DE102006034614A1

DE102006034614A1 - Schaltmechanik, insbesondere für ein Schaltgetriebe

Info

Publication number: DE102006034614A1
Application number: DE200610034614
Authority: DE
Inventors: Uwe Dipl.-Ing. Schwarz (FH); Matthias Dipl.-Ing. Feuerbach (FH)
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2006-07-27
Filing date: 2006-07-27
Publication date: 2008-01-31
Also published as: WO2008012157A1

Abstract

Die Erfindung richtet sich auf eine Schaltmechanik, insbesondere für ein Schaltgetriebe. Insbesondere mit Blick auf den Einsatz vorgenannter Schalteinrichtungen bei Fahrzeug-Schaltgetrieben liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Lösungen anzugeben, durch welche auch bei fertigungstechnisch bedingten und ggf. auch durch Betriebskräfte verursachten Positionsabweichungen der Schwenkachsen des Schwenkbauteils und des Schiebebauteils keine die Leichtgängigkeit erheblich beeinträchtigenden Verspannungen auftreten. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Schaltmechanik mit einem Schwenkbauteil, einer Lagerungseinrichtung zur Lagerung des Schwenkbauteils, derart, dass dieses um eine Schwenkbauteilschwenkachse schwenkbar ist, einem Schiebebauteil, das um eine Schiebebauteilschwenkachse verschwenkbar und in Richtung dieser Schiebebauteilschwenkachse verschiebbar ist, wobei die Schwenkbauteilachse und die Schiebebauteilschwenkachse miteinander im Wesentlichen übereinkommen, und einer Koppelungsstruktur zur Koppelung des Schwenkbauteils mit dem Schiebebauteil, derart, dass das Schiebebauteil gegenüber dem Schwenkbauteil in Richtung der Schiebebauteilschwenkachse verschiebbar und gemeinsam mit dem Schwenkbauteil schwenkbar ist, wobei sich diese Schaltmechanik dadurch auszeichnet, dass die Koppelungsstruktur derart ausgeführt ist, dass das Schiebebauteil gegenüber dem Schwenkbauteil radial zur Schiebebauteilschwenkachse um ein Radialmaß verlagerbar ist, das einem ...

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung richtet sich auf eine Schaltmechanik, insbesondere für ein Schaltgetriebe, die als solche dazu dient ein schwenkbewegbar gelagertes, nachfolgend als Schwenkbauteil bezeichnetes Bauteil, mit einem ebenfalls nachfolgend als Schiebebauteil bezeichneten Bauteil derart zu koppeln, dass eine Verschiebung des Schiebebauteils gegenüber dem Schwenkbauteil möglich ist, die beiden Bauteile jedoch bei allenfalls geringem Umfangsspiel gemeinsam miteinander um eine in Schieberichtung verlaufende Schwenkachse herum kippbar sind. Im engeren Kreis richtet sich die Erfindung hierbei auf eine Schaltmechanik wie sie in Schaltgetrieben Anwendung finden kann, insbesondere um anderweitige Schaltorgane, z.B. Schaltfinger zu betätigen und/oder in bestimmten Stellungen zu verriegeln.
Eine Schaltmechanik dieser Art ist aus DE 101 53 926 A1 bekannt. Bei dieser bekannten Schaltmechanik fungiert das Schiebebauteil als Schaltstange und das Schwenkbauteil als Verriegelungsplatte zur Verriegelung von weiteren Schaltorganen durch welche ein bestimmter Getriebeschaltzustand festgelegt ist. Die axiale Bewegungsfreiheit der Schaltstange gegenüber dem Schwenkbauteil wird durch eine Mitnehmerbuchse erreicht in welcher ein Langloch ausgebildet ist. Diese Mitnehmerbuchse ist mit dem Schwenkbauteil starr gekoppelt und nimmt ansonsten die Schaltstange in axial bewegbarer Weise auf. An der Schaltstange ist ein Mitnehmerzapfen vorgesehen der als solcher von der Schaltstange aus in das Langloch eintaucht. Bei diesem Koppelungskonzept ist es erforderlich, dass die Lagerung der Verriegelungsplatte derart ausgebildet ist, dass die hierdurch definierte Schwenkachse der Verriegelungsplatte präzise mit der Schwenkachse der Schaltstange übereinkommt. Etwaige diesbezüglich auftretende Positionsabweichungen führen zu einer Erhöhung der Anlagekräfte zwischen den zueinander relativ bewegbaren Komponenten und können die Leichtgängigkeit des Mechanismus beeinträchtigen.
