DE102011083048A1

DE102011083048A1 - Gassenführung mit einer Schaltkulisse

Info

Publication number: DE102011083048A1
Application number: DE102011083048A
Authority: DE
Inventors: Matthias Feuerbach; Jochen Löffelmann; Klaus Wesselmann
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-09-20
Filing date: 2011-09-20
Publication date: 2013-03-21
Anticipated expiration: 2031-09-21
Also published as: DE102011083048B4; WO2013041303A1

Abstract

Gassenführung (1) für ein Kraftfahrzeugwechselgetriebe mit einer Schaltkulisse (2) und einem Kulissenstift (5), wobei der Kulissenstift (5) durch die Schaltkulisse (2) geführt ist und die Schaltkulisse (2) in Schaltrichtung (S) einen Endanschlag (6) für den Kulissenstift (5) aufweist, wobei der Kulissenstift (5) in der Position des Endanschlags (6) in Schaltrichtung (S) gesehen einen größeren Durchmesser (d1) aufweist als der Durchmesser (d2) quer zur Schaltrichtung.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Gassenführung für ein Kraftfahrzeugwechselgetriebe mit einer Schaltkulisse und einem Kulissenstift, wobei der Kulissenstift durch die Schaltkulisse geführt ist und die Schaltkulisse in Schaltrichtung einen Endanschlag aufweist.
Hintergrund der Erfindung
Gassenführungen sind im Stand der Technik bekannt, um in Getrieben wie manuell zu schaltenden Zahnradgetrieben von Kraftfahrzeugen einen Schalthebel zu führen. Der Schalthebel dient dazu, die Getriebeelemente in eine passende Position zueinander zu bewegen, um so einen gewünschten Gang einzulegen. Um einen Fahrer des Fahrzeugs beim Einlegen eines entsprechenden Gangs zu unterstützen, ist eine Schaltkulisse vorgesehen. In dieser Schaltkulisse sind Führungsbahnen ausgenommen. Der Schalthebel oder ein mit dem Schalthebel verbundener Kulissenstift greifen in die Führungsbahnen derart ein, dass sie sich nun lediglich innerhalb dieser bewegen lassen. Dadurch wird das Einlegen eines Gangs des Getriebes für den Fahrer vereinfacht, und er erhält ein Gefühl dafür, welchen Gang er einlegt, ohne den Schaltvorgang optisch zu überwachen.
Je nach Art der mit dem Schalthebel eingeleiteten Bewegung und der daraus resultierenden Bewegung des Kulissenstifts in unterschiedlichen Führungsbahnen werden Wähl- und Schaltgassen unterschieden. Dabei sind bei einem klassischen H-Schaltschema mehrere parallel zueinander angeordnete Schaltgassen durch eine orthogonal zu den Schaltgassen verlaufende Wählgasse untereinander verbunden. Ferner stellen die Enden der Schaltgassen Anschläge für den Schalthebel bzw. den Kulissenstift dar, um ggf. eingeleitete Missbrauchskräfte abzufangen und eine dadurch bewirkte Beschädigung der Getriebeelemente zu vermeiden.
Aus Toleranzgründen sollte die Gassenführung räumlich nah zu den zu schaltenden Getriebeelementen angeordnet und möglichst in ein vorhandenes Bauteil integrierbar sein. Dazu kann beispielsweise eine Schaltkulisse in eine eine Schaltwelle umschließende Hülse eingebracht sein, die weitere Funktionen wie beispielsweise Rastprofile bereitstellt. Aus Masseersparnisgründen ist eine derartige Hülse in der Regel aus dünnem Blech ausgebildet. Alternativ ist die Gassenführung als eine Blechplatte mit einer ausgestanzten Schaltkulisse ausgebildet.
Das relativ dünne Blech begrenzt durch seine Materialstärke die minimale Breite der Schaltkulissen. Ebenfalls ist die Stegbreite, die einzelne Schaltgassen voneinander trennt, für Gassenführungen von fahrzeugwechselgetrieben in der Regel vorgegeben. Daraus folgt, dass der in die Schaltkulissen eingreifende Kulissenstift nur begrenzte Kräfte übertragen und bei zu großer Last brechen kann, so dass ein separates Bauteil, das allein die Schaltkulisse trägt, erforderlich wird.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Gassenführung zu schaffen, die einerseits massearm ist und andererseits hohe Missbrauchskräfte sicher abstützen kann.
Lösung der Aufgabe
