專利名稱：用于手動變速器的外部換擋裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于汽車的手動變速器的外部換擋裝置。
背景技術：
這種外部換擋裝置通常包括換擋變速桿，該換擋變速桿在支架中可在兩個自由度上運動并且其位置通過兩個與手動變速器相連的繩索傳動裝置確定在該手動變速器中所掛入的擋位。在多數外部換擋裝置中，換擋變速桿支承在球窩關節中，也就是說所述兩個自由度是旋轉自由度。換擋變速桿延伸穿過的滑槽將換擋變速桿的運動可能性限制為沿選擇通道和沿從該選擇通道分支出的換擋通道的運動，在換擋通道的端部上分別具有換擋變速桿與變速器擋位相應的換擋位置。圖1示出了這種傳統的外部換擋裝置的立體圖。可旋轉地支承換擋變速桿1的球窩關節和導引換擋變速桿1的滑槽隱藏在支架2的內部。換擋變速桿1頂部上的虛線表示選擇通道35和換擋通道36的走向。從容納在支架2內部的、與換擋變速桿1固定連接的球體突伸出銷3，其尖部嚙合到可繞沿車輛橫向延伸的軸線4回轉的、大約呈L形的變速桿 5中。通過銷3的尖部在換擋變速桿1旋轉時圍繞沿車輛縱向延伸的軸線上下運動，該尖部致使變速桿5圍繞與變速桿5正交的軸線4旋轉。變速桿5的、從軸線4出發向下延伸的臂在其自由端處與(引向未示出的變速器的)繩索傳動裝置的索芯連接。為了確保在未掛擋時換擋變速桿1總是處于換擋通道35中央的空擋位置中，圍繞軸線4布置具有兩個沿徑向突伸的臂7、8的螺旋彈簧6。如圖1所示，當換擋變速桿1由空擋位置向左偏轉并且銷3相應地相對于空擋位置下降時，銷3使下臂8向下偏轉，而上臂7鎖止在支架2的突出部9處。螺旋彈簧6由此產生的張緊力致使換擋變速桿1朝其空擋位置運動，直至臂8自身止擋在突出部9下側。如果銷3沿垂直方向的寬度沒有與突出部9的尺寸和臂7、8的走向準確地匹配，則在兩個臂貼靠在突出部9上時，銷3可能會自由地在臂7、8之間運動一段距離，或者銷3妨礙臂7、8之一接觸突出部9。在這兩種情況下，換擋變速桿可沿選擇通道 35自由移動一段距離并且會由行駛振動引起擺動和嘎嘎的響聲。為了避免這點，螺旋彈簧 6、銷3和突出部9必須在形狀和尺寸上準確地相互協調并且規定具有很小的公差。為了避免在臂7、8止擋在銷3或者突出部9上時產生噪音，臂7、8分別配設有由橡膠制成的彈性覆蓋層。所有這些提高了外部換擋裝置的成本。
發明內容
因此，本發明所要解決的技術問題在于，提供一種外部換擋裝置，該外部換擋裝置用較小的耗費實現了無噪音的換擋并且無間隙地定義出了換擋變速桿的靜止位置。該技術問題通過一種用于汽車變速器的外部換擋裝置解決，該外部換擋裝置具有能夠在一個換擋自由度和一個選擇自由度上運動的換擋變速桿、能夠繞軸線回轉的變速桿和彈簧元件，變速桿耦連到換擋變速桿上，以便跟隨換擋變速桿在選擇自由度上的運動，彈簧元件加載換擋變速桿，使其進入選擇自由度的空擋位置，彈簧元件是接合到變速桿上的扭轉彈簧。扭轉彈簧可以節約空間地在變速桿的軸線上延伸。如果扭轉彈簧的第一縱向端部至少沿扭轉方向無間隙地接合在變速桿上，而第二縱向端部至少沿扭轉方向無間隙地接合在外部換擋裝置的支架上，則該外部換擋裝置可以無間隙地確定換擋變速桿的空擋位置，使得扭轉彈簧的復位力抑制換擋變速桿從空擋位置出發的每次偏轉。扭轉彈簧與變速桿或者支架的這種無間隙的接合可通過以下方式實現，S卩，縱向端部之一形狀配合地容納在支架或變速桿的凹部中。為了實現這種形狀配合式連接，扭轉彈簧可以在其第一和第二縱向端部具有至少一個沿軸向延展的棱面(Facette)。所述兩個棱面優選在扭轉彈簧處于松弛狀態時位于同一平面中；這樣換擋變速桿的空擋位置在裝入扭轉彈簧之前就已經清楚地確定為支架和變速桿的凹處與棱面互補的表面相互齊平的位置。兩個棱面尤其可以是扭轉彈簧在所述松弛狀態下同一平面的一部分。這種扭轉彈簧例如可以是具有矩形橫截面的桿。可選地，至少一個縱向端部也可以摩擦配合地容納在支架和/或變速桿的凹部中。在后面這種情況下，扭轉彈簧相宜地至少在該縱向端部處并且優選在其整個長度上呈圓柱形。扭轉彈簧可以受保護地容納在空心的軸中。為了避免或者至少限制變速桿的旋轉軸線在空間中左右搖擺，與變速桿剛性連接的軸相宜地通過至少兩個軸向地沿著軸間隔開的軸承保持在支架上，該軸可以是容納扭轉彈簧的空心軸或者也可以是扭轉彈簧本身。
