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Die Anmeldung betrifft eine Schaltgabelführungsvorrichtung eines Fahrzeuggetriebes mit einem Schaltgabelführungskörper, einer Führungsstange, einer Schaltstange und einer Schaltgabel. Der Schaltgabelführungskörper ist axial verschieblich auf der Führungsstange angeordnet und weist einen radial in Richtung der Schaltgabel abstehenden Führungszapfen auf. Die Schaltgabel weist einen Schaltgabelkopf und Schaltgabelschenkel auf.
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Eine derartige Schaltgabeführungsvorrichtung ist aus der Druckschrift
DE 1 661 089 U als Ein- und Ausrückvorrichtung für schaltbare Zahnradgetriebe sowie für stufenlose Getriebe bekannt, wobei zur axialen Verschiebung von Kupplungsteilen diese mittels eines um eine Drehachse schwenkbaren Schalthebels axial verschoben werden, wobei eine eingreifende Schaltgabel auf einem Drehzapfen drehbar gelagert ist. Diese drehbare Lagerung wird durch eine Passbohrung, in die der Drehzapfen eingesteckt ist, erreicht.
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Aufgabe der Anmeldung ist es, die bekannte Schaltgabelführungsvorrichtung dahingehend zu verbessern, dass es möglich ist, eine gezielte Reibung der Drehbewegung der Schaltgabel vorzusehen, um Vibrationen der Schaltgabel zu dämpfen.
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Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Zur Lösung der Aufgabe wird eine Schaltgabelführungsvorrichtung eines Fahrzeuggetriebes mit einem Schaltgabelführungskörper, einer Führungsstange, einer Schaltstange und einer Schaltgabel geschaffen. Der Schaltgabelführungskörper ist axial verschieblich auf der Führungsstange angeordnet und weist einen radial in Richtung der Schaltgabel abstehenden Führungszapfen auf. Die Schaltgabel weist einen Schaltgabelkopf und Schaltgabelschenkel auf. Der Schaltgabelkopf weist ein Wälzlager auf, mit dem der Schaltgabelkopf mit den Schaltgabelschenkeln auf dem Führungszapfen drehbar gelagert ist.
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Diese Schaltgabelführungsvorrichtung hat den Vorteil, dass die Vorspannung zum Andrücken der Schaltgabel an ein Gangrad des Getriebes zu einem Spielaufbrauch führt. Das Wälzlager selbst nimmt keine Schwingungen auf. Vielmehr werden die Schwingungen durch Vorsehen von Reibschlüssen bei der axiale Lagerung der Wälzkörper in der Wälzlageranordnung gedämpft. Die Enden der Schaltgabelschenkel, an denen Schaltgabelschuhe angeordnet sind, können durch die Wälzlagerung ungehindert den Verdrehungen oder Verkippungen der Synchronringe gegenüber der axialen Ausrichtung beim Gangeinlegen besser folgen.
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Zur Unterbringung des Wälzlagers im Schaltgabelkopf ist ein Wälzlagersitz vorgesehen, der den Führungszapfen radial umgibt. Das in den Wälzlagersitz eingebaute und axial fixierte Wälzlager kann ein Kugellager oder ein Nadellager sein. Um das Wälzlager axial zu fixieren, weist der Führungszapfen einen Ansatz auf, an dem sich eine innere Lagerschale des Wälzlagers abstützt. Außerdem weist der Führungszapfen eine Ringnut auf, in der ein Sprengring zur axialen Fixierung des Wälzlagers auf dem Führungszapfen zwischen dem Absatz und der Ringnut angeordnet ist.
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Auch andere axiale Fixierungen des Wälzlagers und damit der Schaltgabel an dem Führungszapfen sind möglich. Um die äußere Lagerschale in dem Wälzlagersitz zu halten ist in dem Wälzlagersitz eine Stopfbuchse angeordnet, welche die äußere Lagerschale des Wälzlagers axial fixiert. Alternativ kann auch ein Presssitz der äußeren Lagerschale in dem Wälzlagersitz des Gabelkopfes vorgesehen sein.