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Gassenführung nach Anspruch 1 gelöst. Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, dass die in Schaltrichtung abzustützenden Kräfte höher sind als die in Wählrichtung. Damit ist es nicht erforderlich, den Kulissenstift mit einer zylindrischen Außenkontur zu versehen, derlich, den Kulissenstift mit einer zylindrischen Außenkontur zu versehen, der in alle Richtungen Kräfte gleich gut abstützt. Vielmehr ist es ausreichend, wenn der in die Schaltkulisse eingreifende Kulissenstift in Schaltrichtung größere Kräfte aufnehmen kann als in den übrigen Richtungen. Der Kulissenstift ist daher asymmetrisch geformt, so dass er in der Hauptbelastungsrichtung einen größeren Durchmesser aufweist als orthogonal dazu durch die Breite der Schaltgasse zugelassen ist.
Für die Erfindung ist daher bedeutsam, dass der Kulissenstift richtungsorientiert in der Schaltkulisse geführt ist. Dadurch dass der Kulissenstift im Querschnitt kein kreisförmiges Bauteil ist, ist es bedeutsam, dass er so an dem Endanschlag anschlägt, dass er in Schaltrichtung einen möglichst großen Durchmesser aufweist.
Dazu ist in einer ersten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Kulissenstift durch eine Verdrehsicherung lageorientiert geführt ist. Die Verdrehsicherung kann so ausgebildet sein, dass der Stift bei jeglicher Bewegung innerhalb der Schaltkulisse verdrehfest geführt ist. So kann eine Verdrehung beispielsweise über einen Pressverband mit dem Gehäuse verhindert werden.
Alternativ ist vorgesehen, dass die Gassenführung Wähl- und/oder Schaltgassen aufweist, die eine in Bewegungsrichtung des Kulissenstifts gesehen veränderliche Breite aufweisen. Dadurch ist sichergestellt, dass beim Wähl- oder Schaltvorgang der Kulissenstift durch ein Verengen der Gassen so verdreht wird, dass der Kulissenstift zumindest kurz vor Erreichen der Anschlagsposition zwangsweise richtig positioniert ist.
In einer Ausführungsform ist der Kulissenstift im Gehäuse eines Getriebes gelagert. Dort weist der Stift zu diesem Zweck vorzugsweise eine kreiszylindrische Form auf. Es kann dann auf besonders einfache Weise eine Abdichtung über einen Pressverband erfolgen, da im massiven Getriebegehäuse Bohrungen mit rundem Querschnitt den geringsten Aufwand erfordern. Alternativ ist der Kulissenstift formschlüssig mit dem Gehäuse verbunden. Insbesondere wenn er in dem Bereich seiner Anbindung an das Gehäuse nicht kreiszylindrisch ist, ist eine formschlüssige Anbindung vorgesehen. In einer Variante kann der Formschluss über eine zusätzliche Hülse erfolgen, die auch als Adapter dienen kann, um nach radial außen eine andere Form aufzuweisen als nach innen zum Kulissenstift gerichtet.
Der Kulissenstift weist in einer ersten geometrischen Ausgestaltung eine Abflachung oder eine Kerbe auf, die den Durchmesser orthogonal zur Schaltrichtung reduziert. Trifft ein derartiger Kulissenstift auf den Endanschlag, kann er sich dennoch über seinen vollen Durchmesser abstützen. Im einfachsten Fall ist ein derartiger Kulissenstift ein Kreiszylinder, der einseitig oder an zwei um 180° versetzten Regionen seiner Mantelfläche die Abflachungen aufweist. Zweckmäßigerweise sind im Falle der zwei Abflachungen diese gleich ausgeformt, um den Kulissenstift nicht ungleichmäßig zu beanspruchen.
In umgekehrter Weise kann der Kulissenstift auch in Schaltrichtung verdickt werden, so dass er in dieser Richtung einen außenseitigen Wulst aufweist. Der Wulst oder die Kerbe können sich über die gesamte Länge des Kulissenstifts erstrecken. Dieser weist beispielsweise eine elliptische Grundfläche auf. Alternativ ist die Grundfläche beliebig konvex, vorzugsweise mit balligen Außenkonturen, ausgeformt. Ein derartiger Kulissenstift zeigt eine besonders geringe Neigung zu verklemmen.
In einer anderen geometrischen Ausbildung weist der Kulissenstift eine Kreisfläche auf, die dahingehend modifiziert ist, dass durch zwei parallele Sekanten Kreisbogensegmente entfernt sind. In dieser Variante kann der Kulissenstift besonders hohe Kräfte bei minimaler Schaltkulissenbreite übertragen.
Wie bereits ausgeführt, ist es nicht erforderlich, dass die Abflachungen oder Verdickungen sich über die gesamte Schaftlänge des Kulissenstifts erstrecken. Vielmehr kann nur der Bereich mit einem veränderten Querschnitt versehen sein, der tatsächlich anschlägt. Die Abflachungen oder Verdickungen auf dem Kulissenstift können auch in seiner Axialrichtung gesehen versetzt zueinander angeordnet sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Gassenführung in einer perspektivischen Schrägaufsicht,
2 eine Seitenansicht der Gassenführung nach 1,
