DE10159441B4

DE10159441B4 - Schaltgabel an einer relativ zu einem Wechselgetriebe verschiebbaren Schaltschiene

Info

Publication number: DE10159441B4
Application number: DE2001159441
Authority: DE
Inventors: Brigitte Lechner; Rainer Dipl.-Ing. Schübel; Stephan Grote; Stephan Dipl.-Ing. Seuferling; Dirk Dipl.-Ing. Kidzun
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2001-12-04
Filing date: 2001-12-04
Publication date: 2011-06-16
Anticipated expiration: 2021-12-05
Also published as: FR2833060B1; FR2833060A1; DE10159441A1; ITMI20022477A1

Abstract

Schaltgabel (1, 9, 14, 20) an einer relativ zu einem Wechselgetriebe entlang einer Längsachse (4a) verschiebbaren Schaltschiene (4, 15, 22), wobei die Schaltgabel (1, 9, 14, 20) zu der Schaltschiene (4, 15, 22) mit einem Schwenkbolzen (5, 17, 25) längs fest sowie um eine die Längsachse (4a) schneidende Schwenkachse (6, 17a, 25a) relativ zur Längsachse (4a) mit einem geringen Winkelbetrag schwenkbar angeordnet ist und wobei die Mittelachse des Schwenkbolzens (6, 17, 25) und die Schwenkachse (6, 17a, 25a) einander entsprechen sowie zu einer die Schaltgabel (1, 9, 14, 20) schwenkbar führenden planen Führungsfläche (7, 21a) rechtwinklig gerichtet, die Führungsfläche (7, 21a) durchdringen, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltgabel (1, 9, 14, 20) zumindest einen Grundkörper (2, 10, 18, 26) aus Blech sowie eine Schelle (3, 16, 21) aus Blech mit der Führungsfläche (7, 21a) aufweist und dass der Grundkörper (2, 10, 18, 26) an der Schaltschiene (4, 15, 22) mittels der...

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Schaltgabel an einer relativ zu einem Wechselgetriebe entlang einer Längsachse verschiebbaren Schaltschiene, wobei die Schaltgabel zu der Schaltschiene mit einem Schwenkbolzen längs fest sowie um eine die Längsachse schneidende Schwenkachse relativ zur Längsachse mit einem geringen Winkelbetrag schwenkbar angeordnet ist und wobei die Mittelachse des Schwenkbolzens und die Schwenkachse einander entsprechen sowie, zu einer die Schaltgabel schwenkbar führenden planen Führungsfläche rechtwinklig gerichtet, die Führungsfläche durchdringen.
Hintergrund der Erfindung
Eine derartige Schaltgabel ist in DE 199 40 628 C1 beschrieben. An dieser Schaltgabel ist einstückig mit der Schaltgabel ein Aufnahmevorsprung für die Aufnahme der Schaltgabel an der Schaltschiene angeformt. Der Aufnahmevorsprung weist eine Öffnung mit zwei gegenüberliegenden zueinander planparallelen Führungsflächen auf. Rechtwinklig zu den Führungsflächen ausgerichtete durchdringt die Schwenkachse des Schwenkbolzens den Aufnahmevorsprung, wobei der Schwenkzapfen entlang der Schwenkachse durch den Aufnahmevorsprung hindurchgeführt ist. Mit derartigen Anordnungen wird das Übertragen von Schwingungen von der Schaltkupplung zu dem zumeist handbetätigten Schaltgestänge vermieden. Schwingungen an der Schiebemuffe der Schaltkupplung übertragen sich nur bis auf die Schaltgabel. Da die Schaltgabel um den Schwenkbolzen zur Schaltschiene frei schwingbar in dem Getriebe angeordnet ist, werden die Schwingungen durch ein Schwenken der Schaltgabel kompensiert und Verschleiß an dem Eingriff der Schaltgabel in die Schiebemuffe vermieden. Dazu ist die Schaltgabel mit ihrem Aufnahmevorsprung seitlich des Schwenkbolzens zur Schaltschiene mit einem Spiel beabstandet angeordnet. Dieses Spiel ist so groß, dass die Schaltgabel bzw. der seitlich die Schaltschiene umgreifende Aufnahmevorsprung mit der Schaltgabel soweit frei zur Schaltschiene schwenken kann, wie es die Taumelbewegung der Schaltgabel aufgrund der Schwingungen an der Schaltmuffe erfordert.
Die Anordnung der Schaltgabel nach DE 199 40 628 C1 erfüllt ihre Funktion an sich zufriedenstellend. Die Herstellungskosten für eine derartige Schaltgabel sind jedoch relativ hoch. Der einstückig an der Schaltgabel ausgebildete Aufnahmevorsprung muss aufwändig spanabhebend bearbeitet werden, um die Führungsflächen exakt planparallel zueinander auszurichten. Der Aufnahmevorsprung, die Schaltschiene und der Schaltbolzen sind bei ihrer Montage sehr genau zu einander zu justieren, damit die Bohrung für die Aufnahme des Schwenkbolzens exakt rechtwinklig zu den Führungsflächen ausgerichtet in die Schaltgabel und die Schaltschiene eingebracht werden kann. Das massive Material der Schaltgabel und des Aufnahmevorsprungs wirkt sich nachteilig auf den Materialverbrauch und das Gewicht der Schaltgabel und somit auf das Gesamtgewicht des Schaltgetriebes aus.
DE 195 28 460 C1 offenbart eine Kunststoffschaltgabel mit einem integrierten Blechteil, das einen Durchzug aufweist, in dem ein Metallstift angeordnet ist. Die Sicherstellung der Befestigung des Blechteils bei unterschiedlichen Temperaturen ist aufwendig.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schaltgabel der beschriebenen Gattung zu schaffen, die sich einfach materialsparend und mit geringem Gewicht kostengünstig herstellen lässt.