本發明的其它特征和優點由以下參照附圖對實施例的說明得出。在附圖中圖1如已經闡述過的那樣示出傳統的外部換擋裝置的立體圖；圖2示出了按本發明的外部換擋裝置的支架的視圖；圖3示出了按本發明第一種設計方案的變速桿的懸掛裝置的軸向剖面圖；圖4示出了按本發明第二種設計方案的、與圖3類似的剖面圖；圖5示出了懸掛裝置沿圖4的平面V-V剖切的徑向剖面圖。
具體實施例方式在單獨闡述各實施例之前需要說明的是，實施例的本質在于舉例說明，不是所有在以下描述的特征都在權利要求書中提到，并且一些未在權利要求書中提到的特征可能存在沒有描述的備選方案。因此，兩個或多個特征在同一句子中或者以其它上下文關聯方式公開這一事實不能理解為這些特征相互制約或者相互為前提條件；而是只要沒有另外說明，這些特征中的每一個均可與其它特征的等同方案進行組合。圖2以相對于圖1放大的比例僅示出了按本發明的外部換擋裝置的支架2的局部；通過球窩關節支承在該支架2中的換擋變速桿1與圖1所示的換擋變速桿相當。同樣如圖1所示的情況，從換擋變速桿隱藏在支架2內部的球體突伸出銷3，銷3的尖部嵌合到基本上呈L形的變速桿5的基本上水平的臂11端部上的柄10中，并且變速桿5從軸線4 向下延伸的第二臂12耦連在引向內部換擋結構的繩索傳動裝置13上。變速桿5在圖2的立體圖中背對觀察者的一側配設有空心的軸套管，該軸套管可旋轉地嵌合到支架2直接相鄰的軸承支架15中并且隱藏在該軸承支架中。抗扭地固定在軸套管中的圓柱形扭轉彈簧16沿變速桿5的旋轉軸線4延伸至第二軸承支架17，螺旋彈簧 16在第二軸承支架17處抗扭地固定在支架2上。圖3示出了沿軸線4經過變速桿5、扭轉彈簧16和軸承支架15、17的示意剖面圖。 變速桿5的、此處用14表示的軸套管以剛好不妨礙變速桿5繞軸線4旋轉的小間隙容納在軸承支架15的孔內。軸套管14的遠端配設有外螺紋18。延伸穿過軸套管14的孔19在遠端具有圓錐形的擴寬部20。在軸套管14和設置用于旋擰到外螺紋18上的鎖緊螺母21 之間，將帶有與擴寬部20互補的、此處為梯形的橫截面的楔形環22推套到扭轉彈簧16上。 如果在將鎖緊螺母21旋擰到外螺紋18上時楔形環22受到壓力，則楔形環22與擴寬部20 的壁接觸地被徑向向內擠壓，使得楔形環22夾緊扭轉彈簧16的縱向端部M并且沿扭轉方向無間隙地且摩擦配合地與變速桿5連接。具有與軸套管14類似構造的套管23設計在第二軸承支架17上，并且鎖緊螺母21 也可以旋擰到套管23上，以便使楔形環22受到壓力并且壓靠到扭轉彈簧6的第二縱向端部25上。如果在擰緊鎖緊螺母21時，楔形環22嵌合到軸套管14或者套管23的擴寬部20 中的尖端切入扭轉彈簧16中，則該尖端使得扭轉彈簧16的縱向端部M和25彼此遠離，或者該尖端在扭轉彈簧16的中間部分產生拉力，該拉力使變速桿5保持壓靠在軸承支架15 的端面沈上，并且以此方式有助于在空間上固定變速桿5的旋轉軸線4。圖4示出了按第二種設計方案的變速桿5的懸掛裝置的縱向剖面圖，并且圖5示出了懸掛裝置沿圖4中用V-V表示的平面剖切的橫剖面圖。變速桿5的軸套管在此延長為管狀的圓柱體軸，該軸延伸穿過朝向變速桿5的軸承支架15的小公差的孔，并且可旋轉地容納在相對置的軸承支架17的套管觀中。空心軸27嵌合到套管觀中的端部配設有在外側環繞的槽四。槽四用于借助插上的、通過套管觀的側面切口 30 (參見圖5)嵌接到槽 29中的金屬絲彎頭31沿軸向固定軸27。形式為四邊形型材的扭轉彈簧32以它的一個縱向端部M精確配合地插入變速桿5的矩形開口 33中，并且以它的另一縱向端部25精確配合地插入軸承支架17端壁中相應的開口 34內。為了在將軸27推入軸承支架15、17中時使得更容易地將扭轉彈簧32推入開口中，開口 33、34可以在一側圓錐形地擴寬。四邊形型材的側邊37在松弛狀態下是平坦的，使得換擋變速桿在受到扭轉彈簧32作用時所趨向的空擋位置總是開口 33、34的邊緣相互齊平的位置。附圖標記清單1換擋變速桿2 支架3 銷4 軸線