3 eine vergrößerte Darstellung des Kulissenstifts nach 2 im Längsschnitt.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine Gassenführung 1 in Form eines hülsenartigen, hohlzylindrischen Blechbauteils. In die Gassenführung 1 ist eine Schaltkulisse 2 ausgestanzt, die vier Schaltgassen 3 und eine Wählgasse 4 aufweist. Die Schaltgassen 3 verlaufen zueinander parallel und sind orthogonal zur Wählgasse 4 ausgerichtet. Drei der Schaltgassen 3 sind gleich lang und schneiden sich mit der Wählgasse 4 mittig, während die vierte Schaltgasse 3 als Rückwärtsgangschaltgasse verkürzt ist und sich somit von der Wählgasse 4 der in der Schaltkulisse angeordnete Kulissenstift 5 lediglich in eine Richtung von der Wählgasse 4 weg bewegbar ist.
Die Schaltkulisse 2 stellt ein klassisches H-Schaltschema für ein manuell zu schaltendes Fahrzeuggetriebe dar. Durch sie ist die Bewegung des mit dem durch die Gassenführung 1 verbundenen Handschalthebels vorgegeben, so dass nur Bewegungen durch den Bediener möglich sind, die das nicht weiter dargestellte Getriebe nicht schädigen. Die einzelnen Schaltgassen 3 werden durch Zinken 11 voneinander getrennt, deren Zinkenbreite z durch die Materialstärke der Gassenführung 1 begrenzt ist. Die Zinken 11 sind an ihren in etwa dreieckig auslaufenden Spitzen verrundet, so dass auch bei ungenauer Positionierung des Schalthebels und damit des Kulissenstifts 5 durch den Fahrer eine sichere Führung und damit ein sicheres Einlegen des Gangs gewährleistet ist.
Neben der Führungsfunktion der Schaltkulisse 2 sichert diese auch gegen ein zu weites Verschieben des Gangschalthebels und vermeidet ein Überschalten. Dazu sind die Schaltgassen 3 in ihrer Länge so ausgestaltet, dass die Enden der Schaltgassen 3 Endanschläge 6 für den Kulissenstift 5 bilden.
Die Endanschläge 6 weisen daher eine verrundete Kontur auf, die eine Negativkontur des an sie anschlagenden Kulissenstifts 5 bilden. Dadurch ist der Kulissenstift 5 beim Anschlagen flächig abgestützt. In Schaltrichtung kann sich der zylindrische Kulissenstift 5 über seinen vollen Durchmesser d₁, den er jeweils an seinen Stiftenden 12 besitzt, abstützen. Quer zur Schaltrichtung S hingegen, hier also in Wählrichtung W gesehen, weist der Kulissenstift 5 Abflachungen 7 auf. Die Abflachungen 7 reduzieren den Durchmesser des Kulissenstifts 5 in Wählrichtung gesehen auf das Maß d₂, so dass die Schaltgassen 3 schmaler ausfallen können bzw. bei vorgegebenem Maß d₂ durch die Schaltgassen 3 ein größerer Durchmesser als d₂ die Last am Anschlag abstützen kann. Dass die Missbrauchskräfte zuvörderst in Schaltrichtung abgefangen müssen, ist durch die unterschiedlich wirksamen Durchmesser in Schaltrichtung d₁ und in Wählrichtung d₂ sichergestellt.
Wie aus 2 hervorgeht, ist der Kulissenstift 5 in Wählrichtung gesehen sowohl oberhalb als auch unterhalb der Ebene, in der die Schaltkulisse 2 angeordnet ist, in Wählrichtung verdickt. Die Verdickung ist derart realisiert, dass der Kulissenstift 5 dort einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, während der Querschnitt im Bereich der Abflachungen 7 in Wählrichtung reduziert ist. Dadurch kann der Kulissenstift 5 an seinen Stiftenden 12 gut in kreisförmige Bohrungen im nur schematisch angedeuteten Getriebegehäuse 10 verpresst werden. Das Verpressen stellt hier die Verdrehsicherung 8 dar. Alternativ sind andere, insbesondere formschlüssige Verdrehsicherungen 8 vorgesehen. Der Kulissenstift 5 ist somit gegenüber der Kulissenführung 1 stets lageorietiert angeordnet, so dass keine Schaltblocker auftreten können.
Die Abflachungen 7 sind parallel zueinander angeordnet und verlaufen senkrecht zur Wählrichtung. Sie sind durch den Durchmesser d₂ voneinander beabstandet und – wie insbesondere aus 2 hervorgeht – senkrecht zur Ebene der Gassenführung etwa doppelt so lang ausgebildet, wie es die Blechdicke der Gassenführung 1 erfordert. Dadurch ist bei Schaltkulissen 2, die in nicht-kreiszylindrischen Gassenführungen 3 eingebracht sind, die Bewegungsfreiheit innerhalb der Schaltgassen 3 stets sichergestellt.
In dem Auslaufbereich 13, in dem die Abflachungen 7 auslaufen, ist die Außenkontur des Kulissenstifts 5 verrundet, um Kerbspannungen zu reduzieren.
Der Kulissenstift 5 ist vorzugsweise aus einer Stahllegierung oder aus Aluminium gefertigt.
Bezugszeichenliste

