DE102009020374A1

DE102009020374A1 - Schaltwellenmodul

Info

Publication number: DE102009020374A1
Application number: DE102009020374A
Authority: DE
Inventors: Hubert P. Dr. Büchs; Thomas Chamilew
Original assignee: JOPP GmbH
Current assignee: JOPP HOLDING GMBH, DE
Priority date: 2009-05-08
Filing date: 2009-05-08
Publication date: 2010-11-11
Anticipated expiration: 2029-05-09
Also published as: DE102009020374B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schaltwellenmodul zum Schalten von Gängen in einem Schaltgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, das aus einer Schaltwelle, einer Schaltwalze, Schaltfingern und diversen Rastelementen besteht und sich dadurch auszeichnet, dass die Schaltfinger die Schaltwelle vollständig umfassen und mit der Schaltwalze fest verbunden sind. Durch diese Ausbildung wird erreicht, dass die Positionierung der einzelnen Schaltelemente zueinander sehr exakt ausgeführt werden kann und wenige Fertigungsschritte benötigt werden, so dass ein preisgünstiges Schaltwellenmodul entsteht. Dieses kann wahlweise mit Neutralschalter, der auf die Schaltwelle und/oder die Schaltwalze geclipst wird, ausgerüstet werden.

Description

Für die Beurteilung der Patentfähigkeit in Betracht gezogene Druckschriften:
DE 4110 555 C2
EP 0985 857 B1
DE 101 11 911 A1
DE 10 2005 010 001 A1
DE 102 60 166 A1

