DE10126438A1 - Schaltschiene mit einer Schaltgabel - Google Patents

Abstract

Eine Schaltschiene (1) mit einer an der Schaltschiene (1) mittels eines Schwenkzapfens (3a, 3b) in Längsrichtung der Schaltschiene (1) festgehaltenen Schaltgabel (2) ist an einem Abschnitt (5) mit zwei gegeneinander gegenüberliegenden sowie parallel zueinander ausgerichteten Führungsflächen (5a, 5b) versehen, wobei die Schaltgabel (2) den Abschnitt (5) wenigstens teilweise umgreift und dabei um die Schwenkachse (7) mindestens eines aus dem Material der Schaltgabel (2) gebildeten Schwenkzapfens (3a, 3b) um einen geringen Winkelbetrag schwenkbar durch die Führungsflächen (5a, 5b) geführt ist.

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Schaltschiene mit einer an der Schaltschiene mittels eines Schwenkzapfens in Längsrichtung der Schaltschiene festgehaltenen Schaltgabel, wobei die Schaltgabel einen Abschnitt der Schaltschiene mit zwei sich gegenüberliegenden sowie parallel zueinander ausgerichteten Führungs­ flächen wenigstens teilweise umgreift und dabei um die Schwenkachse eines Schwenkzapfens zumindest um einen geringen Winkelbetrag schwenkbar durch die Führungsflächen geführt ist und wobei der maximal schwenkbare Winkelbetrag durch ein in einer Querebene der Schaltschiene betrachtetes zumindest seitlich zu dem Abschnitt vorgesehenes Spiel zwischen dem Ab­ schnitt und der Schaltgabel festgelegt ist.

Hintergrund der Erfindung

Unter Schaltschienen sind alle die Elemente zu verstehen, die eine oder meh­ rere mit dem Element in Längsrichtung des Elementes verschiebbare und/oder schwenkbare Schaltgabeln aufnehmen. Unter dem Begriff Schaltschiene sind also auch die weitläufig bekannten Schaltstangen oder ähnliches zu verstehen.

Eine derartige Schaltschiene ist in DE 199 40 628 C1 beschrieben. Auf der Schaltschiene ist mittels eines Schwenkzapfens eine Schaltgabel in Längs­ richtung der Schaltschiene nicht verschiebbar festgehalten. Ein Abschnitt der Schaltschiene ist mit zwei aneinander gegenüberliegenden sowie zueinander planparallelen Führungsflächen versehen. Die Schaltgabel umgreift den Ab­ schnitt mit den Führungsflächen mit einem gabelartig ausgebildeten Vorsprung. Der Abschnitt mit den Führungsflächen weist ein von der einen Führungsfläche zu der anderen Führungsfläche durchgehendes Loch auf, in dem der Schwenkbolzen aufgenommen ist. Der Schwenkbolzen erstreckt sich oberhalb der einen Führungsfläche und unterhalb der anderen Führungsfläche über den Abschnitt hinaus in die Schaltgabel. In einer Querebene der Schaltschiene von vorne oder hinten betrachtet, ist seitlich des Abschnittes zwischen dem Ab­ schnitt und der Schaltschiene ein Spiel vorgesehen. Die Schaltgabel kann so­ mit um eine die Rotationsachse des Schwenkbolzens bildende Schwenkachse um einen geringen Betrag geschwenkt werden. Der Schwenkwinkel ist durch die Größe des Spieles festgelegt. Die Herstellung einer derartigen Anordnung ist relativ aufwendig und die Kosten für die Herstellung sind deshalb relativ hoch, da zum Beispiel die Bohrung für die Aufnahme des Schwenkbolzens passgenau ausgeführt sein muß. Ebenso ist der Aufwand zur Montage der Schaltschiene mit der Schaltgabel relativ hoch, da vor Einführen des Schwenk­ bolzens die Bohrungen in der Schaltgabel und in dem Abschnitt der Schalt­ schiene zueinander ausgerichtet werden müssen.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schaltschiene, Schaltstange oder ein ähnliches Element mit mindestens einer Schaltgabel der gattungsbildenden Art zu schaffen, die sich einfach und kostengünstig herstellen lässt.

