专利名称：控制设备和齿轮箱的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的控制设备和包 括这样一个控制杆的齿轮箱。
背景技术：
在机动车如客车、卡车、用于半拖车的拖拉机或公交车的手动齿 轮箱内，期望档位的接合常常通过形成齿轮箱的一部分并且具有多个 控制杆的控制设备被控制。通过操作机动车的变速杆，这些控制杆可 在限定齿轮箱的不同档位位置的不同预定设置位置之间运动。每个控 制杆与确保控制杆将对应于变速杆的运动处于某个预设位置以及确保 控制杆不会无意识地从相应的设定位置移位的锁定机构协同作用。
EP0702172A1涉及用于齿轮箱的控制杆的常规类型的锁定机构。该锁 定机构包括一种锁定装置，其通过弹簧装置的作用适于与控制杆的不 同凹槽接合。这些凹槽每个都对应于控制杆的预设位置。每个凹槽具 有适于与锁定装置如此协同作用的引导面以使锁定装置通过引导表面 的作用和抵抗弹簧装置的作用将对应于从控制杆的设定位置开始的控 制杆轴向运动从突起位置移至縮回位置同时锁定装置接合于各个凹槽 内。因此从一个设定位置变为其它位置导致以其纵向移动的控制设备 具有足够克服来自弹簧装置的弹力的力，该弹力通过锁定装置阻碍这 样的运动。当控制杆已被运动的足够远以使另一些凹槽到达锁定装置 的通路上，锁定装置将通过弹簧装置的作用向前运动从而与凹槽结合 从而抵消控制杆的进一步向前运动。通过这些锁定功能，操作变速杆 的人借助各个控制杆和变速杆来感知不同的档位。
发明内容
本发明的目的在于提供改进的上述类型的控制设备，从而提出一 种至少在某些方面与常规构型的控制设备比较具有优点的构型。根据本发明，所述目的通过具有权利要求l所述特征的控制设备 来实现。
根据本发明，控制设备包括带有相关锁定机构的至少一个控制杆， 该锁定机构包括具有一个或多个限定了控制杆预设位置的沟槽或凹槽 的锁定元件，从而控制杆被设置为相对锁定元件运动。锁定机构还包 括设置于控制杆的凹槽内的弹性锁定装置，该锁定装置具有克服锁定 装置的弹力作用的锁定部，其被设置为在突起位置与缩回位置之间沿 控制杆径向在所述凹槽内运动，其中锁定部在该突起位置接合于锁定 元件内的所述沟槽/凹槽的其中之一中从而抵抗控制杆相对锁定元件 的运动，并且，锁定部在该縮回位置不与锁定元件内的任何所述沟槽/ 凹槽接合。
根据本发明，因此锁定装置被设置于实际控制杆中，从而使得锁 定机构特别地节约空间。根据本发明的方案与上述常规方案相比也尽 可能的简化了控制设备的结构，从而提供了节约生产成本的可能性。 特别地，锁定机构不需要包括任何单独的弹簧装置作用于锁定装置， 因为锁定装置自身就有弹性。
根据本发明的优选实施例，锁定装置采取板簧的形式，这就使得 锁定装置可轻易地以低成本被制造。
根据本发明的另一个实施例，锁定装置宽松地位于控制杆中的相
应凹槽中，这样的优点就是通过抵靠控制杆中的相应凹槽的侧面避免
锁定装置沿控制杆的纵向和圆周方向运动。因此不需要特别的固定装
置来将锁定装置装配于控制杆的凹槽内，这就使得锁定装置可能包括 少量简单构型的部件并且同时特别容易装配。
根据本发明的控制设备的其它实施例由从属权利要求和下面的描 述所述。
本发明还涉及一种齿轮箱，优选用于机动车的手动齿轮箱，其包 括根据本发明的控制设备。
下面本发明将参照附图在实施例的基础上进行详述，其中-
图1示出根据本发明的控制设备的控制杆形成部件的侧视图；图2a示出部分控制杆的部分侧剖面图，其中示出相关锁定机构处 于锁定位置；
图2b示出根据图2a的侧视图，其中示出锁定机构处于非锁定位
置；
图2c示出根据图2a和2b的控制杆和锁定机构的透视图2d示出根据图2a-2c的锁定机构的锁定装置形成部件的侧视
图3示出根据图1的控制杆的透视图；以及
图4示出从具有根据本发明的控制设备的齿轮箱的上部的后面观 察的部分剖面图。
具体实施例方式
根据本发明的控制设备1意图形成齿轮箱的一部分从而控制齿轮 箱的期望齿轮啮合。除了下面所述的锁定机构，控制设备和相应的齿 轮箱可为常规和已知的构型。
