用于汽车变速器的防错接保护装置的制作方法

本发明涉及一种用于汽车变速器的防错接保护装置，该汽车变速器具有为选择换挡叉轴拨块凹槽可转动的并且为换挡可轴向移动的换挡轴，该防错接保护装置包括锁止元件，该锁止元件被换挡轴在向相邻的换挡叉轴拨块凹槽的选择运动时通过凸块状的接触轮廓克服复位弹簧的力从初始位置带入锁止位置，在锁止位置中锁止元件阻止换挡轴进一步的选择运动，并且锁止元件在换挡轴接下来的换挡运动中被再次释放并且通过复位弹簧返回到其允许进一步的选择运动的初始位置中。

背景技术：
尤其是在可手动换挡的汽车变速器中使用单H或多H换挡线路，其包括多个换挡叉轴拨块凹槽和一个连接各换挡叉轴拨块凹槽的、用于由驾驶员操作的手动换挡杆的选择通道，通过手动换挡杆驾驶员可选择换挡叉轴拨块凹槽并且手动接入和脱出配置给所选择的换挡叉轴拨块凹槽的挡位。手动换挡杆一方面用于选择换挡叉轴拨块凹槽的运动并且另一方面用于换挡的运动被传递给位于变速器内部的、可转动的并且可轴向移动的换挡轴，其中选择运动可配置给换挡轴的轴向移动并且换挡运动可配置给换挡轴的转动，或者反过来。通常，已知的汽车手动变速器具有五个或六个分布在三个换挡叉轴拨块凹槽上的前进挡和一个必要时配置给单独的换挡叉轴拨块凹槽的倒挡，换挡叉轴拨块凹槽相互间的区分相对不重要并且相应地不太可能错接。这种变速器的换挡线路在图1和2中示出。根据图1的五挡变速器的换挡线路包括三个换挡叉轴拨块凹槽2、4、6和一个连接这三个换挡叉轴拨块凹槽的选择通道8。第一和第二挡G1和G2配置给外侧的第一换挡叉轴拨块凹槽2。第三和第四挡G3和G4配置给中间的第二换挡叉轴拨块凹槽4，在该换挡叉轴拨块凹槽中手动换挡杆10通过弹簧装置自动对中在空挡位置中。第五挡G5和倒挡R配置给外侧的第三换挡叉轴拨块凹槽6。两个外侧的换挡叉轴拨块凹槽2和6可被驾驶员轻易地并且在没有错接危险的情况下由中间的空挡换挡叉轴拨块凹槽出发找到。为了避免无意地接入倒挡R，通常在根据图1的换挡装置中为倒挡设置一个换挡锁止器，该换挡锁止器可构造为冲击锁止器、浸压锁止器或拉力环锁止器。根据图2的已知的换挡线路包括四个换挡叉轴拨块凹槽12、14、16、18和一个连接各换挡叉轴拨块凹槽的选择通道20。为第一外侧的换挡叉轴拨块凹槽14和中间的换挡叉轴拨块凹槽16如图1的实施例配置挡位G1、G2或G3、G4。在此情况下，为第三外侧的换挡叉轴拨块凹槽18配置挡位G5和G6，而将倒挡R配置给一个自身的、相对于换挡叉轴拨块凹槽14更加靠外侧的换挡叉轴拨块凹槽12。在根据图2的换挡装置中既可通过上述类型的换挡锁止器又可通过选择锁止器防止意外接入倒挡R，所述选择锁止器从第一换挡叉轴拨块凹槽14出发通过提高的选择力加难或通过可松开的形锁合锁止来防止选择相邻的用于倒挡R的换挡叉轴拨块凹槽12。这种换挡和选择锁止器通常与位于变速器外部的换挡装置中的手动换挡杆22相互配合作用，因此其不对变速器结构产生影响。然而，基于总是进一步降低汽车燃料消耗的要求，希望提高变速器的挡位数量，因为挡位之间传动比跳跃的减小可使内燃机尽可能久地在具有特别低的燃料消耗的转速范围中运行。这必然导致换挡叉轴拨块凹槽数量相对于所描述的换挡线路增多。图3中示出具有七个或八个前进挡以及一个倒挡的换挡线路。可以看到，相对于图2所示的装置，设置另一换挡叉轴拨块凹槽24，其设置在第三换挡叉轴拨块凹槽18之外并且配置给第七挡位G7以及需要时第八挡位G8。