DE102012209025A1

DE102012209025A1 - Schaltanordnung für ein Zahnräderwechselgetriebe

Info

Publication number: DE102012209025A1
Application number: DE102012209025A
Authority: DE
Inventors: Uwe Schwarz; Jochen Löffelmann
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-05-30
Filing date: 2012-05-30
Publication date: 2013-12-05
Also published as: EP2855979A1; WO2013178428A1; CN104285084B; CN104285084A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltanordnung (1) für ein Zahnräderwechselgetriebe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug-Zahnräderwechselgetriebe, die ein erstes Schaltelement (2) umfasst, das drehbar um eine Drehachse (a) gelagert ist. Um eine einfache und kompakte Konstruktion zu erreichen, die kostengünstig hergestellt werden kann, sieht die Erfindung vor, dass ein zweites Schaltelement (3) vorhanden ist, das koaxial drehbar um die Drehachse (a) gelagert ist, wobei das erste Schaltelement (3) zumindest abschnittsweise als hülsenförmiges Bauteil ausgebildet ist und mindestens eine sich senkrecht zur Drehachse erstreckende Ausformung (4) aufweist, wobei das zweite Schaltelement (3) eine zur Ausformung (4) komplementär ausgebildete Ausnehmung (5) oder einen komplementär ausgebildeten Vorsprung aufweist, wobei die Ausnehmung (5) in die Ausformung (4) eintritt oder wobei der Vorsprung in die Ausformung (4) eintritt, um bei der Drehung des ersten Schaltelements (2) um die Drehachse (a) ein Drehmoment auf das zweite Schaltelement (3) übertragen zu können.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Schaltanordnung für ein Zahnräderwechselgetriebe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug-Zahnräderwechselgetriebe, die ein erstes Schaltelement umfasst, das drehbar um eine Drehachse gelagert ist.
Hintergrund der Erfindung
Eine Schaltanordnung dieser Art ist beispielsweise aus der DE 10 2008 053 A1 bekannt. In Kraftfahrzeuggetrieben werden üblicherweise derartige Schaltanordnungen eingesetzt, bei denen durch kombinierte translatorische und rotatorische Bewegung von Schalthülsen die gewünschten Gänge eingelegt werden können. Dabei ist es nötig, eine Drehbewegung von einem Bauteil der Schaltanordnung auf ein anderes Bauteil zu übertragen. Insbesondere im Falle von Schaltanordnungen (Schaltdomen) mit einer entkoppelten Schwungmasse ist es nötig, eine Drehbewegung zwischen zwei Schaltwellen zuverlässig zu übertragen, gleichzeitig aber eine relative translatorische Bewegung bzw. Verschiebung zwischen den beiden Schaltwellen zu ermöglichen. Bekannt ist es in diesem Zusammenhang geworden, separate Bauteile für die genannte relative Beweglichkeit einzusetzen, oft als Sinterbauteile ausgebildet.
Eine ähnliche Lösung zeigt die DE 199 42 562 A1 . Rastierhülsen werden nach dieser vorbekannten Lösung häufig direkt oder mittels einer Innenhülse (s. hierzu 4 des genannten Dokuments) auf einer Schaltwelle kraftschlüssig fixiert. Sie übertragen die über die Schaltwelle durch den Fahrer veranlassten Schaltbewegungen über Schaltfinger auf die Synchronisiereinheit.
Zur Vergleichmäßigung des Schaltkraftverlaufs kann eine Trägheitsmasse (auch als Schwungmasse oder Zusatzmasse bezeichnet) mit der Schaltwelle drehfest gekoppelt sein, wie es die DE 10 2009 057 290 A1 zeigt. Die Trägheitsmasse kragt in der Regel relativ weit aus, um bei geringer Masse ein hohes Trägheitsmoment zu realisieren.
Von der Synchronisiereinheit herrührende Vibrationen werden dabei nachteilig auf die Schaltwelle übertragen und können unerwünschte Schwingungen der Trägheitsmasse bewirken. Insbesondere kann es zu für den Fahrer deutlich spürbaren Resonanzen kommen.
Daher sind in der genannten DE 10 2009 057 290 A1 Entkopplungsmittel in Form einer sternförmigen Dämpfungsschicht vorgesehen. Die Realisierung dieser Lösung ist entsprechend aufwändig und teuer. Wälzlager zur Entkopplung sind ebenfalls bekannt. Nachteilig ist, dass in jedem Falle ein separates Bauteil erforderlich ist, was entsprechende Kosten verursacht.
