DE10158729A1

DE10158729A1 - Schaltgabel

Info

Publication number: DE10158729A1
Application number: DE2001158729
Authority: DE
Inventors: Siegfried Goernitz; Klaus Hase; Erich Bollmann
Original assignee: Kochendorfer and Kiep Metallverarbeitung GmbH
Current assignee: Koki Technik Transmission Systems GmbH
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2001-11-30
Publication date: 2003-06-18

Abstract

Bei einer Schaltgabel für Getriebe aus einem Schaltelement (1), welchem endseits Lagerelemente (2.1, 2.2) aufsitzen, wobei dem Schaltelement zumindest ein Gabelelement (3) zugeordnet ist, soll das zumindest eine Lagerelement (2.1, 2.2) als hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagbares Kolbenelement (6.1, 6.2) ausgebildet sein.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltgabel für Getriebe aus einem Schaltelement, welchem endseits Lagerelemente aufsitzen, wobei dem Schaltelement zumindest ein Gabelelement zugeordnet ist.
Derartige Schaltgabeln sind in vielfältiger Form und Ausführung auf dem Markt bekannt und werden in Getrieben, häufig in Fahrzeuggetrieben, zur axialen Bewegung von Schaltklauen, Schalträdern, Schaltmuffen, Zahnrädern auf Wellen od. dgl. eingesetzt.
Derartige Schaltgabeln werden meist aus Blechelementen, Blechstreifen, Schienenelementen oder -stangen hergestellt. Eine ähnliche Schaltgabel ist beispielsweise in der P 43 16 140.5 beschreiben.
Dort sind endseits eines Schaltelementes Lagerelemente aufgesetzt, die in entsprechende, hier nicht dargestellte Führungshülsen eingreifen und eine axiale Bewegung der Schaltgabel bzw. des Schaltelementes bei mechanischer Beaufschlagung zulassen, um einzelne Schaltklauen, Schalträder od. dgl. mittels der Gabelelemente axial und ggf. radial zu bewegen.
Nachteilig daran ist, dass derartige Lagerelemente eine grosse Reibung verursachen und daher die Schaltgabel bzw. das Schaltelement nur schwer axial hin und her bewegt werden kann.
Dabei werden herkömmliche Schaltelemente manuell und mechanisch axial mittels Schaltfingern od. dgl. beaufschlagt, um das Schalteelement axial hin und her zu bewegen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltgabel der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die genannten Nachteile beseitigt und mit welcher ein axiales Bewegen wesentlich leichter erfolgen soll. Zudem soll eine automatische Ansteuerung der Schaltgabel zur axialen Bewegung möglich sein. Ferner sollen die Fertigungskosten einer derartigen Schaltgabel wesentlich reduziert werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt, dass das zumindest eine Lagerelement als hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagbares Kolbenelement ausgebildet ist.
Der vorliegenden Erfindung sind vorzugsweise im Bereich von Enden des Schaltelementes Lagerelemente als Kolbenelemente ausgeführt und dort angespritzt. In einem Arbeitsgang können die Enden des Schaltelementes, beispielsweise mittels Kunststoff, als Lagerelement bzw. Kolbenelement umgespritzt werden, wobei im Lagerelement zumindest eine Nut vorgesehen ist, in welche ein Dichtelement eingesetzt werden kann.
Dabei hat sich als vorteilhaft erwiesen, eine äussere Mantelfläche nach aussen gewölbt ballig auszubilden, um eine Lagerung in einer Führungshülse, die als Zylinder ausgebildet ist, zu erleichtern und eine anliegende Fläche zur Reibungsreduktion zu reduzieren, wobei ein geringfügiges Spiel zugelassen werden soll.