在根据图3的换挡线路中存在这样的危险，即在从第二换挡叉轴拨块凹槽16的第三挡位G3或第四挡位G4加挡时意外越过直接相邻的用于第五和第六挡位G5、G6的换挡叉轴拨块凹槽18并且因此错误地接入第四换挡叉轴拨块凹槽24的第七或第八挡位G7或G8中。这种错接导致牵引力损失并且在大多数运行情况中需要立即进行向较低挡位G5或G6的校正接入。虽然可接受通过上述类型的换挡锁止器或选择锁止器分离倒挡R或者说换挡叉轴拨块凹槽12，但被最高前进挡G7、G8占据的外侧的换挡叉轴拨块凹槽24的这种类型的分离由于与之有关的换挡延迟被判断为是不可接受的。DE102009027533A1已经公开了一种开头所提类型的防错接保护装置，其中，只有在已经选择了第三换挡叉轴拨块凹槽中的一个挡位后，才可选择与第三换挡叉轴拨块凹槽相邻的下一个外侧的换挡叉轴拨块凹槽。这种已知的防错接保护装置用于具有这样的换挡轴的变速器，在该换挡轴转动时进行换挡过程并且在该换挡轴轴向移动时进行选择过程。所述防错接保护装置包括一个在结构和制造技术上以极其复杂的方式集成到换挡轴装置本身中的锁止元件，本来的换挡轴直接地并且构造为锁止环的锁止元件通过轴套间接地设置在中心的导向轴上，并且一方面锁止环和另一方面换挡轴的朝向锁止环的端部分别设有相互配合作用的、凸块状的接触轮廓。

技术实现要素：
本发明所基于的任务是提供一种开头所提类型的防错接保护装置，其在结构和制造技术方面相对于已知装置更加简单。在此该防错接保护装置应当可以用于这样的换挡轴，其转动在变速器中引起选择过程并且其轴向移动引起换挡过程。在该用于汽车变速器的防错接保护装置中，根据本发明规定在换挡轴上设置径向突出的带动臂，该带动臂的自由端部和锁止元件分别具有相互配合作用的接触轮廓，其中，a)锁止元件基本上切向于由带动臂的自由端部在选择运动中描述的圆弧形轨迹在其初始位置和其锁止位置之间可移动地设置在换挡轴的固定在壳体上的包围结构中，锁止元件基本上沿由带动臂的自由端部在换挡运动中描述的直线轨迹的方向平行于换挡轴的纵轴线可移动地支承，并且锁止元件通过复位弹簧装置向其初始位置预张紧地设置并且通过对中弹簧装置沿所述直线轨迹向中间位置预张紧地设置，或b)所述锁止元件在其初始位置和其锁止位置之间可移动地支承设置在容纳壳体中，并且容纳壳体基本上围绕与换挡轴纵轴线隔开的并且垂直于该纵轴线定向的转动轴线可转动地设置，使得由该容纳壳体描述的圆弧形轨迹基本上切向于由带动臂的自由端部在换挡运动中描述的直线轨迹延伸，该锁止元件能够从移出容纳壳体的初始位置克服设置在锁止元件和容纳壳体底部之间的压簧的力移动到移入容纳壳体的锁止位置中。因此，本发明基于一种用于具有为选择换挡叉轴拨块凹槽可转动的并且为换挡可轴向移动的换挡轴的汽车变速器的防错接保护装置，包括锁止元件，该锁止元件被换挡轴在向相邻的换挡叉轴拨块凹槽的选择运动时通过凸块状的接触轮廓克服复位弹簧的力从初始位置带入锁止位置，在锁止位置中锁止元件阻止换挡轴进一步的选择运动，并且锁止元件在换挡轴接下来的换挡运动中被再次释放并且通过复位弹簧返回到其允许进一步的选择运动的初始位置中。此外，在该防错接保护装置中规定，在换挡轴上设置径向突出的带动臂，该带动臂的自由端部和锁止元件分别具有相互配合作用的接触轮廓，锁止元件基本上切向于由带动臂的自由端部在选择运动中描述的圆弧形轨迹在其初始位置和其锁止位置之间可移动地设置在换挡轴的固定在壳体上的包围结构中，锁止元件基本上沿由带动臂的自由端部在换挡运动中描述的直线轨迹的方向平行于换挡轴的纵轴线可移动地支承，并且锁止元件通过复位弹簧装置向其初始位置预张紧地设置并且通过对中弹簧装置沿所述直线轨迹向中间位置预张紧地设置。