Die vorbekannten Lösungen zur Sicherstellung einer einwandfreien Arbeitsweise beim Einsatz entkoppelter Schwungmassen haben folglich einen entsprechenden Aufwand zu somit Kosten zur Folge.
Aufgabe der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltanordnung der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass eine einfache und kompakte Konstruktion erreicht werden kann. Damit soll die Anordnung unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten wirtschaftlich herstellbar sein. Im Betrieb soll die Anordnung dennoch zuverlässig arbeiten und eine dauerhafte zuverlässige Schaltung sicherstellen. Dabei soll in einfacher Weise zu den Zeiten, in denen nicht geschaltet wird, eine gute Entkopplung, insbesondere Schwingungsentkopplung, zwischen den beteiligten Bauteilen gegeben sein.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Schaltelement vorhanden ist, das koaxial drehbar um die Drehachse gelagert ist, wobei das erste Schaltelement zumindest abschnittsweise als hülsenförmiges Bauteil ausgebildet ist und mindestens eine sich senkrecht zur Drehachse erstreckende Ausformung aufweist, wobei das zweite Schaltelement eine zur Ausformung komplementär ausgebildete Ausnehmung (oder einen komplementär ausgebildeten Vorsprung) aufweist, wobei die Ausnehmung in die Ausformung eintritt (oder der Vorsprung in die Ausformung eintritt), um bei der Drehung des ersten Schaltelements um die Drehachse ein Drehmoment auf das zweite Schaltelement übertragen zu können.
Dabei sind bevorzugt das erste und das zweite Schaltelement relativ zueinander in Richtung der Drehachse translatorisch verschiebbar gelagert.
Das zweite Schaltelement ist bevorzugt zumindest abschnittsweise als hülsenförmiges Bauteil ausgebildet.
Die Ausformung im ersten Schaltelement wird vorzugsweise durch einen umgeformten Materialabschnitt des ersten Schaltelements gebildet wird (Durchdrückung, Durchstellung). Die Ausformung weist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform zwei sich radial zur Drehachse erstreckende Abschnitte auf, die durch einen Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sind; der Verbindungsabschnitt kann – in Richtung der Drehachse gesehen – eine Bogenform, insbesondere eine Kreisbogenform, aufweisen.
Die Ausnehmung im zweiten Schaltelement kann gleichermaßen durch einen umgeformten Materialabschnitt des zweiten Schaltelements gebildet werden.
Das erste Schaltelement kann – in Richtung der Drehachse gesehen – eine U-förmige Gestalt aufweisen.
Das erste Schaltelement ist bevorzugt aus einem Blech mit konstanter Dicke gefertigt.
Die Ausformung und die Ausnehmung sind bevorzugt zu einer die Drehachse umfassenden Symmetrieebene symmetrisch ausgebildet.
Das zweite Schaltelement kann einen zylindrischen Abschnitt aufweisen, in dem ein Wellenteil mit Presspassung angeordnet ist.
Die Erfindung schlägt demgemäß eine Entkopplung an der Verbindungsstelle zwischen der Rastierhülse und der Schaltwelle vor, was bevorzugt zwischen einer Innenhülse und einer Außenhülse realisiert wird. Beim Schaltvorgang wird also eine formschlüssige drehfeste Kopplung vorgesehen, die aber nach dem Schaltvorgang bzw. unter Fortfall der Schaltkraft nicht mehr besteht. Dies kann durch ein entsprechendes geringfügiges Bewegungsspiel zwischen den beiden zusammenwirkenden hülsenförmigen Bauteilen realisiert werden.
Die ortsfest auf der Schaltwelle befestigte Innenhülse weist hierzu eine unrunde Außenkontur auf, die mit der Durchstellung der Außenhülse zwecks Drehmomentübertragung koppelbar ist. Ein großflächiges Abstützen der Innen- und Außenhülse ist sichergestellt.
Mit der vorgeschlagenen Ausgestaltung einer Schaltanordnung ist eine Möglichkeit geschaffen, in kostengünstiger Weise die Komponenten einer Schaltanordnung zur Verfügung zu stellen, die für eine Entkopplung einer Schwungmasse in einer derartigen Anordnung benötigt werden.