Diese Aufgabe ist durch den Gegenstand des kennzeichnenden Teiles des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass der Schwenkzapfen durch eine in das Loch greifende Verformung aus dem Material der Schaltgabel gebildet ist. Ein ga­ belförmiger Vorsprung an der Schaltgabel oder auch ein nabenförmiger, die Schaltgabel vollständig umgreifender, Vorsprung werden bei ihrer Montage von außen partiell derartig verformt, daß plastisch Material aus der Wandung des Vorsprunges in das Loch verdrängt ist. Das Material ist mittels einer Prägung oder einer Durchstellung in das Loch aus dem Abschnitt der Schaltschiene verdrängt. Dabei kann das Loch ein Sackloch oder ein Durchgangsloch an dem Abschnitt in der Schaltschiene sein. Das Loch ist als Bohrung oder gestanzt kreisrund ausgeführt. Beim Verformen des Materiales passt sich das in das Loch eindringende Material der kreisrunden Form des Loches an. Seitlich zwi­ schen dem Vorsprung der Schaltgabel und dem Abschnitt an der Schaltschiene ist wie vorher schon beschrieben, Spiel vorgesehen. Die einteilig mit der Schaltgabel verbundene Prägung bzw. Durchstellung schwenkt mit der Schalt­ gabel um eine sich durch die Rotationsachse der Prägung bzw. Durchstellung erstreckenden Schwenkachse, soweit es das seitliche Spiel zulässt. Die erfin­ dungsgemäße Ausführung einer Schaltschiene hat folgende Vorteile:

• - Es entfällt die passgenaue Herstellung der Löcher in der Schaltgabel.
• - Für die Montage der Schaltgabel auf der Schaltschiene ist kein geson­ derter Schwenkbolzen erforderlich. Das Loch in der Schaltschiene muss nicht mehr passgenau ausgeführt sein und kann deshalb kostengünsti­ ger hergestellt werden.
• - Die Schaltgabel kann sehr genau in ihrer geforderten Position zur Um­ gebungskonstruktion, beispielsweise zu einer Schaltgabelnut einer Schaltmuffe, ausgerichtet werden. Lageabweichungen der Schaltgabel von dieser Position, die bisher durch die Lage- und Formabweichungen der Bohrungen in der Schaltgabel und in dem Abschnitt entstanden, entfallen.
• - Bevorzugt ist die Anwendung der Erfindung bei Schaltschienen mit aus Stahlblech hergestellten Schaltgabeln vorgesehen.
• - Die Nabe kann umfangsseitig geschlossen, d. h. die Schaltwelle voll­ ständig umgreifend ausgebildet werden. Es sind auf diese Weise große Steifigkeiten des Systems Schaltgabel-Schaltschiene erzielbar.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Schaltgabel zwei der Verformungen, Durchstellungen oder Prägungen als Schwenkzapfen aufweist. Die Verformungen liegen sich dabei auf der Schwenkachse einander gegen­ über. Jeder der Schwenkzapfen greift in die Öffnung eines sich von der einen Führungsfläche zu der anderen Führungsfläche erstreckenden Durchgangslo­ ches. Derartige Prägungen sind z. B. mit einem zangenartig ausgebildeten Formwerkzeug eingebracht, nachdem die Schaltgabel in ihrer Position zur Schaltschiene ausgerichtet ist. Mit einer derartigen Lösung sitzt die Schaltga­ bel sicher und positionsgenau schwenkbar auf dem Abschnitt der Schaltschie­ ne.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht eine Schaltschiene vor, auf der eine Schaltgabel mit einer umfangsseitig geschlossen die Schaltschiene um­ greifenden Nabe sitzt. Die Nabe weist vor ihrer Montage einen hohlzylindri­ schen Querschnitt auf. Der freie innere Durchmesser des Hohlzylinders der Nabe ist vor ihrer Montage auf den Abschnitt größer als der größtmögliche Abstand zwischen den zwei am weitesten voneinander entfernten sowie den Umriss eines Längsabschnittes der Schaltschiene in einer Querprojektion be­ schreibenden Punkten. Der Längsabschnitt begrenzt die Schaltschiene in eine Richtung, aus der die Nabe bei der Montage der Schaltgabel über diesen Längsabschnitt, die Schaltschiene dabei umfangsseitig umgreifend, auf den Abschnitt geschoben ist. Der Abschnitt, auf dem die Schaltgabel befestigt ist, sitzt also nicht einfach zugänglich an einem Ende der Schaltschiene, sondern ist in Längsrichtung von Längsabschnitten mit anderem Querschnitt zu der Schaltschiene begrenzt.

