DE102011075952A1

DE102011075952A1 - Schaltvorrichtung

Info

Publication number: DE102011075952A1
Application number: DE201110075952
Authority: DE
Inventors: Matthias Feuerbach; Klaus Krämer; Uwe Schwarz; Hans-Jürgen Neubauer
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-05-17
Filing date: 2011-05-17
Publication date: 2012-11-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung (1), umfassend ein in eine Achsrichtung (a) verschiebbar angeordnetes Schaltelement (2), wobei am Schaltelement (2) eine Schaltgabel (3) angeordnet ist, die zum Verschieben eines Gangrads (4) eines Schaltgetriebes (5) in Achsrichtung (a) ausgebildet ist. Um eine gleichmäßige Kraftverteilung an den Schaltgabelenden bei hoher Steifigkeit und optimaler Anordnung der Schaltvorrichtung zu ermöglichen, sieht die Erfindung vor, dass die Schaltgabel (3) auf einem Wellenelement (6) angeordnet ist, wobei das Wellenelement (6) über ein Verbindungsteil (7) mit dem Schaltelement (2) verbunden ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung, umfassend ein in eine Achsrichtung verschiebbar angeordnetes Schaltelement, wobei am Schaltelement eine Schaltgabel angeordnet ist, die zum Verschieben eines Gangrads eines Schaltgetriebes in Achsrichtung ausgebildet ist.
Hintergrund der Erfindung
Eine gattungsgemäße Schaltvorrichtung ist beispielsweise in der DE 199 40 628 C1 offenbart. Hier ist eine Schaltgabel an einer Schaltschiene bzw. -welle befestigt, wobei die Schaltschiene bzw. -welle in eine gabelförmige Ausnehmung eingesetzt ist, die an der Schaltgabel angeformt ist. Die Schaltgabel ist dabei auf der Schaltschiene bzw. -welle drehbar oder starr befestigt.
Bei einer solchen Schaltvorrichtung ist es nachteilig, dass die Krafteinleitung von der Schaltschiene bzw. Schaltwelle in die Schaltgabel insbesondere dann ungleichmäßig sein kann, wenn die Schaltwelle (nachfolgend auch als Schaltelement bezeichnet) nur an einem Ort angeordnet werden kann, der aufgrund der Raumverhältnisse festliegt, der aber nur bedingt für eine optimale Funktion tauglich ist. Sind dann gewisse Strecken zu überbrücken, nimmt die Steifigkeit der Schaltvorrichtung ab, was die Schaltpräzision herabsetzt.
Aufgabe der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt im Lichte dieser Nachteile die Aufgabe zugrunde, eine Schaltvorrichtung der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass auch dann, wenn für das Schaltelement keine optimale Position zur Verfügung steht, sicherzustellen, dass die Kraftverteilung an den Schaltgabelenden möglichst gleichmäßig ist. Des weiteren soll die Schaltvorrichtung eine hohe Steifigkeit aufweisen. Demgemäß soll es möglich werden, die Schaltvorrichtung auch bei nicht optimaler Positionierung am ober im Schaltgetriebe so zu gestalten, dass ein präzises Schalten bei optimaler Übertragung der Schaltkräfte möglich ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltgabel auf einem Wellenelement angeordnet ist, wobei das Wellenelement über ein Verbindungsteil mit dem Schaltelement verbunden ist.
Das Schaltelement kann als Schaltwelle ausgebildet sein; alternativ kann es auch als Schaltschiene ausgebildet sein.
Das Verbindungsteil ist bevorzugt als flächiges und im wesentlichen ebenes Element ausgebildet, das sowohl mit dem Schaltelement als auch mit dem Wellenelement verbunden ist. Das Verbindungsteil besteht hierbei besonders bevorzugt aus einem Blech, insbesondere mit konstanter Dicke.
Die Verbindungsmittel zur Verbindung des Verbindungsteils mit dem Schaltelement bzw. mit dem Wellenelement sind bevorzugt Nieten. Dabei sieht eine Fortbildung vor, dass das Schaltelement und/oder das Wellenelement an der Auflagestelle der Nieten abgeflacht sind. Dies schafft eine definierte Auflage des Niets bzw. des Nietkopfs.
Das Verbindungsteil kann des weiteren eine Aussparung aufweisen, die zum Durchtritt der Schaltgabel ausgebildet ist (integrierte Schaltmaulgeometrie).
Die Schaltgabel kann auf dem Wellenelement drehfest befestigt sein. In diesem Falle sieht eine bevorzugte Ausgestaltung vor, dass die Drehfestlegung der Schaltgabel auf dem Wellenelement durch mindestens ein zumindest abschnittsweise stift- oder bolzenförmiges Element erfolgt.