图1和3示出被设置为用于在保持单元2中直线运动并形成根据 本发明的控制设备1的一部分的四个控制杆3a-3d。在图3中，为清楚 目的省略了保持单元。根据本发明的控制设备的控制杆的数目可能比 此处所示的更多或更少。保持单元2可整合在相应齿轮箱的外壳5内， 如图1所示。每个控制杆3a-3d被支撑以相对保持单元2以下述方式 运动，即，相对保持单元沿其纵向可运动。每个控制杆3a-3d可通过 例如位于控制杆的每个末端的滑动轴承6a、 6b相对保持单元2被支撑 (如图1所示)。每个控制杆3a-3d以已知方式连接于变速杆，籍此使 得控制杆3a-3d可相对保持单元2运动。通过在不同预定位置之间操 作变速杆，使用者如机动车的驾驶员可将控制杆3a-3d相对保持单元2 置于期望设定位置。每个控制杆3a-3d以此处未描述的己知方式借助 变速叉(selector fork) 7a-7d进行齿轮箱的不同预定档位的接合和分 离。每个变速叉7a-7d与相应的控制杆3a-3d —起运动并且通过已知但 此处未描述的齿轮箱控制机构作用于齿轮箱的档位。每个控制杆实现 齿轮箱的两个不同档位的接合和分离。每个控制杆3a-3d可从中立位 置沿一个方向纵向地移至一预设位置以接合所述两个档位的第一个，并且可沿另一个方向纵向地移至另一预设位置以接合所述两个档位的 第二个。
在前述控制杆中，示例中的三个控制杆3a-3c连接于共同的控制 杆3e，下面称为操纵杆。操纵杆3e被支撑用于以下述方式相对保持 单元2直线和旋转运动，B卩，相对于保持单元可沿纵向移动并且可绕 其纵轴旋转。操纵杆3e以已知但未示出的方式连接于变速杆，籍此， 操纵杆3e可相对保持单元2实现直线和旋转运动。通过在不同预定位 置之间操作变速杆，使用者如机动车驾驶员能够沿纵向移动操纵杆3e 并且将其置于多个预定直线位置中的任何一个内。对于每个控制杆 3a-3d，操纵杆3e具有预定的直线位置。根据其直线位置，操纵杆3e 适于通过绕其纵轴以期望方向旋转能够在这些预设的位置之间一次运 动一个控制杆3a-3c。每个控制杆3a-3c都具有用于与操纵杆3e的相 应控制装置9e协同作用的控制装置9a-9c。每个控制装置9a-9c、 9e 牢牢地连接于相应的杆3a-3c、 3e。控制装置9e因此与操纵杆3e —同 进行直线和旋转运动，并且每个控制装置9a-9c将与相应的控制杆 3a-3c —同运动。通过操纵杆3e在其纵向上的移动，其控制装置9e — 次可与控制杆3a-3c的控制装置9a-9c中的一个接合。当操纵杆3e处 于属于某个控制杆3a-3c上的直线位置，操纵杆3e的旋转运动就通过 操纵杆的控制装置9e与相应控制杆的控制装置9a-9c之间的相互接合 转换为控制杆的轴向直线运动。
第四个控制杆3d的设定位置在示例中被示出未受到操纵杆3e的 控制，但例如可能适于以此处未描述的常规方式被气动地控制。
控制设备的每个控制杆3a-3d都分配有锁定机构20，其适于限定 控制杆3a-3d相对于保持单元2的一个或多个预设位置。图2a-2c示出 带有这样一个锁定机构20的控制杆3a的一部分。锁定机构20包括具 有一个或多个沟槽或凹槽22a-22c的锁定元件21，每个沟槽或凹槽都 限定了控制杆3a相对于保持单元2的一个预设位置。每个沟槽/凹槽 22a-22c面对控制杆3a。在图2a-2c所示的示例中，锁定机构20被设 置为限定控制杆3a相对于保持单元2的三个不同设定位置，并且在这
种情形下锁定机构具有沿平行于控制杆纵轴的方向直线连续地设置的 三个沟槽/凹槽22a-22c。控制杆3a被设置为相对锁定元件21运动。
7锁定元件21优选设置于其中一个轴承6a中，控制杆3a通过轴承固定 于保持单元2。在所示示例中，锁定元件21的形式为独立板，在其一 个末端具有所示沟槽22a-22c并且配合在套筒29内的狭缝28中。套 筒29具有内孔29a，控制杆3a的一部分可滑动地容纳于内孔29a中。 可选地，锁定元件21可与所示类型的套筒29结合成一体并且各个沟 槽/凹槽22a-22c形成于套筒的孔29a内部。锁定元件的其它实施例当 然也是可以想到的。
