DE102007019011A1

DE102007019011A1 - Schaltschiene eines Kraftfahrzeuggetriebes und innere Schaltung mit einer derartigen Schiene

Info

Publication number: DE102007019011A1
Application number: DE200710019011
Authority: DE
Inventors: Matthias Feuerbach; Klaus Krämer; Uwe Schwarz
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-04-21
Filing date: 2007-04-21
Publication date: 2008-10-23
Also published as: WO2008128867A1; CN101663516A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltschiene (3) eines Kraftfahrzeuggetriebes, die zumindest aus einem Flachprofil gebildet ist, sowie wenigstens ein an dem Flachprofil (10) ausgebildetes Angriffselement (7) aufweist und an der das Angriffselement (7) einteilig aus dem Material des Flachprofils (10) gebildet ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Schaltschiene eines Kraftfahrzeuggetriebes, die zumindest aus einem Flachprofil gebildet ist, sowie wenigstens ein an dem Flachprofil ausgebildetes Angriffselement aufweist und an der das Angriffselement einteilig aus dem Material des Flachprofils gebildet ist.
Hintergrund der Erfindung
Derartige Schaltschienen und deren Anordnungen sind in DE 102 05 033 A1 beschrieben. Die Schaltschienen sind aus Flachprofil gebildet. Das Flachprofil weist seltener quadratische, in der Regel aber rechteckige Querschnitte auf. Die längeren Seiten im rechteckigen Querschnitt sind in der Regel die Hochkanten und beschreiben die Höhe der Seitenflächen des Flachprofils. Die Länge der Seitenflächen ist durch die Länge längs des Flachprofils vorgegeben. Die kürzeren Seiten beschreiben die quer zu den Hochachsen gerichteten Abstände zwischen den Außenkanten der Seitenflächen des Flachprofils und somit die kurzen Abstände der Randflächen des Flachprofils. Die Randflächen sind häufig senkrecht oder schräg zu den Seitenflächen verlaufende Schnittflächen zwischen den Außenkanten der Seitenflächen, die beim Stanzen des Flachprofils beispielsweise aus Blechen entstehen. Die Außenkanten der Seitenflächen sind dann die Schnittkanten des Flachprofils.
Die Randflächen beziehungsweise Schnittflächen begrenzen außen häufig Angriffselemente, die aus dem Flachprofil mit den Hochachsen gleichgerichtet hervorstehen – beziehungsweise die in das Flachprofil vertiefen eingebracht sind. Die hervorstehenden Angriffselemente sind seitlich von Flächenabschnitten der Seitenflächen begrenzt und schaltfingerartig ausgebildet. Teils sind diese Angriffselemente nach dem Stanzen auch vom eigentlichen Verlauf des Flachprofils abweichend von diesem abgebogen oder abgekröpft und stehen so zumindest teilweise seitlich von dem Flachprofil ab. Die Angriffselemente, die in das Flachprofil vertiefend eingebracht sind, sind mit den Hochachsen gleichgerichtete Vertiefungen in dem Flachprofil. Beispiele für derartige Angriffselemente sind Schaltmäuler, die auch in DE 102 05 033 A1 Schaltnuten genannt sind. Mögliche Kombinationen von hervorstehenden und vertiefend eingebrachten Angriffselementen sind beispielsweise die Rastkonturen von Rasteinrichtungen, die auch in DE 102 05 033 A1 gezeigt sind und in die so genannte Rastbolzen von Rastelementen federnd vorgespannt eingreifen. Weitere Angriffselemente sind Ränder von Durchgangslöchern, die in das Flachprofil gestanzt sind und gegen die Anschläge anlaufen oder an denen Schaltfinger angreifen.
Die zuvor beschriebenen Angriffselemente sind, da diese mit dem Hochachsen gleichgerichtet hervorstehen einfach beim Stanzen der Flachprofile aus Blechen oder aus Bändern eingebracht. Dazu weisen die Stanzwerkzeuge lediglich die Negativform der Außenkontur des Schnittrands somit auch der Außenkontur der Seitenflächen der Angriffselemente auf. Seitlich über die Schaltschiene hinaus stehende Angriffselemente sind durch Abbiegen oder wie anfangs beschrieben durch Abkröpfen gebildet. Diese Angriffselemente stehen jedoch nur randseitig der Schaltschiene ab und sind aus Platzgründen nicht in jedem Falle realisierbar.