Diese Aufgabe wird durch eine Schaltgabel mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Der Grundkörper der Schaltgabel ist von der Aufnahme der Schaltgabel an der Schaltschiene getrennt herstellbar. Der Grundkörper ist ein Formteil aus Blech, vorzugsweise aus Stahlblech. Für seine Herstellung sind umformtechnische Verfahren wie Biegen, Pressen und Ziehen einsetzbar. Das für die Herstellung des Formteils verwendete Blech kann im Vergleich zu der Dicke herkömmlicher Schaltgabeln dicker, dünner, oder gleich dick zu diesen sein. Die Werkzeuge für die Herstellung des Grundkörpers sind einfach. Die Stabilität der Schaltgabel ist durch Biegekanten, Durchstellungen und Sicken erhöht. Der Grundkörper ist raumsparend gestaltet. Für die Herstellung des Grundkörpers ist nahezu nur so viel Material verwendet, wie es für die Festigkeit der Schaltgabel erforderlich ist. Die Schelle ist vorzugsweise ein einfaches Stanz-Biegeteil.
Über die Gestalt und Anbindung der Schelle an dem Grundkörper ist die Steifigkeit bzw. die Elastizität der Schaltgabel einfach und kostengünstig gezielt beeinflussbar. Es ist denkbar, für Grundkörper der Schaltgabeln unterschiedlicher Größe und für unterschiedliche Anforderungen die gleiche Schelle zur Befestigung an einer Schaltschiene einzusetzen. Umgekehrt ist es denkbar, dass für Grundkörper gleicher Gestalt unterschiedlichen Anwendungen angepasste Schellen an dem Grundkörper befestigt sind. Mit Versteifungsrippen an dem Grundkörper oder an der Schelle, mit der Wahl eines Profils mit hohem oder niedrigen Widerstandsmoment gegen Biegung und/oder Torsion an dem Grundkörper, der Wahl der Befestigungsart der Schelle an dem Grundkörper und der Lage der Befestigung der Schelle an dem Grundkörper sind Eigenschaften, wie z. B. Elastizität und Festigkeit, der Schaltgabel gezielt beeinflussbar.
Die Schelle und der Grundkörper sind vorzugsweise aus Stahlblech hergestellt und durch Schweißen miteinander verbunden. Denkbar ist auch, die Schelle an dem Grundkörper formschlüssig zu befestigen. An der Schelle sind je nach Anwendung weitere Formteile aus Blech, wie ein Schaltarm mit einem Schaltmaul für den Eingriff eines Schaltfingers, durch Schweißen befestigt.
Die Schaltgabel ist mittels des Schwenkbolzens axial fest an der Schaltschiene angeordnet, indem der Schwenkbolzen durch eine Öffnung, und hier wiederum bevorzugt durch eine Bohrung, hindurchgeführt ist. Der Schwenkbolzen greift dazu außerdem in eine Öffnung oder in ein Loch an der Schelle und/oder am Grundkörper ein. Bevorzugt ist die Schaltgabel mittels eines durch einen Abschnitt des Grundkörpers, durch die Schaltschiene und die Schelle zugleich hindurchgreifenden Schwenkbolzens befestigt.
Der Schwenkbolzen ist ein einfaches, vorzugsweise durch Fließpressen hergestelltes Bauteil. Alternativ ist der Schwenkbolzen durch spanabhebende Bearbeitung hergestellt. Er ist zylindrisch oder abschnittsweise mit rechteckigem und rundem Querschnitt ausgeführt. Die Löcher in der Schaltschiene und der Schaltgabel sind dem Querschnitt des Bolzens angepasst. Ein rechteckiger Querschnitt des Bolzens ist unter Umständen für einen Festsitz des Schwenkbolzens in einem der genannten Elemente geeignet. Mit einem Sitz des Bolzens in einem rechteckigen Querschnitt ist auch die richtungsorientierte Montage des Bolzens zu der Schaltschiene möglich. Das ist dann unter Umständen notwendig, wenn der Bolzen gleichzeitig als Anschlagelement für die Begrenzung der Schwenkbewegung der Schaltgabel um die Schwenkachse die Schwenkbewegung auf den Winkelbetrag begrenzt. Wenn der Schwenkbolzen fest in der Schaltwelle sitzt, ist die Schaltgabel um den Schwenkbolzen schwenkbar angeordnet. Wenn der Schwenkbolzen alternativ dazu fest an dem Grundkörper oder an der Schelle sitzt, schwenkt die Schaltgabel mit dem Schwenkbolzen in einer Bohrung der Schaltschiene. Denkbar ist auch, dass der Schwenkbolzen in jedem der einzelnen Elemente mittels jeweils eines nahezu Passsitzes schwenkbar geführt ist.
Eine Schaltgabel gemäß Erfindung ist an Schaltwellen beliebigen Querschnitts, z. B. einem runden, viereckigen oder mit einer der erfindungsgemäßen Fläche zugewandten abgerundeten Querschnittskontur, einzusetzen. Dabei ist lediglich die Kontur der Schelle dem jeweiligen Querschnitt der Schaltwelle angepasst.
Die Schaltgabel ist an der Führungsfläche exakt zur Schaltschiene und somit zur Schaltkupplung geführt. Es ist denkbar, dass der Führungsfläche auf der anderen Seite der Schaltschiene eine weitere plane Führungsfläche parallel gegenüberliegt und die Schaltgabel mittels dieser zwei Führungsflächen um den Schwenkbolzen schwenkbar geführt ist. Bevorzugt ist jedoch eine gewölbte, die Schaltgabel an der Schaltschiene stützende Fläche, gegenüber der planen Führungsfläche vorgesehen. Die Schaltgabel ist zwischen der planen Führungsfläche und der gewölbten Fläche angeordnet und stützt sich im Betriebszustand an diesen Flächen ab.