Zusammenfassung der Erfindung
Insbesondere mit Blick auf den Einsatz vorgenannter Schalteinrichtungen bei Fahrzeug-Schaltgetrieben liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Lösungen anzugeben, durch welche auch bei fertigungstechnisch bedingten und ggf. auch durch Betriebskräfte verursachten Positionsabweichungen der Schwenkachsen des Schwenkbauteils und des Schiebebauteils die Leichtgängigkeit nicht beeinträchtigt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Schaltmechanik mit:

– einem Schwenkbauteil,
– einer Lagerungseinrichtung zur Lagerung des Schwenkbauteils derart, dass dieses um eine Schwenkbauteilschwenkachse schwenkbar ist,
– einem Schiebebauteil das um eine Schiebebauteilschwenkachse verschwenkbar und in Richtung dieser Schiebebauteilschwenkachse verschiebbar ist, wobei die Schwenkbauteilachse und die Schiebebauteilschwenkachse miteinander im wesentlichen übereinkommen, und
– einer Koppelungsstruktur zur Koppelung des Schwenkbauteils mit dem Schiebebauteil, derart, dass das Schiebebauteil gegenüber dem Schwenkbauteil in Richtung der Schiebebauteilschwenkachse verschiebbar und gemeinsam mit dem Schwenkbauteil schwenkbar ist,
– wobei sich diese Schaltmechanik dadurch auszeichnet, dass die Koppelungsstruktur derart ausgeführt ist, dass das Schiebebauteil gegenüber dem Schwenkbauteil radial zur Schiebebauteilschwenkachse um ein Radialmaß verlagerbar ist das einem fertigungs- oder betriebsbedingt auftretenden Fluchtungsversatz zwischen der Schiebebauteilschwenkachse und der Schwenkbauteilschwenkachse entspricht.

Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, eine Schaltmechanik, insbesondere für ein Fahrzeuggetriebe zu schaffen, bei welcher auch bei Realisierung besonders funktionsspielarmer Rast- und Verriegelungsstrukturen keine die Leichtgängigkeit der Schaltmechanik beeinträchtigenden, unerwünschten inneren Verspannungen in der Mechanik auftreten können. Auf Grundlage des der erfindungsgemäßen Schaltmechanik zugrunde liegenden, speziellen Koppelungskonzepts zur Koppelung des Schiebebauteils mit dem Schwenkbauteil wird es möglich, einen Verriegelungsmechanismus zu schaffen, der beim Einsatz in einem Schaltgetriebe ein äußerst präzises, frühzeitiges Sperren der nicht betätigten Gangpaare ermöglicht.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein zur Übertragung eines Schwenkmomentes vorgesehener Kraftübertragungsbereich zwischen der Koppelungsstruktur und dem Schwenkbauteil gegenüber einem ebenfalls der Übertragung des Schwenkmoments dienenden Kraftübertragungsbereich zwischen der Koppelungsstruktur und dem Schiebebauteil um einen Versatzwinkel in Umfangsrichtung versetzt. Dieser Umfangsversatzwinkel vorzugsweise in etwa bei 90°. Bei diesem Umfangsversatzwinkel fungiert die Koppelungsstruktur als quasi-kardanische Koppelung, die das Schwenkbauteil mit dem Schiebebauteil torsionssteif, jedoch für einen Achsversatz-Toleranzausgleich ausreichend weit radial zueinander verlagerbar, kinematisch koppelt.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Schwenkbauteil derart ausgebildet, dass dieses als Sperrplatte fungiert, durch welche Schaltelemente eines Schaltgetriebes in Abhängigkeit von der Schwenkstellung des Schwenkbauteils arretiert werden können. Das Schiebebauteil selbst ist vorzugsweise als Schaltstange ausgeführt. Die Schaltstange kann hierbei als Einkoppelungsorgan fungieren, über welches die zur Veranlassung der Schaltfunktionen erforderlichen Betätigungskräfte in die Schaltmechanik eingekoppelt werden. Alternativ hierzu kann die Schaltstange auch als Abtriebsorgan fungieren, das über das Schwenkbauteil und weitere Schaltorgane mit entsprechenden Betriebskräften beaufschlagt wird.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:
1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Schaltmechanik die als solche zur Bewerkstelligung einer Gangwahl für ein Fahrzeug-Schaltgetriebe vorgesehen ist,
2 eine perspektivische Darstellung zur Erläuterung der vier Hauptkomponenten der erfindungsgemäßen Schaltmechanik gemäß 1,
3a eine Draufsicht auf die Hauptkomponenten der erfindungsgemäßen Schaltmechanik, insbesondere zur Veranschaulichung der Gestaltung des Schwenkbauteils,
3b eine Detaildarstellung zur Erläuterung der Übertragung des Drehmomentes zwischen der Schaltstange und dem Schwenkbauteil,
4 eine weitere perspektivische Detaildarstellung zur weiteren Veranschaulichung des Aufbaus der erfindungsgemäßen Schaltme chanik, insbesondere zur Veranschaulichung der Lagerung des Schwenkbauteils über die Koppelungsstruktur,
5 eine perspektivische Einzelteildarstellung einer Trägerplatte,
6 eine weitere perspektivische Darstellung der Trägerplatte, hier in Kombination mit der sowohl als Lagerelement, als auch als Koppelungselement fungierenden Koppelungsstruktur,
7 eine perspektivische Detaildarstellung des zum Aufsatz auf die erfindungsgemäße Koppelungsstruktur vorgesehenen Schwenkbauteils.
