DE102014117484A1

DE102014117484A1 - Sperrelement für eine Schaltwelle

Info

Publication number: DE102014117484A1
Application number: DE102014117484.4A
Authority: DE
Inventors: Marcel Seiler; Torsten Quinger
Original assignee: Koki Technik Transmission Systems GmbH
Current assignee: Koki Technik Transmission Systems GmbH
Priority date: 2014-11-28
Filing date: 2014-11-28
Publication date: 2016-06-02

Abstract

Sperrelement für eine Schaltwelle (1) zur Sperre einer ersten Schaltgabel (9), wobei das Sperrelement an einer Verbindungsstelle (13) mit der Schaltwelle (1) verbunden ist, wobei die Schaltwelle (1) ein Funktionselement umfasst, welches mit einer weiteren Schaltgabel (10) zusammenwirkt, wobei das Sperrelement ein Kunststoff-Sperrelement (3) ist und auf die Schaltwelle (1) aufgespritzt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Sperrelement für eine Schaltwelle nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und Verfahren zur Herstellung nach dem nebengeordneten Anspruch 8.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Sperrelemente für eine Schaltwelle zur Sperre einer Schaltgabel bekannt und gebräuchlich. Diese Sperrelemente werden als Blechteile oder Käfige aus Metall ausgeführt und auf die Schaltwelle aufgeschweisst bzw. mit der Schaltwelle einstückig hergestellt. Vorherrschend ist hierbei ein Anfügen eines Sperrelements an der Schaltwelle. Das Sperren ist dabei derart ausgeführt, dass nicht gewählte Schaltgabeln durch das Sperrelement in Form eines Sperrblechs oder eines Sperrzylinders abgeblockt werden. Die Schaltausnehmungen der nicht geschaltenen Schaltgabeln liegen dabei am Sperrelement an und werden somit verriegelt.
Nachteilig ist hierbei, dass die Herstellung des Sperrbereichs in einem sehr frühen Stadium des Produktionsprozesses durchgeführt werden muss und dabei der Einfluss der Toleranzkette auf die nachfolgenden Bearbeitungsschritte sehr hoch ist.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Sperrelement für eine Schaltwelle zur Sperre einer ersten Schaltgabel zu schaffen, welche die Nachteile des oben beschriebenen Standes der Technik abstellt.
Lösung der Aufgabe
Zur Lösung der Aufgabe führen die Merkmale nach Anspruch 1 und 8.
Die Neuerung besteht hierbei, dass das Sperrelement als Kunststoff-Sperrelement ausgeführt ist und direkt auf die Schaltwelle angespritzt ist. Der Kunststoff des Kunststoff-Sperrelementes kann hierbei ein Thermoplast-Kunststoff sein. Der Kunststoff kann auch faserverstärkt ausgeführt sein. Dies liegt im Ermessen des zuständigen Fachmanns. Das Kunststoff-Sperrelement ist derart ausgeführt, dass die nicht geschaltenen Schaltgabeln an dem Kunststoff-Sperrelement anliegen und somit verriegelt sind. Die Schaltungsausnehmung der gewählten Schaltgabeln kann bspw. in eine Freimachung eintauchen und somit geschalten werden. Der Schaltprozess kann aber auch derart gestaltet sein, dass die Schaltausnehmung der gewählten Schaltgabel mit einem Schaltfinger erfolgen kann. Vorteilhaft ist hierbei, dass durch das Anspritzen des Kunststoff-Sperrelementes ein sehr später Zeitpunkt des Produktionsprozesses genutzt werden kann und somit ein einfacher Ausgleich von Fertigungstoleranzen erfolgen kann. Weitere Vorteile sind derart gegeben, dass ein leichteres und kostengünstigeres Material eingesetzt werden kann und es zur Minimierung von Geräuschen an den Schaltausnehmungen kommt.