Die vorgeschlagene Lösung kann bei beliebigen Schaltgetrieben (auch automatisierten Getrieben) eingesetzt werden.
Kurze Beschreibung der Figuren
In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
1 eine Ansicht eines Teils einer Schaltanordnung eines Kraftfahrzeug-Zahnräderwechselgetriebe, gesehen in Richtung der Drehachse zweier Schaltelemente (d. h. aus Richtung C gemäß 2), und
2 den Schnitt A-B gemäß 1.
Ausführliche Beschreibung der Figuren
In den Figuren ist eine Schaltanordnung 1 eines Zahnräderwechselgetriebes zu sehen. Der hier interessierende Teil der Schaltanordnung 1 umfasst im wesentlichen ein erstes hülsenförmiges Schaltelement 2 und ein zweites hülsenförmiges Schaltelement 3. Zur generellen Bauweise gattungsgemäßer Schaltanordnungen wird ausdrücklich auf die oben genannten Druckschriften DE 10 2008 053 252 A1 , DE 199 42 562 A1 und DE 10 2009 057 290 A1 der Anmelderin Bezug genommen, so dass hier nur die Aspekte beschrieben werden, die das erfindungsgemäße Konzept betreffen.
Zur Erfüllung der benötigten Funktion der Entkopplung einer Schwungmasse ist es wünschenswert, dass das um eine Drehachse a drehbare erste Schaltelement 2 und das konzentrisch um die Drehachse a drehbare zweite Schaltelement 3 relativ zueinander in Richtung der Drehachse a translatorisch verschieblich sind. Dennoch muss sichergestellt sein, dass eine Drehbewegung des ersten Schaltelements 2 auf das zweite Schaltelement 3 (und umgekehrt) übertragen wird, so dass ein Drehmoment zwischen den beiden Schaltelementen übertragbar ist.
Um dies in einfacher und somit kostengünstiger Weise, dennoch aber zuverlässig zu bewerkstelligen, ist vorgesehen, dass das erste Schaltelement 2 zumindest abschnittsweise als hülsenförmiges Bauteil ausgebildet ist; dieses Bauteil weist (mindestens) eine sich senkrecht zur Drehachse a erstreckende Ausformung 4 auf, am besten zu sehen in 1. Das zweite Schaltelement 3 weist eine zur Ausformung 4 komplementär ausgebildete Ausnehmung 5 auf. Die Ausnehmung 5 tritt in die Ausformung 4 ein. Bei der Drehung des ersten Schaltelements 2 um die Drehachse a kann folglich ein Drehmoment auf das zweite Schaltelement 3 übertragen werden (bzw. umgekehrt vom Schaltelement 3 auf das Schaltelement 2).
In das U-förmige Profil des ersten Schaltelements 2 ist also eine Durchdrückung bzw. Durchstellung, also eine Ausformung 4 eingeformt, was bevorzugt durch einen Blechumformvorgang erfolgt. Hierzu wird das erste Schaltelement 2, vorzugsweise auch das zweite Schaltelement 3, als Blechteil mit einer konstanten Blechdicke d hergestellt. Die in Richtung der Drehachse a hinterschnittsfreie Ausformung 4 stellt sicher, dass sie in der Ausnehmung 5 problemlos in Richtung der Drehachse a translatorisch gleiten kann.
Zur bevorzugten Ausgestaltung der Ausformung 4 wird auf 1 Bezug genommen, wozu sehen ist, dass die Ausformung 4 – ausgehend von der U-förmigen Gestalt des ersten Schaltelements 2 – zwei sich radial erstreckende Abschnitte 6 und 7 aufweist. Die Abschnitte 6, 7 sind über einen kreisbogenförmigen Verbindungsabschnitt 8 miteinander verbunden.
Die Ausformung 4 ist durch radiales Zustellen eines entsprechenden Stanzwerkzeugs hergestellt.
Um günstige Arbeitsverhältnisse zu erreichen, ist sowohl die Ausformung 4 als auch die kongruent, also komplementär hierzu passende Ausnehmung 5 symmetrisch ausgeformt. Die Symmetrieebene E (s. 1) umfasst die Drehachse a.
Zur Weiterleitung eines Drehmoments weist das zweite Schaltelement 3 einen zylindrischen Abschnitt 9 auf. In diesem sitzt ein Wellenteil 10. Dabei ist ein Presssitz zwischen dem Außenumfang des Wellenteils 10 und dem Innenumfang des zylindrischen Abschnitts vorgesehen, um eine zuverlässige Drehmomentübertragung in kostgengünstiger Weise sicherzustellen.
Bezugszeichenliste