8 eine weitere perspektivische Detaildarstellung der Trägerplatte von hinten, zur Veranschaulichung der Anordnung und Wirkungsweise einer Hilfslagerstruktur.
Die in 1 dargestellte Schaltmechanik dient als solche der Bewerkstelligung einer Gangwahl bei einem Schaltgetriebe. Bei der hier gezeigten Variante erfolgt die Gangwahl über eine als Schiebebauteil 1 ausgeführte Schaltstange. Das Schiebebauteil 1 ist, wie durch die Pfeilsymbole P1, P2 angedeutet, in Richtung einer Schiebebauteilschwenkachse X verschiebbar (Pfeilsymbol P1) und zudem um diese Schiebebauteilachse X kippbar (Pfeilsymbol P2).
An dem Schiebebauteil 1 ist ein Schaltfingerbügel 2 angebracht, über welchen verschiedene Schaltfunktionen in dem Schaltgetriebe entsprechend der Ansteuerung des Schiebebauteils 1 vorgenommen werden. Über das Schiebebauteil 1 wird weiterhin ein hier als Sperrplatte fungierendes Schwenkbauteil 3 betätigt. Das Schwenkbauteil 3 ist über eine, in Verbindung mit den folgenden Zeichnungen noch näher beschriebene Schwenklagerstruktur schwenkbewegbar an einer Trägerplatte 4 gelagert.
Das Schwenkbauteil 3 ist mit dem Schiebebauteil 1 über eine Koppelungsstruktur 5 kinematisch derart gekoppelt, dass das Schwenkbauteil 3 nach Maßgabe einer auf das Schiebebauteil 1 aufgebrachten Schwenkbewegung (P2), wie durch das Pfeilsymbol P3 angedeutet, ebenfalls simultan und gleichsinnig geschwenkt wird.
Die hier dargestellte Schaltmechanik zeichnet sich dadurch aus, dass die Koppelungsstruktur 5 derart ausgebildet ist, dass das Schiebebauteil 1 mit dem Schwenkbauteil 3 torsionssteif, und hierbei jedoch zugleich auch derart gekoppelt ist, dass das Schiebebauteil 1 relativ zu dem Schwenkbauteil 3 radial verlagerbar ist. Die radiale Verlagerbarkeit ist vorzugsweise derart groß, dass durch diese die beiden Bauteile 1, 3 zueinander um ein Radialmaß verlagerbar sind, das einen gegebenenfalls auftretenden Fertigungs- oder betriebsbedingten Fluchtungsversatz zwischen der Schiebebauteilschwenkachse X und der hier nicht näher erkennbaren Schwenkbauteilschwenkachse kompensiert.
Bei der hier gezeigten Variante ist die Koppelungsstruktur 5 durch ein Buchsenelement 6 gebildet. Dieses Buchsenelement 6 ist als polygonale, prismatische Struktur ausgeführt und bildet mehrere parallel zur Schiebebauteilschwenkachse X ausgerichtet verlaufende Mitnehmerprofilabschnitte 7, B. Diese Mitnehmerprofilabschnitte 7, 8 sind zueinander in Umfangsrichtung der Schiebebauteilschwenkachse X versetzt. Der Versatzwinkel beträgt bei diesem Ausführungsbeispiel im wesentlichen 90 Grad.