该结构允许在结构上特别简单地构造换挡轴本身，因为换挡轴的转动运动和纵向运动通过带动臂向外传递到与实际的换挡轴在结构上基本无关的锁止元件上，该锁止元件承担上面所说的锁止不直接邻接空挡换挡叉轴拨块凹槽的附加的换挡叉轴拨块凹槽的任务。被称为空挡换挡叉轴拨块凹槽是这样的换挡叉轴拨块凹槽，在该换挡叉轴拨块凹槽中换挡杆通过手动换挡装置自动对中。根据本发明的一种方案规定，锁止元件设置在自身的容纳壳体中并且在那里在其初始位置和其锁止位置之间可移动地支承。容纳壳体自身可轴向移动地支承在包围结构、例如壳体中。如借助一个实施例详细说明的，凸块状或齿状的接触轮廓使得在选择运动时被带入其锁止位置的锁止元件在接下来的换挡运动中被再次释放，以致锁止元件弹回到其初始位置中。原则上接触轮廓可任意成型并且配置给锁止元件或带动臂的自由端部或这两者。本发明的另一方案规定，用于锁止元件的容纳壳体具有圆柱形形状，其纵轴线平行于换挡轴，圆柱形的容纳壳体具有径向凹口用于可移动地容纳基本上板状的锁止元件，所述复位弹簧装置设置在锁止元件和凹口的底部之间，在圆柱形的容纳壳体的两个端面上分别设置导向杆，所述导向杆可移动地支承在相应配置的支承体中，并且在圆柱形的容纳壳体的端壁和相配的支承体之间分别设置对中弹簧装置的压簧，所述压簧将容纳壳体向其中间位置加载。一方面锁止元件在容纳壳体中可移动的支承并且另一方面容纳壳体通过导向杆的直线支承可在结构上特别简单地实现。根据本发明的一种实施方式，在锁止元件上构造与带动臂的自由端部配合作用的第一接触轮廓，该接触轮廓基本上构造为从锁止元件的一个直线基底轮廓向带动臂的自由端部突出的矩形齿部。在本发明的另一种方案中，在带动臂的自由端部上也构造与锁止元件的第一接触轮廓配合作用的第二接触轮廓，该第二接触轮廓基本上构造为从一个直线基底轮廓向锁止元件突出的矩形齿部。这两个齿部的宽度基本上等于换挡轴的换挡行程。在从空挡换挡叉轴拨块凹槽起的选择运动中这两个齿部在端面上下叠置，以致锁止元件在选择运动中被带动，而在换挡运动中两个齿部相对移动一个齿宽，以致锁止元件可弹回其初始位置中，并且这两个齿部随后以其相面对的侧面相互贴靠，这在下面还将被详细说明。此外优选规定，用于锁止元件的容纳壳体的凹口具有这样的轴向宽度，使得在选择过程结束后由于锁止元件和带动臂的沉入凹口中的齿部，通过换挡轴的轴向移动(其中带动臂的齿部也被轴向移动)能够接入一个挡位。根据本发明另一结构上的变型方案，锁止元件仍在其初始位置和其锁止位置之间可移动地支承设置在容纳壳体的凹口中。但在此容纳壳体围绕与换挡轴纵轴线隔开的并且垂直于该纵轴线定向的转动轴线可转动地设置，使得由容纳壳体描述的圆弧形轨迹基本上切向于由带动臂的自由端部在换挡运动中描述的直线轨迹延伸。但根据第一种实施例的容纳壳体的直线运动在此被围绕转动轴线的转动运动所代替。在该变型方案中，容纳壳体具有圆柱形形状，其纵轴线平行于转动轴线，容纳壳体具有轴向凹口用于可移动地容纳基本上圆柱形的锁止元件，复位弹簧装置设置在锁止元件和凹口的底部之间。容纳壳体设置在转动臂上，该转动臂可转动地支承在同轴于转动轴线的、固定在包围结构中的转动销上。在此转动臂通过同轴于转动销的、一方面支撑在包围结构中并且另外一方面支撑在转动臂上的螺旋扭力弹簧朝向转动中间位置对中。