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schaltwellenmodul zum Schalten von Gängen in einem Schaltgetriebe insbesondere für Kraftfahrzeuge, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Derartige Schaltmodule sind bekannt aus der DE 4110 555 C2 , EP 0985 857 B1 , DE 101 11 911 A1 , DE 10 2005 010 001 A1 und DE 102 60 166 A1
Diese bestehen zum einen aus einer Schaltwelle und aus mit dieser Schaltwelle direkt oder indirekt verbundenen Schaltfingern, sowie aus Rastelementen, die ebenfalls direkt oder indirekt mit der Schaltwelle verbunden sind. Die Rastelemente sind überwiegend auf einem, die Schaltwelle umgebenden zylindrischen Bauteil (Schaltwalze), das mit der Schaltwelle form- oder/und reibschlüssig verbunden ist, angebracht. Entsprechend dem Stand der Technik sind Ausführungen in der Praxis bekannt, bei denen eine Relativbewegung zwischen Schaltwalze und Schaltwelle in axialer Richtung für das Anwählen der Gänge möglich ist.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Schaltwellenmodul zu schaffen, das alle für das Anwählen und Schalten der Gänge, deren Rastierung und für die Vermeidung von Missbrauch und Fehlern notwendigen Elemente bereitstellt, eine gute Schalt- und Wählcharakteristik besitzt, präzise herstellbar ist und trotzdem geringe Herstellkosten erfordert.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Schaltwellenmodul gemäß den Merkmalen des gekennzeichneten Teils des Anspruchs 1.
Danach umfasst das erfindungsgemäße Schaltwellenmodul eine Schaltwelle und Schaltfinger, die die Schaltwelle vollständig umschließen und mit der Schaltwalze, die weitere Funktionselemente trägt, auf geeignete Weise fest verbunden sind.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben. Durch die Erfindung wird erreicht, dass die Position der verschiedenen Funktionselemente zueinander exakt eingehalten werden kann und die Zahl der Fertigungsschritte auf ein Minimum beschränkt wird, wodurch eine exakte Schaltung mit niedrigen Herstellkosten erzielt wird.
Die Erfindung ist anhand der Abbildungen (Figuren) 1 bis 5 beschrieben.
1 zeigt ein Schaltwellenmodul im Schnitt. Die Schaltwelle (1) besitzt ein Langloch (14) in dem der Zylinderstift (12) geführt wird. Der Zylinderstift (12) sitzt vorzugsweise reibschlüssig mit seinen beiden Enden in dem Schaltfinger (31) und überträgt damit die Drehbewegung der Schaltwelle (1) auf den entsprechenden Schaltfinger (31). Der Schaltfinger (31) ist mit der Schaltwalze verschweißt, so dass die Drehbewegung der Schaltwelle (1) und des Zylinderstifts (12) über den ersten Schaltfinger (31), von diesem auf die Schaltwalze und von dieser auf den zweiten Schaltfinger (32), übertragen wird.
Die Axialbewegung der Schaltwalze (2) erfolgt über den Wählhebel (9). Dieser ist zweischenkelig ausgeführt, wobei der erste Schenkel (91) in die Nut des Koppelelements (10) eingreift, das mit der Schaltwalze (2) fest verbunden ist. Der zweite Schenkel (92) ist mit dem ersten Schenkel (91) form- oder reibschlüssig verbunden, so dass eine Bewegung des zweiten Schenkels (92), der durch einen nicht dargestellten Seilzug bewegt wird, zu einer Axialbewegung der Schaltwalze (2), der Schaltfinger (31, 32) und sonstigen mit der Schaltwalze verbundenen Elementen führt.
Wird der Wählhebel (9) kraftfrei gestellt, bewegt sich die Schaltwalze (2) in eine stabile Position, die durch die Anordnung des Rastelements (4) und des Federelements (15) gegeben ist. Damit dies zuverlässig funktioniert, sind reibungsarme Lagerelemente (13, 131, 132) erforderlich.
Die Bewegungsmöglichkeit der Schaltwalze (2) wird durch die Kulisse (5) und den Kulissenstift (6) begrenzt (2 und 3). Die Kulissenform (5) ist in die Schaltwalze (2) eingearbeitet. Der Kulissenstift (6) ist an seinen beiden Enden in den Gehäuseteilen (71, 72) festgelegt. Die Schaltwelle (1) ist durch zwei Sprengringe (16) axial im Gehäuse (7) festgelegt.
Die 2 zeigt das in 1 beschriebene Schaltwellenmodul in einem zur 1 orthogonalen Schnitt, aus der die Anordnung des Wählhebels (9) und des Kulissenstifts (6) zu erkennen ist.
4 zeigt eine vorteilhafte Weiterbildung des in den 1, 2 und 3 gezeigten Schaltwellenmoduls.
Es fehlt das Langloch (14) (1) in der Schaltwelle (1), welches durch eine Bohrung ersetzt ist. Der Zylinderstift (12) verbindet so Schaltwelle (1) und Schaltfinger (3), sowohl in Dreh- als auch in Axialrichtung.
Eine Bewegung des Wählhebels (9) führt so zu einer Axialbewegung der Schaltwalze (2) und der Schaltwelle (1). Aus diesem Grunde entfallen die Sprengringe (16). Da keine Relativbewegung zwischen den Schaltfingern (3) einerseits und der Schaltwelle (1) erfolgt, können die in 1 dargestellten Lagerelemente (131, 132) entfallen.
Zur automatischen Abschaltung des Motors in Getriebe-Neutralstellung und bei Stillstand des Fahrzeugs wird ein Signalgeber (17) benötigt, der die Neutralposition feststellt. Ein solcher Signalgeber (17) kann zwischen den Schaltfinger (3) oder an anderer Stelle längs der Schaltwalze (2) angeordnet werden, indem dieser durch eine Clips-Verbindung in einer Aussparung der Schaltwalze (2) positionsgenau angeordnet und mit der Schaltwelle (1) oder/und der Schaltwalze (2) so verbunden wird, dass er gegen herausfallen gesichert ist. Die Ausführung eines Schaltwellenmoduls mit einem Signalgeber zeigen beispielhaft 1 und 5(1) und 5(2).
Wird der Schalthebel (8) so am Gehäuse gelagert, dass zwar eine Schwenkbewegung um die Achse der Schaltwelle (1) aber keine Axialverschiebung möglich ist und wenn zwischen Schalthebel (8) und Schaltwelle (1) ein in Umfangsrichtung wirksamer Formschluss z. B. durch ein Formprofil der Schaltwelle besteht, so lassen sich weitere Varianten eines Schaltwellenmoduls konstruieren, die für verschiedene Anwendungsfälle von Vorteil sein können.
Wie gezeigt, können auf der Basis der vorliegenden Erfindung unterschiedlich gestaltete Schaltwellen-Module konstruiert werden, denen eines gemeinsam ist: Präzise Zuordnung der Funktionselemente zueinander, ohne mechanische Nachbearbeitung der Einzelteile und damit niedrige Fertigungskosten.

1: Schaltwelle
2: Schaltwalze
3: Schaltfinger
31: erster Schaltfinger
32: zweiter Schaltfinger
4: Rastelement
5: Kulisse
6: Kulissenstift
7: Gehäuse
71: Gehäusewand außen
72: Gehäusewand innen
8: Schalthebel
9: Wählhebel
91: erster Schenkel
92: zweiter Schenkel
10: Koppelelement zwischen Schaltwalze und Schalthebel
11: Koppelelement Schaltwelle-Schalthebel
12: Zylinderstift
13: Lagerelement
131: Lagerelement erster Schaltfinger
132: Lagerelement zweiter Schaltfinger
15: Federelement
16: Sprengring
17: Signalgeber