Die Längsabschnitte der Schaltschiene weisen einen oder mehrere von dem Querschnitt des Abschnittes abweichende Querschnitte auf. Wenn die Nabe auf den Abschnitt geführt werden soll, muss diese über einen der Längsab­ schnitte problemlos zumindest geschoben werden können. Der Längsabschnitt kann dabei einen größeren oder gleich großen Querschnitt zu dem Abschnitt aufweisen. Die Querschnitte können beliebige geometrische Formen aufwei­ sen, vorzugsweise ist jedoch ein kreisrunder Querschnitt zumindest an dem Längsabschnitt und dem Abschnitt vorgesehen, wobei der kreisrunde Quer­ schnitt an dem Abschnitt mit Abflachungen versehen ist. Diese Abflachungen bilden die Führungsflächen. Der kleinste freie innere Durchmesser der Nabe ist für diese Ausgestaltung größer als der größtmögliche Außendurchmesser des kreisrunden Querschnittes an dem Längsabschnitt, über den die Nabe bei der Montage der Schaltgabel auf den Abschnitt geschoben wird.

Ein Verfahren zur Befestigung einer Schaltgabel mit einer in ihrer Quer­ schnittsform der Querschnittsform des Abschnittes weitestgehend angepaßten Nabe, Gabel oder ähnlichem, sieht folgende Schritte vor:

• - Positionieren der Schaltgabel auf den Führungsflächen des Abschnittes
• - Einbringen mindestens eines Vorsprunges in die Schaltgabel, so dass der Vorsprung in die Bohrung eindringt.

Es ist ein weiteres Verfahren zur Befestigung einer Schaltgabel mit einer flach an den Führungsflächen anliegenden Nabe vorgesehen, wobei die Nabe vor ihrer Montage auf den Abschnitt hohlzylindrisch ausgebildet ist. Dieses Verfah­ ren sieht folgende Verfahrensschritte vor:

• - Positionieren der Schaltgabel zu den Führungsflächen auf dem Ab­ schnitt
• - Verformen der Nabe der Schaltgabel mit einem Formwerkzeug, bis die Nabe flach an den Führungsflächen anliegt
• - Einbringen mindestens eines Vorsprunges in die Nabe, so dass der Vor­ sprung in die Bohrung eindringt.

Beim Verformen der Nabe weicht die Wand der anfangs kreisrunden Nabe zur Seite aus und entfernt sich von dem Abschnitt. Zwischen dem Abschnitt und der Nabe bildet sich damit seitlich ein Spalt, der den Winkelbetrag der schwenkbaren Schaltgabel festlegt. Anschließend sind wieder ein oder mehre­ re Vorsprünge in die Nabe eingebracht, so daß die Vorsprünge in die Öffnung des Loches eindringen und die Nabe in Längsrichtung auf der Schaltwelle fixiert aber um einen geringen Winkelbetrag schwenkbar angeordnet ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher er­ läutert. Es zeigen:

Fig. 1 Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schalt­ schiene, teilweise geschnitten,

Fig. 2 ein Detail der Schaltschiene aus Fig. 1 im Schnitt entlang der Linie II-II ohne Schaltgabel,

Fig. 3 den ersten Verfahrensschritt eines Verfahrens zur Montage der Schaltgabel auf der Schaltschiene,

Fig. 4 die Anordnung der Nabe auf der Schaltschiene aus Fig. 3 in einem Querschnitt,