Die gewölbte Fläche ist bevorzugt an dem Grundkörper ausgebildet. Die plane Führungsfläche liegt dann der gewölbten Fläche an der Schelle gegenüber. Es ist auch denkbar, dass die gewölbte Fläche an der Schelle ausgebildet ist und der Grundkörper die plane Führungsfläche aufweist. Die der gewölbten Fläche zugewandte Mantelfläche der Schaltschiene unterliegt keinen hohen Anforderungen hinsichtlich der Genauigkeit ihrer Ausführung. Das hochexakte Ausrichten der Schaltschiene, des Grundkörpers sowie der Schelle während der Montage der Schaltgabel an der Schaltschiene zueinander ist nicht notwendig. Maß- und Formabweichungen an der gewölbten Kontur, ebenso wie Maßabweichungen der Schaltschiene selbst und Lagerabweichungen der einzelnen Elemente zueinander sind durch die Spiele bzw. die Lage der Schelle zu der Schaltschiene ausgeglichen. Eine mit einer gewölbten und einer planen Führungsfläche an der Schaltschiene befestigte Schaltgabel ist mit vergleichsweise geringen Widerständen zu der Schaltschiene schwenkbar. Das Verkanten bzw. Verklemmen der Schaltgabel an der Schaltschiene ist nahezu ausgeschlossen, da die Schaltschiene an den gewölbten Flächen nur punktuell bzw. mit Linienberührung anliegt. Die Löcher an den Elementen für die Aufnahme des Schwenkbolzens sind entweder durch Stanzen oder Bohren noch vor der Montage bei der Fertigung der einzelnen Elemente oder alternativ in die zueinander ausgerichteten Elemente während ihrer Montage eingebracht.
Die Fläche an der Schaltgabel ist alternativ konvex in Richtung der Schaltschiene ausgewölbt oder konkav von der Schaltschiene weg eingewölbt. Die Wölbungen sind dabei durch jede beliebige Kontur beschrieben, die ein Schwenken der Schaltgabel um die Schwenkachse zumindest innerhalb der Grenzen des geringen Winkelbetrages zulassen.
Bei einer konvex ausgewölbten Fläche ist bevorzugt an dem nicht um die Schwenkachse geschwenkten Grundkörper jede der Mantellinien der Wölbung zur Schaltschiene hin, an jeder beliebigen zu der Längsachse rechtwinklig ausgerichteten Querschnittsebene der Wölbung und in jeder der Querschnittsebenen durch jeweils einen Kreisbogen beschrieben.
Unter nicht um die Schwenkachse geschwenkter Schaltgabel bzw. geschwenktem Grundkörper ist die Stellung der Schaltgabel zur Schaltschiene zu verstehen, wenn die Schaltgabel keine Taumelbewegungen auszugleichen hat. Die Schaltgabel ist in dieser Stellung also nicht innerhalb des geringen Winkelbetrages um die Schwenkachse geschwenkt.
Die mit den vorstehend beschriebenen Kreisbögen beschriebene Fläche bildet einen der Schaltschiene zugewandten Teilabschnitt einer Mantelfläche eines gedachten Kreiszylinders. Bei einer nicht um die Schwenkachse geschwenkten Schaltgabel verläuft die Symmetrieachse des Kreiszylinders gleichgerichtet und somit parallel zur Längsachse der Schaltschiene. Der Teilabschnitt bzw. die Fläche erstreckt sich längs des Kreiszylinders und ist also nur in Umfangsrichtung des Kreiszylinders gewölbt ausgeführt.
Die Schwenkachse schneidet die Längsachse und ist dabei vorzugsweise rechtwinklig zu der Längsachse ausgerichtet. Die Schwenkachse schneidet dabei die Symmetrieachse des Kreiszylinders. Bei einer Schaltschiene mit kreisrundem Querschnitt schneidet die Schwenkachse die Symmetrieachse und die Längsachse, wobei die Längsachse gleichzeitig die Mittelachse der Schaltschiene ist. Dadurch verlaufen an einem nicht bzw. zur Schaltschiene geschwenkten Grundkörper jede der gedachten Sehnen, die jeweils einen der die beliebigen Querschnitte begrenzenden Kreisbögen zum Grundkörper hin abschließen, und die in der jeweiligen Querschnittsebene der Sehne gegenüberliegende sowie die plane Führungsfläche begrenzende Mantellinie der Schelle parallel zueinander. Damit ist auch jeder der Kreisbögen an einem nicht zur Schaltschiene geschwenkten Grundkörper durch eine gedachte durch die Schwenkachse gelegte sowie mit der Längsachse ausgerichtet verlaufende Ebene halbiert. In einem Fall ist einer dieser Kreisbögen durch die Schwenkachse selbst halbiert.
Alternativ zu der in eine Richtung kreisbogenförmig gewölbten Fläche ist an dem nicht um die Schwenkachse geschwenkten Grundkörper jede der Mantellinien der Wölbung zur Schaltschiene hin an jeder beliebigen von der Längsachse rechtwinklig durchdrungenen Querschnittsebene der Wölbung in der Querschnittsebene durch jeweils einen Bogen einer Ellipse beschrieben. Jede der gedachten großen oder kleinen Halbachsen des Bogens der Ellipse, die jeweils einen der Bögen in einem der beliebigen Querschnitte zum Grundkörper hin begrenzen und die in der jeweiligen Querschnittsebene dem Bogen gegenüberliegende sowie die plane Führungsfläche begrenzende Mantellinie der Schelle verlaufen parallel zueinander. Damit ist auch jeder der Bögen an einem nicht zur Schaltschiene geschwenkten Grundkörper durch eine gedachte durch die Schwenkachse gelegte sowie mit der Längsachse ausgerichtet verlaufende Ebene bzw. in einem Fall einer dieser Bögen durch die Schwenkachse selbst halbiert.