在该实施例中，也在锁止元件上构造与带动臂的自由端部配合作用的第一接触轮廓，该接触轮廓基本上构造为从圆柱形的锁止元件的外端面朝向带动臂的自由端部突出的圆柱形销。在带动臂的自由端部本身上构造与锁止元件的第一接触轮廓配合作用的第二接触轮廓，该第二接触轮廓基本上构造为从一个直线基底轮廓向锁止元件突出的矩形齿部，并且齿部的宽度和销的直径基本上等于换挡轴从空挡位置至一个挡位位置的换挡行程。附图说明下面根据附图借助几个实施方式详细说明本发明。附图如下：图1至3为多级变速器的多个换挡线路；图4为具有在换挡运动中可直线移动的锁止元件的防错接保护装置的示意性透视图；图5为根据图4的装置的局部剖面图；图6至13为根据图4和5的防错接保护装置的各工作位置；图14为具有在换挡运动时可转动的锁止元件的防错接保护装置的示意性透视图；和图15为根据图14的装置的局部剖面图。具体实施方式如前所述，图1至3示出不同的换挡线路，其中根据图3的换挡线路是本发明的基础。该换挡线路包括中间的、空挡的用于挡位G3和G4的换挡叉轴拨块凹槽16(驾驶员侧的变速器换挡及选择装置的手动换挡杆以已知的方式通过弹簧装置在该换挡叉轴拨块凹槽中对中)、与该换挡叉轴拨块凹槽相邻的用于挡位G1和G2的第一换挡叉轴拨块凹槽14以及在另一侧相邻的用于挡位G5和G6的换挡叉轴拨块凹槽18。该换挡线路还包括单独的用于倒挡R的换挡叉轴拨块凹槽12(该换挡叉轴拨块凹槽通过前面已经说明过的选择或换挡锁止器与换挡叉轴拨块凹槽14分离)、就换挡叉轴拨块凹槽18而言的下一个外侧的用于挡位G7和必要时挡位G8的换挡叉轴拨块凹槽24。换挡叉轴拨块凹槽18相对于换挡叉轴拨块凹槽24通过下文中描述的防错接保护装置分离。图4所示的防错接保护装置26包括一个换挡轴28，该换挡轴可沿箭头30方向围绕换挡轴纵轴线32转动并且可沿箭头34方向轴向移动。换挡轴28为此支承在包围结构44中。根据箭头30的转动运动配置给选择运动、即由此选择换挡叉轴拨块凹槽，而根据箭头34的移动对应换挡运动，即借助该移动接入或脱出挡位。在换挡轴28上设置带动臂36，该带动臂与锁止元件38配合作用。带动臂36径向外侧的自由端部68在选择运动时描述围绕换挡轴纵轴线32的圆弧形轨迹并且在换挡运动时描述平行于换挡轴纵轴线32的直线轨迹。尤其如图5所示，锁止元件38沿箭头42方向在一个移出容纳壳体40的初始位置和一个移入容纳壳体40的锁止位置之间可移动地支承在容纳壳体40中。容纳壳体40自身沿箭头46方向可轴向移动地支承在适合的包围结构44中。容纳壳体40具有例如圆柱形形状，其纵轴线平行于换挡轴28。容纳壳体具有径向凹口48，其形状适配基本上板状的锁止元件38。在锁止元件38和凹口48的底部之间设置由两个压簧50构成的复位弹簧装置52。在圆柱形的容纳壳体40的端面上设置导向杆54或56，所述导向杆可移动地支承在相应配置的、集成在包围结构44中的支承体58或60中。在容纳壳体40的两个端面和相应配置的支承体58、60之间设置压簧62或64，所述压簧构成对中弹簧装置并且容纳壳体40借助该对中弹簧装置的弹力朝向中间位置对中。导向杆54和56分别具有纵向槽116、118，相配的并且收纳在支承体58、60中的销钉120、122以小的间隙嵌入该纵向槽中，以致导向杆54、56和因此容纳壳体40虽可纵向移动但不可转动。在锁止元件38上构造齿状接触轮廓66，该接触轮廓大致构造为从锁止元件38的直线基底轮廓向带动臂36的自由端部68突出的矩形齿部70。