Der Mitnehmerprofilabschnitt 7 dient bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel der Übertragung eines Drehmomentes zwischen dem Schiebebauteil 1 und dem Buchsenelement 6. Der Mitnehmerprofilabschnitt 8 dient der Übertragung eines Drehmomentes zwischen dem Buchsenelement 6 und dem Schwenkbauteil 3. Durch den erfindungsgemäß vorgenommenen Umfangsversatz der Kraftübertragungszonen zwischen dem Buchsenelement 6 und dem Schiebebauteil 1 bzw. dem Buchsenelement 6 und dem Schwenkbauteil 3 wird in vorteilhafter Weise die Herbeiführung einer statischen Überbestimmung des Gesamtmechanismus infolge des der kinematischen Koppelung des Schwenk bauteils 3 und des Schiebebauteils 1 dienenden Mechanismus vermieden und der Koppelungsmechanismus nur noch zur Übertragung eines Schwenkmomentes herangezogen. Durch dieses Konzept wird es möglich, das Umfangs-Bewegungsspiel zwischen einem seitens des Schiebebauteils 1 vorgesehenen Mitnehmer, dem Buchsenelement 6 und dem Schwenkbauteil erheblich zu reduzieren. Aufgrund der Beseitigung der statischen Überbestimmung treten im Falle eines Fluchtungsversatzes zwischen der Schwenkachse X des Schiebebauteils und der Lagerachse des Schwenkbauteils 3 in der erfindungsgemäßen Schaltmechanik keine die Leichtgängigkeit beeinträchtigenden Klemmkräfte auf.
Aufgrund der im wesentlichen vollständigen Ausschaltung des Umfangsbewegungsspiels bei der Torsinns-Koppelung des Schwenkbauteils 3 mit dem Schiebebauteil 1, kann über das Schwenkbauteil eine besonders frühe und präzise Sperrfunktion zur Sperrung bzw. Freigabe bestimmter Komponenten, insbesondere Schaltfinger der Schaltmechanik realisiert werden.
In 2 sind die wesentlichen Komponenten der erfindungsgemäßen Schaltmechanik in einer, aus dem ansonsten komplexeren Mechanismus herausgelösten Auswahl dargestellt. Das Buchsenelement 6 sitzt, wie bereits beschreiben, auf dem Schiebebauteil 1 und koppelt dieses über eine auf dem Schiebebauteil 1 sitzende Mitnehmernase 9 mit dem Schwenkbauteil 3. Die Mitnehmernase 9 läuft in dem in dieser Darstellung oberen Mitnehmerprofilabschnitt 7 des Buchsenelementes 6. Über den Mitnehmerprofilabschnitt 8 sowie den hier nur ansatzweise erkennbaren, dem Mitnehmerprofilabschnitt diametral gegenüberliegenden Mitnehmerprofilabschnitt 8' wird die Übertragung des Schwenkmomentes in das Schwenkbauteil 3 bewerkstelligt. Das Schwenkbauteil 3 umfasst mehrere Sperrzonen 10, 11, 12, 13 durch welche Anschlagflächen bereitgestellt werden, über welche wiederum bestimmte Schaltglieder der hier nicht näher dargestellten weiteren Schaltmechanik sperrbar sind. Das Buchsenelement 6 weist bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel insgesamt vier Flankenabschnitte 14 auf, die sich zwischen den Mitnehmerprofilabschnitten 7, 7', 8, 8' erstrecken. Diese Flankenabschnitte 14 sind derart gestal tet, dass die durch diese definierten Innenwandungsabschnitte des Buchsenelementes 6 zu der Aussenwandung des Schiebebauteils 1 einen Radialabstand aufweisen, der wenigstens einem zu tolerierenden Fluchtungsversatz der Achse des Schiebebauteils 1 zu der Schwenkachse des Schwenkbauteils 3 entspricht.
Wie aus 3a ersichtlich, stehen die Mitnehmernasen 9 bzw. 9' des Schiebebauteils 1 mit der Innenwandung der Mitnehmerprofilabschnitte 7 bzw. 7' gleitbewegbar in Eingriff. Eine, das Buchsenelement 6 aufnehmende Aufnahmeöffnung des Schwenkbauteils 3 ist derart konturiert, dass diese das Buchsenelement 6 im Bereich der Flankenabschnitte 14 sowie der Außenwandungen der Mitnehmerprofilabschnitte 7, 7' mit einem gewissen Abstand umsäumt. Diese spezielle Konturierung der Aufnahmeöffnung des Schwenkbauteils 3 ist aus der Detaildarstellung gemäß 3b näher ersichtlich.