Die vorgeschlagene Lösung schafft in einem Schaltgetriebe die Möglichkeit, eine Befestigung der Schaltgabel mit offenem oder geschlossenem Lagerstellenprofil zu bewerkstelligen, wobei die Schaltgabel nicht direkt auf einer Primär-Schaltwelle (Schaltelement), die im Getriebegehäuse gelagert ist, sondern auf einer Sekundärwelle (Wellenelement) befestigt ist. Die Verbindung zwischen Primärwelle und Sekundärwelle erfolgt über eine Brücke (Verbindungsteil).
Erfindungsgemäß wird eine Schaltgabeleinheit zur Verfügung gestellt, die bei gleichmäßiger Kraftverteilung an den Schaltgabelenden eine größtmögliche Steifigkeit aufweist.
Mittels der Sekundär-Welle kann die Schaltgabel drehbar, und – falls erforderlich – auch angefedert, gelagert werden, wobei die Primär-Schaltwelle an einer günstigen Stelle im Getriebegehäuse platziert und gelagert werden kann.
Durch die drehbare Lagerung der Schaltgabel auf der zweiten Welle (Sekundär-Welle), die mit der Primär-Schaltwelle starr verbunden ist, kann eine gleichmäßige Kraftverteilung an den Gleitschuhen der Schaltgabel erreicht werden. Gleichzeit ist der Hebelarm des Schaltmauls der Schaltgabel und somit dessen elastische Verformung bei Belastung gering.
Kurze Beschreibung der Figuren
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
1 in perspektivischer Darstellung ein Schaltgetriebe mit einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung,
2 in perspektivischer Darstellung die Schaltvorrichtung gemäß 1 und
3 in perspektivischer Darstellung die Schaltvorrichtung gemäß 2, wobei nur ein Teil derselben abgeschnitten dargestellt ist.
Ausführliche Beschreibung der Figuren
In 1 ist ein Schaltgetriebe 5 zu sehen, das Gangräder aufweist, die auf ihren Wellen teilweise in eine Achsrichtung a verschieblich angeordnet sind, um verschiedene Gänge schalten zu können. Zur Durchführung des Schaltvorgangs ist eine Schaltvorrichtung 1 vorhanden, die ein Schaltelement 2 in Form einer Schaltwelle (Primär-Schaltwelle) umfasst. Das Schaltelement 2 ist in Achsrichtung a verschieblich gelagert (die entsprechende Lagerung ist nicht dargestellt). Mit dem Schaltelement 2 verbunden ist eine Schaltgabel 3, wobei in 1 zwei Teile 3a und 3b des Schaltmauls der Schaltgabel zu sehen sind. Die Schaltgabel 3 greift mit ihrem Schaltmaul in eine umlaufende Ringnut des Gangrads 4 ein, das durch die Schaltvorrichtung 1 in Achsrichtung a verschoben werden soll.
Wesentlich ist, dass die Schaltgabel 3 nicht direkt mit dem Schaltelement 2, also mit der Primär-Schaltwelle, verbunden ist, sondern dass diese auf einem Wellenelement 6 in Form einer Sekundär-Welle angeordnet ist. Dieses Wellenelement 6 ist über ein Verbindungsteil 7 in Form einer Brücke mit dem Schaltelement 2 verbunden.
Aus 1 ergibt sich folgendes: Wäre die Schaltgabel 3 direkt auf dem Schaltelement 2 gelagert, müssten die Teile 3a und 3b der Schaltgabel unterschiedlich lang ausgebildet sein, was zu einer ungleichmäßigen Kraftverteilung führen würde.
Bei der Verlängerung des Wellenelements 6 könnte indes eine Kollision mit dem Gangrad 12 des dargestellten Radsatzes auftreten.
Würde indes auf das Schaltelement 2 verzichtet und die Schaltgabel 3 direkt auf dem Wellenelement 6 gelagert, wäre das Schaltmaul der Schaltgabel 3 sehr weit von der Lagerstelle entfernt und damit nicht biegesteif genug.
Die vorgeschlagene Konzeption überwindet die Notwendigkeit, diesbezüglich einen Kompromiss einzugehen und ermöglicht so die Anordnung des Schaltelements 2 am optimalen Ort, ohne die genannten Nachteile in Kauf nehmen zu müssen.
Wie in den 2 und 3 gesehen werden kann, ist das Verbindungsteil 7 mit dem Schaltelement 2 auf der einen Seite und mit dem Wellenelement 6 auf der anderen Seite mittels Verbindungsmitteln 8 in Form von Nieten verbunden. Um die Nietköpfe optimal aufliegen zu lassen, sind Abflachungen 9 auf dem Schaltelement 2 bzw. auf dem Wellenelement 6 vorgesehen.
Das Verbindungsteil 7 weist ferner eine Aussparung 10 auf, die zum Durchtritt der Schaltgabel 3 ausgebildet und entsprechend geformt ist.
Zur Fixierung der Schaltgabel 3 auf dem Wellenelement 6 ist ein stift- bzw. bolzenförmiges Element 11 vorgesehen, das durch entsprechende Bohrungen in der Schaltgabel 3 bzw. dem Wellenelement 6 gesteckt ist.
Als Schaltelement 2 kann eine Schaltwelle oder eine Schaltschiene zum Einsatz kommen.
Die vorgesehene Verbindung mittels Nieten kann natürlich auch anders ausgeführt werden, z. B. durch Schrauben oder mittels Schweißen oder Löten.
Bezugszeichenliste