在带动臂36的自由端部68上构造与第一接触轮廓66配合作用的第二接触轮廓72，该第二接触轮廓以相似方式基本上构造为从直线基底轮廓向锁止元件38突出的矩形齿部74。在此各齿部70、74的宽度基本上等于换挡时换挡轴28的换挡行程，这在下面还将被说明。可看到，带动臂36的齿部74可在轴向上比锁止元件38的齿部70更宽。在带动臂36的自由端部68上带动臂除了齿部74之外还具有两个朝向相反的轴向的支臂112、114，因此在看向带动臂36的自由端部68时，支臂112、114和齿部74一起构成大致T形的外观。借助图6至13详细说明根据图4和5的防错接保护装置26的功能。在图6所示的初始位置中，换挡轴28位于相应于手动换挡杆22(图3)空挡位置的空挡位置中。如已经说明过的，在该空挡位置中，可通过换挡轴28在图6中向右或向左的轴向移动来接通挡位G3和G4。锁止元件38位于其移出容纳壳体40的初始位置中并且容纳壳体40本身位于通过压簧62、64对中的中间位置中。为了选择在空挡换挡叉轴拨块凹槽16的下一个外侧的换挡叉轴拨块凹槽18，如图7所示，换挡轴28根据箭头76转动，并且锁止元件38通过在端面上下叠置的齿部70、74克服压簧50的力移动到其锁止位置中，在该锁止位置中，锁止元件支承在容纳壳体40凹口48的底部上。通过这种方式阻止换挡轴28到关于换挡叉轴拨块凹槽18下一个外侧的换挡叉轴拨块凹槽24的进一步的选择运动。在通过换挡轴28的轴向移动接通挡位G5或G6之一时、在图8的情况下通过接通挡位G5，构造在带动臂36的自由端部68上的第二接触轮廓72相对于构造在锁止元件38上的第一接触轮廓66侧向移动，齿部70和74不再接触，以致锁止元件38通过压簧50返回其初始位置中。齿部70在此以其端面贴靠在带动臂36的T形支腿112的直线基底轮廓上。在脱出挡位G5(图9)并且接入挡位G6时，锁止元件38以及容纳锁止元件的容纳壳体40被带动臂36的自由端部68轴向带动并且克服压簧62的力移动到相对于中间位置轴向移动了的偏心位置中。由于锁止元件38在接通挡位G5或G6之一之后再次位于其初始位置中，所以现在可通过换挡轴28根据图10中箭头76的进一步转动选择在换挡叉轴拨块凹槽18的下一个外侧的换挡叉轴拨块凹槽24，在此锁止元件38从其初始位置沉入到容纳壳体40的凹口48中。可以看到，在该选择过程中，带动臂36的齿部70伸入容纳壳体40的凹口48中。接着，根据图11可通过换挡轴28向右的轴向移动切换到挡位G7(和必要时通过向左移动切换到挡位G8)。容纳壳体40的凹口48具有足够大的宽度B，使得锁止元件38的齿部70可移动到直至凹口48的轴向相对置的壁124上，以便接入挡位G7。在通过换挡轴28根据图12向左的轴向移动脱出挡位G7之后，换挡轴28可通过沿箭头78(图13)方向的转动首先转动到相应于换挡叉轴拨块凹槽18的转动位置中，以便例如切换到挡位G5或G6之一中。在此带动臂36的自由端部68移动并且锁止元件38首先向上移动到例如相应于图8的位置中，该位置允许切换到挡位G5、G6，但也允许随时重新选择换挡叉轴拨块凹槽24(挡位G7、G8)。当换挡轴28根据箭头78(图13)进一步转动到相应于空挡换挡叉轴拨块凹槽16的转动位置中时，接触轮廓66或72脱接，因此容纳壳体40通过被加载的压簧62移动到其中间位置中并且系统再次占据其在图6中所示的初始位置。