DE102005028094A1

DE102005028094A1 - Betätigungsvorrichtung für eine Schaltmuffe in einem Zahnräderwechselgetriebe

Info

Publication number: DE102005028094A1
Application number: DE200510028094
Authority: DE
Inventors: Volker Dipl.-Ing. Pechtl (FH); Peter Schnapp
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2005-06-17
Filing date: 2005-06-17
Publication date: 2006-12-21
Also published as: EP1734290A3; DE502006000475D1; EP1734290A2; EP1734290B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung (1) für eine Schaltmuffe (2) in einem Zahnräderwechselgetriebe, mit einer zwei Arme (3, 4) aufweisenden Schaltgabel (5) und mindestens einem Führungselement (6, 7) zum Führen der Betätigungsvorrichtung (1) in Achsrichtung (A) der Schaltmuffe (2) sowie einem Mitnehmerelement (8), das zum Eingriff eines Betätigungsorgans geeignet ist. Um eine besonders wirtschaftliche Fertigung der Betätigungsvorrichtung zu erreichen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Schaltgabel (5), das mindestens eine Führungselement (6, 7) und das Mitnehmerelement (8) einteilig und aus einem einzigen Blechteil ausgebildet sind.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für eine Schaltmuffe in einem Zahnräderwechselgetriebe, mit einer zwei Arme aufweisenden Schaltgabel und mindestens einem Führungselement zum Führen der Betätigungsvorrichtung in Achsrichtung der Schaltmuffe sowie einem Mitnehmerelement, das zum Eingriff eines Betätigungsorgans geeignet ist.

Hintergrund der Erfindung

Eine Betätigungsvorrichtung dieser Art ist beispielsweise aus der DE 103 09 407 A1 bekannt. Die Schaltgabel besteht hier aus einem gabelförmigen Grundkörper aus Blech. Die hülsenförmig ausgebildete Führung ist mit der Schaltgabel verschweißt. Ferner ist das Mitnehmerelement mit der Einheit, bestehend aus Schaltgabel und Führung, verbunden. Durch die Verschweißung entsteht ein fester Verbund zwischen den einzelnen Bauteilen. Allerdings ist der Herstellungsaufwand relativ hoch.

Die DE 199 27 321 A1 zeigt eine Schaltgabel aus Kunststoffmaterial. Sie hat einen Grundkörper mit zwei Armen in U-Form und einen Mitnehmer für die Gabel. Der Grundkörper, die beiden Arme und eine Welle, die zur Führung geeignet ist, sind einstückig aus Kunststoff hergestellt. Dabei ist der Mitnehmer durch einen bei der Formung des Grundkörpers integrierten Einsatz ausgebildet. Das zum Einsatz kommende Kunststoffmaterial hat jedoch nicht die Festigkeit wie ein Bauteil aus Metall.

Aus der DE 100 45 506 A1 ist eine Schaltgabel bekannt, die einen Grundkörper aufweist, der die Schaltarme zum Ansteuern der Schaltmuffe aufweist sowie eine Schaltschiene, die für die Lagerung und Führung im Getriebegehäuse vorgesehen ist. Dabei werden der Grundkörper und die Schaltschiene jeweils in einem Stanz- und Pressverfahren hergestellt und dann durch Laserschweißen miteinander verbunden. Auch hierdurch ergibt sich ein relativ hoher Fertigungsaufwand.

Die DE 100 32 163 A1 offenbart eine Betätigungsvorrichtung für ein Zahnräderwechselgetriebe, die als Verbundteil gestaltet ist und ein aus einem spritzfähigen oder gießfähigen Werkstoff hergestelltes Führungsrohr aufweist, an dem die Schaltgabel aus Metall und der Mitnehmer befestigt sind. Der Herstellaufwand für eine solche Betätigungsvorrichtung ist gleichermaßen relativ hoch.

Ähnliche Lösungen sind aus der DE 43 22 586 A1 , aus der DE 101 25 098 A1 , aus der DE 101 25 450 A1 und aus der DE 102 09 227 A1 bekannt.

Den vorbekannten Lösungen ist gemein, dass sie entweder hinsichtlich der Bauteilfestigkeit beschränkt sind, wenn nämlich Kunststoff zum Einsatz kommt, oder dass der Fertigungs- und Montageaufwand relativ hoch ist.