Die Lagerelemente greifen daher abgedichtet gegenüber einem Innenraum in Führungshülsen ein und liegen lediglich im Bereich der äusseren ballig geformten Mantelfläche in einer sogenannten Linienführung radial an einer Hülseninnenwand innen an und sind über lediglich Dichtlippen des Dichtelementes gegenüber dem Innenraum abgedichtet. Zur Bewegung des Schaltelementes in axialer Richtung kann der Innenraum beispielsweise pneumatisch oder hydraulisch beaufschlagt werden, so dass das Lagerelement als Kolbenelement wirkt und sich das Schaltelement in axialer Richtung hin und her bewegen lässt.
Insbesondere ist allerdings wichtig, dass diese Bewegung reibungsarm und leicht erfolgen soll, wobei auch daran gedacht sein kann, das Dichtelement bzw. das Kolbenelement aus reibungsreduzierenden Kunststoffen herzustellen bzw. das Ende des Schaltelementes zu umspritzen.
Es hat sich ferner als besonders vorteilhaft erwiesen, dass insbesondere bei der Montage von Getrieben ein Lagerende zu einer äusseren Stirnseite hin verjüngt ausgebildet und zusätzlich mit radialen Ausnehmungen versehen ist, um ein Aufstecken eines Getriebedeckels mit integrierten Führungshülsen bei der Montage des Getriebes wesentlich zu erleichtern. Dies soll ebenfalls im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen.
Auch hat sich als vorteilhaft erwiesen, um das Lagerelement bzw. das Kolbenelement fest, insbesondere verdrehfest mit dem Schaltelement zu verbinden, das Schaltelement als Schaltschiene auszuführen und zumindest eine Einformung oder Erhebung od. dgl. in diese vorzusehen, welche von dem Lagerelement bzw. Kolbenelement beim Umspritzen umgeben oder ausgefüllt werden. Hierdurch wird gewährleistet, dass eine radiale und axial feste Verbindung des Lagerelementes gegenüber dem Schaltelement gewährleistet wird.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemässe Schaltgabel mit Schaltelement und Gabelelement;
Fig. 2a eine Draufsicht auf ein dem Schaltelement aufsitzendes Lagerelement;
Fig. 2b eine Seitenansicht auf das Lagerelement gemäss Fig. 2a;
Fig. 2c einen Längsschnitt durch das Lagerelement gemäss Fig. 2a entlang Linie IIc-IIc;
Fig. 2d einen zumindest teilweise dargestellten Längsschnitt durch das Lagerelement gemäss Fig. 2a entlang Linie IId-IId.
Gemäss Fig. 1 weist eine erfindungsgemässe Schaltgabel R ein Schaltelement 1 auf, welchem endseits Lagerelemente 2.1, 2.2 aufsitzen. Dem Schaltelement 1 ist ferner zumindest ein Gabelelement 3 zugeordnet, welches in hier nicht dargestellte Schaltklauen, Schalträder od. dgl. eingreift, um beispielsweise in einem Getriebe Zahnräder auf Wellen axial hin- und her zu verschieben.
Das Schaltelement 1 ist im bevorzugten Ausführungsbeispiel als Schaltschiene ausgebildet und ist mit einer Rastnut 4 versehen, in welche entsprechende hier nicht dargestellte Rastelemente eingreifen, um dies beispielsweise in einer Ruhelage zu fixieren.
Wichtig bei der vorliegenden Erfindung ist jedoch, dass endseits des Schaltelementes 1 jeweils Lagerelemente 2.1, 2.2 aufsitzen, die bevorzugt auf die Enden 5.1, 5.2 des Schaltelementes 1 aufgespritzt und mit dem Schaltelemente 1 fest verbunden werden.
Damit die erfindungsgemässe Schaltgabel R vorzugsweise hydraulisch und ggf. pneumatisch angesteuert werden kann, sind die Lagerelemente 2.1, 2.2 bei der vorliegenden Erfindung als Kolbenelemente 6.1, 6.2 ausgebildet. Dabei ist, wie es insbesondere aus Fig. 2c hervorgeht, in das Kolbenelement 6.1, 6.2 eine umlaufende Nut 7 radial eingeformt, in welcher ein Dichtelement 8 eingesetzt ist. Das Dichtelement 8 kann nachträglich in die radial umlaufende Nut 7 eingesetzt oder direkt aus dem Lagerelement 2.1, 2.2 gebildet werden. Hierauf sei die Erfindung nicht beschränkt.
Ferner ist von Vorteil bei der vorliegenden Erfindung, dass eine äussere Mantelfläche 9 im Bereich zwischen Nut 7 und einer inneren Stirnseite 10 nach aussen ballig gewölbt und radial umlaufend ausgebildet ist.
