DE102010034283A1

DE102010034283A1 - Schaltvorrichtung für ein Zahnräderwechselgetriebe

Info

Publication number: DE102010034283A1
Application number: DE102010034283A
Authority: DE
Inventors: Thomas Kleiber
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-08-13
Filing date: 2010-08-13
Publication date: 2012-02-16

Abstract

Baueinheit eines Kraftfahrzeugzahnräderwechselgetriebes mit einem Schaltelement 43 zum Schalten von Gangstellungen des Getriebes und einer Schaltarretierung 17 zur Erzeugung von Schaltkräften, die fest mit dem Schaltelement 43 verbunden ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Baueinheit für ein mehrgängiges Zahnräderwechselgetriebe eines Fahrzeugs.
Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Baueinheit eines Kraftfahrzeugzahnräderwechselgetriebes mit einem Schaltelement zum Schalten von Gangstellungen des Getriebes und einer Schaltarretierung zur Erzeugung von Schaltkräften. Mit dem Schaltelement sind Schaltgabeln betätigbar, die in Schiebemuffen von Synchronisiereinrichtungen eingreifen, um über Kuppelelemente Losräder mit der Haupt- oder Vorgelegewelle des Getriebes zu kuppeln. Die Schaltgabeln sind zumeist drehstarr auf Schaltstangen angeordnet. Alternativ dazu können als Schaltschwingen gestaltete Schaltgabeln axial verschiebbar und/oder verdrehbar zum Schaltelement angeordnet werden. Die Betätigung der Schaltgabeln erfolgt beispielsweise mittels an dem Schaltelement angeordneter Schaltfinger, die formschlüssig in mit der jeweiligen Schaltgabel oder Schaltschwinge verbundene Schaltarme eingreifen und so eine Verschiebung der Schaltgabeln ermöglichen.
Eine gattungsgemäße Baueinheit geht beispielsweise aus DE 10 2008 061 894 A1 hervor, die einen Kunststoffdeckel für ein Getriebe offenbart. In dem Deckel ist eine Schaltwelle als Schaltelement gelagert, und eine im Deckel angeordnete, gegen ein auf der Schaltwelle angeordnetes Rastblech vorgespannt. Die Baueinheit ist vom Kaltstart im Winter bis hin zu Dauerbetrieb im Sommer erheblichen Temperaturdifferenzen ausgesetzt. Unter allen Betriebsbedingungen muss gewährleistet sein, dass die Schaltarretierung aus Metall trotz ihres anderen thermischen Ausdehnungskoeffizienten sicher im Kunststoffgehäuse abdichtet. Zusätzliche Dichtmaßnahmen sind daher oft unvermeidlich.
Eine weitere Baueinheit ist in DE 10 2008 053 251 A1 offenbart. Die Schrift zeigt eine einfach herzustellende Schaltwelle aus Flachmaterial mit mehreren Ausnehmungen bzw. Aufnahmeöffnungen, mit denen andere Getriebebauteile wechselwirken. Ebenfalls ist eine Lochung zur Aufnahme einer Arretierung oder eines Rastierblechs vorgesehen. Die Schaltwelle ist besonders einfach herzustellen, weil Schweiß- und Pressverbände erfindungsgemäß vermieden werden sollen. Die Fixierung separat hergestellter Bauteile muss daher ebenfalls im Gehäuse erfolgen.
Zusammenfassung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Baueinheit zu schaffen, die eine einfache Abdichtung der Schaltarretierung zum Getriebegehäuse ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Baueinheit nach Anspruch 1 gelöst. Durch die ortsfeste Fixierung der Schaltarretierung auf dem Schaltelement kann auf eine Getriebegehäusebohrung gänzlich verzichtet werden. Im Gegenzug wird die Kontur, gegen die die Schaltarretierung vorgespannt ist, statt auf der Schaltwelle im Inneren eines Schaltdoms oder des Getriebegehäuses angeordnet. Für die Kontur ist keine Aufnahme im Getriebegehäuse erforderlich, so dass dieses aus einem anderen Material als das hoch belastete Schaltelement hergestellt werden kann, ohne eine zusätzliche Dichtung zu erfordern.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Schaltarretierung in dem Schaltelement verpresst. Weist die Schaltarretierung ein beispielsweise leicht konisches Gehäuse auf, über das sie verpresst wird, können Fertigungsungenauigkeiten ausgeglichen werden.
Die Erfindung betrifft vorzugsweise ein Schaltelement, das aus Flachmaterial ausgebildet ist und einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Eine derartige Schaltschiene lässt sich auf einfache Weise aus einem Blech, vorzugsweise Stahlblech, stanzen. Sie lässt sich bereits bei seiner Herstellung in einem Verfahrensschritt mit einer zusätzlichen Ausnehmung für die Schaltarretierung versehen. Zusätzliche Bearbeitungsschritte oder gar eine nachträgliche spanabhebende Bearbeitung entfallen damit. Eine derartige Baueinheit erspart das Einbringen einer Bohrung in ein die Baueinheit aufnehmendes Getriebegehäuse. Im Getriebegehäuse oder einem anderen zu diesem festen Bauteil braucht lediglich eine Rastkontur angeordnet sein, gegen die die Schaltarretierung vorspannbar ist.
Die Schaltarretierung kann mit dem Schaltelement verschraubt, verpresst, verbördelt, verschweißt oder auf andere Weise verbunden sein. Zweckmäßigerweise weist die Schaltarretierung dazu ein Gehäuse auf, über das sie an dem Schaltelement befestigt ist. In einer Variante weist das Außengehäuse der Arretierung einen Ringabsatz oder einen anderen Anschlag auf, bis zu dem die Schaltarretierung radial in eine Ausnehmung eines axial gerichteten Schaltelements eingeschoben werden kann. Diese sichern somit die Einbauposition und können gleichzeitig als Angriffsfläche für ein Montagewerkzeug dienen.