1: Schaltvorrichtung
2: Schaltelement (Primär-Schaltwelle)
3: Schaltgabel
3a: Teil des Schaltmauls der Schaltgabel
3b: Teil des Schaltmauls der Schaltgabel
4: Gangrad
5: Schaltgetriebe
6: Wellenelement (Sekundär-Welle)
7: Verbindungsteil (Brücke mit integrierter Schaltmaulgeometrie)
8: Verbindungsmittel (Niet)
9: Abflachung
10: Aussparung
11: stift- oder bolzenförmiges Element (ggf. Nadellager)
12: Gangrad
a: Achsrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19940628 C1 [0002]

Claims

Schaltvorrichtung (1), umfassend ein in eine Achsrichtung (a) verschiebbar angeordnetes Schaltelement (2), wobei am Schaltelement (2) eine Schaltgabel (3) angeordnet ist, die zum Verschieben eines Gangrads (4) eines Schaltgetriebes (5) in Achsrichtung (a) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltgabel (3) auf einem Wellenelement (6) angeordnet ist, wobei das Wellenelement (6) über ein Verbindungsteil (7) mit dem Schaltelement (2) verbunden ist.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (2) als Schaltwelle ausgebildet ist.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (2) als Schaltschiene ausgebildet ist.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsteil (7) als flächiges und im wesentlichen ebenes Element ausgebildet ist, das sowohl mit dem Schaltelement (2) als auch mit dem Wellenelement (6) verbunden ist.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsteil (7) aus einem Blech besteht.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel (8) zur Verbindung des Verbindungsteil (7) mit dem Schaltelement (2) und/oder dem Wellenelement (6) Nieten sind.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (2) und/oder das Wellenelement (6) an der Auflagestelle der Nieten (8) abgeflacht (9) sind.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das das Verbindungsteil (7) eine Aussparung (10) aufweist, die zum Durchtritt der Schaltgabel (3) ausgebildet ist.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltgabel (3) auf dem Wellenelement (6) drehfest befestigt ist.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehfestlegung der Schaltgabel (3) auf dem Wellenelement (6) durch mindestens ein zumindest abschnittsweise stift- oder bolzenförmiges Element (11) erfolgt.