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In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass in dem Wälzlagersitz eine Beilagscheibe angeordnet ist, die einen Reibschluss zwischen der inneren und der äußeren Lagerschale bildet, in dem ein Innenrandbereich der Beilagscheibe an der inneren Lagerschale und ein Außenrandbereich der Beilagscheibe an der äußeren Lagerschale reibschlüssig anliegt. Durch die Größe der Beilagscheibe kann die jeweilige reibschlüssige Fläche zu der äußeren Lagerschale eingestellt werden und damit eine definierte Dämpfung der Drehbewegung der Schaltgabel gegenüber dem Führungszapfen erfolgen.
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Darüber hinaus ist es auch möglich, dass der Führungszapfen länger ist als die axiale Länge des Wälzlagers, so dass ein freies Ende des Führungszapfens in eine Bohrung des Schaltgabelkopfes reibschlüssig hineinragt. Durch diesen Reibschluss zwischen der Bohrung in dem Schaltgabelkopf und dem Führungszapfen wird ebenfalls eine Dämpfung der Dreh- oder Schwenkbewegung der Schaltgabel am Führungszapfen vorgesehen.
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Zur Fixierung der äußeren Lagerschale in dem Wälzlagersitz ist an einem oberen Rand des Wälzlagersitzes eine Ringnut angeordnet, in der ein Sprengring platziert ist, der die äußere Lagerschale des Wälzlagers axial sichert. Mit diesem Sprengring kann auf eine Stopfbuchse verzichtet werden. Außerdem ist bei dieser Lösung ein Presssitz der äußeren Lagerschale vermeidbar.
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Der Schaltgabelführungskörper mit dem Führungszapfen wird auf der Führungsstange mit Hilfe der Schaltstange, die an dem Schaltgabelführungskörper fixiert ist, bewegt, wobei die Schaltstange ein Schaltmaul aufweist, in das ein Schaltfinger eines Schaltgestänges eingreift. Nach Eingriff dieses Schaltfingers in das Schaltmaul der Schaltstange kann somit der Schaltgabelführungskörper mit seinem Führungszapfen die Schaltgabel und das mit der Schaltgabel in Eingriff stehende Synchronisierelement für einen Gangwechsel bewegen.
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Weiterhin ist es vorgesehen, dass der Führungszapfen zwischen 0 und 30° versetzt zu einer Symmetrieachse der Schaltgabelschenkel angeordnet ist. Durch eine Versetzung größer als 0 Grad werden die Kräfte auf die Schaltgabelschenkel bzw. die Schaltgabelschuhe an den Enden der Schaltgabelschenkel unterschiedlich übertragen, wobei die Schubkraft an dem bei unsymmetrischer Führung längeren Schaltgabelschenkel geringer ist als an dem kürzeren Schaltgabelschenkel und mit dieser unsymmetrischen Schubkraftverteilung können ebenfalls Vibrationsübertragungen und Vibrationserzeugungen vermindert werden.
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Um die Schubkraft von dem Führungszapfen auf die Schaltgabelschenkel und weiter auf die Schaltgabelschuhe zu übertragen, können die Schaltgabelschenkel Sicken, Abkantungen, Umbördelungen oder Verrippungen aufweisen, durch welche die aus einem Blech gestanzten Schaltgabelschenkel formstabilisiert werden. Die Schaltgabelschenkel selbst können bereits in Eingriff mit einer synchronisierenden Komponente stehen und sind dann aus einem verschleißfesten Material hergestellt oder weisen verschleißfeste Beschichtungen auf.
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Andererseits ist es auch möglich, auf den Enden der Schaltgabelschenkel Schaltgabelschuhe vorzusehen, die verschleißfeste Beschichtungen aufweisen, um die Standzeit des Getriebes zu sichern.
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Der Anmeldungsgegenstand wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
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1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Schaltgabelführungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform;
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2 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Teilbereich der Schaltgabelführungsvorrichtung gemäß 1;
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3 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht der Schaltgabelführungsvorrichtung gemäß 1.
