DE102007034571A1

DE102007034571A1 - Gleitschuhstruktur für ein Schaltgetriebe

Info

Publication number: DE102007034571A1
Application number: DE200710034571
Authority: DE
Inventors: Kurt Besenbeck; Matthias Feuerbach; Klaus Krämer; Waldemar Maier; Uwe Scharz; Viktor Reis
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-07-25
Filing date: 2007-07-25
Publication date: 2009-01-29
Also published as: WO2009013061A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine zur Anbindung an eine Schaltgabel vorgesehene Gleitschuhstruktur für ein Schaltgetriebe zur Verlagerung eines mit der Gleitschuhstruktur in Eingriff stehenden Getriebeorgans. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gleitschuhstruktur für ein Schaltgetriebe zu schaffen, die unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten kostengünstig herstellbar ist und sich über einen großen Betriebszeitraum hinweg durch ein gutes mechanisches Betriebsverhalten auszeichnet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Gleitschuhstruktur für ein Schaltgetriebe mit einem Solenabschnitt, einem sich an einen ersten Längskantenbereich des Solanabschnitts anschließenden ersten Längsflankenabschnitt, einem sich an einen zweiten Längskantenbereich anschließenden zweiten Längsflankenabschnitt und einem Anbindungsabschnitt zur Bewerkstelligung der Anbindung der Gleitschuhstruktur an eine Schaltgabeleinrichtung, wobei über den ersten Längsflankenabschnitt und den zweiten Längsflankenabschnitt jeweils ein als Anlauffläche fungierender Wandungsabschnitt bereitgestellt wird und der Solenabschnitt sowie die beiden Längsflankenabschnitte integralen Bestandteil einer durch Umformung eines Blechzuschnitts gefertigten Rinnenstruktur bilden. Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, eine Gleitschuhstruktur für ein Schaltgetriebe zu schaffen, bei welcher die zur Übertragung der Schaltkräfte vorgesehenen Anlaufflächen durch Längsflankenabschnitte eines ...

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine zur Anbindung an eine Schaltgabel vorgesehene Gleitschuhstruktur für ein Schaltgetriebe zur Verlagerung eines mit der Gleitschuhstruktur in Eingriff stehenden Getriebeorgans.
Aus DE 10 126 436 A1 ist eine Schaltgabel für ein Fahrzeugschaltgetriebe bekannt, die einen gabelförmig ausgebildeten Grundkörper aufweist. Der Grundkörper bildet zwei Schaltflanken, die in ihrem Endbereich jeweils mit einem aus einem Messing-Werkstoff gefertigten Gleitschuh versehen sind. Der Grundkörper ist aus einem Stahlmaterial gefertigt. Die Gleitschuhe sind durch Widerstandsschweißen mit dem Grundkörper stofflich verbunden und insoweit hochfest an dem Grundkörper gesichert.
Aus JP 7-133865 A ist ebenfalls eine Schaltgabeleinrichtung für ein Schaltgetriebe bekannt, die eine mit einer Gleitschuhstruktur versehene Schaltflanke aufweist. Die Gleitschuhstruktur ist bei dieser herkömmlichen Schaltgabelein richtung aus einem Kunststoffmaterial gefertigt. Die Schaltflanke ist im Bereich des zur Aufnahme des Gleitschuhs vorgesehenen Gleitschuhsitzabschnittes mit einer Bohrung versehen. In diese Bohrung ist ein Verbindungszapfen eingesetzt, an welchem die entsprechenden Wangen der Gleitschuhstruktur über einen Ultraschall-Schweißvorgang angeschweißt sind.
Aus DE 29924456 U1 ist ein Gleitschuh für eine Schaltgabeleinrichtung bekannt, der einen aus einem Kunststoffmaterial gefertigten Gleitschuhkorpus umfasst, wobei in diesen Gleitschuhgrundkorpus eine Armierungsstruktur eingebunden ist.
Aus DD 126810 ist ebenfalls ein Gleitschuh für eine Schaltgabel bekannt. Dieser herkömmliche Gleitschuh umfasst einen in eine Umfangsnut eines Getriebeglieds eintauchenden Gleitstein sowie einen daran angebundenen Gelenkzapfen. Über diesen Gelenkzapfen ist der Gleitstein schwenkbewegbar an der Schaltgabel gesichert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gleitschuhstruktur für ein Schaltgetriebe zu schaffen die unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten kostengünstig herstellbar ist und sich über einen großen Betriebszeitraum hinweg durch ein gutes mechanisches Betriebsverhalten auszeichnet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Gleitschuhstruktur für ein Schaltgetriebe mit:

– einem Solenabschnitt,
– einem sich an einen ersten Längskantenbereich des Solenabschnitts anschließenden ersten Längsflankenabschnitt,
– einem sich an einen zweiten Längskantenbereich anschließenden zweiten Längsflankenabschnitt, und
– einem Anbindungsabschnitt, zur Bewerkstelligung der Anbindung der Gleitschuhstruktur an eine Schaltgabeleinrichtung,
– wobei über den ersten Längsflankenabschnitt und den zweiten Längsflankenabschnitt jeweils ein als Anlauffläche fungierende Wandungsabschnitt bereitgestellt wird, und
– der Solenabschnitt sowie die beiden Längsflankenabschnitte integralen Bestandteil einer durch Umformung eines Blechzuschnitts gefertigten Rinnenstruktur bilden.

Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, eine Gleitschuhstruktur für ein Schaltgetriebe zu schaffen, bei welcher die zur Übertragung der Schaltkräfte vorgesehenen Anlaufflächen durch Längsflankenabschnitte eines rinnenartigen Bauteils bereitgestellt sind. Diese Rinnenstruktur kann in einer unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten und prozesstechnisch gut beherrschbaren Weise durch Umformung eines Blechzuschnittes gefertigt werden. Diese Umformung kann als Tiefzieh-Warmumformung oder Tiefzieh-Kaltumformung erfolgen, wobei die so gebildete Gleitschuhstruktur in vorteilhafter Weise auch einer die Verschleißfestigkeit erhöhenden Gefügebehandlung unterzogen werden kann.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die beiden Längsflankenabschnitte im Bereich ihrer Längsenden zu einem durch die Rinnenstruktur gebildeten Rinneninnenraum hin abgekröpft. Diese Abkröpfung kann so gestaltet sein, dass durch die abgeknöpften Bereiche der Längsflankenabschnitte im Bereich der Außenflächen derselben Schmierkeilrampen gebildet werden, durch welche der Aufbau eines hinreichend tragfähigen Schmierfilms im Bereich der zur Axialkraftübertragung beitragenden Zonen der Längsflankenabschnitte unterstützt wird.
Es ist möglich, die Rinnenstruktur so auszubilden, dass diese im Bereich der Längsenden durch entsprechende Stirnwandungsabschnitte geschlossen ist, sodass diese Rinnenstruktur letztendlich ein Wannenelement bildet. Durch die im Bereich der Längsenden der Rinnenstruktur ausgebildeten Wandungsabschnitte wird es möglich, die Längsflankenabschnitte miteinander zu verbinden und hierdurch die Gleitschuhstruktur auszusteifen und dieser damit letztlich eine höhere Strukturfestigkeit zu verleihen.
Es ist möglich, die Gleitschuhstruktur in dem für die Axialkraftübertragung maßgeblichen Außenflankenbereich mit einem Gleitmaterialbelag zu versehen. Die Befestigung dieses Gleitmaterialbelages kann insbesondere im Wege einer stofflichen Verbindung, insbesondere durch einen Schweiß- oder Lötprozess bewerkstelligt werden. Dieser Gleitmaterialbelag kann auch in Form einer entsprechenden Materiallage bereits Bestandteil des Ausgangsmaterials bilden. Es ist auch möglich, den Gleitmaterialbelag auf anderweitige Weise, insbesondere thermisch oder elektrochemisch auf die entsprechenden Zonen der Längsflankenabschnitte aufzubringen. Es ist möglich die Gleitschuhstruktur einer Nachform- oder Kalibrierbehandlung zu unterziehen durch welche ggf. unter plastischer Verformung der Gleitschuhsstruktur, oder ggf. auch durch Materialabtrag die geforderten Endgeometrien sichergestellt werden.
Die Rinnenstruktur kann so an die zugeordnete Schaltgabel angebunden werden, dass in verbautem Zustand der Sohlenabschnitt der Rinnenstruktur in eine Mitnehmerringnut eintaucht. Alternativ hierzu ist es auch möglich, die Gleitschuhstruktur so an eine zugeordnete Schaltgabel anzubinden, dass sich der Sohlenabschnitt außerhalb oder zumindest im Außenrandbereich der Mitnehmernut des zu betätigenden Getriebeorgans befindet und die zur Übertragung der Axialkräfte vorgesehenen Längsflankenabschnitte sich vom Randbereich des Sohlenabschnittes ausgehend, von außen in die entsprechende Mitnehmerringnut hinein erstrecken. Insbesondere bei der letzteren Variante ist es möglich, die einander zugewandten Innenwandungen der Längsflankenabschnitte als Führungsflächen heranzuziehen indem diese in eine Doppelnut eintauchen, oder einen seitens des zugeordneten, zu betätigenden Getriebeglied bereitgestellten Umfangssteg übergreifen, so dass dieser abschnittsweise in die Gleitschuhstruktur eintaucht.
Der zur schwenkbewegbaren Lagerung der Gleitschuhstruktur vorgesehene Anbindungsabschnitt ist gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung als integraler Bestandteil der Rinnenstruktur ausgeführt. Hierbei ist es insbesondere möglich, den Anbindungsabschnitt als durch Tiefziehumfor mung gefertigte Zylinderbuchse unmittelbar aus einem Zentralbereich des Sohlenabschnitts zu fertigen. Alternativ hierzu, oder auch in Kombination mit dieser Maßnahme ist es möglich, den Anbindungsabschnitt durch zwei Halbzylinderschalenabschnitte zu fertigen, die jeweils an die ihnen benachbarten Längsflankenabschnitte angebunden sind und sich vorzugsweise zu einem nahezu vollständigen Zylinderbuchsenelement ergänzen.
Die erfindungsgemäße Gleitschuhstruktur kann so dimensioniert sein, dass die normal, d. h. senkrecht zu einer durch den Sohlenabschnitt definierten Sohlenfläche gemessene Flankenhöhe kleiner ist als die zwischen den Außenflächen der Längsflankenabschnitte gemessene Außenbreite der Rinnenstruktur. Die Länge der Gleitschuhstruktur entspricht vorzugsweise wenigstens der 2,5-fachen Breite.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die eingangs angegebene Aufgabe auch durch eine Gleitschuhstruktur für ein Schaltgetriebe mit den in Patentanspruch 13 angegebenen Merkmalen gelöst. Hierdurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, einen unter strukturmechanischen Gesichtspunkten besonders tragfähigen sowie hinsichtlich seiner geometrischen Eigenschaften toleranzarmen Anbindungsabschnitt zu realisieren.