Wie in 3b veranschaulicht, erfolgt die Übertragung der zur Generierung eines Schwenkmomentes erforderlichen Kraftkomponenten über die Anlageflächen der Mitnehmernasen 9, 9' des Schiebebauteils 1 in den Kontaktzonen a. Die Übertragung der Kraftkomponenten des Schwenkmomentes zwischen dem Buchsenelement 6 und dem Schwenkbauteil 3 erfolgt über die Kontaktzonen c. Die Kontaktzonen a und die Kontaktzonen c sind zueinander in Umfangsrichtung um einen Winkel im Bereich von ca. 90 Grad versetzt. Durch dieses System wird eine gewisse „kardanische" Koppelung des Schwenkbauteils 3 mit dem Schiebebauteil 1 erreicht, die als solche bei torsionssteifer Koppelung einen gewissen Radialversatz des Schiebebauteils 1 zu dem Schwenkbauteil 3 zulässt, so dass im Falle eines derartigen Radialversatzes der Mechanismus nicht verspannt wird.
Dieser Fluchtungsversatz kann insbesondere ausgeglichen werden indem beispielsweise die Mitnehmernasen 9, 9' in y-Richtung in die Taschen der Mitnehmerprofilabschnitte 7 bzw. 7' wandern können. Die entsprechenden Bewegungszonen sind durch die Buchstaben b gekennzeichnet. Ein Versatz des Schiebebauteils 1 gegenüber dem Schwenkbauteil 3 in x-Richtung wird ermög licht, indem das Buchsenelement 6 in x-Richtung in die entsprechenden, die Mitnehmerprofilabschnitte 8 bzw. 8' aufnehmenden Bereiche der Aufnahmeöffnung des Schwenkbauteils 3 eintauchen, bzw. aus diesen radial herauswandern kann. Die entsprechenden Bewegungszonen sind durch die Buchstaben d gekennzeichnet. Durch das hier gezeigte Konzept wird erreicht, dass weder ein Versatz des Schiebebauteils 1 in x-Richtung, noch ein Versatz des Schiebebauteils 1 in y-Richtung zu einem Schwenken des Schwenkbauteils 3 führt.
Wie aus 4 ersichtlich, ist das Buchsenelement 6 derart bemessen, dass dieses einen hinreichend langen Führungsweg für die in 3b gezeigten Mitnehmernasen 9 bzw. 9' bildet. Das Buchsenelement 6 ist bei dem erfindungsgemäßen Schaltmechanismus in eine Lagerungsanordnung eingebunden, über welche das Schwenkbauteil 3 an der Trägerplatte 4 gelagert ist. Das Schwenkbauteil 3, die Trägerplatte 4 und auch das Buchsenelement 6 sind bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel als Blechumformteile gefertigt. In dem Buchsenelement 6 ist im Bereich der Mitnehmerprofilabschnitte 7, 8 eine Umfangsnut 15 ausgebildet, in welcher ein Federring 17 sitzt. Ober diesen Federring 17 kann insbesondere eine Anlaufscheibe 16 in axialer Richtung auf dem Buchsenelement 6 fixiert werden. Das Buchsenelement 6 ist im Bereich seines die Trägerplatte 4 durchsetzenden Endabschnittes mit einer Aufbördelung versehen (siehe 6) die als solche die Trägerplatte 4 hintergreift. Ober das derart ausgebildete Buchsenelement 6 ist im Zusammenspiel mit der Anlaufscheibe 16 und dem Federring 17 das Schwenkbauteil 3 an der Trägerplatte 4 schwenkbewegbar, jedoch axial unverschiebbar gelagert.