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 4110555 C2 [0001, 0001]
- EP 0985857 B1 [0001, 0001]
- DE 10111911 A1 [0001, 0001]
- DE 102005010001 A1 [0001, 0001]
- DE 10260166 A1 [0001, 0001]

Claims

Schaltwellenmodul zum Schalten von Gängen in einem Schaltgetriebe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, bestehend aus einer Schaltwelle, einer Schaltwalze, Schaltfingern, Rastierelementen, einer Schaltkulisse, einem Gehäuse, das der einseitigen Lagerung einer zweiseitig gelagerten Schaltwelle dient, zwei Hebeln, die der Bewegung der Schaltfinger längs der Schaltwellenachse und tangential zur Schaltwellenachse dienen, dadurch gekennzeichnet, das die Schaltfinger (3) die Schaltwelle (1) vollständig umschließen und mit der Schaltwalze (2), die weitere Funktionselemente trägt, auf geeignete Weise fest verbunden sind.
Schaltwellenmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Schaltwelle (1) und der Schaltwalze (2) oder der Schaltwelle (1) und den Schaltfingern (3) eine in Umfangsrichtung formschlüssige oder reibschlüssige Kupplung besteht.
Schaltwellenmodul nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Schaltwelle (1) und mindestens einem Schaltfinger (31, 32) eine Kupplung besteht z. B. in Form eines Zylinderstifts (12) und einer Längsnut in der Schaltwelle (1), die eine Relativbewegung zwischen Schaltwelle (1) und Schaltfinger (31) längs der Schaltwellenachse ermöglichen.
Schaltwellenmodul nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Schaltwelle (1) und der Schaltwalze (2) und/oder einem Schaltfinger (31, 32) eine reib- und/oder formschlüssige Verbindung in Längs- und Umfangsrichtung besteht, die keine Relativbewegung zwischen Schaltwelle und Schaltwalze erlaubt.
Schaltwellenmodul nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der Schaltwalze (2) eine Schaltkulisse (5) angebracht ist, in die ein Kulissenstift (6) hineinragt, der mit dem Gehäuse (7) fest verbunden ist, nur bestimmte Bewegungen der Schaltwalze (2) zulässt und die Kulisse (5) dem Schaltschema entspricht. Die Kulisse (5) kann in die Schaltwalze (2) eingearbeitet sein oder durch ein Zusatzbauteil gebildet werden, das mit der Schaltwalze (2) fest verbunden ist.
Schaltwellenmodul nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in die Schaltwalze (2) Rastkonturen (4) eingeprägt sind oder auf der Schaltwalze (2) Zusatzbauteile befestigt sind, die Rastkonturen (4) tragen.
Schaltwellenmodul nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe eines Wählhebels (9), der zwei Schenkel (91, 92) besitzt und bei dem ein Schenkel (91) in das Koppelelement (10), das mit der Schaltwalze (2) fest verbunden ist, eingreift und der zweite Schenkel (92) durch einen Wählzug bewegt wird, eine Bewegung der Schaltwalze (2) in Längsrichtung der Schaltwellenachse eingeleitet wird.
Schaltwellenmodul nach den Ansprüchen 1 und 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe eines Wählhebels (9) und einem entsprechenden Koppelungselement (10), das mit der Schaltwelle (1) direkt oder indirekt verbunden ist, die Baueinheit Schaltwelle (1), Schaltwalze (2) und Schaltfinger (3) gemeinsam längs der Achse der Schaltwelle (1) bewegt werden kann.
Schaltwellenmodul nach dem Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schalthebel (8) auf der Schaltwelle (1) reib- oder formschlüssig so angeordnet ist, dass durch die Bewegung des Schalthebels (8), die Schaltwelle (1) in eine Drehbewegung versetzt werden kann.
Schaltwellenmodul nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalthebel (8) mit der Schaltwelle (1) durch eine Stift-Wellen-Verbindung gesichert wird, wobei der Stift ein Kerbstift sein kann.
Schaltwellenmodul nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalthebel (8) die Schaltwelle (1) vollständig umfasst und so am Gehäuse (7) gelagert ist, dass keine Relativbewegung zwischen Gehäuse (7) und Schalthebel (8) in Richtung der Schaltwelle (1) möglich ist und dass zwischen Schaltwelle (1) und Schalthebel (8) eine Relativbewegung in Längsachse der Schaltwelle (1) möglich ist und gleichzeitig eine Kopplung zwischen der Schaltwelle (1) und dem Schalthebel (8) in Drehrichtung vorliegt.
Schaltwellenmodul nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Aussparung der Schaltwalze (2) ein Signalgeber (17) angeordnet ist, der mit der Schaltwelle (1) und/oder der Schaltwalze (2) durch eine Rastverbindung oder auf andere Weise unverlierbar und positionsgenau befestigt ist.