Das Zapfenelement kann hierbei in einen Zylinderbuchsenabschnitt eingepresst sein, der integralen Bestandteil der Rinnenstruktur bildet, insbesondere durch Tiefziehumformung des Sohlenabschnittes der Rinnenstruktur gefertigt ist.
Das Zapfenelement kann als aus einem hochfesten Material, insbesondere Stahl gefertigtes formgeschliffenes Element ausgeführt sein. Insbesondere ist es möglich, das Zapfenelement durch eine Nadelrolle zu realisieren. Es ist möglich, das Zapfenelement lediglich kraftschlüssig, insbesondere durch einen hinreichend tragfähigen Presssitz an der Rinnenstruktur zu fixieren. Alternativ hierzu, oder auch in Kombination mit dieser Maßnahme ist es möglich, das Zapfenelement mit der Rinnenstruktur stofflich zu verbinden. Weiterhin ist es auch möglich, an dem Zapfenelement Geometrien, insbesondere Ausnehmungen auszubilden, über welche das Zapfenelement insbesondere über entsprechende Komplementärgeometrien des Zylinderbuchsenabschnitts, formschlüssig mit der Rinnenstruktur gekoppelt ist.
Die erfindungsgemäße Schaltschuhstruktur eignet sich insbesondere für den Einsatz in synchronisierten Getrieben bei welchen die einzelnen Gänge durch das Verschieben der sogenannten Schiebemuffe auf einer Getriebewelle geschaltet werden. Die Verschiebebewegung wird von einer Schaltgabel oder Schaltschwinge veranlasst. Typischerweise sind die Schaltgabeln und Schaltschwingen mit zwei Gleitschuhen ausgestattet. Die Gleitschuhe sind an der Schaltgabel drehbar gelagert und übertragen die Bewegung auf die Schiebemuffe. Die drehbare Lagerung ist bei Schaltschwingen nötig, da Schaltschwingen sich nicht parallel zur Schiebemuffe bewegen, sondern sich um eine senkrechte Achse zur Welle drehen. Die erfindungsgemäßen Gleitschuhe greifen entweder in eine an der Schiebemuffe befindliche umlaufende Nut ein, oder übergreifen einen entsprechenden Umfangssteg. Beim Schalten der Gänge bewegt sich der Gleitschuh auf einer Kreisbahn, wobei sich die Schiebemuffe geradlinig bewegt. Aus diesem Grund muss sich der Gleitschuh wiederum in seiner Aufnahme in der Schaltschwinge drehbar abstützen. Die Schiebemuffe dreht sich zentrisch mit der Achswelle. Die Schaltschwingen bzw. Schaltgabeln sind um diese Achsen im Getriebegehäuse fixiert. Beim Schalten und unter Umständen im geschalteten Zustand reiben die Gleitschuhe wegen der Relativbewegung um die Wellenachse an ihren Anlaufflächen der Nut in der Schiebemuffe. Um die Reibungsarbeit in diesem Bereich klein zu halten, ist die Oberfläche der Gleitschuhe an der Anlagefläche mit einer verschleißfesten Gleitschicht versehen.
Durch das erfindungsgemäße Konzept wird es möglich, einen Gleitschuh aus einem dünnwandigen Blech umformtechnisch herzustellen. Der Gleitschuh hat einen Körper bestehend aus einem zylinderförmigen Abschnitt und einem annähernd kubischen Teil. Der zylinderförmige Abschnitt steckt in verbautem Zustand drehbar in der Schaltgabel bzw. der Schaltschwinge. Der annähernd ku bische oder rechteckig quaderförmige Teil liegt in Betrieb in der ringförmigen Nut der Schiebemuffe oder umschließt einen seitlich umlaufenden Ring auf der Schiebemuffe. Der Gleitschuh hat vorzugsweise an den Kontaktflächen zur Schiebemuffe eine verschleißfeste Gleitschicht. Diese Gleitschicht kann sowohl vor, als auch nach dem Umformen auf das Blech aufgebracht werden. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausführung liegt in dem relativ geringen Gewicht des Bauteils. Das Bauteil kann so ausgeführt werden, dass eine geringe Vorspannung der Lagerung erreicht wird, was einer Verliersicherung bei der Montage bei gleichzeitiger Montierbarkeit sicherstellt.
Unter Solenabschnitt ist im Kontext der vorliegenden Beschreibung ein Wandungsabschnitt der Gleitschuhstruktur zu verstehen der sich zwischen den Längsflankenabschnitten erstreckt. Auch dieser Solenabschnitt kann eine geometrisch detailreiche Gestalt aufweisen, insbesondere räumlich gekrümmt und seitlich nicht geradlinig begrenzt ausgeführt sein.