Fig. 5 die Anordnung der Nabe auf der Schaltschiene aus Fig. 3 längs dargestellt, teilweise geschnitten,

Fig. 6 Sitz der Nabe aus Fig. 5 auf der Schaltschiene nach dem Einbringen erfindungsgemäßer Vorsprünge in einem Quer­ schnitt,

Fig. 7 der Sitz der Nabe nach Fig. 5 auf der Schaltschiene längs dargestellt, in einem Teilschnitt.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen

In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Auf einer Schaltschiene 1 sitzt eine Schaltgabel 2. Die Schaltgabel 2 weist eine Nabe 3 auf. In die Nabe 3 sind mittels eines Umformvorganges zwei sich gegenüber­ liegende Schwenkzapfen 3a und 3b eingebracht. Wie in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt ist, weist die Schaltschiene 1 weitestgehend einen kreisrunden Querschnitt vom Durchmesser 4 auf. Der kreisrunde Querschnitt ist an einem Abschnitt 5 beidseitig abgeflacht. Die Abflachungen bilden Führungsflächen 5a und 5b. Die Nabe 3 ist der Kontur des Abschnittes 5 angepaßt und auf den Führungsflächen 5a und 5b geführt. Von der einen Führungsfläche 5a zu der anderen Führungsfläche 5b erstreckt sich ein durchgehendes Loch 6. Der Schwenkzapfen 3a greift in die Öffnung 6a und der Schwenkzapfen 3b in die Öffnung 6b des Loches 6. Die Mittenachse der Schwenkzapfen 3a und 3b bil­ det die Schwenkachse 7, um die die Schaltgabel 2 mit einem geringen Winkel­ betrag geschwenkt werden kann.

Die Schaltschiene 1 ist an dem Abschnitt 5 umfangsseitig von der flach an den Führungsflächen 5a und 5b anliegenden Nabe 3 vollständig umgriffen.

Die Fig. 3 bis 7 zeigen Details aus einem Verfahren zur Montage einer Schaltgabel auf einer erfindungsgemäßen Schaltschiene. Fig. 3 zeigt eine Schaltschiene 10, die an einem Längsabschnitt 11 von einer kreisrund ausge­ bildeten sowie aus Blech gezogenen Nabe 8 einer nicht weiter dargestellten Schaltgabel vollständig umgriffen ist. Der Längsabschnitt 11 weist einen kreis­ runden Querschnitt vom Durchmesser 11a auf. Der kleinste freie innere Durchmesser 9 der Nabe 8 muß größer sein als der größte äußere Durchmes­ ser 11a an dem Längsabschnitt 11, um die Nabe 8 über den Längsabschnitt 11 zu einem Abschnitt 12 führen zu können. An dem Abschnitt 12 ist die Schalt­ schiene 10 abgeflacht. Die Abflachungen sind als Führungsflächen 12a und 12b ausgebildet. Demzufolge ist der Querschnitt des Längsabschnittes 11 grö­ ßer als der Querschnitt des Abschnittes 12 (Fig. 4).

In Fig. 4 ist die Position der Nabe 8 einer nicht dargestellten Schaltgabel zu den Führungsflächen 12a und 12b dargestellt. Sie ist an dem Abschnitt 12 ausgerichtet und steht in der Ausgangsstellung zur Befestigung der Nabe 8 an dem Abschnitt 12. Dazu werden beidseitig in Richtung entlang der Schwenk­ achse 14 Klemmbacken 15 eines nicht weiter dargestellten Formwerkzeuges an die Nabe 8 geführt. In den Klemmbacken 15 sitzt ein Formstempel 16.

Die Nabe 8 wird mittels der Klemmbacken 15 soweit in Pfeilrichtung verformt, bis die Wand der Nabe 8 flach an den Führungsflächen 12a bzw. 12b anliegt (Fig. 5). In einem weiteren Verfahrensschritt ist mittels der Formstempel 16 in Längsrichtung der Schwenkachse 14 in Richtung der Führungsfläche 12a, 12b jeweils ein Schwenkzapfen 17 ausgeformt. Dabei dringt das verdrängte Materi­ al der Nabe 8 zur Bildung des Schwenkzapfens 17 in Richtung der Schwenk­ achse 14 in das Loch 13 ein.

Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, wölbt sich die Nabe 8 seitlich von den Seitenflä­ chen 18 des Abschnittes 12 aufgrund ihrer Verformung ab. Es entsteht seitlich an beiden Seiten der Schwenkachse 14 ein Spiel 19 zwischen der Nabe 8 und dem Abschnitt 12. Mittels des Spieles 19 ist der Winkelbetrag für das Schwen­ ken der Schaltgabel um die Schwenkachse 14 zur Schaltschiene 10 festgelegt. Demnach ist mit der Größe des inneren Durchmessers 9 der Nabe 8 und der Tiefe 20 (Fig. 5), mit der jede der Führungsflächen 12a, 12b von der Mantelli­ nie 11c des Längsabschnittes 11 entfernt ist, die Größe des Spieles 19 zwi­ schen den Flanken 18 des Abschnittes 12 und der Nabe 8 beeinflussbar (Fig. 4 und Fig. 6). Fig. 7 zeigt wie die Nabe 8 und damit die nicht weiter dargestellte Schaltgabel in Längsrichtung der Schaltschiene 10 zu der Schaltschiene 10 positioniert ist.

Wie anfangs schon erwähnt, ist es möglich mittels einer Schaltschiene gemäß Erfindung eine Schaltgabel auf der Schaltschiene exakt zu der Umgebungs­ konstruktion zu positionieren. Lageabweichungen, die z. B. durch das Zuord­ nen einer gebohrten Nabe zu dem Loch in dem Abschnitt für das Einbringen eines Schwenkzapfens nach dem Stand der Technik aufgrund der Lagetole­ ranzen der Bohrungen in der Nabe und der Schaltschiene üblicherweise ent­ stehen, sind mit der Erfindung ausgeschlossen. Die Schwenkzapfen 17 werden erst in die Nabe 8 eingebracht, wenn die Schaltgabel genau in ihrer vorbe­ stimmten Position steht. Die Länge 21 der Nabe 8 und die Breite 22 des Ab­ schnittes 12 sind der theoretisch maximal möglichen Summentoleranz 24 an­ gepasst (Fig. 7), mit der fertigungsbedingt die Position der Nabe 8 in Längs­ richtung auf der Schaltschiene 10 variieren kann. Außerdem ist in der Breite 22 mit einem Längsspiel 23 auch das Spiel 19 soweit zu berücksichtigen, daß für die Nabe 8 längsseitig genug Bewegungsfreiheit bleibt, wenn die Schaltgabel schwenkt.

Bezugszeichenliste

1

Schaltschiene

2

Schaltgabel

3

Nabe

3

a Schwenkzapfen

3

b Schwenkzapfen

4

Durchmesser

5

Abschnitt

5

a Führungsfläche

5

b Führungsfläche

6

Loch

6

a Öffnung

6

b Öffnung

7

Schwenkachse

8

Nabe

9

Durchmesser

10

Schaltschiene

11

Längsabschnitt

11

a Durchmesser

11

b Querschnitt

11

c Mantellinie

12

Abschnitt

12

a Führungsfläche

12

b Führungsfläche

13

Loch

14

Schwenkachse

15

Klemmbacken

16

Formstempel

17

Schwenkzapfen

18

Flanke

19

Spiel

20

Tiefe

21

Länge

22

Breite

23

Längsspiel

24

Summentoleranz

Claims (7)

1. Schaltschiene (1, 10) mit einer an der Schaltschiene (1, 10) mittels eines Schwenkzapfens (3a, 3b, 17) in Längsrichtung der Schaltschiene (1, 10) festgehaltenen Schaltgabel (2), wobei die Schaltgabel (2) einen Ab­ schnitt (5, 12) der Schaltschiene (1, 10) mit zwei sich gegenüberliegen­ den sowie parallel zueinander ausgerichteten Führungsflächen (5a, 5b, 12a, 12b) wenigstens teilweise umgreift und dabei um die Schwenkach­ se (7, 14) eines Schwenkzapfens (3a, 3b, 17) zumindest um einen ge­ ringen Winkelbetrag schwenkbar durch die Führungsflächen (5a, 5b, 12a, 12b) geführt ist und wobei der maximal schwenkbare Winkelbetrag durch ein in einer Querprojektion der Schaltschiene (1, 10) betrachtetes zumindest seitlich zu dem Abschnitt (5, 12) vorgesehenes Spiel (19) zwischen dem Abschnitt (5, 12) und der Schaltgabel (2) festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkzapfen (3a, 3b, 17) durch eine in das Loch (6, 13) greifende Verformung aus dem Material der Schaltgabel (1, 10) gebildet ist.

2. Schaltschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltgabel (1, 10) zwei Schwenkzapfen (3a, 3b, 17) aufweist, wobei die Schwenkzapfen (3a, 3b, 17) sich auf der Schwenkachse (7, 14) einander gegenüberliegen und dabei jeweils in eine Öffnung (6a, 6b, 13a, 13b) eines von einer der Führungsflächen (5a, 5b, 12a, 12b) durch die Schaltschiene (1, 10) hindurchgehenden Loches (6, 13) eingreifen.

3. Schaltschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltschiene (1, 10) an dem Abschnitt (5, 12) umfangsseitig durch eine flach an den Führungsflächen (5a, 5b, 12a, 12b) anliegenden Nabe (3, 8) vollständig umgriffen ist und dass die Nabe (3, 8) vor ihrer Befesti­ gung auf den Abschnitt (5, 12) hohlzylindrisch ausgebildet ist, wobei der freie innere Durchmesser (4, 9) der Nabe (3, 8) vor ihrer Befestigung auf den Abschnitt (5, 12) größer ist als der größtmögliche Abstand zwischen den zwei am weitesten voneinander entfernten sowie den Umriss eines Längsabschnittes (11) der Schaltschiene (1, 10) in einer Querprojektion beschreibenden Punkten und wobei der Längsabschnitt (11) die Schalt­ schiene (1, 10) in eine Längsrichtung begrenzt, aus der die Nabe (3, 8) bei einer Montage der Schaltgabel (2) auf der Schaltschiene (1, 10) längs über den Längsabschnitt (11) auf den Abschnitt (5, 12) geschoben ist.

4. Schaltschiene nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Längsabschnitt (11) einen größeren Querabschnitt (11b) als der Ab­ schnitt (12) aufweist.

5. Schaltschiene nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltschiene (1, 10) zumindest an dem Längsabschnitt (11) und dem Abschnitt (5, 12) einen kreisrunden Querschnitt (11b) aufweist, wobei der Querschnitt (12c) an dem Abschnitt (12) für die Führungsflächen (12a, 12b) abgeflacht ist und dass der kleinste freie innere Durchmesser (9) der Nabe (8) vor ihrer Befestigung auf dem Abschnitt (12) größer ist als der größtmögliche Außendurchmesser (11a) des Querschnitts (11b) des Längsabschnitts (11).

6. Verfahren zur Befestigung einer Schaltgabel (2) auf einer Schaltschiene (1, 10) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• - Positionieren der Schaltgabel auf den Führungsflächen (5a, 5b, 12a, 12b) des Abschnittes (5, 12)
• - Ausformen mindestens einer Verformung aus dem Material der Schaltgabel zum Bilden wenigstens eines Schwenkzapfens (3a, 3b, 17) an der Schaltgabel (2).

7. Verfahren zur Befestigung einer Schaltgabel auf einer Schaltschiene nach Anspruch 3, 4 und 5 gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• - Positionieren der Schaltgabel (2) zu den Führungsflächen (5a, 5b, 12a, 12b) auf dem Abschnitt (5, 12)
• - Verformen der Nabe (3, 8) der Schaltgabel bis die Nabe (3, 8) flach an den Führungsflächen (5a, 5b, 12a, 12b) anliegt
• - Ausformen mindestens einer Verformung aus dem Material der Nabe (3, 8) zum Bilden wenigstens eines Schwenkzapfens (3a, 3b, 17) an der Nabe (3, 8).