锁定机构20还包括设置于控制杆3a的凹槽24中的弹性锁定装置 23。凹槽24被设置于控制杆的壳表面中。该锁定装置具有克服锁定装 置23的弹力作用的锁定部23a，锁定部23a被设置为在所述凹槽24 中沿着控制杆的径向在突起位置(见图2a)与縮回位置(见图2b)之 间运动，其中，在所述突起位置，锁定部23a接合于锁定元件的所述 沟槽/凹槽22a-22c的其中之一中从而抵抗控制杆相对锁定元件21和保 持单元2的直线运动，并且，在所述縮回位置，锁定部23a不与锁定 元件内的任何所述沟槽/凹槽接合。通过锁定装置23的弹力作用，锁 定部23a可被预加载从而到达其突起位置。锁定部23a延伸穿过控制 杆的相应凹槽24的向外的孔。锁定部23a优选具有侧面观察时凸起的 形状，如图2a和2b所示。
锁定装置23可弹性形变并且当锁定部23a从突起位置移縮回位置 时经受弹性形变，如图2a和2b所示。当随后锁定部23a返回突起位 置时，锁定装置23弹回并且恢复其初始形状。
在示出的实施例中，锁定装置23具有设置于锁定部23a的相反侧 且支撑锁定部23a的两个支撑部23b、 23c，并且锁定装置23通过它 们抵靠控制杆的相应凹槽24的表面。这些支撑部23b、 23c构成了锁 定装置23的翼，所述翼连接至位于它们之间的锁定部23a。在所示的 示例中，支撑部23b、 23c抵靠凹槽24的底表面24a。控制杆3a与锁 定装置的支撑部23b、 23c之间的接触面构成了相互滑动表面，其允许 当锁定装置的锁定部23a在突起位置与縮回位置之间沿任一方向运动 时，响应于锁定装置23形状的变化，支撑部与控制杆之间沿控制杆的 轴向发生相互滑动。在所示示例中，每个支撑部23b、 23c远离锁定部 23a的末端朝锁定部23a弯曲(在图2a的侧视图中向上，而在图2d的侧视图中向下)，从而形成钩状末端段23b'、 23c'。该钩状末端段 23b'、 23c'因此与锁定部23a的指向相同。钩状末端段23b'、 23c' 完全地容纳于凹槽24中并且每个都在凹槽24相应的相对轴向末端处 以外侧抵靠相邻侧表面24b、 24c上。
锁定装置23优选具有侧面观察时为翼形的形状，并且锁定部23a 朝下，如图2d所示。锁定装置23也可为其它期望形状。
锁定装置23优选由金属、特别是钢制成，并且优选形为板簧。
锁定装置23优选宽松地位于控制杆中的相应的凹槽24内，并且 优选通过抵靠控制杆的相应凹槽24的侧面防止锁定装置沿控制杆的 纵向和圆周方向运动。
锁定机构23和控制杆的相应凹槽24优选为细长的并且被设置为 以控制杆的纵向延伸，如图2a-2c所示。
为从一个设定位置变为另一个，控制杆3a必须借助于下述力在其 纵向上运动，即，锁定装置23的弹力被克服且锁定装置的锁定部23a
与锁定元件的各个沟槽/凹槽脱离接合。当随后控制杆被移走的足够远 以使锁定部23a到达锁定元件的另一个沟槽/凹槽22a-22c的通路上时，
锁定部23a将通过锁定装置23的弹力作用向外运动从而与沟槽/凹槽 接合并且因此抵抗控制杆的进一步运动。
锁定元件中的每个沟槽/凹槽22a-22c具有引导面27，其适于与锁 定装置的锁定部23a协同作用，以使得锁定部将响应于控制杆3a相对 锁定元件21从锁定部23a与相应的凹槽22a-22c相接合的控制杆设定
位置开始的运动，通过该引导面的作用从其突起位置移至其縮回位置。 沟槽/凹槽22a-22c优选一同构成从锁定元件21的纵截面看大致正弦的 轮廓，如图2a和2b所示。
优选地，操纵杆3e也分配有上述类型的锁定机构，其限定操纵杆 3e相对于保持单元2的各个预设位置。
根据本发明的控制设备1特别地用于形成用于机动车的手动齿轮 箱的一部分。这样的齿轮箱10的一部分如图4所示。
本发明当然不局限于上述实施例，因为不偏离所附权利要求的基 本思想对其做出多种改进对于本领域技术人员来说是可能的。