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 Gleitschuhstruktur für ein Schaltgetriebe gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
2 eine weitere perspektivische Darstellung einer Gleitschuhstruktur für ein Schaltgetriebe gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Gleitschuhstruktur hier mit integral mit den Längsflankenabschnitten ausgeführten Zylinderschalenabschnitten,
4 eine perspektivische Ansicht einer Gleitschuhstruktur gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung,
5 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Gleitschuhstruktur gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung,
6 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Gleitschuhstruktur gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung,
7 eine weitere perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Gleitschuhstruktur in der Ausführungsform gemäß 4,
8 eine perspektivische Darstellung einer Gleitschuhstruktur für ein Schaltgetriebe mit einem durch Umformung eines Blechmaterials gefertigten Gleitschuhkorpus sowie einem daran angesetzten Zapfenelement,
9 eine perspektivische Darstellung zur Veranschaulichung der Gleitschuhstruktur gemäß 8 mit Blick auf den Innenbereich derselben,
10 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Gleitschuhstruktur gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
Die in 1 dargestellte, erfindungsgemäße Gleitschuhstruktur für ein Schaltgetriebe umfasst einen Sohlenabschnitt S sowie einen, sich an einen ersten Längskantenbereich S1 des Sohlenabschnitts S anschließenden, ersten Längsflankenabschnitt 1 und einen sich an einen zweiten Längskantenbereich S2 anschließenden, zweiten Längsflankenabschnitt 2.
Die Gleitschuhstruktur umfasst weiterhin einen Anbindungsabschnitt 3, der als solcher der Bewerkstelligung der schwenkbewegbaren Anbindung der Gleitschuhstruktur an eine Schaltgabeleinrichtung dient (diesbezüglich wird insbesondere auf den Stand der Technik gemäß DD 126810 verwiesen).
Über den ersten Längsflankenabschnitt 1 und den zweiten Längsflankenabschnitt 2 wird jeweils eine, als Anlauffläche fungierende Wandungsfläche – hier eine Aussenfläche bereitgestellt, über welche die in den Anbindungsabschnitt 3 eingeleiteten Stellkräfte auf das mit der Gleitschuhstruktur zusammenwirkende Getriebeglied übertragen werden. Die hier dargestellte Gleitschuhstruktur zeichnet sich dadurch aus, dass der Sohlenabschnitt S sowie wie die beiden Längsflankenabschnitte 1, 2 integralen Bestandteil einer durch Umformung eines Blechzuschnitts gefertigten Rinnenstruktur bilden.
Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel bilden der Sohlenabschnitt S und die beiden, sich an die Längskanten S1, S2 des Sohlenabschnitts anschließenden Längsflankenabschnitte eine Rinnenstruktur, die bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel im Bereich der Längsenden E1 bzw. E2 offen ist. Die Längsflankenabschnitte 1, 2 sind im Bereich dieser Längsenden E1, E2 zum Inneren des durch die Rinnenstruktur gebildeten Rinneninnenraums abgekröpft. Durch diese Abkröpfung der Längsendabschnitte der Längsflankenabschnitte 1, 2 werden Schmierkeilrampen 1a, 1b bzw. 2a, 2b gebildet, durch welche der Aufbau eines Schmierfilms im Bereich der als Kraftübertragungszonen fungierenden Bereiche der Längsflankenabschnitte 1, 2 unterstützt wird. Es ist möglich, diesen Schmierfilmaufbau auch durch weitere Detailgeometrien weiter zu unterstützen. Diese Detailgeometrien können insbesondere durch entsprechende plastische Prägung der Längsflankensabschnitte realisiert werden.
Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist die durch den Sohlenabschnitt S und die beiden Längsflankenabschnitte 1, 2 gebildete Rinnenstruktur so mit dem Anbindungsabschnitt 3 gekoppelt, dass der Sohlenabschnitt S sich in verbautem Zustand der Gleitschuhstruktur im Bereich des Nutbodens eines entsprechenden Getriebeorgans befindet.
Der Anbindungsabschnitt 3 bildet bei diesem Ausführungsbeispiel einen integralen Bestandteil der Rinnenstruktur. Der Anbindungsabschnitt 3 ist als Zylinderbuchse ausgeführt. Diese Zylinderbuchse ist bei dem hier gezeigten Ausfüh rungsbeispiel an den Sohlenabschnitt S angebunden. Diese Zylinderbuchse ist bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel derart dimensioniert, dass diese im wesentlichen die gesamte Breite des zwischen den Längsflankenabschnitten 1, 2 definierten Rinnenraumes erfasst. Die Zylinderbuchse ist hinsichtlich ihrer Axiallänge so dimensioniert, dass diese über die hier erkennbaren, oberen Deckflächen der Längsflankenabschnitte 1, 2 übersteht und mit diesem überstehenden Bereich eine Zylinderwandung bildet, die in eine entsprechend dimensionierte Aufnahmebohrung einer zugeordneten Schaltgabel eingesetzt werden kann. Es ist auch möglich, die durch die Zylinderbuchse 3 definierte Innenfläche 3a als Passfläche auszuführen, die auf einem entsprechenden Zapfen einer Schaltgabel sitzt. Der Anbindungsabschnitt 3 ermöglicht eine Schwenklagerung der Gleitschuhstruktur derart, dass dieses um eine durch den Anbindungsabschnitt 3 definierte Schwenkachse X schwenkbar ist. Die beiden durch die Längsflankenabschnitte 1, 2 gebildeten, zur Übertragung der Schaltkräfte vorgesehenen Gleitkontakflächen verlaufen vorzugsweise sowohl zueinander, als auch zur Schwenkachse X parallel.