Zwischen einer äusseren Stirnseite 11 und der Nut 7 ist ein Lagerende 12 radial umlaufend verjüngt ausgebildet, um ein Einführen in eine Führungshülse 13, wie sie in Fig. 2d zumindest teilweise geschnitten dargestellt ist, zu erleichtern. Die Führungshülse 13 bildet einerseits eine Führung zur axialen Bewegung des Schaltelementes 1 und gleichzeitig den Zylinder zur Abdichtung des Lagerelementes 2.1, 2.2 als Kolbenelement 6.1, 6.2. Über das Dichtelement 8 ist ein Innenraum 14 gegenüber den Kolbenelementen 6.1, 6.2 insbesondere gegenüber dem Bereich des Schaltelementes 1 abgedichtet, so dass gegenüber dem Innenraum 14 bei hydraulischer oder pneumatischer Druckbeaufschlagung sich das Lagerelement 2.1, 2.2 als Kolbenelement 6.1, 6.2 betätigen lässt, so dass das Schaltelement 1, insbesondere deren Lagerelemente 2.1, 2.2 axial entlang des Hülsenelementes 16 hin und her bewegbar sind.
Wird das Kolbenelement 6.1 von aussen über den Innenraum 14 mit Druck beaufschlagt, so lässt sich das Schaltelement 1 in Richtung des Lagerelementes 2.2 bewegen, wobei bei Druckbeaufschlagung auf das Kolbenelement 6.2 sich das Schaltelement 1 in Richtung Lagerelement 2.1 axial verschieben lässt. Hierdurch ist eine hydraulische oder pneumatische Ansteuerung und Bewegung des Schaltelementes 1 exakt möglich.
Insbesondere durch die Ausbildung der Lagerelemente 2.1, 2.2 und durch die zur äusseren Stirnseite 11 verjüngten Lagerenden 12 lässt sich eine Montage und insbesondere ein Einführung in die Führungshülsen 13 optimieren. Das Dichtelement 8 beaufschlagt eine Hülseninnenwand 15, siehe Fig. 2d radial voll umlaufend, wobei vorzugsweise die ballig ausgebildete Mantelfläche gleitend in der Hülseninnenwand 15 anliegt und ein geringfügiges Kippmoment bzw. Spiel bei gewährleisteter Abdichtung zulässt.
Hierdurch wird gewährleistet, dass das Schaltelement 1 mit endseitigen Lagerelementen 2.1, 2.2 bzw. Kolbenelementen 6.1, 6.2 sehr leicht axial entlang der Führungshülse 17 hin- und herverschiebbar und zusätzlich radial bewegbar sind. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Lagerelemente 2.1, 2.2 bzw. Kolbenelemente 6.1, 6.2 als gut gleitende Kunststoffelemente auszubilden und die Enden 5.1, 5.2 des Schaltelementes 1 als Lagerelemente 2.1, 2.2 zu umspritzen. Dabei können entsprechende, nicht näher angedeutete Einformungen 16, wie es in Fig. 2d angedeutet ist, in dem Schaltelement 1, insbesondere in dem Bereich der Enden 5.1, 5.2 vorgesehen sein, damit die Kolbenelemente 6.1, 6.2 fest dem Schaltelement 1 aufsitzen. Die Einformung 16 kann jedoch auch als Überstand aus dem Schaltelement 1 gebildet sein. Hierauf sei die Erfindung nicht beschränkt.
Es hat sich ferner als günstig erwiesen, wie es insbesondere in Fig. 2a dargestellt ist, zusätzlich in die Lagerenden 12 eine Mehrzahl von radialen Ausnehmungen 17 vorzusehen, die ebenfalls bei der Montage ein Einführen des Lagerelementes 2.1 oder 2.2 in die Führungshülse 13 erleichten. Zudem wird die in der Führungsshülse 13 anliegende Mantelfläche 9 reduziert, so dass lediglich der äussere Bereich der nach aussen ballig gewölbten Mantelfläche 9 und eine Dichtlippe des Dichtelementes 8 an der Hülseninnenwand 15 anliegen, so dass das Lagerelement 2.1, 2.2 bzw. das Kolbenelement 6.1, 6.2 reibungsreduziert und sehr leichtgängig in der Führungshülse 13 abgedichtet gelagert bzw. geführt sind. Hierdurch lassen sich auch die Schaltgeschwindigkeiten sowie die Lebensdauer erhöhen. Positionszahlenliste 1 Schaltelement
2 Lagerelement
3 Gabelelement
4 Rastnut
5 Ende
6 Kolbenelement
7 Nut
8 Dichtelement
9 Mantelfläche
10 Stirnseite innen
11 Stirnseite außen
12 Lagerende
13 Führungshülse
14 Innenraum
15 Hülseninnenwand
16 Einformung
17 Ausnehmung
R Schaltgabel