Aufgabe der Erfindung

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Betätigungsvorrichtung für eine Schaltmuffe der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass die genannten Nachteile vermieden werden. Die Vorrichtung soll also sowohl eine hohe Bauteilfestigkeit aufweisen als auch in besonders wirtschaftlicher Weise herstellbar sein.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltgabel, das mindestens eine Führungselement und das Mitnehmerelement der Betätigungsvorrichtung einteilig und aus einem einzigen Blechteil ausgebildet sind.

Der Herstellaufwand wird hierdurch wesentlich reduziert, so dass eine besonders wirtschaftliche Produktion der Vorrichtung möglich wird. Durch den einteiligen Verbund ergibt sich auch eine hohe Bauteilsteifigkeit. Da ein metallisches Blech als Grundmaterial der Vorrichtung zum Einsatz kommt, ist die Bauteilfestigkeit gleichermaßen sehr hoch.

Das Blechteil ist im Ausgangszustand vorzugsweise eben ausgebildet und weist eine im wesentlichen konstante Blechdicke auf.

Eine besonders wirtschaftliche Herstellung der Vorrichtung wird möglich, wenn einer der Arme der Schaltgabel durch einen aus dem Blechteil ausgestanzten und aus der Ebene des Blechteils herausgebogenen Abschnitt gebildet wird.

Mindestens ein Arm kann sich von der Basis der Schaltgabel zum Ende des Arms verjüngen; die Verjüngung erfolgt dabei bevorzugt in Achsrichtung der Schaltmuffe.

Eine besonders einfache Herstellung des einen Arms wird erreicht, wenn dieser durch zweimaliges Abbiegen des Blechteils gegenüber der Basis der Schaltgabel gebildet ist. Der von der Basis der Schaltgabel entfernte Teil des Arms kann dabei im wesentlichen rechtwinkelig zur Basis angeordnet sein. Entsprechend kann der andere Arm der Schaltgabel durch einmaliges Abbiegen des Blechteils gegenüber der Basis der Schaltgabel gebildet werden; auch dieser Arm kann im wesentlichen rechtwinkelig zur Basis angeordnet sein.

Eine Weiterbildung sieht vor, dass zwei in Achsrichtung der Schaltmuffe und in entgegengesetzte Richtungen weisende Führungselemente aus dem Blechteil ausgebildet sind. Diese können als sich in Achsrichtung erstreckende Stifte ausgebildet sein; die Stifte können eine im Querschnitt rechteckige oder quadratische Form aufweisen.

Die Betätigungsvorrichtung kommt bevorzugt bei Kraftfahrzeug-Schaltgetrieben zum Einsatz.

In vorteilhafter Weise werden durch den Erfindungsvorschlag Bauteile eingespart, d. h. die Betätigungsvorrichtung kann aus sehr wenigen einzelnen Bauteilen hergestellt werden.

Auch die Fügeprozesse bei der Herstellung der Vorrichtung werden reduziert bzw. sie fallen vollständig weg. Es ist namentlich kein Schweißen oder Verprägen erforderlich, um die Vorrichtung herzustellen.

Dadurch ergibt sich auch, dass es zu keiner Beeinträchtigung der Vorrichtung durch Wärmeeinfluss kommt.

Die komplette Herstellung der Betätigungsvorrichtung ist in einer einzigen Werkzeugmaschine (Bearbeitungszentrum) möglich, wenn diese mit entsprechenden Werkzeugen ausgestattet ist.

Durch die Integration aller relevanten Funktionen in das einstückige Bauteil wird die Toleranzkette reduziert, so dass eine höhere Bauteilgenauigkeit mit geringerem Aufwand erzielbar ist. Ein Aneinanderfügen unterschiedlicher Bauteile entfällt.

Von Vorteil ist ferner, dass deshalb eine verbesserte Funktion der Vorrichtung zu erwarten ist, da der Kraftverlauf im Bauteil aufgrund einer höheren Homogenität des Teils verbessert ist. Weiterhin sind im Vergleich zu den vorbekannten Lösungen geringere Verformungen zu erwarten, da die Vorrichtung stabiler bzw. fester ausgestaltet werden kann. Es ergeben sich weiterhin geringere Spannungsspitzen im Material.

