DE102009048269A1

DE102009048269A1 - Schaltvorrichtung zur Verwendung in einem Schaltgetriebe

Info

Publication number: DE102009048269A1
Application number: DE200910048269
Authority: DE
Inventors: Andreas Konopka; Uwe Schwarz
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-10-05
Filing date: 2009-10-05
Publication date: 2011-04-07

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung (1, 31) zur Verwendung in einem Schaltgetriebe, umfassend einen Trägerkörper (3, 33, 63, 65) und eine Rastierkontur (5, 35), wobei in den Trägerkörper (3, 33, 63, 65) eine Nut (7, 37, 65, 67) eingebracht ist, in der die Rastierkontur (5, 35) eingesetzt und axial gesichert ist. Hierdurch kann die Rastierkontur (5, 35) kostengünstig und einfach an dem Trägerkörper (3, 33, 63, 65) befestigt werden.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung mit einer Rastierkontur zur Verwendung in einem Schaltgetriebe. Eine derartige Schaltvorrichtung dient der Unterstützung des Gangwechsels in einem Getriebe und soll einem Nutzer ein komfortables Schaltgefühl vermitteln.
Hintergrund der Erfindung
Eine Schaltvorrichtung der eingangs genannten Art ist beispielsweise in der DE 101 23 961 A1 offenbart. Diese Schaltvorrichtung weist wenigstens ein zumindest entlang seiner Längsachse im Schaltgetriebe verschiebbares Schaltelement auf. Für die verschiebbare Lagerung des Schaltelements ist eine Gleithülse vorgesehen. Die Gleithülse ist mit einer Rastierkontur ausgebildet, die eine Rastvertiefung aufweist. Die Rastierkontur ist in der DE 101 23 961 A1 als Gegenstück zu einem Rastbolzen ausgestaltet, wobei der Rastbolzen in die Rastvertiefung der Rastierkontur eingreift. Die Rastierkontur ist entweder direkt in einem Kunststoff an der Gleithülse ausgeformt oder als ein Stahlteil durch Stanz- oder Prägeverfahren hergestellt. Das Stahlteil kann in der Gleithülse derart verankert werden, dass es bei der Herstellung der Gleithülse zumindest teilweise von dem Kunststoff umspritzt bzw. umgossen wird.
Eine derartige Fixierung gemäß der DE 101 23 961 A1 bietet zwar einen sicheren Halt einer Rastierkontur an einem Trägerkörper, allerdings ergeben sich durch die aufwändige Fertigung erhöhte Herstellungskosten.
Aufgabe der Erfindung
Es ist demnach eine Aufgabe der Erfindung, eine Schaltvorrichtung mit einer konstengünstig und einfach montierten Rastierkontur zur Verwendung in einem Kraftfahrzeuggetriebe anzugeben.
Lösung der Aufgabe
Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Schaltvorrichtung mit der Merkmalskombination gemäß Anspruch 1.
Demnach umfasst die Schaltvorrichtung zur Verwendung in einem Schaltgetriebe einen Trägerkörper und eine Rastierkontur, wobei in den Trägerkörper eine Nut eingebracht ist, in der die Rastierkontur eingesetzt und axial gesichert ist.
In einem ersten Schritt geht die Erfindung von der Tatsache aus, dass es bislang als notwendig erachtet wurde, die Rastierkonturen am Trägerkörper fest zu verankern. Hierzu wurde die Rastierkontur durch Aufschweißen oder Aufschrauben am Trägerkörper befestigt. Derartige Befestigungsmöglichkeiten bieten einen sicheren Halt der Rastierkontur. Nachteilig hierbei ist allerdings, dass beispielsweise bei einem Schweißvorgang zum Anbringen einer Rastierkontur an einen Trägerkörper ein Schweißverzug entstehen kann, so dass sich die vorgenannten Komponenten nicht an der vorgesehenen Position befinden. Eventuelle Schweißspritzer oder Schweißperlen wirken sich nachteilig auf das Schaltgefühl aus und müssen entfernt werden. Zum Aufschrauben sind zusätzliche Befestigungselemente notwendig. Bei einer Anbringung mittels eines zusätzlichen Befestigungselementes ist zudem ein erhöhter Platzbedarf innerhalb eines Getriebes notwendig.
Unter Berücksichtigung des Vorgenannten geht die Erfindung in einem zweiten Schritt von der Überlegung aus, dass zum Einbringen einer Rastierkontur in einen oder an einem Trägerkörper eine Möglichkeit gefunden werden muss, einen genügenden Halt der Rastierkontur zu gewährleisten, ohne die Herstellungskosten und den Aufwand unnötig zu erhöhen.