Die gewölbte Fläche ist durch das Loch für die Aufnahme des Schwenkbolzens durchbrochen. Dabei entspricht die Mittellinie des Loches der Schwenkachse. Die Schaltschiene stützt sich gegen die Fläche in Längsrichtung beidseitig des Bolzens an einer längs gleichgerichtet zur Längsachse verlaufenden Mantellinie der Fläche ab und steht somit mit der Fläche in einem sogenannten Linienkontakt. Da die Schaltschiene und die Fläche längs zueinander ausgerichtet verlaufen, ist die Länge der Mantellinie und damit die der Kontaktzone zwischen der gewölbten Fläche und der Schaltschiene an dem zur Schaltschiene nicht geschwenkten Grundkörper durch die Ausdehnung der Fläche in Längsrichtung am Grundkörper bestimmt. Wenn die Schaltgabel innerhalb des Winkelbetrages um den Schwenkbolzen schwenkt, verringert sich die Länge der Kontaktzone durch die um den Winkelbetrag geringfügig zur Schaltwelle geschwenkte Fläche. Der Linienkontakt bleibt aber erhalten.
Die Erfindung sieht weiter vor, dass vier der Flächen dem Grundkörper ausgebildet sind und mit der planen Führungsfläche an der Schelle zusammenwirken. Alternativ dazu sind die vier Flächen an der Schelle ausgebildet und der Grundkörper weist die plane Führungsfläche auf. Jede der vier Flächen ist vorzugsweise an einer aus dem Blech eines Abschnittes des Grundkörpers ausgeformten Sicke ausgebildet. Jede einzelne Fläche ist vorzugsweise so gestaltet, dass diese mit einem möglichst großen Anteil an der Mantelfläche der Schaltschiene anliegt. Die Schaltschiene liegt jedoch zumindest punktuell an jeder der Flächen an, wenn die Schaltgabel nicht um den Schwenkbolzen geschwenkt ist und vorzugsweise auch dann, wenn die Schaltgabel zumindest innerhalb des Winkelbetrages schwenkt. Die Fläche steht aus dem Grundkörper so hervor, dass die schwenkende Schaltgabel sich mit den einzelnen Flächen an der Schaltschiene abstützt, ohne das sich die Größe der aus den einzelnen Kontaktzonen ergebenden Auflageflächen an der schwenkenden Schaltgabel im Vergleich zur ungeschwenkten Schaltgabel wesentlich verringert.
Der Querschnitt der Schaltschiene ist vorzugsweise ein runder Querschnitt. Es ist aber auch denkbar, dass eine Schaltschiene mit einer planen Fläche an den vier Flächen anliegt.
Die Flächen sind, ebenso wie die anfangs erwähnten konvexen Wölbungen bzw. Flächen, bevorzugt in das Blech der Schelle bzw. aus einem Abschnitt an dem Grundkörper durch Prägen ausgeformt. Sie sind vorzugsweise an sich sickenartig von der Oberfläche des Materials des Grundkörpers bzw. der Schelle abhebenden Ausformungen ausgebildet. Jede der Sicken verläuft von der Öffnung für die Aufnahme des Schwenkbolzens in Richtung einer von der Schwenkachse strahlenförmig abgehenden Richtungskoordinate weggerichtet. Die Länge der einzelnen Sicke ist dabei von der Länge der Fläche dem Winkelbetrag, mit dem die Schaltgabel schwenkt, bestimmt. Die Fläche steigt entlang der Sicke über der Richtungskoordinate an. Da sich die Schaltschiene in eine den Flächen gegenüberliegende Richtung an der planen Führungsfläche abstützt, hebt sich jede der Flächen von dem Grundkörper nur soweit ab, dass das Schwenken des Grundkörpers gegenüber der Schaltschiene nicht behindert ist. Eine Zwangsbewegung an der Schaltschiene, die die Schaltschiene auf der Fläche in Richtung der Führungsfläche an den Sicken aufsteigen lässt, ist mit Ausnahme von Sonderfällen nicht erwünscht. Eine derartige Bewegung würde normalerweise zum Verklemmen der Schaltschiene zwischen der Führungsfläche und den vier Flächen führen, da die Schaltschiene nahezu spielfrei zwischen der Führungsfläche und den vier Flächen angeordnet ist. Die Oberfläche des Bleches am Fuß der Sicke steht deshalb entlang der Richtungskoordinate an jedem einzelnen der Führungsfläche gegenüberliegenden Punkt zur Führungsfläche mit zunehmendem Anstieg der Sicke immer weiter zurück. Dabei steht die Oberfläche immer um den Betrag verglichen zur Führungsfläche weiter zurück, mit dem sich die Sicke weiter aus der Oberfläche hervorhebt. Damit wird erreicht, dass jeder Punkt an der Fläche mit einem in Koordinatenrichtung benachbarten Punkt an der Fläche mit gleichem Abstand zu der Führungsfläche liegt. Die Flächen steigen alternativ in Koordinatenrichtung soweit an, dass an der schwenkenden Schaltgabel an den Kontaktzonen mit den vier Flächen Zwangskräfte entstehen, die die um den Winkelbetrag geschwenkte Schaltgabel in die Ausgangsstellung zurückschwenken lassen. Mit einer derartigen Anordnung erübrigen sich alle weiteren Anschläge an der Schaltgabel bzw. Schaltschiene, die ein Schwenken der Schaltgabel zur Schaltschiene über den geringen Winkelbetrag begrenzen sollen.
Wie anfangs erwähnt, verlaufen die Richtungskoordinaten von der Schwenkachse ab. Dabei haben die Richtungskoordinaten einen gemeinsamen Koordinatenursprung auf der Schwenkachse. Die Richtung, in die die Richtungskoordinaten weisen, ist von dem Winkelbetrag abhängig, mit dem die Schaltgabel zur Schaltschiene schwenkbar sein soll und durch den Winkel bestimmt, den die Richtung des Koordinaten jeweils mit einer rechtwinklig zu der Schwenkachse ausgerichteten und durch den Koordinatenursprung verlaufenden Projektion der Längsachse einschließen. Der Winkel liegt in einem Bereich von 1 bis 10°, kann jedoch auch größer, z. B. 15° bis 45°, sein.