5換擋桿
6螺旋彈簧
7臂
8臂
9突出部
10柄
11臂
12臂
13繩索傳動裝置
14軸套管
15軸承支架
16扭轉彈簧
17軸承支架
18外螺紋
19孔
20擴寬部
21鎖緊螺母
22楔形環
23套管
24縱向端部
25縱向端部
26端面
27軸
28套管
29槽
30切口
31金屬絲彎頭
32扭轉彈簧
33開口
34開口
35換擋通道
36選擇通道
37側面。
權利要求
1.一種用于汽車變速器的外部換擋裝置，該外部換擋裝置具有能夠在換擋自由度和選擇自由度上運動的換擋變速桿、能夠繞軸線(4)回轉的變速桿( 和彈簧元件(16 ；32)，所述變速桿( 耦連到所述換擋變速桿上，以便跟隨所述換擋變速桿在所述選擇自由度上的運動，所述彈簧元件(16)將所述換擋變速桿加載到所述選擇自由度的空擋位置，其特征在于，所述彈簧元件(16 ；32)是接合到所述變速桿(5)上的扭轉彈簧(16 ；32)。
2.按權利要求1所述的外部換擋裝置，其特征在于，所述扭轉彈簧(16；32)在所述變速桿(5)的軸線⑷上延伸。
3.按權利要求1或2所述的外部換擋裝置，其特征在于，所述扭轉彈簧(16；32)具有第一和第二縱向端部04 ;25)，并且所述第一縱向端部04)至少沿扭轉方向無間隙地接合在所述變速桿( 上，而所述第二縱向端部0 至少沿扭轉方向無間隙地接合在所述外部換擋裝置的支架( 上。
4.按權利要求3所述的外部換擋裝置，其特征在于，所述扭轉彈簧(3 的至少一個所述縱向端部(對、2幻形狀配合地容納在所述支架( 或所述變速桿(5)的凹部中。
5.按權利要求3或4所述的外部換擋裝置，其特征在于，所述扭轉彈簧(3 在其第一和第二縱向端部具有至少一個沿軸向延展的棱面，并且兩個所述棱面在所述扭轉彈簧(32) 處于松弛狀態時位于同一平面中。
6.按權利要求5所述的外部換擋裝置，其特征在于，所述兩個棱面是所述扭轉彈簧 (32)在所述松弛狀態下的同一平面(37)的一部分。
7.按權利要求3所述的外部換擋裝置，其特征在于，所述扭轉彈簧(16)的至少一個縱向端部(對、2幻摩擦配合地容納在所述支架( 或所述變速桿(5)的凹部中。
8.按權利要求7所述的外部換擋裝置，其特征在于，所述扭轉彈簧(16)至少在所述至少一個縱向端部(對、2幻呈圓柱形。
9.按權利要求1至8之一所述的外部換擋裝置，其特征在于，所述扭轉彈簧(16)容納在空心的軸(Xt)中。
10.按權利要求1至9之一所述的外部換擋裝置，其特征在于，與所述變速桿(5)剛性連接的所述軸以力通過至少兩個軸向間隔開的軸承(15 ；17)保持在所述支架( 上。
全文摘要
本發明涉及一種用于汽車變速器的外部換擋裝置，該外部換擋裝置包括能夠在換擋自由度和選擇自由度上運動的換擋變速桿、能夠繞軸線(4)回轉的變速桿(5)和扭轉彈簧(16)，所述變速桿(5)耦連到換擋變速桿上，以便在選擇自由度中跟隨換擋變速桿的運動，所述扭轉彈簧(16)接合到變速桿(5)上，以便將換擋變速桿加載到選擇自由度的空擋位置。
文檔編號F16H59/04GK102563032SQ20111039944
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月5日 優先權日2010年12月4日
發明者F.林德納, S.布魯德 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司