Die geschilderten Nachteile der vorgenannten Fertigungs- und Montageschritte können überraschend einfach umgangen werden, indem eine Schaltvorrichtung verwendet wird, bei welcher die Rastierkontur schlicht in eine Nut des Trägerkörpers eingesetzt ist. Dabei überwindet die Erfindung den bisherigen Vorbehalt der Fachwelt, die Rastierkontur fest am Trägerkörper zu verankern. Die Erfindung erkennt nämlich, dass die Rastierkontur im Einbauzustand durch eine stets vorhandene, drückende Arretierung, die beim Schaltvorgang entlang der Rastierkontur geführt wird, bereits fest am Trägerkörper gehalten wird.
Eine Nut, in der die Rastierkontur gehalten ist, genügt insofern bereits den Anforderungen, die bezüglich der Befestigung der Rastierkontur am Trägerkörper gestellt werden. Zum Halt der Rastierkontur in der Nut ist allenfalls eine leichte Presspassung vorzusehen, um sicherzustellen, dass die Rastierkontur während der Endmontage nicht aus der Nut fällt. Gegebenenfalls genügen auch bewußt zugelassene Fertigungstoleranzen zum Halt der eingesetzten Rastierkontur in der Nut. Die Nut als solche braucht insofern lediglich so ausgestaltet zu werden, dass die eingesetzte Rastierkontur vor einem Herausfallen gesichert ist. Zur axialen Sicherung der Rastierkontur in der Nut genügt ein entsprechend vorgesehener Kraft- oder bevorzugt ein Formschluss. Ein Befestigungsmittel zur Sicherung gegen ein Abziehen der Rastierkontur vom Trägerkörper weg kann gänzlich entfallen. Insbesondere ist auf ein aufwändiges Verankerungsmittel der Rastierkontur in der Unterlage, d. h. im Trägerkörper, verzichtet. Diese Funktion übernimmt im Einbauzustand die gegen die Rastierkontur drückende Arretierung.
Die angegebene Schaltvorrichtung umfasst somit einen Trägerkörper, eine Rastierkontur und eine in den Trägerkörper eingebrachte Nut, in welcher die Rastierkontur eingesetzt ist. Die Nut und die darin eingesetzte Rastierkontur können gemeinsam auch als eine Rastiervorrichtung bezeichnet werden.
Der Trägerkörper, der von der Schaltvorrichtung umfasst ist, dient insbesondere als ein Verbindungsglied zwischen zwei Schaltelementen. Dazu kann an ihm eine Führung ausgebildet sein, über welche der Trägerkörper mit einer Schaltstange oder einer Schaltwelle verbunden ist. Der Trägerkörper selbst kann aus verschiedenen metallischen Werkstoffen, wie beispielsweise aus Aluminium oder auch aus Metall-Legierungen gefertigt sein.
Die Nut kann insbesondere in Form eines Aufsatzes, d. h. eines separaten Bauteils, auf dem Trägerkörper angebracht sein. Die Nut kann auch direkt in den Trägerkörper eingebracht sein. Eine einteilige Fertigung bietet insbesondere den Vorteil einer kostengünstigen Herstellung und einfachen Montage.
Die Rastierkontur selbst ist in bekannter Art und Weise für den Eingriff von Betätigungselementen, wie beispielsweise von Rastbolzen oder einer Arretierung, ausgestaltet. Die Oberfläche der Rastierkontur ist insofern entsprechend der Ausgestaltung des Betätigungselements mit einer Anzahl von passend geformten Rastvertiefungen ausgestaltet.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Rastierkontur im Wesentlichen die gleiche Breite wie die Nut auf. Dadurch kann die Rastierkontur leicht in die Nut eingebracht werden. Aufgrund von Fertigungstoleranzen und insofern kleinen Maßtoleranzen wird die Rastierkontur dann in der Nut gehalten.
Vorteilhafterweise ist die Rastierkontur in der Nut, insbesondere am Nutgrund, durch eine Steckverbindung axial gesichert. Als Steckverbindung sind unterschiedliche Ausgestaltungen möglich. Beispielsweise können in die Nut Vertiefungen eingebracht sein, in die an der Rastierkontur angebrachte Eingriffsmittel eingesteckt werden. Das bietet die Möglichkeit, die beiden Komponenten sicher zueinander zu positionieren. Über die Steckverbindung kann ein zusätzlicher Halt erzielt werden, wenn eine leichte Presspassung der Eingriffsmittel in den Bohrungen vorgesehen ist. Durch eine axial sichernde Steckverbindung wird ein Verrutschen der Rastierkontur während eines Schaltvorgangs sicher verhindert.