Die Schelle liegt mit der Führungsfläche an der Schaltschiene an. Die weiteren Schenkel der Schelle umgreifen die Schaltschiene mit Spiel um ein freies Schwingen der Schaltgabel um die Schwenkachse zu ermöglichen. Dabei ist das Spiel so groß, dass die Schaltgabel zumindest um den Winkelbetrag schwenkbar zur Schaltschiene ist. Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass das Spiel zumindest an der engsten Stelle zwischen einem der Schaltschiene zugewandten Wandabschnitte der Schelle und der Schaltschiene so groß ist, dass die Schaltgabel mit der Schelle über den Winkelbetrag hinaus über die Schwenkachse zur Schaltschiene schwenkbar ist. Die Schelle behindert also das freie Schwenken der Schaltgabel um die Schaltschiene auch über den Winkelbetrag hinaus, nicht. Die Schaltgabel greift in der Regel mit ihren Gabelenden in eine Führungsnut an einer Schiebemuffe der Schaltkupplung. Die Taumelbewegungen der Schiebemuffe führen an dem Schwenkbolzen zum freien und ungehinderten Schwenken der Schaltgabel um den Schwenkbolzen.
In Sonderanwendungen, in denen das Schwingspiel der Schaltgabel auf einen Winkelbetrag zu begrenzen ist, ist vorgesehen, dass der Schwenkbolzen zu dem mit der Schwelle um die Schwenkachse schwenkenden Grundkörper fest in der Schaltschiene sitzt und dabei die Schelle an der Führungsfläche durchdringt, wobei der Schwenkbolzen an der von der Führungsfläche abgewandten Seite der Schelle mit einem aus den Schwenkbolzen radial von der Schwenkachse weg hervorstehenden Stift versehen ist. Der Stift begrenzt den Schwenkbereich der mit der Schaltgabel schwenkbaren Schelle gegen einen Anschlag an der Schelle. Die geschwenkte Schelle fährt mit diesem Anschlag gegen den relativ zur Schaltschiene feststehenden Stift. An der Schelle ist beispielsweise ein Bund ausgebildet, dessen Öffnung konzentrisch zu der Schwenkachse angeordnet ist. Der Schwenkbolzen taucht in diesen Bund der Schelle ein und ist dort geführt. Zusätzlich weist der Bund einen in Umfangsrichtung verlaufenden Schlitz oder eine Bohrung auf, in die der anfangs beschriebene radial aus dem Schwenkbolzen hervorstehende Stift eingreift. Die Länge des in Umfangsrichtung verlaufenden Schlitzes bestimmt dabei den Schwenkwinkel der Schaltgabel an der Schaltschiene. Die Bohrung weist einen Durchmesser auf, der der Summe des Durchmessers und des durch den Winkelbetrag vorbestimmten Schwenkweges des Stiftes im Bogenmaß entspricht.
Alternativ zu den vorhergehenden Varianten ist die Schwenkbewegung der Schaltgabel auch durch das Spiel zwischen den Wandabschnitten der Schelle und der Schaltschiene bestimmbar. Die engste Stelle zwischen der Schaltschiene und zumindest eines der Wandabschnitte der Schelle ist dann nur so groß, dass die Schaltgabel innerhalb des Schwenkspieles verschwenkbar ist. Beim Überschreiten des Schwenkspiels und somit des Schwenkwinkels stößt die Schelle mit dem Wandabschnitt an der Schaltschiene an. Das Spiel zwischen dem Wandabschnitt und der Schelle ist beispielsweise mit einer seitlich in die Schelle eingebrachten und in Richtung der Schaltschiene hervorstehenden Sicke steuerbar und durch den engsten Abstand zwischen der Sicke und der Schaltschiene gebildet.
Mit einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schwenkbolzen zu dem mit der Schelle um die Schwenkachse schwenkenden Grundkörper fest in der Schaltschiene sitzt. Der Schwenkbolzen durchdringt die Schelle an der Führungsfläche, wobei die Schelle an dem Sitz des Bolzens zumindest mit einem konzentrisch zu der Schwenkachse angeordneten sowie an der Schelle festen Bund versehen ist. Der Bolzen taucht entlang der Schwenkachse in diesen Bund ein und ist radial nahezu spielfrei zur Schwenkachse geführt. Der Bund ist alternativ dazu an dem Grundkörper ausgebildet oder sowohl die Schelle als auch der Bund weisen einen derartigen Bund auf.
