DE102007010714A1

DE102007010714A1 - Zusatzmasse für Schaltwelle eines Schaltgetriebes

Info

Publication number: DE102007010714A1
Application number: DE102007010714A
Authority: DE
Inventors: Klaus Krämer; Jochen LÖFFELMANN; Volker Dipl.-Ing. Pechtl (FH)
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-03-06
Filing date: 2007-03-06
Publication date: 2008-09-11
Anticipated expiration: 2027-03-07
Also published as: CN101627235A; WO2008107284A1; DE102007010714B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zusatzmasse zur bewegungsfesten Kopplung mit einer Schaltwelle eines Schaltgetriebes zur Erhöhung des Massenträgheitsmoments der Schaltwelle, welche sich dadurch auszeichnet, dass sie aus einem im Schaltgetriebe um eine Schwenkachse schwenkbar zu lagernden Trägerelement und wenigstens einem am Trägerelement beabstandet von der Schwenkachse form- und/oder kraftschlüssig befestigten Trägheitsmoment aufgebaut ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet der Getriebetechnik und betrifft eine mit einer Schaltwelle eines Schaltgetriebes bewegungsfest koppelbare Zusatzmasse.
Hintergrund der Erfindung
In Schaltgetrieben werden Zusatzmassen eingesetzt, um während der Schaltvorgänge spürbare Kraftspitzen der Schaltkraft durch ein erhöhtes Massenträgheitsmoment der Schaltwelle abzubauen, was den Schaltkomfort verbessert.
In der Regel sind Schaltwellen im Schaltgetriebe entlang deren Längsmittelachse verschiebbar und um diese Achse drehbar angeordnet. Durch Verschieben und Drehen der Schaltwelle können die Ganggassen gewählt bzw. die Gänge geschaltet werden. In Schaltgetrieben mit einer Zusatzmasse zur Erhöhung des Massenträgheitsmoments der Schaltwelle ist diese über einen Mitnahmemechanismus so mit der Schaltwelle gekoppelt, dass sie entweder bei einer Axialverschiebung der Schaltwelle oder bei deren Drehung mitgenommen wird. Gewöhnlich ist die Zusatzmasse an einem Ausleger befestigt, der um eine Schwenkachse schwenkbar im Schaltgetriebe gelagert ist.
Eine derartige Zusatzmasse ist beispielsweise in der deutschen Patentschrift DE 195 46 547 C1 beschrieben. Bei der dort gezeigten Schalteinrichtung ist die Zusatzmasse über einen Ausleger schwenkbar gelagert. Eine Koppelstange ist einerseits mit dem Ausleger der Zusatzmasse und andererseits mit einem drehfest mit der Schaltwelle verbundenen Schalthebel gelenkig verbunden, welcher seinerseits mit einem Handschalthebel zur manuellen Bedienung durch den Fahrer wirkgekoppelt ist. Wird die Schaltwelle gedreht, wird der Ausleger samt Zusatzmasse über die Koppelstange mit der Schaltwelle mitgedreht, so dass das Massenträgheitsmoment der Schaltwelle beim Drehen erhöht ist.
Zusatzmassen steht im Schaltgetriebe in der Regel nur relativ wenig Bauraum zu Verfügung, welcher ihnen überdies meist eine komplexe Raumform auferlegt. Um Zusatzmassen vor Korrosion zu schützen, ist es notwendig, diese mit einer Korrosionsschutzschicht zu überziehen. Da die hierbei eingesetzten Korrosionsschutzschichten im Allgemeinen hitzeempfindlich sind, werden Zusatzmassen in der Regel im Gießverfahren hergestellt und anschließend mit einer Korrosionsschutzschicht überzogen, welche beispielsweise galvanisch aufgebracht wird. Nachteilig hierbei ist insbesondere die Tatsache, dass die Korrosionsbeschichtung in die beim Gießen entstehenden Poren des gegossenen Materials (Gusseisen) eindringt.
Aufgabenstellung
Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine mit einer Schaltwelle eines Schaltgetriebes bewegungsfest koppelbare Zusatzmasse zur Verfügung zu stellen, welche ohne ein Gießverfahren hergestellt werden kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Aufgabe wird nach dem Vorschlag der Erfindung durch eine mit einer Schaltwelle eines Schaltgetriebes bewegungsfest koppelbare Zusatzmasse mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche angegeben.
Erfindungsgemäß ist eine mit einer Schaltwelle eines Schaltgetriebes bewegungsfest koppelbare und um eine Schwenkachse schwenkbar zu dem Schaltgetriebe lagerbare Zusatzmasse gezeigt.
