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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einen Schaltdom (2) für ein Kraftfahrzeug-Zahnräderwechselgetriebe, umfassend ein Schaltdomgehäuse (3) und eine axial zum Schaltdomgehäuse (3) bewegliche und verdrehbare Schaltwelle (10), wobei auf der Schaltwelle (10) ein Sperrelement (4) zum Sperren einer oder mehrerer Schaltgassen angeordnet ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Eine Schaltanordnung mit einem Schaltdom dieser Art ist beispielsweise in der
DE 10 2010 034 283 A1 beschrieben. Die Baueinheit hat ferner ein Sperrelement, das auch als „Interlock” bezeichnet wird, mit dem das versehentliche Schalten von nicht angewählten Gangstellungen des Getriebes und insbesondere das gleichzeitige Schalten mehrerer Gänge verhindert wird. Ferner ist eine Schaltarretierung zur Erzeugung von Schaltkräften vorhanden. Mit dem Sperrelement werden beispielsweise Schaltgabeln betätigt, die in Schiebemuffen von Synchronisiereinrichtungen eingreifen. Damit werden über Kuppelelemente Losräder mit der Haupt- oder Vorgelegewelle des Schaltgetriebes gekoppelt. Die gattungsgemäße Schaltanordnung kommt demgemäß im Getriebebereich bei Schaltdomen mit Verriegelungsmechanismus zur Anwendung.
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Für eine ordnungsgemäße und einfache sowie schnelle Montage ist es wichtig, dass die vormontierte Einheit, bestehend aus Schaltdom und Sperrelement bezüglich der genannten Längsachse in einer definierten Relativposition zueinander stehen und diese Relativposition auch beibehalten, bis der Montagevorgang abgeschlossen ist. Der Schaltdom und das Sperrelement weisen die genannte gemeinsame Längsachse auf, um die die besagte Relativdrehung verhindert werden muss.
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Möglich ist es, zur Verhinderung einer Relativdrehung zwischen Schaltdom und Sperrelement am Aluminiumgehäuse des Schaltdoms zwei lange Stege auszubilden, die sich seitlich neben dem Sperrelement (Interlock) erstrecken. Zwischen die beiden Stege kann dann ein Teil des Sperrelements eingreifen, um die Relativdrehung zu verhindern. Dabei ist es wichtig, dass der Interlock zum Schaltdomgehäuse eine definierte Position einnimmt und beibehält, bis der Montagevorgang in das Getriebegehäuse abgeschlossen ist.
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Nachteilig ist an dieser Lösung indes, dass relativ Material (Aluminium) benötigt wird, um die langen Stege auszubilden. Weiterhin ergibt sich durch die langen Stege ein relativ hoher Platzbedarf, um die Stege bruchunempfindlich zu machen. Neben dem Sperrelement (Interlock) muss des weiteren Bauraum für die Stege vorhanden sein. Nachteilig der dünnen, langen Stege ist weiterhin, dass diese leicht brechen und schwierig zu gießen sind.
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Aufgabe der Erfindung
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Schaltanordnung zu schaffen, die so ausgestaltet ist, dass eine Relativdrehung zwischen Schaltdomgehäuse und Sperrelement während der Montage zuverlässig verhindert wird, wobei bereits bei minimal zur Verfügung stehendem Bauraum die Verdrehsicherung realisiert werden können soll Weiterhin soll eine robuste Konstruktion gegeben sein, die problemlos mittelgroße Stöße aushält, ohne dass es zu Bruchproblemen kommt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (4) ein Vorpositionierungselement (7) aufweist, über das es vor der Endmontage an dem Schaltdomgehäuse (3) oder an einem mit dem Schaltdomgehäuse (3) drehfest verbundenen Bauteil begrenzt drehbeweglich gehalten ist und dass das Sperrelement (4) ein Führungselement (19) aufweist, über das das Sperrelement (4) nach der Endmontage drehfixiert ist.