1: Schaltanordnung
2: erstes Schaltelement (Schalthülse, Außenhülse)
3: zweites Schaltelement (Schalthülse, Innenhülse)
4: Ausformung
5: Ausnehmung
6: Abschnitt
7: Abschnitt
8: Verbindungsabschnitt
9: zylindrischer Abschnitt
10: Wellenteil
a: Drehachse
d: Dicke
E: Symmetrieebene

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 102008053 A1 [0002]
DE 19942562 A1 [0003, 0025]
DE 102009057290 A1 [0004, 0006, 0025]
DE 102008053252 A1 [0025]

Claims

Schaltanordnung (1) für ein Zahnräderwechselgetriebe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug-Zahnräderwechselgetriebe, die ein erstes Schaltelement (2) umfasst, das drehbar um eine Drehachse (a) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Schaltelement (3) vorhanden ist, das koaxial drehbar um die Drehachse (a) gelagert ist, wobei das erste Schaltelement (2) zumindest abschnittsweise als hülsenförmiges Bauteil ausgebildet ist und mindestens eine sich senkrecht zur Drehachse erstreckende Ausformung (4) aufweist, wobei das zweite Schaltelement (3) eine zur Ausformung (4) komplementär ausgebildete Ausnehmung (5) oder einen komplementär ausgebildeten Vorsprung aufweist, wobei die Ausnehmung (5) in die Ausformung (4) eintritt oder wobei der Vorsprung in die Ausformung (4) eintritt, um bei der Drehung des ersten Schaltelements (2) um die Drehachse (a) ein Drehmoment auf das zweite Schaltelement (3) übertragen zu können.
Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Schaltelement (3, 4) relativ zueinander in Richtung der Drehachse (a) translatorisch verschiebbar gelagert sind.
Schaltanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Schaltelement (3) zumindest abschnittsweise als hülsenförmiges Bauteil ausgebildet ist.
Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausformung (4) im ersten Schaltelement (2) durch einen umgeformten Materialabschnitt des ersten Schaltelements (3) gebildet wird.
Schaltanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausformung (4) zwei sich radial zur Drehachse (a) erstreckende Abschnitte (6, 7) aufweist, die durch einen Verbindungsabschnitt (8) miteinander verbunden sind.
Schaltanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsabschnitt (8) in Richtung der Drehachse (a) gesehen eine Bogenform, insbesondere eine Kreisbogenform, aufweist.
Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (5) im zweiten Schaltelement (3) durch einen umgeformten Materialabschnitt des zweiten Schaltelements (3) gebildet wird.
Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement (2) in Richtung der Drehachse (a) gesehen eine U-förmige Gestalt aufweist.
Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausformung (4) und die Ausnehmung (5) zu einer die Drehachse (a) umfassenden Symmetrieebene (E) symmetrisch ausgebildet sind.
Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Schaltelement (3) einen zylindrischen Abschnitt (9) aufweist, in dem ein Wellenteil (10) mit Presspassung angeordnet ist.