Wie aus 5 ersichtlich, ist es möglich, die Trägerplatte 4 derart auszubilden, dass die in dieser vorgesehene, der Aufnahme des Buchsenelementes 6 (siehe 4) dienende Bohrung 18 als Lagerbohrung fungiert. Es ist möglich, die Trägerplatte 4 im Bereich der Bohrung 18 durch plastische Umformung derart auszubilden, dass die Bohrung 18 in axialer Richtung eine Länge erhält die größer ist als die Dicke des zur Fertigung der Trägerplatte 4 vorgesehenen Blechmaterials. Es ist auch möglich, in die Trägerplatte 4 einen Lagerring einzupressen, durch welchen eine hinreichend leichtgängige Schwenklagerung des Schwenkbauteils 3 gewährleistet ist. In unmittelbarer Nachbarschaft der zur Aufnahme des Buchsenelementes 6 vorgesehenen Bohrung 18 sind zwei Durchbrechungen 19, 20 vorgesehen. Über diese Durchbrechungen 19, 20 kann im Zusammenspiel mit kleinen, an dem Schwenkbauteil 3 ausgebildeten konvexen Überständen ein Haltemechanismus realisiert werden, durch welchen das Schwenkbauteil 3 bis zur Überwindung eines vorgegebenen Haltemomentes in einer bestimmten Position gehalten wird. Weiterhin ist es möglich, insbesondere im Bereich der, dem Schwenkbauteil abgewandten Rückseite der Trägerplatte eine Halterung (siehe auch 8), insbesondere in Form einer Blechstruktur vorzusehen, durch welche einerseits eine Bohrung bereitgestellt wird, durch welche die maximale radiale Verlagerung des Schiebebauteils relativ zur Trägerplatte 4 bestimmt wird, und andererseits auch einen Axialsicherunng des Buchsenelementes 6 erreicht wird.
In 6 ist in Form einer perspektivischen Detaildarstellung der rückwärtige Bereich der Trägerplatte 4 dargestellt. Wie aus dieser Darstellung ersichtlich, hintergreift ein hinterer Halterandbereich 6a des Buchsenelementes 6 den Randbereich der Bohrung 18 (5). Durch diesen Randbereich 6a wird das Buchsenelement 6 in axialer Richtung gesichert.
In 7 ist in Form einer perspektivischen Detaildarstellung das Schwenkbauteil 3 als Einzelteil dargestellt. Das Schwenkbauteil 3 ist mit einer zur Aufnahme des Buchsenelementes 6 vorgesehenen, konturierten Mitnehmeröffnung 20 versehen. Diese Mitnehmeröffnung 20 ist so ausgebildet, dass das Buchsenelement 6, wie in Verbindung mit 3b bereits beschrieben, in x-Richtung um ein zur hinreichenden Kompensation eines Fluchtungsversatzes erforderliches Maß seitlich wandern kann. Senkrecht zur hier gezeigten x-Achse ist keine Bewegung des Buchsenelementes 6 in der Aufnahmeöffnung 20 möglich. Die Kompensation eines etwaigen Fluchtungsversatzes in diese Richtung wird durch entsprechendes Eintauchen der Mitnehmernase 9 in die durch die Mitnehmerprofilabschnitte 7 bzw. 7' (siehe 3b) gebildeten Taschen ermöglicht.
In 8 ist in Form einer weiteren perspektivischen Detaildarstellung die Trägerplatte von hinten dargestellt um die Anordnung und Wirkungsweise einer Hilfslagerstruktur 19 zu veranschaulichen. Die Hilfslagerstruktur ist bei diesem Ausführungsbeispiel als Blechflansch ausgeführt der als solcher an der Trägerplatte über Clinch- oder anderweitige Verbindungsstrukturen 20, 21 befestigt ist. Die Hilfslagerstruktur 19 bildet eine Hilfslagerbohrung B. Die Hilfslagerbohrung B ist derart dimensioniert, dass diese ein zur ggf. spiel-, biege-, oder toleranzbedingt erforderlichen Radialverlagerung der Schaltwelle ausreichendes Radialspiel bietet. Ansonsten ist die Hilfslagerbohrung B derart dimensioniert, dass durch diese auch der maximal mögliche Radialversatz der Schaltwelle gegenüber der Trägerplatte 4 festgelegt ist. Durch diese Hilfslagerstruktur 19 wird auch ein als Radialführungsfläche fungierender Umfangsflanschabschnitt 6' des Buchsenelements radial verschiebbar in einem zwischen der Trägerplatte 4 und der dieser zugewandten Unterseite der Hilfslagerstruktur 19 geführt.
Die erfindungsgemäße Schaltmechanik kann insbesondere im Getriebebereich für Gangschaltungen zum Verriegeln von einzelnen Gangpaaren mittels einer Verriegelungsscheibe (Schwenkscheibe) Anwendung finden, wobei diese Schwenkscheibe durch eine Schaltwelle (Schiebebauteil 1) verdreht bzw. geschwenkt wird und damit das entsprechende Gangpaar gesperrt oder freigegeben wird.
