MECHANICAL SHIFT ASSISTANCE FOR A SYNCHROMESH GEAR

Abstract: 1. A gear shift device for a motor vehicle comprising linkage having pivotally mounted near one of its ends a lever (1) whose end (6) remote from the pivot point is adapted for operation by the driver, the other end of the lever being pivotally connected to a transmission rod (3) acting on a unit of the vehicle in order to operate such unit, the linkage comprising a pivoted connection in which the place where one of the pivotally connected parts is engaged with the other such part is adjustable towards an increased step-up against the force of a spring (15) and formed in a part of a guide (7a), the resilience of the spring (15) being such that after a predetermined actuating force has been exceeded the pivoted connection moves along the guide (7a) to increase the step-up, characterized in that : The linkage is a crank linkage, one crank of which is operative as the lever and takes the form of a gear shift lever (1) while the other crank in the input (4) of a synchronous gearbox ; The ends of both cranks are connected to the transmission rod (3) ; the adjustable pivoted connection is disposed on the shift lever (1) or at the gearbox input (4) or on a pivoting-transmitting lever (22) which divides the transmission rod (3), and The guide is an elongate straight slot (7a).

Description: Mechanische Schalthilfe für Synchrongetriebe" Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaithilfe für Synchrongetriebe mit einem geberseitigen Schalthebel, einem nehmerseitigen Eingang des Schaltgetriebes und einem Scheltgesiänge zwischen Schalthebel und Schaltgestänge. Es ist allgemein bekannt, dass beim Schalten eines synchroni- sierten Getriebes bei Erreichen des Synchronpu nktes bis zum Gleichlauf der miteinander zu schaltencen Getri ebezahnräder die am Schalthebel aufzubringende Kraft stark ansteigt. Um den Anstieg der Schaltkraft in Grenzen zu halten, werden Schalthilfen eingesetzt. Sie sorgen dafür, dass die von der Bedienungsperson manuel aufzubringende Kraft über den ge- samten Schaltbereich weniger veränderlich ist, d.h. dass sie auf dem gesamten Bewegunsbereich des Schalthebels e ne im günstigsten Fall nahezu konstant bleibende Kraft aufbringen muss. Die bisher bekannt gewordenen Schalthilfen lösen ihre Aufgabe zufriedenstel end, andererseits handelt es sich jedoch um relativ aufwendige und demzufolge teure Iusatzeinrichtungen. Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, das konventionelle mechanische Schaltgestänge eines Synchrongetriebes so auszugestalten, dass mit geringem baulichem Aufwand ein ebenfalls zufriedenstallendes Ergebnis erzielt wird, d.h. eine über den gesamten Bewegungsbereich des Schalthebels angenähert konstante Kraft zu Schalten, insbesondere Einrücken des Getriebes in den jeweiligen Gang, aufgebracht werden muss. Der Lösung der Aufgabe dient die Erfindung mit den Merkmalen der Patentansprüche. Grundgedanke der Erfindung ist demzufolge, die Möglich keit einer angenähert konstanten Kraft zum Schalten des Getriebes durch eine zwangsweise oder automatische mechanische UbersetzungsUnderung im Schaltmechanismus des Getriebes zu schaffen. Das zu verändernde Obersetzungsverhältnis kann dabei am Anfang des Schaltgestänges, also im Bereich des Schalthebels, am Ende des Schaltge- stänges also im Bereich des Getriebeeinganges oder zwischen den Enden des Schaltgestänges innerhalb des Schaltgestänges liegen. Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Die Ausführungsbeispiele sind trotz ihres beispielhaften Characters bevorzugte und besonders zweckmässige Lösungen der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 ein Diagramm zum grundsätzlichen Ver ständnis der Erfindung Fig. 2 eine erste erfindungsgemässe Lösung als schematisch dargestellte Gesamt anordnung Fig.3,4 den von der Erfindung wesentlich beein- flussten Teil der Anordnung gemäss Fig.2 in zwei zueinander senkrechten Schnitten und Fig.5,6 in einer Fig.2 entsprechenden Darstellung zwei Varianten zu der Lösung gemäss Fig.2 bis 4. In Fig.1 ist die während des Einrückens eines Ganges bei einem synchronisierten Getriebe vom Fahrer des mit diesem Getriebe ausgerüsteten Kraftfahrzeuges an Handschalthebel aufzubringende Handschaltkraft H über dem Schalweg S aufgetragen. Der Strich-Punkt-Li nienzug ist der Kraftver auf ohne Einsatz einer Schalthilfe. Es ist deut7cFi zu erkennen, wie die Handschaltkraft ir Bereich a stein arstei#t, um nach einigem Verbleiben auf dem Höchstwert im Bereich b wieder abzufallen (Bereich c). Der Bereich a bis b ist der Bereich der Annäherung an den Einrückpunkt. Dieser deutliche Kraftanstieg soll durch die Erfindung abgebaut werden. Mit Anwendung der Erfindung und der erfindungsgemässen Obersetzungsänderung ergibt sich der Verlauf der Handschaltkraft H gemäss dem ausgezogenen Linienzug der Fig. 1. Es ist zu sehen, dass im Bereich a die Handschaltkraft weniger steil ansteigt und im Bereich b einen wesentlich niedrigeren Höchstwert erreicht. Hierin besteht der wesentliche Vorteil der Erfindung. Das Umfeld der Erfindung soll zunächst anhand der Fig.2 kurz erläutert werden. Der vom Fahrer zu bedienende Handschalthebel ist mit 1 gekennzeichnet. Der Handschalthebel 1 ist im Bereich seines unteren Endes schwenkbar gelagert (Gelenk 2) und mit dem Schaltgestänge 3 gelenkig verbunden. Das Schaltgestänge 3 führt zum Synchrongetriebe, dessen Eingang mit 4 gekennzeichnet ist. Das Gelenk 2 ist als Kugelgelenk ausgebildet, so dass der Schalthebel 1 in der Zeichenebene und senkrecht dazu zu verschwenken ist. Die entsprechenden Verstellbewegungen des Schaltgestänges 3 bewirken im Getriebe die Gassenauswahl und das Ein- bzw. Ausrücken der zu der jeweiligen Schaltgasse gehörenden Gänge. Bei der ersten Ausführungsform der Erfindung ist der Bereich des Kugelgelenkes 2 gemäss Fig. 3, 4 ausgebildet. Der Schalthebel 1 besteht aus dem längeren Teil 2a, der oberhalb des Lagerzapfens 5 des Gelenkes 2 liegt und am oberen Ende den Schalthebel knopf 6 trägt und dem kürzeren unteren Teil 7, der unterhalb des Lagerzapfens 5 liegt. Der Teil 7 um schliesst ein Langloch 7a. In diesem Langloch ist eine Hülse 8 verstellbar, in derUber zwei Wätzlager 9, 10 ein Lagerzapfen 11 gelagert ist. Auf den seitlich aus dem unteren Teil 7 des Schalthebels 1 herausragenden Enden des Lagerzapfens 11 ist der gabelförmig ausgebildete Kopf 12 des Schaltgestänges 3 gelagert. Seitlich davon ruht In Ring nuten 13, 14 des Lagerzapfens 11 eine Bügelfeder 15 mit ihren gebogenen Enden 15a, die mit ihrem Steg 15b in einer Nut 16 am unteren Ende des Schalthebel teiles 7 ruht. Der Arbeitsablauf der Vorrichtung ergibt sich aus den Darstellungen, die in Fig. 1 dem für die Erfindung geltenden Kurvenverlauf (ausgezogener Linienzug: zugeordnet und mit I bis IV gekennzeichnet sind. In der Ausgangsstellung I befindet sich der Schalthebel 1 in einer solchen Stellung, dass die Längsachse