Zur vorgenannten Positionierung und axial sicheren Fixierung der Rastierkontur in der Nut des Trägerkörpers weist die Nut bevorzugt an ihrem Nutgrund eine Anzahl von Bohrungen und die Rastierkontur eine Auflagefläche mit einer Anzahl von Zapfen auf, wobei die Zapfen in den Bohrungen aufgenommen sind. Hierbei kann die Anzahl der Zapfen variieren. Die Zapfen können an sich auf verschiedene Weise in oder an oder auf der Rastierkontur angebracht sein. Die Zapfen können beispielsweise auf die Auflagefläche durch eine Klebung oder mittels einer Schraubverbindung aufgebracht sein. Insbesondere können die Zapfen auch direkter Bestandteil der Auflagefläche sein.
Vorteilhafterweise sind die Zapfen als Durchdrückungen ausgebildet. Eine Durchdrückung kann in einfacher Art und Weise während der Fertigung der Rastierkontur in diese eingebracht werden. Eine Durchdrückung bietet sich insbesondere für den Fall einer aus Blech gefertigten Rastierkontur an. Die Rastierkontur ist insofern einteilig gefertigt.
Eine weiter bevorzugte Befestigungsmöglichkeit bietet sich durch eine Nut, die an ihrem Nutgrund als Zapfen eine Anzahl von Nadelrollen aufweist, wobei die Rastierkontur eine Auflagefläche mit einer Anzahl von Bohrungen aufweist, in welchen die Nadelrollen aufgenommen sind. Die Nadelrollen können insbesondere in den Nutgrund eingepresst und die Rastierkontur abschließend mit ihren Bohrungen unter leichter Verpressung den Nadelrollen aufgesetzt werden.
Zum axialen Halt in der Nut weist die Rastierkontur alternativ, insbesondere an ihren Seiten, eine Anzahl von Aussparungen auf, in die Trägerkörpermaterial eingepresst ist. Zur Montage wird die Rastierkontur zunächst in die Nut eingesetzt. Anschließend wird das Material des Trägerkörpers an den Nuträndern verpresst, wodurch Trägerkörpermaterial in die Ausnehmungen verbracht wird. Dadurch wird auf einfache Weise mittels Formschluss ein Verrutschen der Rastierkontur entlang der Nut verhindert.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Nutgrund breiter als die Nutöffnung ausgestaltet. Hierdurch kann eine in die Nut z. B. seitlich eingeführte Rastierkontur gehalten werden, ohne dass die Gefahr eines Herausfallens senkrecht zur Einbringrichtung besteht. Die Rastierkontur wird bevorzugt nach der Einbringung in die Nut zusätzlich durch ein Verpressen oder Verquetschen des Trägerkörpers bzw. der Nut gesichert. Für die Ausgestaltung der Nut sind bevorzugt T-förmige oder schwalbenschwanzförmige Querschnitte vorgesehen.
Insgesamt bieten die einzelnen Ausgestaltungen der Nut und der Rastierkontur oder eine Kombination der einzelnen Ausgestaltungen eine Vielzahl von Möglichkeiten, die Rastierkontur in einer einfach ausgestalteten Nut axial zu halten.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine Schaltvorrichtung mit einem Trägerkörper mit einer Nut und einer Rastierkontur vor der Montage,
2 die Schaltvorrichtung gemäß 1 nach der Montage der Rastierkontur,
3 eine Schaltvorrichtung mit einem Trägerkörper mit einer Nut und einer Rastierkontur vor der Montage, wobei die Rastierkontur an ihren Seiten Ausnehmungen aufweist,
4 die Schaltvorrichtung gemäß 3 unmittelbar bei der Montage,
5 die Schaltvorrichtung gemäß 3 nach der abgeschlossenen Montage der Rastierkontur,
6 schematisch einen Schnitt durch einen Trägerkörper mit einer Nut mit T-förmigem Querschnitt, und
7 schematisch einen Schnitt durch einen weiteren Trägerkörper mit einer Nut mit einem schwalbenschwanzförmigen Querschnitt.