Bei der in 2 gezeigten Variante einer erfindungsgemäßen Gleitschuhstruktur sind die Längsflankenabschnitte 1, 2 ebenfalls an den Sohlenabschnitt S angebunden. Auf die Außenflächen der Längsflankenabschnitte 1, 2 sind Gleitbelagabschnitte 1c, 2c aufgebracht, durch welche die Gleiteigenschaften der erfindungsgemäßen Gleitschuhstruktur verbessert auf die mechanischen Eigenschaften des Werkstoffs des zugeordneten Getriebeglieds abgestimmt werden können. Neben den hier zusätzlich auf die Längsflankenabschnitte 1, 2 aufgesetzten Gleitbelagstrukturen 1c, 2c unterscheidet sich die Variante der Gleitschuhstruktur gemäß 2 von der vorangehend beschriebenen Variante auch hinsichtlich der Anbindung des Anbindungsabschnitts 3 an den Sohlenabschnitt S. Bei diesem Ausführungsbeispiel gemäß 2 erstreckt sich der Anbindungsabschnitt 3 auf einer, den Längsflankenabschnitten 1, 2 abgewandten Rückseite des Sohlenabschnitts S. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Anbindungsabschnitt 3 als Zylinderbuchse ausgeführt, die integral durch Umformung eines entsprechenden Abschnitts des Sohlenabschnitts S gefertigt ist. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Längsflankenab schnitte 1, 2 im Bereich ihrer Längsenden mit Abkröpfungen 1a, 1b bzw. 2a, 2b versehen, durch welche neben einer Verbesserung des Schmierstoffzutritts auch eine gewisse Aussteifung der Längsflankenabschnitte 1, 2 erreicht wird.
In 3 ist eine erfindungsgemäße Gleitschuhstruktur für ein Schaltgetriebe dargestellt, die sich insbesondere hinsichtlich der Realisierung des Anbindungsabschnitts 3 von den vorangehend beschriebenen beiden Ausführungsbeispielen unterscheidet. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 ist der Anbindungsabschnitt ebenfalls als Zylinderbuchse ausgeführt, wobei diese Zylinderbuchse durch zwei Zylinderschalenabschnitte 3b, 3c gebildet ist, die als solche an die Längsflankenabschnitte 1, 2 angebunden sind. Diese Ausführungsform kann im Unterschied zu den Ausführungsbeispielen nach den 1 und 2 durch Blechumformung mit relativ geringem Umformgrad realisiert werden. Obgleich bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel zwischen den Zylinderschalenabschnitten 3b, 3c und den diese jeweils tragenden Längsflankenabschnitte 1, 2 relativ großzügige Ausklinkungen 3d, 3e ausgeführt sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf derartige Ausführungsformen beschränkt. Insbesondere ist es auch möglich, gerade in dem hier durch von Ausklinkungen 3d, 3e eingenommenen Bereich auch anderweitige Strukturen zu realisieren, durch welche eine besonders tragfähige Anbindung der Zylinderschalenabschnitte 3b, 3c an die Längsflankenabschnitte 1, 2 sichergestellt ist. Weiterhin ist es auch möglich, an den Längsflankenabschnitten 1, 2 weitere Geometrien zu realisieren, durch welche eine weitere Steigerung der Strukturfestigkeit der Gleitschuhstruktur erreicht wird. Diese Geometrien können insbesondere als Brückenabschnitte realisiert sein, die sich auf einer, dem Sohlenabschnitt S abgewandten Längsseite der Längsflankenabschnitte 1, 2 zwischen diesen Längsflankenabschnitten 1, 2 erstrecken. Es ist möglich, einzelne, durch Umformung einander angenäherte Abschnitte der Rinnenstruktur miteinander stofflich zu verbinden, insbesondere zu verschweißen oder zu verlöten.
In 4 ist eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gleitschuhstruktur für ein Schaltgetriebe dargestellt, bei welcher die durch den Sohlenabschnitt S und die sich an dessen Längskanten anschließenden Längsflan kenabschnitte 1, 2 gebildete Rinnenstruktur durch Stirnwandungen S3, S4 verschlossen ist, sodass die Rinnenstruktur letztlich ein kleines Wannenelement oder Schiffchen bildet. An dieses Wannenelement ist ein als Zylinderbuchse ausgeführter Anbindungsabschnitt 3 angebunden, wobei dieser Anbindungsabschnitt durch Tiefziehumformung des auch zur Bildung des Sohlenabschnitts S1 sowie der Längsflankenabschnitte 1, 2 herangezogenen Blechzuschnittes gefertigt ist. Auch bei dieser Variante der Gleitschuhstruktur kann entweder die durch den Anbindungsabschnitt 3 gebildete Außenfläche oder auch die Innenfläche 3a als Sitzfläche fungieren.
In 5 ist eine fünfte Variante einer erfindungsgemäßen Gleitschuhstruktur dargestellt, bei welcher durch Umformung eines Blechzuschnittes eine Rinnenstruktur gebildet ist, die einen Sohlenabschnitt S sowie sich an die Längskanten S1, S2 derselben anschließende Längsflankenabschnitte 1, 2 umfasst. Die hier gezeigte Gleitschuhstruktur ist im Bereich dieser Längsflankenabschnitte 1, 2 verstärkt ausgeführt. Diese Verstärkung kann insbesondere durch Umklappen eines Überstands des Längsflankenabschnitts 1 auf dessen nach außen weisende Außenfläche realisiert sein. Es ist auch möglich, diese Verstärkung durch Gleitbelagelemente 1c, 2c zu realisieren.