Schließlich ist mit einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass zwischen der Führungsfläche und der Schaltschiene bzw. der gewölbten Fläche und der Schaltschiene jeweils eine Scheibe aus Gleitmaterial angeordnet ist. Der Schwenkbolzen ist durch die Scheiben hindurchgeführt. Weiter ausgestaltet weist die zweite Scheibe die anfangs beschriebene gewölbte Fläche auf und stützt sich an einer planen Fläche des Grundkörpers bzw. an einer beliebig gestalteten Fläche des Grundkörpers ab. Alternativ dazu ist die Schaltschiene am Sitz der Schaltgabel in Umfangsrichtung von einer Kunststoffhülse umgeben oder mit Kunststoff ummantelt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Schaltgabel mit einem Grundkörper aus Blech, die mit einer Schelle aus Blech an einer Schaltschiene mit kreisrundem Querschnitt befestigt ist,
2 die Schaltgabel nach 1 in einer anderen Ansicht,
3 eine Detaildarstellung in vergrößerter Ansicht von der gewölbten Fläche an der Schaltgabel nach 1,
4 eine Schaltgabel, bei der aus dem Grundkörper sickenartig gestaltete Flächen ausgeformt sind, an einer Schaltschiene mit kreisrundem Querschnitt,
5 eine andere Ansicht der Schaltgabel aus 4,
6 eine Detaildarstellung in vergrößerter Ansicht von sickenartig gestalteten Flächen mit einer alternativen Ausrichtung der Sicken an der Schaltgabel nach 4,
7 den Querschnitt durch eine Befestigung einer erfindungsgemäßen Schaltgabel an einer kreisrunden Schaltschiene,
8 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Befestigung einer Schaltgabel an einer Schaltschiene mit Scheiben aus Kunststoff zwischen den Führungsflächen und der Schaltschiene und
9 eine Befestigung einer Schaltgabel an einer Schaltschiene, die an dem Sitz der Schaltgabel von einer Kunststoffhülse umgeben ist.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Schaltgabel 1 in der Ansicht von vorne. Die Schaltgabel 1 weist einen Grundkörper 2 und eine Schelle 3 auf. Die Schelle 3 umfasst in Umfangsrichtung teilweise eine im Querschnitt kreisringförmig gestaltete Schaltschiene 4 und ist an dem Grundkörper 2 verschweißt. Durch den Grundkörper 2 am Sitz der Schaltschiene 4, durch die Schaltschiene 4 und durch die Schelle 3 ist ein Schwenkbolzen 5 geführt. Der Schwenkbolzen 5 sitzt fest in einem an der Schelle 3 ausgebildeten Bund 3a. Die Schaltgabel 1 ist mit dem Schwenkbolzen 5 axial fest an der Schaltschiene 4 gesichert. Die Schaltgabel ist innerhalb eines Schwenkspiels S mit einem geringen Winkelbetrag um eine Schwenkachse 6 schwenkbar, wobei die Mittelachse des Schwenkbolzens 5 und die Schwenkachse 6 übereinstimmen. Die Schaltschiene 4 liegt zur Schelle 3 hin an einer Führungsfläche 7 der Schelle 3 an. Der Führungsfläche 7 liegt an der anderen Seite der Schaltschiene 4 ein Abschnitt des Grundkörpers 2 mit einer gewölbten Fläche 8 gegenüber. Die Schaltgabel 1 stützt sich über die Führungsfläche 7 und die gewölbte Fläche 8 an der Schaltschiene 4 ab. Die Fläche 8 ist in Richtung der Schaltschiene 4 konvex gewölbt. Die Schaltgabel 1 ist in einer Position gezeigt, in der sie zu der Schaltschiene 4 nicht um die Schwenkachse 6 geschwenkt ist. Die Schaltgabel 1 ist jedoch um die Schwenkachse 6 mit einem geringen Winkelbetrag φ schwenkbar.
3 zeigt schematisch die Ausrichtung und Wölbung der Fläche 8 zu der Längsachse 4a der in 1 und 2 dargestellten Schaltschiene 4. Die Fläche 8 ist mit dem nicht weiter dargestellten Grundkörper in dieser Darstellung nicht innerhalb des geringen Winkelbetrages um die Schwenkachse geschwenkt, sondern steht in Ausgangsstellung. Die Mantellinien M1 bis M3 von drei beliebigen rechtwinklig zur Längsachse 4a der Schaltschiene 4 ausgerichteten Querschnittsebenen sind der Führungsfläche 7 gegenüberliegend angeordnet. Die Mantellinien M1 bis M3 sind durch einen Kreisbogen beschrieben, der in 3 mit R1 bis R3 bezeichnet ist. Jeder der Kreisbögen ist zum Grundkörper hin mit einer Sehne S1, S2 oder S3 abgeschlossen. In der jeweiligen Querschnittsebene A1 bis A3 liegt jeder Sehne S1, S2, S3 jeweils eine die plane Führungsfläche 7 begrenzende Mantellinie A1, A2 oder A3 gegenüber. Die Mantellinien A1, A2 oder A3 und die jeweilige Sehne S1, S2 oder S3 verlaufen parallel zueinander.
Die 4 und 5 zeigen eine Schaltgabel 9. Die Schaltgabel 9 ist aus einem Grundkörper 10 und der Schelle 3 gebildet. Die Schaltgabel 9 ist wiederum mit dem Schwenkbolzen 5 an der Schaltschiene 4 befestigt. An dem Grundkörper 10 sind, an der Schaltschiene 4 anliegend, vier Flächen 11 an Sicken 12 ausgebildet. Die Sicken 12 sind in das Blech des Grundkörpers 10 eingeprägt und stehen in Richtung der Schaltwelle 4 aus dem Grundkörper 10 hervor. Die Sicken 12 erheben sich von der Schwenkachse 6 weg ansteigend aus dem Grundkörper 10.
In 6 sind die Sicken 11 an einem vergrößert und nicht maßstäblich dargestellten Ausschnitt des Grundkörpers 8 dargestellt. Aus einer leicht gewölbten Grundfläche 13 sind die vier von der Schwenkachse 6 aus der Grundfläche 13 aufsteigenden Sicken 11 dargestellt. Jede der Sicken 11 geht von dem Rand eines Loches 14 für die Aufnahme des nicht dargestellten Schwenkbolzens 5 ab. Dabei erstreckt sich jede der Sicken 11 mit einer Richtungskoordinate K1 bis K4 von dem Loch 14 weg. Die Richtungskoordinaten K1 bis K4 gehen von einem gemeinsamen Koordinatenursprung U strahlenförmig ab. Über jede der Richtungskoordinaten verläuft mit der Sicke 11 jeweils eine der Flächen 12 zu der nicht dargestellten Schaltschiene 4 ansteigend. Jede der Richtungskoordinaten K1 bis K4 schließt mit einer rechtwinklig zu der Schwenkachse 6 ausgerichteten und durch den Koordinatenursprung U verlaufenden Projektion P der Längsachse einen Winkel φ/2 ein.