Claims

1. Schaltgabel für Getriebe aus einem Schaltelement (1), welchem endseits Lagerelemente (2.1, 2.2) aufsitzen, wobei dem Schaltelement (1) zumindest ein Gabelelement (3) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Lagerelement (2.1, 2.2) als hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagbares Kolbenelement (6.1, 6.2) ausgebildet ist.

2. Schaltgabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die als Kolbenelemente (6.1, 6.2) ausgebildeten Lagerelemente (2.1, 2.2) endseits dem Schaltelement (1) angespritzt sind.

3. Schaltgabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenelement (6) aus Kunststoff dem Schaltelement (1) endseits angespritzt ist.

4. Schaltgabel nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Lagerelement (2.1, 2.2) wenigstens eine radial umlaufende Nut (7) aufweist.

5. Schaltgabel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in die zumindest eine Nut (7) zumindest ein Dichtelement (8) eingesetzt ist.

6. Schaltgabel nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine äussere Mantelfläche (9) des Lagerelementes (2) ballig gewölbt ausgebildet ist.

7. Schaltgabel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelfläche (9) zwischen der Nut (7) und einer inneren Stirnseite (10) ballig gewölbt ausgebildet ist.

8. Schaltgabel nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichent, dass ein Lagerende (12) des Lagerelementes (2.1, 2.2) radial verjüngt ausgebildet ist.

9. Schaltgabel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerende (12) zu einer äusseren Stirnseite (10) radial verjüngt ausgebildet ist.

10. Schaltgabel nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerende (12) eine Mehrzahl von Ausnehmungen (17) aufweist.

11. Schaltgabel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (17) bogenartig radial in dem Lagerelement (2.1, 2.2) vorgesehen sind.

12. Schaltgabel nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die als Kolbenelemente (6.1, 6.2) ausgebildeten Lagerelemente (2.1, 2.2) in Führungshülsen (13) eingreifen und gegenüber einer Hülseninnenwand (15) abgedichtet geführt sind.

13. Schaltgabel nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (1) als Schaltschiene oder als Schaltstange ausgebildet ist.

14. Schaltgabel nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass endseits des Schaltelementes (1) zumindest eine Einformung (16) oder Erhöhung vorgesehen ist, in welche zumindest teilweise ein Bereich des Lagerelementes (2.1, 2.2) zum radialen und/oder axialen Festlegen eingreift.