des Längsschlitzes 7a vertikal verläuft. Die zumindest weitgehend entspannte Bügelfeder 15 hält den Zapfen li mit der Hülse 8 am unteren Ende des Längsschlitzes 7a in Anlage. Der Radius mit dem der Zapfen 11 um die Längsachse des Lagerzapfens 5 des Gelenkes 2 zu schwenken ist, ist mit r1 bezeichnet. Die am oberen Ende des Schalthebels 1 aufzubringende Kraft H ergibt sich aus der Beziehung EMI5.1 worin bedeuten H = die am oberen Ende des Handschalt hebels aufzubringende Handschaltkraft, N = die vom Lagerzapfen 11 über die Hülse 8 auf die Seitenflächen des Längsschlitzes 7a aufzubringende oralkraft, r1 = der Radius, auf dem der Lagerzapfen 11 um die Längsachse des tagerzpfe ens 5 des Gelenkes 2 schwenkt und r = der Radius, auf den das obere Ende (Schalthebelkopf 6) des SchalWhebels 1 um die Längsachse des Lagerzapfens 5 des Gelenkes 2 schwenkt. Solange die Handschaltkraft H = 0 ist, ist die Normalkraft N = 0, der Kraft F der Feder 15 wirkt keine Kraft entgegen, das System befindet sich in der Ruhestellung I. Wird nun bei ansteigender Handhebelkraft H der Schalthebel 1 in Richtung auf die Stellung S bewegt, so erreicht das System die Stellung II und es bildet sich eine Normalkraft N mit endliche Wert aus, die sich in das Kräftepaar P und R zerlegen lässt, wovon die Kraft R der Federkraft F entgegen wirkt. Es bleibt jedoch zunächst noch die Kraft R unter dem Wert der Federkraft F und die Hülse 8 wird zwar mit verminderter, aber immer noch ausreichender Kraft F= R in ihrer unteren ¯Stellung gehalten. Im weiteren Schwenken des Schalthebels 1 in die Stellung S erreicht das System die Stellung III, die Handhebelkraft beginnt mässig anzusteigen, um dabei einen Wert zu erreichen, bei dem die Handhebelkraft zu einer Kraft N führt, die beim Zerlegen in die Kräfte R und P zu einem Wert der Kraft R führt, der die Federkraft F übersteigt, so dass der Lagerzapfen 11 in seine obere Endstellung gebracht wird, bis er mit der Hülse 8 am oberen Ende des Längs schlitzes 7a anliegt. Durch die Lagerung der Hülse 8 über die Wälzlager 9, 10 auf dem Lagerzapfen 11 ist diese Verstellbewegung möglich, ohne dass grössere Reibungskräfte überwunden werden müssten. Die für den weiteren Schaltvorgang des Getriebes erforderliche Handschaltkraft H ergibt sich aus EMI6.1 worin r2 der Radius ist, auf dem nunmehr der Lagerzapfen 11 um die Längsachse des Lagerzapfens 5 des Gelenkes 2 geschwenkt wird, während N und r die oben erläuterten Begriffe sind. Im weiteren Verstellen aur die Stellung IV des Systemes wird die Kraft R wieder kleiner als die Federkraft F und die Feder 15 vermag den Lagerzapfen wieder in seine untere Ausgangsstellung zurückzubringen. Ersichtlich wird gegenüber dem System ohne Schalthilfe der Schaltweg verlängert, in entsprechendem tiasse aber die notwendige Schaltkraft deutlich verringert, die Veränderung der Schaltkraft über den Schaltweg ist wesentlich weniger ausgeprägt als bei einer Lösung ohne erfindungsgemasse Schalthilfe. Die erfindungsgemässe Schalthilfe kann nun, wie oben erläutert, auf der Geberseite des Schaltgestänges 3 angeordnet werden (Fig. 2 bis 4). Mit den gleichen Ergebnis kann die Schalthilfe aber auch auf der Nehmerseite des Schaltgestänges 3 vorgesehen werden (Fig. 5) oder sie kann in das Schaltgestänge 3 selbst integriert werden (Fig. 6). Beide Varianten bedürfen keiner besonderen Erläuterung, die Unterschiede zu der ersten Lösung ergeben sich aus der Zeichnung selbst. Welcher der drei