1: Gassenführung
2: Schaltkulisse
3: Schaltgasse
4: Wählgasse
5: Kulissenstift
6: Endanschlag
7: Abflachung
8: Verdrehsicherung
9: Schaltgassenwandung
10: Getriebegehäuse
11: Zinken
12: Stiftende
13: Auslaufbereich
b: Schaltgassenbreite
d₁: Durchmesser in Schaltrichtung
d₂: Durchmesser quer zur Schaltrichtung
S: Schaltrichtung
W: Wählrichtung
z: Zinkenbreite

Claims

Gassenführung (1) für ein Kraftfahrzeugwechselgetriebe mit einer Schaltkulisse (2) und einem Kulissenstift (5), wobei der Kulissenstift (5) durch die Schaltkulisse (2) geführt ist und die Schaltkulisse (2) in Schaltrichtung (S) einen Endanschlag (6) für den Kulissenstift (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kulissenstift (5) in der Position des Endanschlags (6) in Schaltrichtung (S) gesehen einen größeren Durchmesser (d₁) aufweist als der Durchmesser (d₂) quer zur Schaltrichtung.
Gassenführung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltkulisse (2) eine Schaltgasse (3) mit einer Schaltgassenbreite (b) aufweist, die dem minimalen Durchmesser des Kulissenstifts (5) entspricht.
Gassenführung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kulissenstift (5) als ein Kreiszylinder mit einer Abflachung (7) ausgebildet ist.
Gassenführung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kulissenstift (5) zwei gleiche, einander gegenüberliegende Abflachungen (7) aufweist.
Gassenführung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gassenführung (1) eine Verdrehsicherung (8) aufweist, welche ein Verdrehen des Kulissenstifts (5) in der Schaltkulisse (2) um seine Achse verhindert.
Gassenführung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltkulisse (2) mehrere parallele Schaltgassen (3) und eine zu den Schaltgassen (3) orthogonale Wählgasse (4) aufweist.
Gassenführung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltgassen (3) eine sich zur Wählgasse (4) hin vergrößernde Breite aufweisen.
Gassenführung (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine der äußeren Schaltgassen (3) eine Schaltgassenwandung (9) aufweist, die die beiden Endanschläge (6) verbindet und die gegenüber einer in Schaltrichtung geradlinigen Verbindung im Bereich der Wählgasse (4) eine Verbreiterung aufweist.
Gassenführung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kulissenstift (5) unmittelbar mit einem Getriebegehäuse (10) verpresst oder über eine Hülse formschlüssig mit dem Getriebegehäuse (10) verbunden ist.