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1 zeigt die Komponenten einer Schaltgabelführungsvorrichtung 1, die teilweise im Querschnitt zu sehen sind. Die Schaltgabelführungsvorrichtung 1 weist einen Schaltgabelführungskörper 2 auf, der auf einer Führungsstange 3 achsverschieblich angeordnet ist. Eine Schaltstange 4 ist mit dem Schaltgabelführungskörper 2 verbunden und führt den Schaltgabelführungskörper 2 entlang der Führungsstange 3. Dazu weist die Schaltstange 4 ein Schaltmaul 26 auf, in das ein Schaltfinger eingreifen kann, um den Schaltgabelführungskörper 2 axial hin und her zu bewegen. Aus dem Schaltgabelführungskörper 2 ragt radial ein Führungszapfen 6 heraus, der einen runden Querschnitt aufweist und in Richtung der Schaltgabel 5 ausgerichtet ist.
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Der Führungszapfen 6 ist in einer Bohrung 22 eines Schaltgabelkopfes 7 angeordnet und von einem Wälzlager 10 umgeben. Dieses Wälzlager 10 sitzt in einem Wälzlagersitz 11 des Schaltgabelkopfes 7. Während eine innere Lagerschale 13 des Wälzlagers 10 auf den Führungszapfen 6 aufgeschrumpft ist, sitzt eine äußere Lagerschale 16 in dem Schaltgabelkopf 7 und ist über eine Stopfbuchse 17 in dem Wälzlagersitz 11 fixiert. Dabei weist der Führungszapfen 6 eine Länge L auf, die größer ist als die axiale Länge l des Wälzlagers 10.
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Ein freies Ende 21 des Führungszapfens 6 ist in einer Bohrung 22 des Schaltgabelkopfes 7 angeordnet. Außerdem sitzen die innere Lagerschale 13 und die äußere Lagerschale 16 auf einer Beilagscheibe 18, so dass die innere Lagerschale 13 und die äußere Lagerschale 16 über einen Reibschluss zu der Beilagscheibe 18 miteinander in Kontakt stehen. Dieser Reibschluss ist so eingestellt, dass nur eine begrenzte ringförmige Fläche der Stirnseite der inneren Lagerschale 13 und eine ringförmige Fläche der Stirnseite der äußeren Lagerschale 16 mit der Beilagscheibe 18 reibschlüssig in Kontakt stehen.
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Mit diesem Reibschluss kann die Dämpfung der Drehbewegung der Schaltgabel 5 genau eingestellt werden. Außerdem kann sichergestellt werden, dass Schwingungen von den Enden 28 und 29 der Schaltgabel 5 durch den Reibschluss über die Beilagscheibe 18 gedämpft werden. Außerdem kann das freie Ende 21 des Führungszapfens 6 einen reibschlüssigen Sitz in der Bohrung 22 des Schaltgabelkopfes 7 aufweisen. Somit ist es möglich über diese Reibschlüsse gezielt eine Dämpfung von Schwingungen zu erreichen, zumal das Wälzlager selbst keine Schwingungen, die durch den Schleifvorgang der Gabelschuhe 30 und 31 beim Gleiten in einem Schaltring einer entsprechenden Synchronkupplung entstehen, aufnehmen kann.
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In dieser Ausführungsform ist der Führungszapfen 6 zentral auf einer Symmetrieachse 27 der Schaltgabelschenkel 8 und 9 angeordnet, jedoch ist es auch möglich, dass der Führungszapfen 6 und der Schaltgabelführungskörper 2 um einen Winkel zwischen 0 und 30° versetzt angeordnet sein können, wenn dieses die Anbindung der Schaltstange 4 an das nicht gezeigte Schaltgestänge erfordert. Bei einer derartigen asymmetrischen Ankopplung des Schaltgabelführungskörpers 2 ist es von besonderer Bedeutung, dass der längere der beiden Schaltgabelschenkel 8 oder 9 durch entsprechende Abkantungen, Umbördelungen oder Verrippungen eine höhere Formstabilität erreicht, als es für herkömmliche aus Blech gestanzte Schaltgabelschenkel der Fall ist.
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2 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Teilbereich der Schaltgabelführungsvorrichtung 1 gemäß 1. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in 1 werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert.