Die erfindungsgemäße Schaltmechanik ermöglicht im Falle der Anwendung in einem Getriebe ein frühzeitiges Sperren der nicht betätigten Gangpaare. Durch die erfindungsgemäße Schaltmechanik wird die Verriegelungsscheibe mit äußerst geringem Spiel in Schwenkrichtung positioniert und ermöglicht dabei eine exakt mit der Schwenkbewegung der Schaltwelle korrelierende Kippbewegung.
Die Positionierung des Mitnahmestiftes (oder einer beliebig anderen Geometrie) zur Erzeugung eines Formschlusses an der Zentralschaltwelle zum Verdrehen der möglicherweise axial leicht versetzten Teile (Scheibe/Hohlwelle oder ähnliches, hier: Verriegelungsscheibe) ist toleranzbehaftet. Zusätzlich biegt sich beim Einleiten eines Drehmomentes gegebenenfalls die antreibende Welle auch noch durch. Durch das erfindungsgemäße Konzept wird der bei bisherigen Konzepten u.U. problematische Fluchtungsversatz ausgeglichen und damit wird verhindert, dass sich die Bauteile untereinander verklemmen oder insbesondere die Sperrscheibe falsche Schwenkpositionen einnimmt. Durch das erfindungsgemäße Konzept wird ein zu spätes Sperren der Gangpaare verhindert und ein fehlerhaftes Asynchronlaufen der anderen Gänge vermieden. Auf die bislang erforderlichen Servorasten kann bei Verwendung der erfindungsgemäßen Schaltmechanik gegebenenfalls verzichtet werden.
Die erfindungsgemäße Schaltmechanik bietet eine kostengünstige Variante durch welche die insbesondere bei Realisierung der Schaltkomponenten als Blech-Umformbauteile, hier gegebenenfalls auftretenden Toleranzen kompensiert werden können und damit auch bei größeren Toleranzen die Funktion und die Zuverlässigkeit gewährleistet wird. Durch das erfindungsgemäße Konzept wird eine aktive Verriegelung der entsprechenden Ganggassen bereits beim Anwählen der Gänge ermöglicht und nicht erst nach dem Schalten eines Ganges. Bei dem erfindungsgemäßen Lösungskonzept wird der Einfluss der Positionstoleranzen des Mitnahmestiftes (oder einer beliebig anderen Geometrie) zur Erzeugung eines Formschlusses an der Zentralschaltwelle sowie die Durchbiegung derselben beim Anwählen einer Gasse eliminiert. Die erfindungsgemäße Schaltmechanik kann fertigungstechnisch vorteilhaft und mit relativ geringer Teilezahl realisiert werden. Bei der erfindungsgemäßen Schaltmechanik erfolgt der Toleranzausgleich für die axial versetzten Bauteile mithilfe eines als Ausgleichsteil fungierenden Koppelungsorgans. Dadurch kann das Verriegelungsteil auf dem Halteblech unabhängig von der Schaltstange radial gelagert werden.
Die einen Formschluss in Umfangsrichtung herbeiführende Geometrie auf der Welle wird in dem Ausgleichsteil an dessen Flanken mit geringem Spiel geführt. Ist die Position in y-Richtung versetzt, biegt sich die Welle bzw. biegt sich die Welle in y-Richtung durch, so ist in dieser Richtung das erforderliche Spiel b vorgesehen. Das Ausgleichsteil wird bei einer Verdrehung der Welle nach Aufbrauch des geringen Spiels mitgedreht. Vorteilhaft bei dieser Lösung ist, dass sich die Welle so weit in axialer Richtung verschieben lässt, wie es die formschlussgebende Geometrie des Ausgleichsteiles zulässt.
Das Ausgleichsteil ist in dem Verriegelungsteil ähnlich geführt, nur um 90 Grad angekoppelt. An der Stelle c ist demnach nur minimales Spiel, an der Stelle d ein mindest erforderliches Spiel vorhanden. Somit gleicht das Ausgleichsteil den Versatz eines in x-Richtung versetzten Stiftes und die Durchbiegung der Welle in x-Richtung aus. Wird das Ausgleichsteil bewegt, so nimmt sie nach Aufbrauch des geringen Spiels (c) gleich die Verriegelungsscheibe mit.