In einer Ausgestaltung der Erfindung greift ein mit der Schaltarretierung verbundener Stift in eine Schaltführung ein, die die möglichen Schaltbewegungen des Getriebes vorgibt. Rückseitig zur Schaltführung sind Sensoren angeordnet, so dass die Schaltführung zwischen den Sensoren und dem Schaltelement angeordnet ist. Der Stift erfüllt somit eine Doppelfunktion, indem er sowohl die Führung sicherstellt als auch als Messobjekt für den Sensor fungiert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung einer Schaltvorrichtung,
2 eine vergrößerte perspektivische Darstellung der im Schaltdom angeordneten Schaltarretierung mit einem Stift als Messobjekt und den zusammenwirkenden Bauteilen,
3 eine vergrößerte perspektivische Darstellung der Platine aus 2,
4 eine rückseitige Ansicht der Schaltführung aus 2,
5 einen Querschnitt durch die Schaltvorrichtung nach 1 in Neutralstellung,
6 einen Querschnitt durch die Schaltvorrichtung nach 1 in geschalteter Gangstellung,
7 einen Längschnitt der Schaltarretierung der Schaltvorrichtung nach 1.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
In der 1 ist eine Schaltvorrichtung 1 mit einem Schaltdom 2 dargestellt, der mit einem nicht dargestellten Getriebegehäuse fest verbindbar ist. Eine Schaltwelle 3 ist axial verschiebbar und in Umfangsrichtung verdrehbar zum Getriebegehäuse über Lager 4 gelagert, wobei ein Lager 4 am Schaltwellenende 5 zur direkten Abstützung am Getriebegehäuse und das andere Lager im Inneren des Schaltdoms 2 aus Kunststoff angeordnet ist. Die Schaltwelle 3 ist als aus Flachmaterial gestanzte Schlüsselwelle in ihrem Querschnitt im Wesentlichen rechteckig, wobei die Seitenflächen 6, 7 breiter sind als die Flanken 8, 9. Senkrecht zur Seitenfläche 6 sind zwei Schaltfinger 10 zur Betätigung von nicht dargestellten Schaltelementen wie Schaltgabeln angeordnet. Die Schaltwelle 3 wird über ein an einem ersten Kugelgelenk 11 eines Wählhebels 12 angreifendes, nicht dargestelltes Kabel axial verschoben. Über ein weiteres, ebenfalls nicht dargestelltes Kabel, das an einem zweiten, auf einem Schalthebel 14 angeordneten Kugelgelenk 13, angreift, wird eine Drehbewegung erzeugt, die durch ein Schaltgewicht 15 vergleichmäßigt wird.
Die Schaltwelle 3 weist eine Durchgangsausnehmung 16 auf, in der eine Schaltarretierung 17 verpresst ist. Die Schaltarretierung 17 weist eine in einem Arretiergehäuse 18 geführte, gegen eine Rastkontur 19 federvorgespannte Rastkugel als Rastelement 32 auf. Die Rastkontur 19 ist gehäusefest am Schaltdom 2 angeordnet. Sie ist als ein Blechstück ausgebildet, in das kaltumformtechnisch ein dreidimensionales Höhenprofil (2) eingebracht wurde. An seinen seitlichen Rändern weist die Rastkontur 19 Abkantungen 20 auf, über die sich die Rastkontur 19 formschlüssig an einem Adapter 21 abstützt, der mit einem Flansch 22 den Schaltdom 2 bildet. Über die Abkantungen 20 wird eine sichere, formschlüssige Verbindung zwischen der Rastkontur und dem Schaltdom 2 erzielt.
Das zylindrische Arretiergehäuse 18 weist auf seiner von der Rastkugel abgewandten Stirnseite einen Stift 23 als Messobjekt auf. Er begrenzt außerdem als Führungselement mechanisch die möglichen Schaltbewegungen des Fahrers in einer Schaltführung 24. Die Schaltführung 24 weist eine Wählgasse 25 und drei Schaltgassen 26 auf und ist in ein Blechformteil 27 eingebracht, das ein dreidimensionales Profil aufweist. Die zur Wählgasse 25 parallel verlaufenden Flanken 28 des in etwa U-förmigen Blechformteils 27 sind symmetrisch zueinander ausgebildet und verlaufen in der Höhe versetzt zur Schaltführung 24. Zwischen den Flanken 28 ist ein Träger 29 in Form einer Platine mit Spulen 30, 31 so angeordnet, dass der Träger 29 von dem in die Schaltführung 24 eingreifenden Stift 23 in jeder Schaltstellung beabstandet ist. Die Platine 29 ist durch nicht dargestellte Sicherungsmittel an dem Blechformteil 27 verliersicher gehalten.
Wie aus den 3 und 4 hervorgeht, ist die Platine mit Sensoren 30, 31 unterschiedlicher räumlicher Ausdehnung versehen. Der erste Sensor 30 erfasst den gesamten Bereich der Wählgasse 25, so dass bei dieser Anordnung mittels des Sensors 30 lediglich eine Aussage darüber getroffen werden kann, ob der Stift 23 in der Neutralstellung positioniert ist oder nicht. Die Stellung des Rückwärtsgangs wird durch den zweiten Sensor 31 erfasst.
7 zeigt die Schaltarretierung 17 mit einem Rastelement 32 in Form einer Rastkugel. Das Rastelement 32 ist durch Wälzkörper 33 in einem Rastbolzen 34 gelagert, und der Rastbolzen 34 ist mittels eines Wälzlagers 35 in einem Innengehäuse 36 gelagert und axial verschieblich. Das Innengehäuse 36 ist topfartig mit einem Boden 37 ausgebildet, wobei der Boden 37 mehrere ringförmige Stufen 38a, 38b, 38c aufweist. Die Stufe 38c zentriert und führt die Feder 39, so dass die Gefahr eines Verkippens reduziert ist. Die Stufe 38a dient als Anschlag zur Wegbegrenzung für die Axialbewegung des Wälzlagers 35 mit dem Rastbolzen 34. Die Stufe 38b führt ein Formteil 40, das zwischen dem Innengehäuse 36 und einem Außengehäuse 41 angeordnet ist. Das Formteil 40 ist beispielsweise aus einem Kunststoff hergestellt und hintergreift mit einem Bord 42 das Außengehäuse 41. Der Bord 42 ist zusätzlich durch nicht dargestellte Laschen gesichert. Das Formteil 40 ist rotationssymmetrisch ausgebildet und weist nach außen hin einen mittig angeordneten und einteilig mit dem Formteil 40 hergestellten Stift 23 als Mittel zur Gassenführung auf.
Die 5 und 6 stellen einen Querschnitt der Schaltvorrichtung 1 mit einer nur schematisch dargestellten Schaltarretierung 17 dar.
Bezugszeichenliste