Die Zusatzmasse ist aus einem in Einbaulage um eine Schwenkachse schwenkbar gelagerten Trägerelement und wenigstens einem am Trägerelement beabstandet von der Schwenkachse form- und/oder kraftschlüssig befestigten Trägheitselement aufgebaut. Durch das Trägerelement und durch das Trägheitselement wird das Massenträgheitsmoment der mit der Zusatzmasse koppelbaren bzw. in Einbaulage gekoppelten Schaltwelle erhöht.
Durch die form- und/oder kraftschlüssige Verbindung des wenigstens einen Trägheitselements mit dem Trägerelement ist in vorteilhafter Weise ein Fügen der Zusatzmasse aus mehreren separaten Komponenten ermöglicht. Eine Beeinträchtigung oder sogar Schädigung einer auf der Zusatzmasse aufgebrachten, in der Regel wärmeempfindlichen Korrosionsschutzschicht durch thermische Fügeverfahren wird hierbei vermieden.
Das Trägerelement ist vorteilhaft in einer langgestreckten Form ausgebildet und formt auf diese Weise einen Ausleger für die wenigstens eine Trägheitsmasse. Das Trägerelement kann in Einbaulage an einem seiner beiden Enden oder Endabschnitte um eine Schwenkachse schwenkbar im Schaltgetriebe gelagert sein. Gleichermaßen ist es möglich, dass das Trägerelement mit einer zwischen seinen beiden Enden oder Endabschnitte befindlichen Schwenkachse um diese Achse schwenkbar im Schaltgetriebe gelagert ist.
Beispielsweise ist das Trägerelement als bandförmiges Flachprofil ausgeführt. Das wenigstens eine Trägheitselement ist beispielsweise an wenigstens einem Endabschnitt des langgestreckten Trägerelements angebracht.
Das Trägerelement kann insbesondere so ausgebildet sein, dass es in Einbaulage zwei von seiner Schwenkachse weg gerichtete Schenkel umfasst, wobei insbesondere jeder Schenkel des Trägerelements mit wenigstens einem Trägheitselement versehen sein kann.
Die Zusatzmasse kann weiterhin so ausgebildet sein, dass deren Massenschwerpunkt im Wesentlichen mit der in Einbaulage vorgesehenen Schwenkachse übereinstimmt. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise ein Unwucht beim Schwenken der Zusatzmasse und eine entsprechende Belastung des Schwenklagers des Trägerelements vermieden.
Eine Verbindung zwischen dem Trägerelement und dem wenigstens einem Trägheitselement kann beispielsweise mittels wenigstens einer Durchstellung, welche sowohl das Trägerelement als auch das wenigstens eine Trägheitselement fluchtend durchbricht, und einem in die Durchstellung kraft- und gegebenenfalls formschlüssig eingebrachten Presselement realisiert sein. Hierbei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn das das wenigstens eine Trägheitselement drehstarr bezüglich des Trägerelements an diesem befestigt ist, um eine Änderung des Massen trägheitsmoments der Zusatzmasse aufgrund einer Lageänderung des Trägheitselements relativ zum Trägerelement bei einem Verschwenken der Zusatzmasse zu vermeiden.
Das Trägerelement und das wenigstens eine Trägheitselement sind vorteilhaft aus einem metallischen Material gefertigt. Zudem ist es vorteilhaft, wenn die Zusatzmasse mit einer gegen Korrosion schützenden Korrosionsschutzschicht beschichtet ist.
Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf eine Schaltvorrichtung für ein Schaltgetriebe, das mit einer dreh- und axialverschiebbar im Schaltgetriebe aufgenommenen Schaltwelle versehen ist. Die Schaltvorrichtung ist mit einem drehfest mit der Schaltwelle verbundenen Schalthebel versehen, der mit einem vom Fahrer manuell zu bedienenden Handschalthebel (kinematisch) gekoppelt ist. Weiterhin ist die Schaltvorrichtung mit einer auf den Schalthebel einwirkenden erfindungsgemäßen Zusatzmasse ausgerüstet, die das Massenträgheitsmoment der Schaltwelle derart erhöht, dass Kraftspitzen der am Handschalthebel messbaren Schaltkraft während einzelner Schaltvorgänge abgebaut werden.
Die Zusatzmasse kann beispielsweise am Gehäuse des Schaltgetriebes oder an der Schaltwelle schwenkbar angebracht sein. Ein Kopplung mit dem Schalthebel kann beispielsweise über eine sowohl am Schalthebel als auch an der Zusatzmasse beispielsweise mittels jeweiliger Kugelgelenke angelenkte Koppelstange erfolgen. Vorteilhaft ist die Zusatzmasse über einen Mitnahmemechanismus so mit dem Schalthebel gekoppelt, dass sie lediglich bei einer Drehung der Schaltwelle (entsprechend einer Einrückbewegung zum Schalten der Gänge) mit der Schaltwelle mitbewegt wird.
