im Eingriff. Das Losrad 45 des Rückwärtsgangs ist über ein Festrad 48 auf einer Umlenkwelle 49 mit einem Festrad 50 auf der Hauptwelle 36 verbunden.
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Zwischen den Losrädern des ersten und zweiten Gangs, zwischen den Losrädern des fünften und sechsten Gangs und zwischen den Losräder des dritten und vierten Gangs ist je eine doppelseitig wirkende Synchronisiereinrichtung 51, 52, 53 vorgesehen. Seitlich des Losrads für den Rückwärtsgang ist eine einseitige wirkende Synchronisiereinrichtung 54 vorgesehen. Die in 1 gezeigt Schaltgabel 22 befindet sich zwischen den Losrädern 46, 47 des dritten und vierten Ganges. Drei weitere Schaltgabeln 55, 56, 57, die in 1 nicht gezeigt sind, greifen in die doppelseitigen Synchronisiereinrichtungen 51, 52, 53 und in die einseitige Synchronisiereinrichtung 54 ein.
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Im Betrieb betätigt der untere Schaltfinger 16 die Schaltgabeln für den ersten und zweiten Gang sowie für den fünften und sechsten Gang. Dagegen betätigt der Schaltfinger 15 ausschließlich die Schaltgabel für den dritten und vierten Gang und der Schaltfinger 14 betätigt ausschließlich die Schaltgabel für den Rückwärtsgang. Die Schaltfinger und die Seilzugschaltung sind in der schematischen Darstellung von 3 nicht gezeigt.
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Gemäß der Anmeldung ist es auch möglich, die Konstruktion so auszulegen, dass die Lage der oberen Vorgelegewelle mit der Lage der unteren Vorgelegewelle vertauscht ist. In diesem Fall ist die Seilzugschaltung so ausgebildet, dass gegenüber der 2 die Lage des oberen Blockierzylinders 12 mit den Schaltfingern 14 und 15 mit der Lage des unteren Blockierzylinders 13 mit dem Schaltfinger 16 vertauscht ist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Seilzugschaltung
- 11
- Schaltwelle
- 12
- oberer Blockierzylinder
- 13
- untere Blockierzylinder
- 14
- Schaltfinger
- 15
- Schaltfinger
- 16
- Schaltfinger
- 17
- Aussparung
- 18
- Aussparung
- 19
- Aussparung
- 20
- Schaltmaul
- 21
- Führungsrohr
- 22
- Schaltgabel
- 23
- Kopf
- 24
- Schaltgewicht
- 25
- Führungsnut
- 26
- Schaltzug
- 27
- Hauptkontur
- 28
- Translation
- 29
- Rotation
- 30
- Schaltdeckel
- 31
- Umlenkhebel
- 35
- Getriebe
- 36
- Hauptwelle
- 37
- Motorblock
- 38
- Kupplung
- 39
- untere Vorgelegewelle
- 40
- Losrad erster Gang
- 41
- Losrad zweiter Gang
- 42
- Losrad fünfter Gang
- 43
- Losrad sechster Gang
- 44
- obere Vorgelegewelle
- 45
- Losrad Rückwärtsgang
- 46
- Losrad dritter Gang
- 47
- Losrad vierter Gang
- 48
- Festrad Rückwärtsgang
- 49
- Umlenkwelle
- 50
- Festrad Rückwärtsgang
- 51
- doppelseitiger Synchronisierer Gang 1, 2
- 52
- doppelseitiger Synchronisierer Gang 5, 6
- 53
- doppelseitiger Synchronisierer Gang 3, 4
- 54
- einseitiger Synchronisierer Rückwärtsgang