1: Schaltvorrichtung
2: Schaltdom
3: Schaltwelle
4: Lager
5: Schaltwellenende
6: Seitenfläche
7: Seitenfläche
8: Flanke
9: Flanke
10: Schaltfinger
11: erstes Kugelgelenk
12: Wählhebel
13: zweites Kugelgelenk
14: Schalthebel
15: Schaltgewicht
16: Durchgangsausnehmung
17: Schaltarretierung
18: Arretiergehäuse
19: Rastkontur
20: Abkantung
21: Adapter
22: Flansch
23: Stift
24: Schaltführung
25: Wählgasse
26: Schaltgasse
27: Blechformteil
28: Flanken
29: Platine
30: Sensor
31: Sensor
32: Rastelement
33: Wälzkörper
34: Rastbolzen
35: Wälzlager
36: Innengehäuse
37: Boden
38a: Stufe
38b: Stufe
39c: Stufe
39: Feder
40: Formteil
41: Außengehäuse
42: Bord
43: Schaltelement
44: Führungselement

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 102008061894 A1 [0003]
DE 102008053251 A1 [0004]

Claims

Baueinheit eines Kraftfahrzeugzahnräderwechselgetriebes mit einem Schaltelement (43) zum Schalten von Gangstellungen des Getriebes und einer Schaltarretierung (17) zur Erzeugung von Schaltkräften, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltarretierung (17) fest mit dem Schaltelement (43) verbunden ist.
Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltarretierung (17) in dem Schaltelement (43) verpresst ist.
Baueinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltarretierung (17) ein Gehäuse aufweist, über das sie in einer Durchgangsausnehmung (16) des Schaltelements (43) fixiert ist.
Baueinheit nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (43) aus Flachmaterial ausgebildet ist.
Baueinheit nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltarretierung (17) ein Rastelement (32) zum Verrasten in einer Rastkontur (19) und ein Führungselement (44) für eine Schaltführung (27) aufweist.
Schaltvorrichtung (1) mit einem getriebegehäusefestes Bauteil und einer Baueinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil eine Rastkontur (19) aufweist, gegen die die Schaltarretierung (17) vorgespannt ist.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil ein Schaltdom (2) ist, wobei die Schaltarretierung (17) ein Führungselement aufweist, das auf der der Rastkontur (19) bezüglich dem Schaltelement (43) abgewandten Seite des Schaltdoms (2) in eine Schaltführung (24) eingreift.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltdom (2) aus Kunststoff ausgebildet ist.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastkontur (19) und die Schaltführung (24) separat vom übrigen Schaltdom (2) hergestellt und in diesem formschlüssig oder kraftschlüssig gehalten sind.