Gleiche Komponenten in den einzelnen Ausführungsbeispielen der Zeichnung erhalten dabei die gleichen Bezugszeichen.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
1 zeigt eine Schaltvorrichtung 1 mit einem Trägerkörper 3, einer Rastierkontur 5 und einer in den Trägerkörper 3 eingebrachten Nut 7 vor dem Einsetzen der Rastierkontur 5. In 2 ist die Schaltvorrichtung 1 gemäß 1 mit in die Nut 7 eingesetzter Rastierkontur 5 zu sehen.
Der Trägerkörper 3 gemäß den 1 und 2 ist als Verbindung zwischen zwei Schaltelementen 9, 11 gegebenen, wobei das erste Schaltelement 9 als ein Schaltmaul und das zweite Schaltelement 11 als eine Schaltgabel ausgebildet ist. Das Schaltmaul 9 dient dem Eingriff eines hier nicht gezeigten Schaltfingers. Die Schaltgabel 11 wirkt mit entsprechenden Schiebemuffen zusammen.
Der Trägerkörper 3 ist beispielsweise aus Aluminium gefertigt und mit einer Führung 13 in Gestalt einer durchgehenden Bohrung ausgebildet, über die der Trägerkörper 3 auf einer nicht gezeigten Schaltstange positioniert werden kann.
Die Nut 7, die in Querrichtung (in 1 von oben nach unten) im Wesentlichen die gleiche Breite wie die Rastierkontur 5 aufweist, weist an ihrem Nutgrund 15 zwei Bohrungen 17 auf. Die Rastierkontur 5 ist an ihrer Auflagefläche 19 mit zwei als Durchdrückungen ausgebildeten Zapfen 21 versehen, von denen die Rückseite ersichtlich wird. Nach der Montage (2) sind die Durchdrückungen bzw. Zapfen 21 in den Bohrungen 17 im Nutgrund 15 aufgenommen. Die Durchdrückungen werden bei der Montage leicht in die Bohrungen 17 gepresst. Nach der Montage ist die Rastierkontur 5 somit durch die erzielte Steckverbindung gegen ein axiales Verschieben entlang der Nut 7 gesichert. Senkrecht zum Trägerkörper 3 kann die Rastierkontur 5 leicht abgezogen werden. Die Rastierkontur 5 wird im Einbauzustand zusätzlich mittels einer in den 1 und 2 nicht gezeigten Arretierung fest an den Trägerkörper 3 gedrückt.
In 3 ist eine weitere Schaltvorrichtung 31 mit einem Trägerkörper 33, einer Rastierkontur 35 und einer in den Trägerkörper 33 eingebrachten Nut 37 vor der Montage gezeigt. Im Unterschied zu 1 und 2 weist die Rastierkontur 35 zur zusätzlichen Sicherung in der Nut 37 an ihren Seiten jeweils eine Anzahl von Ausnehmungen 39 auf. Ansonsten unterscheidet sich die Ausgestaltung der Schaltvorrichtung 31 im Wesentlichen nicht von der Ausgestaltung der Schaltvorrichtung 1 in den 1 und 2. Auch die Schaltvorrichtung 31 gem. 3 zeigt einen Trägerkörper 33, der die Verbindung zwischen einem Schaltmaul 41 und einer Schaltgabel 43 darstellt. Innerhalb des Trägerkörpers 37 ist ebenfalls eine Führung 45 ausgebildet, über welche der Trägerkörper 33 auf einer Schaltstange positioniert werden kann.
Die Nut 37 ist vorliegend ohne weitere Befestigungsmittel mit einem ebenen Nutgrund 47 ausgestaltet. Die Rastierkontur 35 weist eine entsprechend ebene Auflagefläche sowie mit der Nut 37 im Wesentlichen übereinstimmende Abmessungen auf. Zur Montage wird die Rastierkontur 35 zunächst in die Nut 37 eingesetzt (4). Nach dem Einsetzen wird die Nut 37 an den Längsseiten, d. h. an den Seiten 51 der Rastierkontur 35, an welcher die Ausnehmungen 39 eingebracht sind, verpresst. Dadurch wird von den Seiten 51 der Nut 37 Trägerkörpermaterial in die Ausnehmungen 39 verbracht, so dass die Rastierkontur 35 fest und zusätzlich axial gesichert in der Nut 37 gehalten ist. Dies ist aus 5 ersichtlich.
Die 6 und 7 zeigen jeweils schematisch einen Schnitt durch einen Trägerkörper 61, 63 mit einer Nut 65, 67, wobei der Nutgrund 69, 71 breiter ausgestaltet ist, als die Nutöffnung 73, 75. Bei diesen Ausgestaltungen wird zusätzlich verhindert, dass die eingesetzte Rastierkontur nach oben (von der Nut 65, 67 weg) abgezogen werden kann oder herausfällt.