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Damit sind zwischen dem Schaltdomgehäuse und dem Sperrelement Mittel wirksam angeordnet, mit denen während des Montagevorgangs des Schaltdoms am Getriebegehäuse eine relative Drehung zwischen dem Schaltdomgehäuse und dem Sperrelement um die Längsachse verhindert wird.
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Die Mittel umfassen bevorzugt ein Trägerelement mit einem Vorsprung, wobei das Trägerelement mit dem Sperrelement formschlüssig verbunden ist. Das Trägerelement samt Vorsprung ist bevorzugt als einstückiges Formteil ausgebildet.
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Die Mittel zur Verdrehsicherung umfassen bevorzugt zwei Stege als zwei Rippenelemente, wobei diese am Schaltdomgehäuse angeordnet sind. Die Rippenelemente bestehen dabei bevorzugt aus dem Material des Schaltdomgehäuse und sind mit dem Schaltdomgehäuse einstückig ausgeformt.
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Der Vorsprung und die Rippenelemente erstrecken sich bevorzugt in Richtung der Längsachse von Schaltdom und Sperrelement.
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Das Sperrelement umfasst eine Schaltwelle, die in einen Grundkörper des Sperrelement eingesteckt sein kann. Das Trägerelement kann eine Durchgangsausnehmung aufweisen, die im montierten Zustand der Schaltwelle von diesem durchsetzt wird.
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Das Sperrelement kann als Sperrbügel ausgebildet sein, der eine Basis und zwei vorzugsweise parallel gerichtete Wangen aufweist. Der Sperrbügel mit seinem montierten Halter kann einen Schaltfinger umgreifen. Dazu weisen die Wangenenden bevorzugt zueinander gerichtete Kröpfungen auf, die den Schaltfinger axial zwischen sich nehmen. Der Sperrbügel kann mit dem montierten Sperrbügelhalter gemeinsam auf die Schaltwelle geschoben werden.
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Durch das Einschieben der Schaltwelle kann der Sperrbügelhalter nicht mehr vom Sperrbügel gezogen werden, wodurch er formschlüssig gesichert ist. Der Schaltfinger selbst kann beispielsweise mit einem Spannstift oder einem Sicherungsstift auf der Welle gesichert werden.
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Das Trägerelement samt Vorsprung besteht bevorzugt aus Kunststoffmaterial. Die Erfindung schlägt bevorzugt ein Kunststoffteil vor, das auf das Sperrelement (Interlock) montiert wird und das für die Verdrehsicherung sorgt.
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Am Kunststoffteil ragt bevorzugt eine Nase (Vorsprung) als ein Vorpositionierungselement in Richtung des Aluminium-Gehäuses des Schaltdoms, die deutlich schmaler ist als das Sperrelement (Interlock). Diese Nase kann an einer beliebigen Stelle oberhalb des Interlock positioniert werden. Am Aluminiumgehäuse des Schaltdoms sind zwei Stege angeordnet bzw. aus dem Material des Schaltdoms ausgeformt, die allerdings relativ kurz und dünnwandig ausgebildet sein können. Der lichte Abstand der beiden Stege entspricht der Dicke der Nase (des Vorsprungs) und muss insbesondere nicht so groß sein wie das komplette Interlock.
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Der Vorsprung (Nase) und die Stege des Aluminiumgehäuses haben zusammen eine Länge, mit der die gewünschte Verdrehsicherung über den axialen Verschiebeweg des Montagevorgangs realisiert werden kann. Beim Anwählen eines Ganges bewegt sich das Interlock lediglich axial nach „oben „ und „unten”, ohne rotieren zu können. Es greift in die Schaltmäuler der Schaltgabeln ein, fixiert die nicht zu betätigenden Schaltmäuler in der Neutralposition und gibt nur jeweils ein Schaltmaul für den Schaltvorgang frei.
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Das Trägerelement mit seinem Vorsprung (wie erwähnt bevorzugt als Kunststoffteil ausgebildet) wird per Handmontage auf das Sperrelement (Interlock) aufgeschoben und durch die Zentralschaltwelle, die im Anschluss montiert wird, gegen Verlieren gesichert.