Um ein axiales Verschieben des Verriegelungsbleches und des Ausgleichsteils zu vermeiden, ist das Buchsenelement im Bereich seines hinteren Randes gebogen, sodass dieses nicht mehr durch die Bohrung im Halteblech zurückgleiten kann. Auf der gegenüberliegenden Seite fixiert ein Sicherungsring beide Teile. Die axiale Sicherung dieser Teile kann allerdings auch anderweitig erfolgen, z.B. durch Presspassung, Verstemmen oder ähnliches. Es sei darauf hingewiesen, dass die sich zueinander relativ bewegenden Teile auch über Wälzkörperstrukturen miteinander gekoppelt sein können.

1: Schiebebauteil
2: Schaltfingerbügel
3: Schwenkbauteil
4: Trägerplatte
X: Schiebebauteilschwenkachse
6: Buchselement
7: Mitnehmerprofilabschnitt
8: Mitnehmerprofilabschnitt
9: Mitnehmernase
10: Sperrzone
11: Sperrzone
12: Sperrzone
13: Sperrzone
14: Flankenabschnitt
15: Umfangsnut
16: Anlaufscheibe
17: Federring
18: Bohrung
19: Hilfslagerstruktur
20: Befestigungsmittel
21: Befestigungsmittel
6a: Randbereich
x: x-Achse
y: y-Achse
B: Hilfslagerbohrung
P1: Pfeilsymbol
P2: Pfeilsymbol
P3: Pfeilsymbol

Claims

Schaltmechanik mit: – einem Schwenkbauteil (3), – einer Lagerungseinrichtung zur Lagerung des Schwenkbauteils (3) derart, dass dieses um eine Schwenkbauteilschwenkachse schwenkbar ist, – einem Schiebebauteil (1) das um eine Schiebebauteilschwenkachse (X) verschwenkbar und in Richtung dieser Schiebebauteilschwenkachse (X) verschiebbar ist, wobei die Schwenkbauteilachse und die Schiebebauteilschwenkachse (X) miteinander im wesentlichen übereinkommen, und einer Koppelungsstruktur (5) zur kinematischen Koppelung des Schwenkbauteils (3) mit dem Schiebebauteil (1), derart, dass das Schiebebauteil (1) gegenüber dem Schwenkbauteil (3) in Richtung der Schiebebauteilschwenkachse (X) verschiebbar und gemeinsam mit dem Schwenkbauteil (3) schwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelungsstruktur (5) derart ausgeführt ist, dass das Schiebebauteil (1) mit dem Schwenkbauteil (3) torsionssteif ansonsten jedoch derart gekoppelt ist, dass das Schiebebauteil (1) gegenüber dem Schwenkbauteil (3) radial verlagerbar ist.
Schaltmechanik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schiebebauteil (1) gegenüber dem Schwenkbauteil (3) um ein Radialmaß verlagerbar ist das einem potentiellen, fertigungs- oder betriebsbedingt auftretenden radialen Versatz zwischen der Schiebebauteilschwenkachse (X) und der Schwenkbauteilschwenkachse entspricht.
Schaltmechanik nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein zur Übertragung eines Schwenkmomentes vorgesehener Kraftübertragungsbereich (c) zwischen der Koppelungsstruktur (5) und dem Schwenkbauteil (3) gegenüber einem ebenfalls der Übertragung des Schwenkmoments dienenden Kraftübertragungsbereich (a) zwischen der Koppelungsstruktur (5) und dem Schiebebauteil (1) zueinander um einen Umfangsversatzwinkel in Umfangsrichtung versetzt sind.
Schaltmechanik nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfangsversatzwinkel in etwa 90° beträgt.
Schaltmechanik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über die Koppelungsstruktur (5) eine kardanische Koppelung des Schwenkbauteils (3) mit dem Schiebebauteil (1) bewerkstelligt ist.
Schaltmechanik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenkbauteil (3) als Sperrplatte eines Schaltgetriebes fungiert.
Schaltmechanik nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schiebbauteil (1) als Schaltstange eines Schaltgetriebes fungiert.
Schaltmechanik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelungsstruktur (5) durch ein Buchsenelement (6) gebildet ist.
Schaltmechanik nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass über das Buchsenelement (6) eine Anbindung des Schwenkbauteils (3) an eine Trägerplatte (4) bewerkstelligt ist.
Schaltmechanik nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Buchsenelement (6) als Blechumformteil ausgeführt ist und mehrere, als Mitnehmerabschnitte fungierende Längsprofilierungen umfasst.
Schaltmechanik nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Buchsenelement (6) derart elastisch ausgebildet ist, dass dieses in verbautem Zustand definiert elastisch mit dem Schiebebauteil (1) und/oder dem Schwenkbauteil (1) leichtgängig verspannt ist.