Noch häufiger werden die über die Seitenflächen hinaus stehenden Angriffselemente jedoch separat gefertigt und an den Seitenflächen beispielsweise durch Schweißen befestigt oder anders an das Flachprofil montiert.
Durch die beim Schweißen eingebrachte Wärme kann Wärmeverzug an der Schaltschiene entstehen, der korrigiert werden muss und deshalb zusätzlichen Aufwand erfordert und/oder der zu Ungenauigkeiten führt. Häufig wird für die Herstellung der Schaltschienen aus Kostengründen Flachmaterial eingesetzt, das aus einem Stahl ist, der sich vorzugsweise nur ungehärtet zum Schweißen eignet. Die Schaltschiene wird demnach oft erst nach dem Schweißen partiell- oder gesamt gehärtet. Der Aufwand beim Härten erhöht sich in diesem Fall beispielsweise dadurch, dass die mit den Angriffselementen vormontierte Schaltschiene sperrig ist und deshalb mehr Platz benötigt. Die Durchlaufzeiten in den Härteanlagen sind dem entsprechend größer und die Kosten höher, da weniger Teile in einem Los untergebracht werden können.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, Schaltschienen und Innere Schaltungen von Schaltgetrieben zu schaffen, die sich einfacher und kostengünstiger herstellen lassen.
Diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Auf den Anteil des Materials des Flachprofils, das vorsprungartig aus dem Flachprofil hervorsteht, folgt eine Vertiefung in dem Flachprofil. Die Vertiefung ist in eine Richtung durch Material des Anteils begrenzt, der die einmaterialige Verbindung zwischen dem hervorstehenden Anteil und dem Material des Flachprofils absichert. Die Vertiefung ist zumindest in eine der Seitenflächen eingebracht und an dieser zur Umgebung der Schaltschiene offen. Alternativ ist die Vertiefung zu einer der Seitenflächen und gleichzeitig zu einer der Randflächen nun offen.
Das (Leer)volumen der Vertiefung entspricht dem Volumen des Anteils an Material, das aus dem Flachprofil hervorsteht. Dieser Anteil ist aus dem Flachprofil durch Prägen oder Durchstellen plastisch verdrängtes Material. Die Vertiefung entsteht beim Prägen und Durchstellen, indem das Material zur Bildung des hervorstehenden Anteils verdrängt wird.
Die erfindungsgemäße Ausführung der Schaltschiene macht es möglich, Funktionselemente wie Anschläge, Schaltmäuler und Schaltfinger einfach und somit kostengünstig in den Stanzvorgang zur Herstellung der Schaltschiene zu integrieren. Die Schaltschiene werden dann möglichst in einem Arbeitsgang mit Werkzeugen hergestellt die stanzen und prägen oder durchstellen oder anstanzen. Beim Stanzen wird das Material an den Rändern durchgetrennt. Beim Prägen wird im wesentlichen Material aus dem Flachprofil zur Bildung eines dreidimensionalen Profils an einer oder mehreren Stellen aus dem Profil verdrängt und an anderen Stellen gezielt angehäuft. Die Anhäufungen werden zu dem hervorstehenden Angriffselement geformt. Beim Durchstellen wird Material mit hohem Anteil an plastischer Verformung zum Beispiel zu napfartigen Vorsprüngen ohne Unterbrechung der Fasern des Materials gezogen. Beim Anstanzen wird das Material ohne vollständiges Trennen teilweise angeschnitten und mit geringem Anteil an plastischer Verformung verschoben, ohne dass der Zusammenhalt des hervorstehenden Teils mit dem Flachprofil aufgehoben ist. Es sind auch Mischformen der zuvor genannten Verfahren denkbar.