Der Anbindungsabschnitt 3 ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel als integral mit dem Blechzuschnitt ausgeführte Zylinderbuchse gestaltet. Die Axiallänge dieser Zylinderbuchse kann auch wesentlich kürzer dimensioniert sein als dies bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel der Fall ist.
In 6 ist eine sechste Variante einer erfindungsgemäßen Gleitschuhstruktur dargestellt. Diese umfasst ebenfalls eine Rinnenstruktur, die einen Sohlenabschnitt S sowie integral mit diesem ausgeführte Längsflankenabschnitte 1, 2 sowie einen an den Sohlenabschnitt S3 angebundenen Anbindungsabschnitt 3 umfasst. Der Anbindungsabschnitt 3 ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel als Zylinderbuchse ausgeführt. Im übrigen gelten die Ausführungen zur Gleitschuhstruktur gemäß 1 sinngemäß.
In 7 ist in Form einer perspektivischen Darstellung nochmals der Aufbau der Gleitschuhstruktur gemäß 4 dargestellt. Die Ausführungen zu 4 gelten insoweit sinngemäß.
8 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gleitschuhstruktur für ein Schaltgetriebe. Auch diese Gleitschuhstruktur umfasst eine durch Umformung eines Blechzuschnitts gefertigte Rinnenstruktur. Die Rinnenstruktur an sich besteht aus einem Sohlenabschnitt S sowie sich an die Längskantenbereiche des Sohlenabschnitts anschließende Längsflankenabschnitte 1, 2. Die Längsflankenabschnitte 1, 2 sowie auch der Sohlenabschnitt S sind bei diesem Ausführungsbeispiel so räumlich gekrümmt, dass sich die Gleitschuhstruktur in ihren zu den Endbereichen E1, E2 vordringenden Endabschnitten hinsichtlich ihrer Rinnenbreite verjüngt. Der Sohlenabschnitt S1 bildet im Zentralbereich der hier erkennbaren Unterseite eine leicht konkave Struktur, so dass die Gleitschuhstruktur relativ tief in die entsprechende Mitnehmernut eintauchen kann.
Die hier gezeigte Gleitschuhstruktur zeichnet sich neben der hier gezeigten besonderen Gestaltung der Rinnenstruktur dadurch aus, dass der Anbindungsabschnitt 3 durch ein Zapfenelement gebildet ist, das an der Rinnenstruktur verankert ist. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Zapfenelement in einen Zylinderbuchsenabschnitt eingepresst, der, ähnlich wie bei den vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispielen, integral mit der Rinnenstruktur gefertigt ist. Das Zapfenelement ist als formgeschliffenes Element ausgeführt und gehärtet. Es ist möglich, dieses Zapfenelement durch eine Nadelrolle zu realisieren oder zumindest zur Fertigung dieses Zapfenelementes auf die für eine Nadelrolle typischen Fertigungsverfahren zurückzugreifen.
Es ist möglich, das Zapfenelement mit der Rinnenstruktur stofflich zu verbinden, insbesondere zu verschweißen oder zu verlöten. Weiterhin ist es auch möglich, das Zapfenelement mit der Rinnenstruktur formschlüssig zu koppeln indem beispielsweise in dem Zapfenelement Verrastungsgeometrien ausgebil det sind, die hinreichend tragfähig mit entsprechenden Gegengeometrien der Rinnenstruktur in Eingriff treten können.
Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Rinnenstruktur im Bereich der Enden E1, E2 geschlossen. Weiterhin werden die Längsflankenabschnitte 1, 2 im Bereich ihrer dem Sohlenabschnitt S abgewandten Längskanten von einem Randsteg 4 umsäumt. Durch diesen Randsteg 4 wird einerseits die Rinnenstruktur weiter ausgesteift, zudem wird ein unzulässig tiefes Eindringen der Rinnenstruktur in die Umfangsnut des zu betätigenden Getriebeorgans verhindert.
In 9 ist die Gleitschuhstruktur gemäß 8 mit Blick auf den Innenbereich derselben dargestellt. Wie insbesondere in dieser Darstellung besonders deutlich erkennbar, sitzt der durch einen massiven Zapfen Z realisierte Anbindungsabschnitt 3 in einem Zylinderbuchsenabschnitt 3', der durch entsprechende Umformung der Rinnenstruktur, insbesondere des Sohlenabschnitts S derselben gefertigt ist. Wie aus dieser Darstellung insbesondere erkennbar ist, ist die Rinnenstruktur als relativ dünnwandiges Führungsschiffchen gestaltet, bei welchem die zur Übertragung der Schaltkräfte erforderlichen Längsflankenabschnitte 1, 2 an einen diese verbindenden Sohlenabschnitt S angebunden sind. Dieses Führungsschiffchen ist im Bereich seiner Längsenden E1, E2 geschlossen. Der Randsteg 4 steift auch die zum Schließen der Rinnenstruktur integral an dieser vorgesehenen Stirnwandung aus.