Die Bauteilvielfalt kann durch den Erfindungsvorschlag reduziert werden, so dass sich auch die Logistik einfacher gestaltet.

Die Kostenreduzierungen ergeben sich daher nicht nur durch die einfachere Fertigungsweise der Betätigungsvorrichtung.

Kurze Beschreibung der Figuren

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

1 die Vorderansicht einer Betätigungsvorrichtung für eine Schaltmuffe samt Schaltmuffe, die teilweise geschnitten dargestellt ist,

2 die zu 1 entsprechende Draufsicht auf die Betätigungsvorrichtung,

3 die zu 1 entsprechende Seitenansicht, aus Blickrichtung B gemäß 2 betrachtet,

4 die zu 1 entsprechende Seitenansicht, aus Blickrichtung C gemäß 2 betrachtet, und

5 bis 8 die Betätigungsvorrichtung samt Schaltmuffe in perspektivischer Ansicht und aus unterschiedlichen Blickrichtungen betrachtet.

Ausführliche Beschreibung der Figuren
In den Figuren ist eine Betätigungsvorrichtung 1 zu sehen, mit der eine Schaltmuffe 2 betätigt werden kann, d. h. mit der die Schaltmuffe 2 in Achsrichtung A verschoben werden kann, um einen Schaltvorgang in einem Zahnräderwechselgetriebe in bekannter Weise durchzuführen.
Ein funktionswesentlicher Teil der Betätigungsvorrichtung 1 ist zunächst die Schaltgabel 5, die zwei Arme 3 und 4 aufweist, die in eine Ringnut 12 am Umfang der Schaltmuffe 2 eingreifen. Damit ist eine axiale Verschiebung der Schaltmuffe 2 bei entsprechender Bewegung der Schaltgabel 5 möglich.
Ferner hat die Betätigungsvorrichtung 1 mindestens ein Führungselement, das im Ausführungsbeispiel durch die beiden Elemente 5 und 6 gebildet wird. Mit diesen stiftförmigen Elementen 5, 6 wird die Betätigungsvorrichtung 1 in einem nicht dargestellten Getriebegehäuse gelagert und geführt.
Ein weiterer wesentlicher Teil der Betätigungsvorrichtung 1 ist das Mitnehmerelement 8, das mit einem Betätigungsorgan zusammenwirken kann. Bei dem Betätigungsorgan kann es sich um einen Teil eines Schaltgestänges handeln oder um einen andersartig ausgebildeten Aktuator, mit dem eine gesteuerte Bewegung in Achsrichtung A erzeugt werden kann. Das Mitnehmerelement 8 nimmt also die von dem Betätigungsorgan erzeugte Schaltkraft auf.
Alle drei funktionswesentlichen Teile, also die Schaltgabel 5 mit ihren beiden Armen 3, 4, das Führungselement 6, 7 und das Mitnehmerelement 8 sind einteilig bzw. einstückig ausgebildet. Die Betätigungsvorrichtung 1 ist nämlich aus einem ebenen Blech geformt, das im Ausgangszustand, also vor dem Beginn der Blechumformung, eine ebene Kontur hat und eine konstante Blechdicke d aufweist.
Aus dem ebenen Blech wird durch Abkanten, Stanzen, Biegen und ggf. Tiefziehen das Bauteil spanlos hergestellt, d. h. so umgeformt, wie es in den Figuren zu sehen ist. Hierzu wird zunächst ein Teil aus einer Blechtafel so ausgestanzt, dass sich die benötigte abgewickelte Kontur der Betätigungsvorrichtung ergibt. Dieses ausgestanzte Teil wird dann weiter spanlos umgeformt.
Besonders vorteilhaft ist die Ausgestaltung des einen Arms 4 der Schaltgabel 5. Die Schaltgabel 5 weist eine Basis 9 auf, die als Referenzfläche betrachtet werden kann. Aus dem Bereich der Basis 9 sowie des angrenzenden Teils des anderen Arms 3 wird eine streifenförmige Kontur 13, s. 2, teilweise ausgestanzt, wobei jedoch das eine Ende dieser Kontur 13 stoffschlüssig mit der Basis 9 verbunden bleibt. Die aus dem Material der Basis 9 gelöste Zunge wird dann aus der Ebene der Basis 9 herausgebogen, und zwar – wie es am besten in 1 zu sehen ist – etwa rechtwinkelig zur Basis 9. Hierdurch wird der Arm 4 ausgebildet.
Der andere Arm 3 der Schaltgabel 5 besteht aus zwei Abschnitten 3' und 3'', die beide jeweils im wesentlichen gerade ausgebildet sind, jedoch jeweils um einen Winkel relativ zueinander abgekantet sind. So ist der Teil 3' des Arms 3 gegenüber der Basis 9 abgewinkelt (s. 1); ebenfalls ist der Teil 3'' des Arms 3 relativ zum Teil 3' des Arms 3 abgewinkelt.
Die Enden 10 und 11 der beiden Arme 3 und 4 sind dabei im wesentlichen rechtwinkelig zur Basis 9 angeordnet, so dass sich ein Schaltmaul ergibt, das in die Ringnut 12 der Schaltmuffe 2 eingreift.
Ferner ist vorgesehen, dass sich insbesondere der Arm 3 der Schaltgabel von der Basis 9 aus in Richtung des Endes 10 des Arms 3 verjüngt, wie es gut in 3 gesehen werden kann.
Im Endbereich 10 des Arms 3 weist dieser, genauso wie der Arm 4, nur noch eine Breite in Achsrichtung A auf, die derjenigen der Ringnut 12 entspricht bzw. mit Spiel in dieser läuft.