Die Erfindung erleichtert insbesondere die Herstellung von Schaltschienen mit senkrecht oder schräg zu den Hochachsen des Profils hervorstehenden Angriffselementen, wie Schaltfingern, Schaltmäulern bzw. Anschlägen, oder Angriffselementen die zumindest schaltfinger-, schaltmaul- oder anschlagartig ausgebildet sind. Die Genauigkeit hinsichtlich Form und Lage der Elemente ist verbessert.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindungen sehen innere Schaltungen von Fahrzeuggetrieben mit derartigen Schaltschienen vor.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Gesamtansicht einer inneren Schaltung, bestehend aus einer Zentralschaltwelle und einer Schaltschiene
2 die Draufsicht auf die innere Schaltung nach 1,
3 das Detail Z aus 2, stark vergrößert und nicht maßstäblich,
4 einen Abschnitt des Flachprofils der Schaltschiene aus der inneren Schaltung nach den 1 und 2,
5 einen Längsschnitt entlang der Linie V-V durch das Flachprofil nach 4 und
6 eine alternative Gestaltung eines Flachprofils mit den Merkmalen der Erfindung an einer nicht weiter dargestellten Schaltschiene.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
Die 1 und 2 zeigen eine innere Schaltung 1 eines nicht weiter dargestellten Fahrzeuggetriebes. Die innere Schaltung 1 ist aus einer Zentralschaltschaltwelle 2 und aus mehreren Schaltschienen gebildet, von denen nur eine Schaltschiene 3 für einen Gang dargestellt ist.
Die Zentralschaltwelle 2 ist durch die eigentliche Welle 4 und durch ein multifunktionales Betätigungselement 5 gebildet. Das multifunktionale Betätigungselement 5 weist mehrere Angriffselemente 6 verschiedenster Ausführung und verschiedenster Funktion auf.
Die Schaltschiene 3 weist Linearlager 2, 3 für längsverschiebbare Lagerung in einem nicht dargestellten Gehäuse des Fahrzeuggetriebes auf. Außerdem ist die Schaltschiene 3 mit erfindungsgemäßen Angriffselementen 7 versehen. Die Angriffselemente stehen seitlich, also senkrecht oder alternativ auch schräg zu den Hochkanten H, aus der Seitenfläche 11 der zwei Seitenflächen 11 und 12 aus dem Flachprofil 10 der Schaltschiene 3 hervor (4). Die Hochkanten H bestimmen zusammen mit den kürzeren Kanten K den Querschnitt des Flachprofils 10. Die kurzen Kanten K beschreiben die Breite der Randfläche 16, die die Seitenflächen 11 und 12 zur Bildung des Flachprofils 10 miteinander verbindet.
Eines der Angriffselemente 6 an dem Betätigungselement 5 ist ein Schaltmaul 8 (3). Eines der Angriffselemente 7 der Schaltschiene ist ein Schaltfinger 9, der zeitweise in das Schaltmaul 8 eingreift. Der formschlüssige Eingriff beider Elemente 6 und 7 ist in 3 dargestellt. Neben dem Schaltfinger 9 stehen weitere Angriffselemente 7 beispielsweise Anschläge 13 aus der Seitenfläche 11 hervor.
An den Angriffselementen 7 steht wenigstens ein Anteil 14 Material des Flachprofils teilweise aus dem Flachprofil 10 vorsprungartig hervor und ist einmaterialig mit dem Flachprofil 10 verbunden. Der hervorstehende Teil ist z. B. schaltfingerartig ausgebildet bzw. ist der Schaltfinger 9. Auf den Anteil 14 folgt an der Rückseite eine Vertiefung 15 in dem Flachprofil. Die Vertiefung 15 ist umfangsseitig von dem Material des Flachprofils 10 umrandet sowie zu der Seitenfläche 12 des Flachprofils 10 hin offen. Das in der Vertiefung 15 begrenzte Volumen entspricht dem Volumen des Anteils an Material des Flachprofils 10, der aus dem Flachprofil 10 hervorsteht, da die Vertiefung 15 in diesem Fall durch Anstanzen und Verdrängen von Material 14 hergestellt wurde.
6 zeigt eine alternative Ausbildung von Angriffselementen. Die Angriffselemente 7 werden jeweils durch einen Anteil 17 gebildet, der aus der Randfläche 16 des Flachprofils 10 hervorsteht. Die auf den Anteil 17 folgende Vertiefung 18 ist sowohl zur Seitenfläche 12 hin als auch zu der Randfläche 19 hin offen. Die Angriffselemente stehen nicht seitlich, sondern mit der Hochachse gleichgerichtet aus der Randfläche 16 hervor. Zwei der Angriffselemente 7 begrenzen in diesem Fall als Anschläge 21 ein Schaltmaul 20. Ein weiteres der Angriffselemente 7 ist ein Anschlag 21, der auch an der Stirnseite eine geprägte Rastkontur 22 aufweist.