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen wird. Gleiche bzw. gleichwirkende Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Kurze Beschreibung der Figuren
Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels für die erfindungsgemäße Zusatzmasse;
2 eine teilweise perspektivische Ansicht und teilweise geschnitten Ansicht der Zusatzmasse von 1.
Ausführliche Beschreibung der Figuren
1 zeigt einen Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäße Zusatzmasse für eine Schaltwelle eines Schaltgetriebes. 2 zeigt die Zusatzmasse von 1 in einer teilweise perspektivischen Ansicht entsprechend der dem Betrachter in 1 abgewandten Seite sowie einen Teilschnitt entlang einer Längsmittellinie der Zusatzmasse.
In den Figuren ist die Zusatzmasse insgesamt mit der Bezugszahl 1 bezeichnet. Sie umfasst ein als Trägerelement dienendes bandförmiges erstes Flachprofil 2, das in der Aufsicht rechteckförmig und in der Raumform als Quader mit breiten Flächen 11 und schmalen Flächen 12 ausgebildet ist.
Das bandförmige erste Flachprofil 2 kann mittels eines Schwenklagers 3 in einem Schaltgetriebe, beispielsweise am Getriebegehäuse oder an der Schaltwelle, um die Schwenkachse 3a schwenkbar gelagert werden. Das Schwenkla ger 3 ist auf einer Längsmittellinie des ersten Flachprofils 2 in einer in etwa mittigen Lage zwischen den beiden Stirnflächen 9 des Flachprofils 2 angeordnet, so dass das erste Flachprofil 2 zwei jeweils von dem Schwenklager 3 weggerichtete Schenkel 2a, 2b umfasst. Das erste Flachprofil 2 ist mit einem in Form eines S-Schlags senkrecht zu den breiten Flächen 11 des Flachprofils 2 gekrümmten Abschnitt 7 versehen, welcher die Zusatzmasse an den zur Verfügung stehenden Bauraum im Schaltgetriebe anpasst. Das erste Flachprofil ist beispielsweise aus Stahlblech hergestellt.
An jedem Schenkel 2a, 2b des ersten Flachprofils 2 ist auf den einander gegenüberliegenden breiten Flächen 11 jeweils ein als Trägheitselement 4 dienendes zweites Flachprofil 4 befestigt, die alle zueinander gleich sind. Jedes Trägheitselement ist in der Aufsicht in etwas rechteckförmig und in der Raumform als Quader mit breiten Flächen 14 und schmalen Flächen 10 ausgebildet. Die zweiten Flachprofile 4 sind jeweils an einem Endabschnitt der Schenkel 2a, 2b mit ihren langen Seiten quer zum ersten Flachprofil 2 angeordnet, wobei die schmalen Flächen 10 der zweiten Flachprofile 4 in etwa mit den Stirnflächen 9 des ersten Flachprofils 2 bündig abschließen. Die Flachprofile 4 können beispielsweise aus Flacheisen hergestellt sein.
Auf jeder Seite des ersten Flachprofils 2 ist eine Durchgangsbohrung 5 geformt, die jeweils die beiden gegenüberliegenden zweiten Flachprofile 4 und das zwischen diesen befindliche erste Flachprofil 2 durchstellt. In den beiden Durchgangsbohrungen ist jeweils ein Pressbolzen 13 mit geringer Überdeckung passgenau eingepresst, so dass die beiden gegenüberliegenden zweiten Flachprofile 4 und das zwischen diesen befindliche erste Flachprofil 2 kraft- und formschlüssig miteinander verbunden werden.
In etwa auf Höhe der Längsmittellinie des ersten Flachprofils 2, benachbart zur Durchgangsbohrung 5, ist auf den breiten Seiten 14 der zweiten Flachprofile 4 jeweils eine Tiefung 6 geformt, der in entsprechender Weise jeweils ein zum ersten Flachprofil 2 gerichteter Vorsprung 15 zugeordnet ist, der in eine entsprechende Tiefung des ersten Flachprofils 2 greift. Die gegenüberliegenden Tiefungen 6 und entsprechenden Vorsprünge 15 können gleichzeitig beispielsweise durch eine Zangenpressung hergestellt werden und dienen als Verdrehsicherung zum Verhindern einer Drehung der zweiten Flachprofile 4 relativ zum ersten Flachprofil 2.