1: Betätigungsvorrichtung
2: Schaltmuffe
3: Arm
3': Teil des Arms
3'': Teil des Arms
4: Arm
5: Schaltgabel
6: Führungselement
7: Führungselement
8: Mitnehmerelement
9: Basis der Schaltgabel
10: Ende des Arms
11: Ende des Arms
12: Ringnut
13: streifenförmige Kontur
A: Achsrichtung
d: Dicke des Blechs

Claims

Betätigungsvorrichtung (1) für eine Schaltmuffe (2) in einem Zahnräderwechselgetriebe, mit einer zwei Arme (3, 4) aufweisenden Schaltgabel (5) und mindestens einem Führungselement (6, 7) zum Führen der Betätigungsvorrichtung (1) in Achsrichtung (A) der Schaltmuffe (2) sowie einem Mitnehmerelement (8), das zum Zusammenwirken mit einem Betätigungsorgan geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltgabel (5), das mindestens eine Führungselement (6, 7) und das Mitnehmerelement (8) einteilig und aus einem einzigen Blechteil ausgebildet sind.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechteil im Ausgangszustand eben ausgebildet ist und eine im wesentlichen konstante Blechdicke (d) aufweist.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Arme (4) der Schaltgabel (5) durch einen aus dem Blechteil ausgestanzten und aus der Ebene des Blechteils herausgebogenen Abschnitt gebildet wird.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich mindestens ein Arm (3, 4) von der Basis (9) der Schaltgabel (5) zum Ende (10, 11) des Arms (3, 4) verjüngt.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verjüngung in Achsrichtung (A) der Schaltmuffe (2) erfolgt.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Arm (3', 3'') durch zweimaliges Abbiegen des Blechteils gegenüber der Basis (9) der Schaltgabel (5) gebildet ist.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der von der Basis (9) der Schaltgabel (5) entfernte Teil (3'') des Arms (3) im wesentlichen rechtwinkelig zur Basis (9) angeordnet ist.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Arm (4) durch einmaliges Abbiegen des Blechteils gegenüber der Basis (9) der Schaltgabel (5) gebildet ist.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Arm (4) im wesentlichen rechtwinkelig zur Basis (9) angeordnet ist.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei in Achsrichtung (A) der Schaltmuffe (2) und in entgegengesetzte Richtungen weisende Führungselemente (6, 7) aus dem Blechteil ausgebildet sind.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (6, 7) als sich in Achsrichtung (A) erstreckende Stifte ausgebildet sind.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Stifte eine im Querschnitt rechteckige oder quadratische Form aufweisen.