In 6 ist eine im Querschnitt T-förmige Ausgestaltung der Nut 69 zu sehen. Die Seiten 77 der Nut 65 weisen einen Vorsprung 79 auf, so dass eine eingebrachte Rastierkontur in der Nut 65 gehalten werden kann.
Die Nut 67 in 7 weist einen schwalbenschwanzförmigen Querschnitt auf, wozu die Seiten 81 entsprechend ausgebildet sind. Die Nut 67 verjüngt sich in Richtung zur Nutöffnung 75. Die schwalbenschwanzförmige Ausgestaltung bietet aufgrund der verengten Nutöffnung 75 ebenfalls die Möglichkeit, eine Rastierkontur auf einfache Art und Weise in einer Nut 67 zu halten.
In beiden Ausgestaltungen gem. 6 und 7 können als Mittel zur axialen Sicherung entlang der Nut die durch die 1 bis 5 vorgesehenen Mittel eingebracht sein.
Insbesondere kann in beiden Ausgestaltungen in den Nuten 65 und 76 nach dem Einsetzen der Rastierkontur auch eine Verpressung der Seiten 77 bzw. 81 nach innen vorgenommen werden.
Bezugszeichenliste

1: Schaltvorrichtung
3: Trägerkörper
5: Rastierkontur
7: Nut
9: Schaltelement/Schaltmaul
11: Schaltelement/Schaltgabel
13: Führung
15: Nutgrund
17: Bohrungen
19: Auflagefläche
21: Zapfen
31: Schaltvorrichtung
33: Trägerkörper
35: Rastierkontur
37: Nut
39: Ausnehmungen
41: Schaltelement/Schaltmaul
43: Schaltelement/Schaltgabel
45: Führung
47: Nutgrund
49: Auflagefläche
51: Seiten der Nut
53: Trägerkörpermaterial
61: Trägerkörper
63: Trägerkörper
65: Nut
67: Nut
69: Nutgrund
71: Nutgrund
73: Nutöffnung
75: Nutöffnung
77: Seiten der Nut
79: Vorsprung
81: Seiten der Nut

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10123961 A1 [0002, 0002, 0003]

Claims

Schaltvorrichtung (1, 31) zur Verwendung in einem Schaltgetriebe, umfassend einen Trägerkörper (3, 33, 63, 65) und eine Rastierkontur (5, 35), wobei in den Trägerkörper (3, 33, 63, 65) eine Nut (7, 37, 65, 67) eingebracht ist, in der die Rastierkontur (5, 35) eingesetzt und axial gesichert ist.
Schaltvorrichtung (1, 31) nach Anspruch 1, wobei die Rastierkontur (5, 35) im Wesentlichen die gleiche Breite wie die Nut (7, 37, 65, 67) aufweist.
Schaltvorrichtung (1, 31) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Rastierkontur (5, 35) in der Nut (7, 37, 65, 67), insbesondere am Nutgrund (15, 47, 69, 71), durch eine Steckverbindung axial gesichert ist.
Schaltvorrichtung (1, 31) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Nut (7, 37, 65, 67) an ihrem Nutgrund (15, 47, 69, 71) eine Anzahl von Bohrungen (17) aufweist, und wobei die Rastierkontur (5, 35) eine Auflagefläche (19, 49) mit einer Anzahl von Zapfen (21) aufweist, die in den Bohrungen (17) aufgenommen sind.
Schaltvorrichtung (1, 31) nach Anspruch 4, wobei die Zapfen (21) als Durchdrückungen ausgebildet sind.
Schaltvorrichtung (1, 31) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Nut (7, 37, 65, 67) an ihrem Nutgrund (15, 47, 69, 71) als Zapfen (21) eine Anzahl von Nadelrollen aufweist, und wobei die Rastierkontur (5, 35) eine Auflagefläche (19, 49) mit einer Anzahl von Bohrungen (17) aufweist, in welchen die Nadelrollen aufgenommen sind.
Schaltvorrichtung (1, 31) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Zapfen (21) in die Bohrungen (17) eingepresst sind.
Schaltvorrichtung (1, 31) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rastierkontur (5, 35) eine Anzahl von Ausnehmungen (39) aufweist, in die Trägerkörpermaterial (53) eingepresst ist.
Schaltvorrichtung (1, 31) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Nutgrund (15, 47, 69, 71) breiter als die Nutöffnung (73, 75) ausgestaltet ist.