Varianten der Vorzug gegeben wird, ergibt sich aus den Gegebenheiten des Einzelfalles, insbesondere den baulichen Gegebenheiten im Umfeld der Erfindung. Bei der Lösung gemäss Fig. 6 wird das Verhältnis zwischen dem in seiner Länge unveränderlichen Teil 20 des bei 21 schwenkbar gelagerten zweiarmigen Hebels 22 und dessen veränderlichem Teil 23 verändert. Funktionell entspricht also der Hebelteil 20 dem über dem Gelenk 2 liegenden Teil des Schalthebels 1, während der Hebel teil 22 so ausgestaltet ist, wie es bei der Lösung gemäss Fig. 2 bis 4 der Teil des Schalthebels 1 ist, der unterhalb des Lagerzapfen 5 liegt. Bei der Lösung nach Fig. 5 ist der Hebe1 30 als ein armiger Hebel ausgebildet, dessen wirksame Länge jedoch ver ändert ich ist, indem er analog zu den bei der Lösung gnach Fig 2 bis 4 unterhalb des Lagerzapfens 11 liegenden Teil des Schalthebels 1 ausgebildet ist. Das Schaltsestange wirkt also nchinerseitig an einem unterschiedlich lanCelr Hebelarii auf das Eingangsglied des SchaltgetrieDes.

Claims: Patentansprüche 1. Schalthilfe für Synchrongetriebe mit einem geberseitigen Schalthebel, einem nehmerseitigen Eingang des Schaltge triebes und einem Schaltgestänge zwischen Schalthebel und Getriebe dadurch gekennzeichnet, dass zur Vergleich mässigung der am Schalthebel aufzubringenden Kraft über die Länge des Verstellweges während eines Gangwechsels ein Obersetzungsverhältnis im Bereich des Schaltgestänges zwischen Geber- und Nehmerselte durch die Betätigung des Schalthebels zwangsweise veränderbar ist. 2. Schalthilfe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das veränderbare Obersetzungsverhältnls zwischen Schalt hebel (1) und Schaltgestänge (3) (geberseitig) eingebaut ist. 3. Schalthilfe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das veränderbare Obersetzungsverhältnis zwischen Schalt gestänge (3) und Getriebeeingang (4) (nehmerseitig) ein gebaut ist. 4. Schalthilfe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das veränderbare Obersetzungsverhäl tni s in das Schalt gestänge (3) zwischen dessen geber- und nehnierseitigen Enden eingebaut ist. 5. Schalthilfe nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass das veränderbare @bersetzungsverhältnis in einem zweiartnigen Hebel (1, 7; 20, 23) vorgesehen ist, dessen einer Arm (1; 20) eine konstante Länge hat, während die Länge des anderen Armes (7; 23) veränderbar ist. 6. Schalthilfe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Arm (7; 23) veränderbarer Länge einen Längsschlitz (7a) aufweist, in dem ein Anlenkpunkt (11) längsverstellbar ist. 7. Schalthilfe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlenkpunkt (11) innerhalb des Längsschlitzes rya) in seiner einen Endstellung mittels einer vorgespannten Feder (15) gehalten ist und mit zunchrc.#Ccm Schwen::weg des Schalthebels (1) in der Richtung des Einrückens der jeweiligen Ganges aus dieser Endstellung heraus unter Uberwindung der Federkraft in Richtunc auf seine andere Endstellung bewegt wird, um so die wirksame Länge der Hebelarme zu verkürzen, 8. Schalthilfe nach einem der Ansprüche 1 und , dadurch gekennzeichnet, dass das veränderbare Obersetzungsverhältnis in einem einarmigen Hebel (30) dargestel ¯i t wird, an dem das Schaltgestänge (3) an einem verstellbaren Angriffs punkt (11) angreift.

Inventors: HEUER, FRITZ, ING.-GRAD.
Applicants: M A N  NUTZFAHRZEUGE GMBH
Application year: 1983
Main classification: G05G7
IPC codes: F16H63, F16H61, F16H59