权利要求
1、一种用于控制齿轮箱的期望齿轮啮合的控制设备，该控制设备(1)包括保持单元(2)和带有相关锁定机构的至少一个控制杆(3a)，使得控制杆(3a)被设置为在保持单元(2)中直线运动并且相关锁定机构(20)适于限定控制杆(3a)相对保持单元(2)的一个或多个预设位置，其特征在于，锁定机构(20)包括—具有一个或多个沟槽或凹槽(22a-22c)的锁定元件(21)，每个沟槽/凹槽都限定了控制杆(3a)相对于保持单元(2)的一个预设位置，由此控制杆(3a)被设置为相对锁定元件(21)直线运动；以及—设置于控制杆的凹槽(24)中的弹性锁定装置(23)，该锁定装置(23)具有锁定部(23a)，锁定部(23a)克服锁定装置(23)的弹力作用并被设置为在所述凹槽(24)中沿着控制杆的径向在突起位置与缩回位置之间运动，其中，在所述突起位置，锁定部(23a)接合于锁定元件的所述沟槽/凹槽(22a-22c)的其中之一中从而抵抗控制杆相对锁定元件的运动，并且，在所述缩回位置，锁定部(23a)不与锁定元件中的任何所述沟槽/凹槽接合。
2、 如权利要求l所述的控制设备，其特征在于，锁定装置(23) 为板簧形式。
3、 如权利要求1或2所述的控制设备，其特征在于，锁定装置(23) 和控制杆中的相应的凹槽(24)为细长的并且被设置为沿控制杆的纵 向延伸。
4、 如权利要求l-3任意一项所述的控制设备，其特征在于，锁定 装置(23)具有设置于锁定部(23a)的相反侧上且支撑锁定部(23a) 的两个支撑部(23b, 23c)，并且锁定装置(23)通过所述支撑部抵靠 控制杆中的相应凹槽(24)的表面。
5、 如权利要求4所述的控制设备，其特征在于，每个支撑部(23b， 23c)远离锁定部(23a)的末端被弯曲以形成钩状末端段(23b'， 23c')。
6、 如权利要求l-5任意一项所述的控制设备，其特征在于，锁定 装置(23)侧面观看时为翼形且锁定部(23a)朝下。
7、 如权利要求l-6任意一项所述的控制设备，其特征在于，锁定 装置(23)宽松地位于控制杆的相应凹槽(24)中。
8、 如权利要求7所述的控制设备，其特征在于，锁定装置(23) 通过抵靠控制杆中的相应凹槽(24)的侧表面避免了沿控制杆的纵向 和圆周方向运动。
9、 如权利要求l-8任意一项所述的控制设备，其特征在于，锁定 部(23a)侧面观察时为凸起形状。
10、 如权利要求1-9任意一项所述的控制设备，其特征在于，锁 定元件中的每个沟槽/凹槽(22a-22c)具有引导面(27)，其适于与锁 定装置的锁定部(23a)协同作用，以使得锁定部(23a)将响应于控 制杆(3a)相对锁定元件(21 )从锁定部(23a)与相应的凹槽(22a-22c) 相接合的控制杆设定位置开始的运动，通过该引导面的作用从其突起 位置移至其縮回位置。
11、 一种齿轮箱，优选形为用于机动车的手动齿轮箱，其特征在 于，它包括根据权利要求l-10任意一项所述的控制设备(1)。
全文摘要
本发明涉及一种用于控制齿轮箱的期望档位的控制设备，该控制设备(1)包括带有相关锁定机构(20)的控制杆(3a)。该锁定机构包括具有限定控制杆的预设位置的一个或多个沟槽或凹槽(22a-22c)的锁定元件(21)。该锁定机构还包括设置于控制杆的凹槽(24)内的弹性锁定装置(23)，该锁定装置(23)具有锁定部(23a)，其克服锁定装置(23)的弹力作用被设置为在突起位置与缩回位置之间控制杆径向上的所述凹槽内运动，其中锁定部在该突起位置接合于锁定元件内的所述沟槽/凹槽之一内从而抵消控制杆相对锁定元件的运动，并且其中锁定部在该缩回位置不与锁定元件内的任何所述沟槽/凹槽接合。本发明还涉及包括这样的控制设备的齿轮箱。
文档编号F16H63/30GK101427057SQ200780014648
公开日2009年5月6日 申请日期2007年4月11日 优先权日2006年4月26日
发明者E·约拉斯, M·哈格贝里 申请人:斯堪尼亚有限公司