图14和15示出一种类似于根据图4至13的防错接保护装置的防错接保护装置80。其上设有带动臂84及构造在带动臂84的在径向俯视图中为T形的自由端部上的接触轮廓86的换挡轴82与上述实施例中所描述的设置完全一致。据此，在带动臂84的自由端部上构造一个齿部110和两个平行于换挡轴纵轴线90定向的T形支臂112、114，它们朝向锁止元件87的外表面构成接触轮廓86。但与第一种实施例的主要区别在于，锁止元件87和容纳锁止元件的容纳壳体88不可直线移动，而是围绕与换挡轴82纵轴线90隔开的并且垂直于该纵轴线定向的转动轴线92可转动地设置。在此由容纳壳体88描述的圆弧形轨迹基本上切向于由带动臂自由端部在换挡轴82平行于其纵轴线90的换挡运动中描述的直线轨迹。在所示实施例中，容纳壳体88具有圆柱形形状，其纵轴线平行于转动轴线92。容纳壳体在轴向凹口94中具有基本上圆柱形的锁止元件87，该锁止元件87可从图14和15中所示的、移出容纳壳体88的初始位置克服设置在锁止元件87和容纳壳体88底部96之间的压簧97的力移动到移入容纳壳体88的锁止位置中。容纳壳体88通过转动臂98可转动地支承在同轴于转动轴线92的转动销100上。转动臂98借助同轴于转动销100的、一方面支撑在包围结构102中并且另外一方面支撑在转动臂98上的螺旋扭力弹簧104朝向转动中间位置对中，所述螺旋扭力弹簧用作对中弹簧装置。构造在带动臂84径向外部的接触轮廓86与构造在锁止元件87上的接触轮廓106配合作用。接触轮廓106基本上构造为从圆柱形的锁止元件87的外端面向带动臂84的自由端部突出的圆柱形销108，该销具有前述实施例中所描述的齿部70的功能。在换挡轴82的选择运动中、即在换挡轴转动时，锁止元件87在其初始位置和其锁止位置之间移动。在换挡轴82的换挡运动中、即在换挡轴82轴向移动时，锁止元件87在接触轮廓86、106相互侧向错开的情况下围绕转动轴线92克服螺旋扭力弹簧104的力转动或在手动换挡杆回移时返回其转动中间位置。在此应指出，根据本发明类型的防错接保护装置原则上也可用于到下一个内侧的换挡叉轴拨块凹槽的选择过程，并且在每次选择下一个内侧的换挡叉轴拨块凹槽时，锁止元件被带入锁止位置并且在接通挡位时被再次释放。附图标记列表2换挡叉轴拨块凹槽4换挡叉轴拨块凹槽6换挡叉轴拨块凹槽8选择通道10手动换挡杆12换挡叉轴拨块凹槽14换挡叉轴拨块凹槽16换挡叉轴拨块凹槽18换挡叉轴拨块凹槽20选择通道22手动换挡杆24换挡叉轴拨块凹槽26防错接保护装置28换挡轴30箭头、选择运动32换挡轴28的纵轴线34箭头、换挡运动36带动臂38锁止元件40容纳壳体42箭头、锁止元件的运动方向44包围结构46箭头、容纳壳体的运动方向48凹口50压簧52复位弹簧装置54导向杆56导向杆58支承体60支承体62压簧64压簧66接触轮廓68带动臂的自由端部70齿部72接触轮廓74齿部76箭头、换挡轴的转动方向78箭头、换挡轴的转动方向80防错接保护装置82换挡轴84带动臂86接触轮廓87锁止元件88容纳壳体90换挡轴82的纵轴线92转动轴线94凹口96底部97压簧98转动臂100转动销102包围结构104螺旋扭力弹簧106接触轮廓108销110齿部112带动臂端部上的轴向支臂114带动臂端部上的轴向支臂116导向杆中的纵向槽118导向杆中的纵向槽120销钉122销钉124容纳壳体中凹口的壁B容纳壳体中凹口的轴向宽度G1－G8前进挡R倒挡