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Das vorgeschlagene Zusatzbauteil (d. h. das Trägerelement samt Vorsprung) mit der erläuterten Anordnung und Ausrichtung des Vorsprungs (Nase) ermöglicht so den Einsatz kurzer, stabiler Stege am Schaltdomgehäuse. Die Montage des Zusatzbauteils ist durch ein einfaches Aufschieben sichergestellt.
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Die Erfindung stellt also für die Verhinderung der Verdrehung des Interlock bei der Montage auf eine Art Sperrbügelklammer ab, die auf das Interlock montiert wird und mit zwei kurzen Stegen am Schaltdomgehäuse zusammenwirkt.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
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1 in perspektivischer Ansicht einen Schaltdom mit einem Sperrelement, das gegen Verdrehung relativ zum Schaltdom um eine Längsachse gesichert ist,
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2 den Ausschnitt „A” aus 1 in vergrößerter Darstellung und
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3 in Explosionsdarstellung das Sperrelement gemäß 1.
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Ausführliche Beschreibung der Figuren
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In
1 und ausschnittsweise vergrößert in
2 ist eine Schaftanordnung
1 zu sehen, die einen Schaltdom
2 mit einem Schaltdomgehäuse
3 sowie ein Sperrelement
4 (Interlock) umfasst. Zum grundsätzlichen Aufbau dieser Bauteile wird ausdrücklich auf die
DE 10 2010 034 283 A1 der Anmelderin Bezug genommen, wo hierzu Details ausgeführt sind.
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Das Sperrelement 4 umfasst eine Schaltwelle 10, die die Zentralschaltwelle der Schaltanordnung darstellt. Für das Sperrelement 4 und insbesondere die Schaltwelle 10 sowie für den vorgelagerten Schaltdom 2 lässt sich eine gemeinsame Längsachse L definieren. Während der Montage des Schaltdoms 2 samt Sperrelement 4 wird die Einheit bestehend aus Schaltdom 2 und Sperrelement 4 in Richtung der Längsachse L auf das – nicht dargestellte – Getriebegehäuse geschoben und das Schaltdomgehäuse 3 am Getriebegehäuse befestigt. Dabei muss sichergestellt sein, dass es während des Montagevorgangs zu keiner Relativdrehung zwischen Sperrelement 4 und Schaltdomgehäuse 3 und die Längsachse L kommt. Hierfür sind Mittel zur Verdrehsicherung 5 vorhanden.
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Diese Mittel 5 zur Verhinderung einer Verdrehung umfassen zunächst ein Trägerelement 6, das aus Kunststoff besteht und auf das Sperrelement (Interlock) formschlüssig aufgesetzt bzw. aufgeschoben werden kann (eine Befestigungsmöglichkeit ist später unter Bezugnahme auf 3 erläutert). Am Trägerelement 6 ist ein Vorsprung als Vorpositionierungselement 7 angeformt, der sich in Richtung der Längsachse L erstreckt.
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Indes sind am aus Aluminium bestehenden Schaltdomgehäuse 3 zwei Rippenelemente 8 und 9 als Stege angeformt, die zwischen sich einen lichten Abstand lassen, der etwas großer als die Dicke des Vorpositionierungselements 7 ist. Solange das Vorpositionierungselement 7 einerseits und die Rippenelemente 8 und 9 andererseits in Richtung der Längsachse L gesehen in einem zusammenwirkenden Zustand sind, ist eine Relativdrehung um die Längsachse L zwischen dem Schaltdom 2 und dem Sperrelement 4 ausgeschlossen. Die Erstreckung in Richtung der Längsachse L des Vorsprungs 7 einerseits und der Rippenelemente 8 und 9 andererseits liegen in derselben Größenordnung, d. h. konkret, dass bevorzugt die Erstreckung des Vorsprungs 7 in Richtung der Längsachse L zwischen 50% und 200% der Erstreckung der Rippenelemente 8, 9 in Richtung der Längsachse L beträgt. Bei der Montage des Schaltdoms 2 an das Getriebegehäuse wird der Schaltdom 2 samt Sperrelement 4 also in Richtung der Längsachse L auf das Getriebegehäuse geschoben. Eine Verdrehung des Sperrelements 4 (Interlock) relativ zum Schaltdom 2 ist hierbei verhindert. Diese Funktion übernimmt die Anordnung bestehend aus Trägerelement 6 samt Vorsprung 7 und den Rippenelementen 8, 9. Im Betrieb des Getriebes ist diese Sperrbügel-Klammer außer Funktion. Zusätzlich weist die Schaltanordnung eine separate Gangsperre 15 als Rückwärtsgangsperre auf.