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Bei dieser Ausführungsform ist die äußere Lagerschale 16 in dem Wälzlagersitz 11 nicht durch eine Stopfbuchse axial gesichert, sondern es ist an einem oberen Rand 23 des Wälzlagersitzes 11 eine Ringnut 24 eingelassen, in der ein Sprengring 25 platziert ist, welcher die äußere Lagerschale 16 des Wälzlagers 10 axial sichert. Entsprechend ist die innere Lagerschale 13 mit Hilfe eines Sprengringes 15, der in einer Ringnut 14 des Führungszapfens 6 angeordnet ist, in axialer Richtung zwischen einem Absatz 12 dees Führungszapfens 6 und dem Sprengring 15 fixiert.
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Dabei ist hier zusätzlich für die Ausbildung eines Reibschlusses zwischen der inneren Lagerschale 13 und der äußeren Lagerschale 16 eine Beilagscheibe 18 zwischen dem Sprengring 15 und der inneren Lagerschale 13 angeordnet. Durch den Reibschluss in einem inneren Randbereich 19 der Stirnfläche der inneren Lagerschale 13 und einem Reibschluss zwischen einer Stirnfläche der äußeren Lagerschale 16 mit einem Außenrandbereich 20 der Beilagscheibe 18 werden Schwingungen der in 1 gezeigten Schaltgabelschuhe 30 und 31 gedämpft.
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Die Montage der Schaltgabel 5 mit dem Schaltgabelkopf 7 an dem Führungszapfen 6 ist mit Hilfe der Sprengringe 15 und 24 relativ einfach. Dazu wird zunächst das Wälzlager 10 mit der inneren Lagerschale 13 auf den Führungszapfen 6 aufgeschoben. Als nächstes wird die reibschlüssig anzubringende Beilagscheibe 18 auf den Führungszapfen hinzugefügt und dann der Sprengring 15 in der Ringnut 14 arretiert. Diese Einheit kann dann in den Führungssitz 11 des Schaltgabelkopfes 7 eingelassen werden und mit dem Sprengring 25, der in die Ringnut 24 am oberen Rand 23 des Schaltgabelkopfes 7 angeordnet ist, axial fixiert werden. Durch geeignete Auswahl von Beilagscheiben 18 mit unterschiedlicher Dicke kann der Reibschluss zwischen innerer Lagerschale 13 und äußerer Lagerschale 16 eingestellt werden.
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3 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht der Schaltgabelführungsvorrichtung 1 gemäß 1. Diese perspektivische Ansicht zeigt nochmals, dass die Schaltgabel 5 mit ihrem Schaltgabelkopf 7 an dem Führungszapfen 6 axial fixiert und drehbar gelagert ist, so dass sich die Schaltgabelschuhe 30 und 31 an den Enden 28 bzw. 29 der Schaltgabelschenkel 8 bzw. 9 ohne zu verkanten in eine Ringnut eines Synchronringes eingreifen können. Anstelle der hier gezeigten verschleißfesten Schaltgabelschuhe 30 und 31 können auch die Enden 28 und 29 der Schaltgabelschenkel 8 bzw. 9 mit einer entsprechend verschleißfesten Beschichtung beschichtet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schaltgabelführungsvorrichtung
- 2
- Schaltgabelführungskörper
- 3
- Führungsstange
- 4
- Schaltstange
- 5
- Schaltgabel
- 6
- Führungszapfen
- 7
- Schaltgabelkopf
- 8
- Schaltgabelschenkel
- 9
- Schaltgabelschenkel
- 10
- Wälzlager
- 11
- Wälzlagersitz
- 12
- Absatz
- 13
- innere Lagerschale
- 14
- Ringnut (des Zapfens)
- 15
- Sprengring (am Zapfen)
- 16
- äußere Lagerschale
- 17
- Stopfbuchse
- 18
- Beilagscheibe
- 19
- Innenrandbereich
- 20
- Außenrandbereich
- 21
- freies Ende (von 6)
- 22
- Bohrung
- 23
- oberer Rand (von 11)
- 24
- Ringnut (von 11)
- 25
- Sprengring (von 11)
- 26
- Schaltmaul
- 27
- Symmetrieachse
- 28
- Ende (von 8)
- 29
- Ende (von 9)
- 30
- Schaltgabelschuh
- 31
- Schaltgabelschuh
- L
- Länge des Führungszapfens
- l
- axiale Länge des Wälzlagers (10)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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