Die in den 1 und 2 gezeigte Zusatzmasse ist als Teil einer Schaltvorrichtung eines Schaltgetriebes, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, zur bewegungsfesten, insbesondere drehfesten Kopplung mit einer Schaltwelle vorgesehen. Die Schaltwelle ist dreh- und axialverschiebbar im Schaltgetriebe (Getriebegehäuse) aufgenommen. Die Schaltvorrichtung ist mit einem drehfest mit der Schaltwelle verbundenen Schalthebel versehen, der mit einem vom Fahrer manuell zu bedienenden Handschalthebel kinematisch gekoppelt ist. Die Zusatzmasse 1 wirkt mittels eines Mitnahmemechanismus auf den Schalthebel ein, derart, dass das Massenträgheitsmoment der Schaltwelle erhöht ist, so dass Kraftspitzen der am Handschalthebel messbaren Schaltkraft während einzelner Schaltvorgänge abgebaut werden.
Im eingebauten Zustand kann die Zusatzmasse 1 zu diesem Zweck mittels des Schwenklagers 3 um die Schwenkachse 3a verschwenkt werden, wobei eine Lagerung der Zusatzmasse 1 am Getriebegehäuse oder an der Schaltwelle erfolgen kann. Eine Kopplung mit dem Schalthebel kann beispielsweise über eine Koppelstange erfolgen, die sowohl am Schalthebel als auch an der Zusatzmasse 1 beispielsweise an der Drehmomenteinleitstelle 8 beispielsweise mittels jeweiliger Kugelgelenke angelenkt ist. Alternativ kann eine Koppelung beispielsweise über einen Seilzug (Bowdenzug) erfolgen. Die Drehmomenteinleitstelle 8 ist mit einem Abstand zur Schwenkachse 3a angeordnet, um ein Drehmoment in die Zusatzmasse einleiten zu können. Vorzugsweise ist die die Zusatzmasse 1 über den Mitnahmemechanismus so mit dem Schalthebel gekoppelt, dass sie lediglich bei einer Drehung der Schaltwelle (entsprechend einer Einrückbewegung zum Schalten der Gänge) mit der Schaltwelle mitbewegt wird.

1: Zusatzmasse
2: erstes Flachprofil
2a: Schenkel
2b: Schenkel
3: Schwenklager
4: zweites Flachprofil
5: Durchgangsbohrung
6: Tiefung
7: gekrümmter Abschnitt
8: Drehmomenteinleitstelle
9: Stirnfläche
10: schmale Fläche
11: breite Fläche
12: schmale Fläche
13: Pressbolzen
14: breite Fläche
15: Vorsprung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 19546547 C1 [0004]

Claims

Zusatzmasse (1) zur bewegungsfesten Kopplung mit einer Schaltwelle eines Schaltgetriebes zur Erhöhung des Massenträgheitsmoments der Schaltwelle, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem im Schaltgetriebe um eine Schwenkachse (3a) schwenkbar zu lagernden Trägerelement (2) und wenigstens einem am Trägerelement (4) beabstandet zur Schwenkachse form- und/oder kraftschlüssig befestigten Trägheitselement (4) aufgebaut ist.
Zusatzmasse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein in seiner Form langgestrecktes Trägerelement.
Zusatzmasse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement ein bandförmiges Flachprofil ist.
Zusatzmasse nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägheitselement an einem Endabschnitt des Trägerelements angebracht ist.
Zusatzmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (2) zwei von der Schwenkachse (3a) weggerichtete Schenkel (2a, 2b) umfasst.
Zusatzmasse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Schenkel (2a, 2b) des Trägerelements (2) mit wenigstens einem Trägheitselement (4) versehen ist.
Zusatzmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Massenschwerpunkt der Zusatzmasse im Wesentlichen mit der Schwenkachse des Trägerelements überein stimmt.
Zusatzmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Trägheitselement am Trägerelement mittels wenigstens einer sich über diese beiden erstreckenden Durchstellung (5) und einem in der Durchstellung kraftschlüssig eingebrachten Presselement (13) befestigt ist.
Zusatzmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Trägheitselement bewegungsfest bezüglich des Trägerelements an diesem befestigt ist.
Zusatzmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement und das wenigstens eine Trägheitselement aus einem metallischen Material gefertigt sind.
Zusatzmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einer gegen Korrosion schützenden Korrosionsschutzschicht beschichtet ist.
Schaltvorrichtung für ein Schaltgetriebe mit einer um ihre Längsmittelachse verschwenkbar und entlang dieser Achse verschiebbar im Schaltgetriebe aufgenommenen Schaltwelle, welche einen zu ihr drehfesten Schalthebel aufweist, der mit einem Handschalthebel kinematisch verbunden ist, und mit einer auf den Schalthebel über einen Mitnahmechanismus einwirkenden Zusatzmasse, die das Massenträgheitsmoment der Schaltwelle derart erhöht, dass Kraftspitzen der am Handschalthebel messbaren Schaltkraft während einzelner Schaltvorgänge abgebaut werden, wobei die Zusatzmasse gemäß der Merkmale nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildet ist.