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Die Sequenz der Montage des Sperrelements 4 samt Mittel 5 zur Verhinderung einer Verdrehung ergibt sich aus 3 und die hier skizzierte Explosionsdarstellung. Zunächst wird die Sperrbügel-Klammer, d. h. das Trägerelement 6 samt Vorsprung 7 seitlich auf einen Grundkörper 11 des Sperrelements 4 (Interlock) aufgeschoben. Das Trägerelement 6 hat eine Ausnehmung 12.
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In einem zweiten Montageschritt wird die Schaltwelle 10 von unten in den Grundkörper 11 des Sperrelements 4 eingeschoben. Das Trägerelement 6 ist damit relativ zum Grundkörper 11 fixiert, da die Schaltwelle 10 die Ausnehmung 12 des Trägerelements 6 passgenau durchsetzt. In einem dritten Montageschritt wird ein Sicherungselement 13 in Form eines Sicherungsstifts in eine Querbohrung 14 in die Schaltwelle 10 eingeschoben, um sie 10 relativ zum Sperrelement 4 festzulegen.
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Die so entstandene Einheit des Sperrelements 4 wird dann im Schaltdom 2 angeordnet, und zwar so, dass das Vorpositionierungselement 7 zwischen den beiden Rippenelementen 9, 10 zu liegen kommt. Die insoweit vorbereitete Einheit bestehend aus Schaltdom 2 und Sperrelement 4 wird nun in das Getriebegehäuse montiert.
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Das Sperrelement 4 ist als ein Sperrbügel mit einer Basis 16 und zwei parallel angeordneten, sich rechtwinklig von der Basis 16 erstreckenden Wangen 11 gebildet. Die Wangen 11 weisen die Durchgangsausnehmungen 18 für die Schaltwelle 10 auf und sind endseitig mit zueinander gerichteten Kröpfungen 17 versehen, die den Schaltfinger axial zwischen sich nehmen. Die Baisis 16 weist ferner ein Langloch als Führungselement zum Eingriff eines nicht dargestellten Positionierstifts auf, der das Sperrelement drehfixiert, so dass die Vorpositionierungseinrichtung 5 funktionslos wird. Der Positionierstift weist dazu einen Durchmesser auf, der der Breite des Langlochs entspricht.
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Radial zwischen der Schaltwelle 10 und der Basis 16 ist eine Gassenführung 20 angeordnet, in die von außen ein nicht dargestellter Gassenführungsstift eingreift. Dieser ist einteilig mit dem Positionierstift ausgebildet, der sich endseitig verjüngt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schaltanordnung
- 2
- Schaltdom
- 3
- Schaltdomgehäuse
- 4
- Sperrelement
- 5
- Mittel zur Verdrehsicherung
- 6
- Trägerelement
- 7
- Vorpositionierungselement
- 8
- Rippenelement
- 9
- Rippenelement
- 10
- Schaltwelle
- 11
- Wange
- 12
- Ausnehmung
- 13
- Sicherungselement
- 14
- Querbohrung
- 15
- Gangsperre
- 16
- Basis
- 17
- Kröpfungen
- 18
- Durchgangsausnehmung
- 19
- Führungselement
- 20
- Gassenführung
- L
- Längsachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010034283 A1 [0002, 0025]