7 zeigt einen Schnitt in der Querebene durch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Eine Schaltgabel 14 ist nur teilweise dargestellt. Die Schaltgabel 14 ist an einer Schaltschiene 15 mit einer Schelle 16 und einem Schwenkbolzen 17 befestigt. Die Schelle 16 sitzt an dem Grundkörper 18. Aus dem Grundkörper 18 ist, von der Schaltschiene 15 weggerichtet, ein Bund 18a durchgestellt. Die Schelle 16 weist einen Bund 16a auf, der entgegengerichtet zu dem Bund 18a aus der Schelle 16 geformt ist. Der Schwenkbolzen 17 sitzt fest in der Schaltschiene 15 und ist in den Bunden 18a und 16a schwenkbar geführt. Die Schaltgabel 14 sitzt somit an der Schaltschiene 15 axial fest, jedoch um den Schwenkbolzen 17 mit der Schwenkachse 17a um den geringen Winkelbetrag φ schwenkbar angeordnet. Ein Stift 19 ist durch Bohrungen 16b an der Schelle 16 und durch den Schwenkbolzen 17 hindurchgeführt. In dem Schwenkbolzen 17 sitzt der Stift 19 fest. Der Durchmesser D der Bohrungen 16b ist um das Schwenkspiel S größer als der Durchmesser des Stiftes 19. Das Spiel S sichert ab, dass die Schelle gegen den stehenden Schwenkbolzen 17 und damit gegen den unbeweglichen Stift 19 relativ zu dem Schwenkbolzen 17 um die Schwenkachse 17a mit dem geringen Winkelbetrag φ bewegbar ist. Die um den geringen Winkelbetrag φ geschwenkte Schaltgabel 14 ist mittels des Stiftes 19 an Schwenkbewegungen über den Winkelbetrag φ hinaus gehindert, da die Schelle 16 in den Bohrungen 16b gegen den Stift 19 fährt. Das Spiel A zwischen den der Schaltschiene 15 zugewandten Wandabschnitten 16c an der Schelle und der Schaltschiene an der engsten Stelle ist so groß, dass die Schaltgabel 14 mit der Schelle 16 über den Winkelbetrag φ hinaus um die Schwenkachse 16a zur Schaltschiene 15 ohne die Sperrwirkung des Stiftes 19 schwenkbar wäre.
8 zeigt eine Schaltgabel 20, bei der zwischen einer Führungsfläche 21a an einer Schelle 21 und einer Schaltschiene 22 eine Scheibe 23 aus Gleitmaterial angeordnet ist. Zwischen dem Grundkörper 22 der Schaltgabel 20 und der Schaltschiene 22 sitzt eine weitere Gleitscheibe 24. Die Scheiben 23 und 24 sind aus Kunststoff. Die Schaltgabel 20 ist mit einem Schwenkbolzen 25 axial fest sowie um die Schwenkachse 25a schwenkbar zur Schaltschiene 22 angeordnet. Der Schwenkbolzen 25 sitzt in Löchern des Grundkörpers 26, der Scheiben 24 und 25 sowie der Schaltschiene 22 und ist in einem Bund 21b der Schelle 21 radial geführt. Die Scheibe 24 weist eine in Richtung der Schaltschiene 22 konvexe Wölbung 24a auf. Alternativ zu dieser Ausführung ist in 9 die Schaltschiene 22 von einer Kunststoffhülse 27 ummantelt. Die Schelle 21 umgreift die Schaltschiene 22 an der Kunststoffhülse 27. Der Grundkörper 26 stützt sich mit einer zur Schaltschiene 22 hin konvex ausgewölbten Fläche 26a an der Hülse 27 ab.
Bezugszeichenliste

1: Schaltgabel
2: Grundkörper
3: Schelle
3a: Bund
4: Schaltschiene
4a: Längsachse
5: Schwenkbolzen
6: Schwenkachse
7: Führungsfläche
8: Fläche
9: Schaltgabel
10: Grundkörper
11: Sicke
12: Fläche
13: Grundfläche
14: Schaltgabel
15: Schaltschiene
16: Schelle
16a: Bund
16b: Bohrung
16c: Wandabschnitt
17: Schwenkbolzen
17a: Schwenkachse
18: Grundkörper
18a: Bund
19: Stift
20: Schaltgabel
21: Schelle
21a: Führungsfläche
21b: Bund
22: Schaltschiene
23: Scheibe
24: Scheibe
25: Schwenkbolzen
25a: Schwenkachse
26: Grundkörper
26a: Fläche
27: Hülse

Claims

Schaltgabel (1, 9, 14, 20) an einer relativ zu einem Wechselgetriebe entlang einer Längsachse (4a) verschiebbaren Schaltschiene (4, 15, 22), wobei die Schaltgabel (1, 9, 14, 20) zu der Schaltschiene (4, 15, 22) mit einem Schwenkbolzen (5, 17, 25) längs fest sowie um eine die Längsachse (4a) schneidende Schwenkachse (6, 17a, 25a) relativ zur Längsachse (4a) mit einem geringen Winkelbetrag schwenkbar angeordnet ist und wobei die Mittelachse des Schwenkbolzens (6, 17, 25) und die Schwenkachse (6, 17a, 25a) einander entsprechen sowie zu einer die Schaltgabel (1, 9, 14, 20) schwenkbar führenden planen Führungsfläche (7, 21a) rechtwinklig gerichtet, die Führungsfläche (7, 21a) durchdringen, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltgabel (1, 9, 14, 20) zumindest einen Grundkörper (2, 10, 18, 26) aus Blech sowie eine Schelle (3, 16, 21) aus Blech mit der Führungsfläche (7, 21a) aufweist und dass der Grundkörper (2, 10, 18, 26) an der Schaltschiene (4, 15, 22) mittels der die Schaltschiene (4, 15, 22) in Umfangsrichtung zumindest teilweise umgreifenden Schelle (3, 16, 21) befestigt ist.
Schaltgabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltgabel (1, 20) wenigstens eine zumindest in eine Ebene gewölbte Fläche (8, 26a) aufweist, wobei die gewölbte Fläche (8, 26a) und die Führungsfläche (7, 21a), die Schaltschiene (4, 22) zwischen sich nehmend, einander gegenüberliegen und dass der Schwenkbolzen (5, 25) durch den Grundkörper (2, 26) und durch die Führungsfläche (7, 21a) hindurchgeführt ist, wobei die Schaltgabel (1, 20) sich zumindest an einem Punkt der Fläche (8, 26a) abstützt.
Schaltgabel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche (8) an dem Grundkörper (2) ausgebildet ist und dass die Fläche (8) an einer an der Schaltschiene (4) zumindest punktuell anliegenden in Richtung der Schaltschiene (4) konvexen Wölbung des Grundkörpers (2) ausgebildet ist.
Schaltgabel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die an die Fläche (8) angrenzende Mantelfläche der Schaltschiene (4) in Umfangsrichtung der Schaltschiene (4) kreisbogenförmig gekrümmt ist.
Schaltgabel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an dem nicht um die Schwenkachse (6) geschwenkten Grundkörper (2) jede der Mantellinien beliebiger zu der Längsachse (4a) rechtwinklig ausgerichteten Querschnittsebenen der Wölbung zur Schaltschiene (4) hin durch jeweils einen Kreisbogen beschrieben ist.
Schaltgabel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jede der gedachten Sehnen, die jeweils einen der Kreisbögen zum Grundkörper (2) hin abschließen, sowie die in der jeweiligen Querschnittsebene der Sehne gegenüberliegende und die plane Führungsfläche (7) begrenzende Mantellinie der Schelle (3) parallel zueinander verlaufen.
Schaltgabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die an den Grundkörpern (9) angrenzende Mantelfläche der Schaltschiene (4) in Umfangsrichtung der Schaltschiene (4) kreisbogenförmig gekrümmt ist und dass vier Flächen (12) an dem Grundkörper (10) ausgebildet sind, wobei jede der Flächen (12) an einer aus dem Grundkörper (10) zu der Schaltschiene (4) herausragenden in Richtung der Schaltschiene (4) aus dem Grundkörper (10) von der Schwenkachse (6) weg aufsteigenden Sicke (11) ausgebildet ist und wobei die Schaltschiene (4) zumindest bei nicht zu der Schwenkachse (6) geschwenkten Grundkörper (10) jeweils mindestens punktuell an jeder der Flächen (12) anliegt.
Schaltgabel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicke (11) aus dem Blech eines Abschnittes des Grundkörpers (10) gebildet ist.
Schaltgabel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich jede der Flächen (12) in Richtung einer rechtwinklig zur Schwenkachse (6) ausgerichteten sowie strahlenförmig von der Schwenkachse (6) abgehenden Richtungskoordinate erstreckt und dabei von dem Grundkörper (10) aufsteigend aus Richtung der Schwenkachse (6) mit der Richtungskoordinate sowie zu der Schaltschiene (4) hin ansteigend verläuft, wobei die Richtungskoordinaten einen gemeinsamen Koordinatenursprung auf der Schwenkachse (6) aufweisen und jeweils mit einer rechtwinklig zu der Schwenkachse (6) ausgerichteten und durch den Koordinatenursprung verlaufenen Projektion der Längsachse einen Winkel von 1 bis 10° einschließen.
Schaltgabel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die an die Fläche (12) angrenzende Mantelfläche der Schaltschiene (4) in Umfangsrichtung der Schaltschiene (4) kreisbogenförmig gekrümmt ist.
Schaltgabel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schelle (3, 16, 21) quer zur Längsrichtung gesehen beidseitig der Schwenkachse (6, 17a, 25a) zur Schaltschiene (4, 15, 22) so mit Spiel beabstandet ist, dass die Schaltgabel (1, 9, 14, 20) zumindest um den Winkelbetrag zur Schaltschiene (4, 15, 22) schwenkbar ist.
Schaltgabel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Spiel zumindest an der engsten Stelle zwischen einem der Schaltschiene (4, 15, 22) zugewandten Wandabschnitte der Schelle (3, 16, 21) und der Schaltschiene (4, 15, 22) so groß ist, dass die Schaltgabel (1, 14, 20) mit der Schelle (3, 16, 21) über den Winkelbetrag hinaus um die Schwenkachse (6, 17a, 25a) zur Schaltschiene (4, 15, 22) schwenkbar ist.
Schaltgabel nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkbolzen (5, 17, 25) zu dem mit der Schelle (3, 16, 21) um die Schwenkachse (6, 17a, 25a) schwenkenden Grundkörper (2, 18, 26) fest in der Schaltschiene (4, 15, 22) sitzt und dabei die Schelle (3, 16, 21) an der Führungsfläche (7, 16a, 21a) durchdringt und dass die Schelle (3, 16, 21) zumindest mit einem konzentrisch zu der Schwenkachse (3, 17a, 25a) angeordneten Bund (3a, 6a, 21b) an dem zumindest teilweise in dem Bund (3a, 16a, 21b) eintauchenden Schwenkbolzen (5, 17, 25) radial zur Schwenkachse (6, 17a, 25a) geführt ist.
Schaltgabel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Führungsfläche (21) und der Schaltschiene (22) eine erste Scheibe (23) aus gleitfähigem Material und zwischen dem Grundkörper (26) und der Schaltschiene (22) eine zweite Scheibe (24) aus gleitfähigem Material angeordnet ist, wobei der Schwenkbolzen (25) durch die Scheiben (23, 24) hindurchgeführt ist und wobei die zweite Scheibe (24) die Fläche (26a) aufweist.