1: innere Schaltung
2: Zentralschaltwelle
3: Schaltschiene
4: Welle
5: multifunktionales Betätigungselement
6: Angriffselement
7: Angriffselement
8: Schaltmaul
9: Schaltfinger
10: Flachprofil
11: Seitenfläche
12: Seitenfläche
13: Anschlag
14: Anteil vom Material des Flachprofils der Schaltschiene
15: Vertiefung
16: Randfläche
17: Anteil vom Material des Flachprofils der Schaltschiene
18: Vertiefung
19: Randfläche
20: Schaltmaul
21: Anschlag
22: Rastkontur
23: Linearlager

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10205033 A1 [0002, 0003, 0003]

Claims

Schaltschiene (3) eines Kraftfahrzeuggetriebes, die zumindest aus einem Flachprofil gebildet ist, sowie wenigstens ein an dem Flachprofil (10) ausgebildetes Angriffselement (7) aufweist und an der das Angriffselement (7) einteilig aus dem Material des Flachprofils (10) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Angriffselement (7) wenigstens ein Anteil (14) Material des Flachprofils (10) teilweise aus dem Flachprofil (10) vorsprungartig hervorsteht und dass auf den Anteil (14) eine Vertiefung (15) in dem Flachprofil (10) folgt, wobei die Vertiefung (15) teils von dem Material des Flachprofils (10) begrenzt sowie zumindest zu einer Seitenfläche (12) des Flachprofils (10) hin offen ist.
Schaltschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das in der Vertiefung (15) begrenzte Volumen dem Volumen des Anteils an Material des Flachprofils (10) entspricht, der vorsprungartig aus dem Flachprofil (10) hervorsteht.
Schaltschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil (14) zumindest durch plastisch aus dem Flachprofil (10) verdrängtes Material gebildet ist.
Schaltschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil (14) teilweise vorsprungartig seitlich aus dem Flachprofil (10), also aus einer der Seitenflächen (11) des Flachprofils (10) hervorsteht.
Schaltschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil (14) teilweise aus einer Randfläche (16) des Flachprofils (10) hervorsteht, wobei die Randfläche (16) zur Bildung des Flachprofils (10) zwischen den voneinander abgewandten Seitenflächen (11, 12) des Flachprofils (10) an dem Flachprofil (10) ausgebildet ist.
Schaltschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (15) von dem Flachprofil (10) umrandet sowie zu einer der Seitenflächen (12) des Flachprofils (10) hin offen ist.
Schaltschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vorsprungartig hervorstehende Anteil das Angriffselement bildet.
Innere Schaltung (1) mit wenigstens einer Schaltschiene (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Angriffselement (7) zumindest zeitweise mit einem weiteren Angriffselement (6) formschlüssig im Eingriff steht.
Innere Schaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Angriffselement (7) schaltfingerartig in ein zumindest längsverschiebbares Schaltmaul (8) eingreift.
Innere Schaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwei zueinander an dem Flachprofil (10) beabstandete Angriffselemente (7) zusammen mit dem Flachprofil (10) ein Schaltmaul (20) begrenzen.
Innere Schaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Angriffselement (7) ein Längsanschlag (13) für wenigstens ein Lager (23) der längs verschiebbaren Schaltschiene (3) ist.
Innere Schaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Angriffselement (7) an einer Oberfläche wenigstens eine Rastkontur (22) mit wenigstens einer Rastvertiefung für ein Rastelement aufweist.