In 10 ist eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gleitschuhstruktur für ein Schaltgetriebe dargestellt, bei welcher, ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel nach den 8 und 9, der Anbindungsabschnitt durch einen Zapfen Z gebildet ist, der an einer durch Umformung eines Blechzuschnittes gefertigten Rinnenstruktur verankert ist. Für diese Rinnenstruktur gelten die Ausführungen zu den Ausführungsbeispielen nach den 8 und 9 im wesentlichen sinngemäß. Der wesentliche Unterschied des Ausführungsbeispiels nach 10 zu dem Ausführungsbeispiel nach den 8 und 9 besteht darin, dass die Rinnenstruktur im Bereich der Längsenden E1, E2 geöffnet ist.
Auf Grundlage der erfindungsgemäßen Konzepte wird es möglich, einen Gleitschuh unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten wirtschaftlich herzustellen. Weiterhin wird es möglich, einen Gleitschuh zu realisieren, der sich durch ein besonders geringes Kippspiel auszeichnet und eine sehr gute Medien- und Temperaturbeständigkeit bietet. Der erfindungsgemäße Gleitschuh kann als dünnwandiges Tiefziehteil konzipiert sein. Als Material kann ein z. B. mit einer Messinglegierung beschichtetes Stahlblech verwendet werden. Als Lagerbolzen kann insbesondere eine Nadelrolle verwendet werden. Diese Nadelrolle wird in den Gleitschuh eingepresst. Um die notwendige Vorspannung und die erforderliche Gestaltfestigkeit zu erreichen, kann der Gleitschuh (z. B. durch Einsatzhärtung) wärmebehandelt werden.
Aufgrund der Genauigkeit der vorzugsweise zur Realisierung des Anbindungsabschnitts verwendeten Nadelrolle ergeben sich in Verbindung mit einer Stahl-Schaltschwinge sehr geringe Kippspiele, da das Grundspiel zwischen Nadelrolle und Bohrung sehr klein gehalten werden kann. Auch die Toleranz der Nadelrolle fällt kaum ins Gewicht, sodass innerhalb der Toleranzkette praktisch ein Beitragsleister entfällt. Bedingt durch die sehr harte und glatte Oberfläche der Nadelrolle ergibt sich über die Laufzeit nur sehr wenig Verschleiß. Der Gleitschuh kann in offener und in geschlossener Ausführung hergestellt sein.
Bei synchronisierten Getrieben werden die einzelnen Gänge geschaltet durch das Verschieben der sogenannten Schiebemuffe auf einer Getriebewelle. Die Verschiebebewegung wird von einer Schaltgabel oder Schaltschwinge ausgelöst. Viele Schaltgabeln und alle Schaltschwingen benötigen dazu wiederum meist zwei Gleitschuhe. Die Gleitschuhe sind an der Schaltgabel drehbar gelagert und übertragen die Bewegung auf die Schiebemuffe. Die drehbare Lagerung ist bei Schaltschwingen nötig, da Schaltschwingen sich nicht parallel zur Schiebemuffe bewegen, sondern sich um eine senkrechte Achse zur Welle drehen. Die Gleitschuhe greifen meist in eine an der Schiebemuffe befindliche umlaufende Nut ein. Beim Schalten der Gänge bewegt sich somit der Gleitschuh auf einer Kreisbahn, wobei sich die Schiebemuffe geradlinig bewegt. Aus diesem Grund muss sich der Gleitschuh wiederum in seiner Aufnahme in der Schaltschwinge drehbar abstützen. Die Schiebemuffe dreht sich zentrisch mit der Achswelle. Die Schaltschwingen bzw. Schaltgabeln sind um diese Achsen im Getriebegehäuse fixiert. Beim Schalten und unter Umständen im geschalteten Zustand reiben die Gleitschuhe wegen der Relativbewegung um die Wellenachse an ihren Anlaufflächen der Nut in der Schiebemuffe. Um die Reibungsarbeit in diesem Bereich klein zu halten, ist die Oberfläche der Gleitschuhe an der Anlagefläche mit einer verschleißfesten Gleitschicht versehen. Durch das erfindungsgemäße Konzept wird es möglich, einen Gleitschuh aus einem dünnwandigen Blech umformtechnisch herzustellen. Der Gleitschuh hat einen Körper bestehend aus einem zylinderförmigen Abschnitt und einem annähernd kubischen Teil. Der zylinderförmige Abschnitt steckt in verbautem Zustand drehbar in der Schaltgabel bzw. der Schaltschwinge. Der annähernd kubische oder rechteckig quaderförmige Teil liegt in Betrieb in der ringförmigen Nut der Schiebemuffe oder umschließt einen seitlich umlaufenden Ring auf der Schiebemuffe. Der Gleitschuh hat vorzugsweise an den Kontaktflächen zur Schiebemuffe eine verschleißfeste Gleitschicht. Diese Gleitschicht kann sowohl vor, als auch nach dem Umformen auf das Blech aufgebracht werden. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausführung liegt in dem relativ geringen Gewicht des Bauteils. Das Bauteil kann so ausgeführt werden, dass eine geringe Vorspannung der Lagerung erreicht wird, was einer Verliersicherung bei der Montage bei gleichzeitiger Montierbarkeit sicherstellt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10126436 A1 [0002]
- JP 7-133865 A [0003]
- DE 29924456 U1 [0004]
- DD 126810 [0005, 0033]

Claims

Gleitschuhstruktur für ein Schaltgetriebe mit: – einem Solenabschnitt (S), – einem sich an einen ersten Längskantenbereich (S1) des Solenabschnitts (S) anschließenden ersten Längsflankenabschnitt (1), – einem sich an einen zweiten Längskantenbereich (S2) anschließenden zweiten Längsflankenabschnitt (2), und – einem Anbindungsabschnitt (3), zur Bewerkstelligung der Anbindung der Gleitschuhstruktur an eine Schaltgabeleinrichtung, – wobei über den ersten Längsflankenabschnitt (1) und den zweiten Längsflankenabschnitt (2) jeweils eine als Anlauffläche fungierende Wandung bereitgestellt wird, und – der Solenabschnitt (S) sowie die beiden Längsflankenabschnitte (1, 2) integralen Bestandteil einer durch Umformung eines Blechzuschnitts gefertigten Rinnenstruktur bilden.
Gleitschuhstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Solenabschnitt (S) und die beiden sich an die Längskanten (S1, S2) des Solenabschnitts (S) anschließenden Längsflankenabschnitte (1, 2) eine Rinnenstruktur bilden.
Gleitschuhstruktur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsflankenabschnitte (1, 2) im Bereich der Längsenden (E1, E2) der Rinnenstruktur zum inneren des durch die Rinnenstruktur gebildeten Rinnenraums hin abgekröpft sind.
Gleitschuhstruktur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsflankenabschnitte (1, 2) im Bereich der Längsenden (E1, E2) der Rinnenstruktur zum inneren des durch die Rinnenstruktur gebildeten Rinnenraums derart abgekröpft sind, dass durch diese abgekröpften Abschnitte Schmierkeilrampen (1a, 1b; 2a, 2b) gebildet sind.
Gleitschuhstruktur nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Längsflankenabschnitte (1, 2) und den Solenabschnitt (S) gebildete Rinnenstruktur im Bereich der Längsenden (E1, E2) unter Bildung eines Wannenelementes geschlossen ist.
Gleitschuhstruktur nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsflankenabschnitte (1, 2) jeweils mit einem Gleitbelag (1c, 2c) versehen sind.
Gleitschuhstruktur nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rinnenstruktur in verbautem Zustand derart ausgerichtet ist, dass der Solenabschnitt (S) die am weitesten in eine Mitnehmerringnut eintauchende Struktur des Gleitschuhs bildet.
Gleitschuhstruktur nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rinnenstruktur in verbautem Zustand derart ausgerichtet ist, dass die Längsflankenabschnitte (1, 2) von dem Solenabschnitt (S) ausgehend in eine Mitnehmerringnut eintauchen.
Gleitschuhstruktur nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Anbindungsabschnitt (3) als integraler Bestandteil der Rinnenstruktur ausgeführt ist.
Gleitschuhstruktur nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Anbindungsabschnitt (3) als Zylinderbuchse ausgeführt ist.
Gleitschuhstruktur nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderbuchse an den Solenabschnitt (S) angebunden ist.
Gleitschuhstruktur nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Anbindungsabschnitt (3) durch zwei Zylinderschalenabschnitte (3b, 3c) gefertigt ist die an die Längsflankenabschnitte (1, 2) angebunden sind.
Gleitschuhstruktur nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die normal zu einer durch den Solenabschnitt (S) definierten Solenfläche gemessene Flankenhöhe kleiner ist als die zwischen den Aussenflächen der Längsflankenabschnitte (1, 2) gemessene Aussenbreite der Rinnenstruktur.
Gleitschuhstruktur für ein Schaltgetriebe mit: – einem Solenabschnitt (S), – einem sich an einen ersten Längskantenbereich des Solenabschnitts anschließenden ersten Längsflankenabschnitt (1), – einem sich an einen zweiten Längskantenbereich anschließenden zweiten Längsflankenabschnitt (2), und – einem Anbindungsabschnitt (3), zur Bewerkstelligung der Anbindung der Gleitschuhstruktur an eine Schaltgabeleinrichtung, – wobei über den ersten Längsflankenabschnitt (1) und den zweiten Längsflankenabschnitt (2) jeweils eine als Anlauffläche fungierende Wandung bereitgestellt wird, und – der Solenabschnitt (S) sowie die beiden Längsflankenabschnitte (1, 2) integralen Bestandteil einer durch Umformung eines Blechzuschnitts gefertigten Rinnenstruktur bilden, und – der Anbindungsabschnitt (3) durch ein Zapfenelement (Z) gebildet ist, das an der Rinnenstruktur verankert ist.
Gleitschuhstruktur nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Zapfenelement (Z) in einen Zylinderbuchsenabschnitt eingepresst ist der als integraler Bestandteil der Rinnenstruktur gefertigt ist.
Gleitschuhstruktur nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Zapfenelement (Z) als formgeschliffenes Element ausgeführt ist.
Gleitschuhstruktur nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Zapfenelement (Z) gehärtet ist.
Gleitschuhstruktur nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Zapfenelement (Z) durch eine Nadel- oder Zylinderrolle gefertigt ist.
Gleitschuhstruktur nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Zapfenelement (Z) mit der Rinnenstruktur stofflich verbunden ist.
Gleitschuhstruktur nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Zapfenelement (Z) mit der Rinnenstruktur formschlüssig verankert ist.
Gleitschuhstruktur nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Zapfenelement (Z) mit der Rinnenstruktur über einen Presssitz gekoppelt ist.