Ein erfindungsgemässes Sperrelement für eine Schaltwelle zur Sperrung einer ersten Schaltgabel weist das Kunststoff-Sperrelement auf, wobei das Kunststoff-Sperrelement an einer Verbindungsstelle mit der Schaltwelle verbunden ist. Die Schaltwelle umfasst weiterhin ein Funktionselement. Es kann sich hierbei bspw. um einen Schaltfinger handeln, welcher mit Schaltausnehmungen der ersten oder der weiteren Schaltgabeln zusammenwirken kann. Zusammenwirken bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das Funktionselement bzw. der Schaltfinger die Schaltbewegungen der Schaltwelle an die erste Schaltgabel oder die weitere Schaltgabel weitergeben kann. Dabei ist das Funktionselement bzw. der Schaltfinger drehfest mit der Schaltwelle verbunden. Das bedeutet, dass das Funktionselement bzw. der Schaltfinger sämtliche Rotationsbewegungen der Schaltwelle unverändert mitfährt.
Weiterhin ist eine Ausführung derart gestaltet, dass der Schaltfinger auf der Schaltwelle durch das Kunststoff-Sperrelement umspritzt ist. Der Schaltfinger kann an die Schaltwelle gefügt sein. In so einem Fall würde bei Umspritzung des Schaltfingers, der Schaltfinger dem Kunststoffsperrelement grössere Stabilität verleihen. Ausserdem kann das Kunststoff-Sperrelement beim Aufspritzen auf die Schaltwelle Toleranzen des Funktionselementes bzw. des Schaltfingers ausgleichen. Das Kunststoff-Sperrelement ist dabei aus einem Thermoplast-Kunststoff hergestellt. Es ist aber auch denkbar, dass jegliche andere Kunststoffe zum Einsatz kommen können. Es ist auch denkbar, dass hier faserverstärkte Kunststoffe zum Einsatz gebracht werden. Das Kunststoff-Sperrelement wird an einer Verbindungsstelle mit der Schaltwelle verbunden. Diese Verbindungsstelle stellt in erster Linie eine Oberflächenvergrösserung der Schaltwelle dar. Diese Oberflächenvergrösserung kann bspw. durch eine eingelassene Mulde in der Schaltwelle erzeugt werden. Es ist aber auch denkbar, dass die Oberflächenvergrösserung durch eine Aufrauhung oder Rändelung erreicht wird. Es kann die Verbindungsstelle auch derart ausgeführt sein, dass es sich um einen über den Umfang der Schaltwelle hinausgehenden Ring handelt. Letztendlich soll durch die Oberflächenvergrösserung und die Ausführungsbeispiele erreicht werden, dass beim Anspritzen des Kunststoff-Sperrelementes und beim anschliessenden Verfestigen des Kunststoff-Sperrelementes eine feste Verbindung zwischen der Schaltwelle und dem Kunststoff-Sperrelement erreicht wird.
Ausserdem wird ein erfindungsgemässes Verfahren zur Herstellung eines Sperrelements für eine Schaltwelle beansprucht. Dabei handelt es sich um ein Sperrelement zur Sperre einer Schaltgabel. Neben dem Sperrelement ist die Schaltwelle vorhanden, wobei die Schaltwelle einen Schaltfinger umfasst. Erfindungsgemäss wird die Schaltwelle mit angefügten Funktionselementen bzw. Schaltfinger in ein Werkzeug eingelegt. Das Werkzeug ist derart gestaltet, dass es erlaubt, dass die Schaltwelle in dem Werkezeug fixiert wird. Weiter ist das Werkzeug derart gestaltet, dass das aufzubringende Kunststoff-Sperrelement in Form einer Schablone um die Schaltwelle angeordnet ist. Durch das Einspritzen eines Kunststoffs in das Werkzeug entsteht an einer definierten Verbindungsstelle der Schaltwelle ein Kunststoff-Sperrelement, welches an die Schaltwelle angespritzt wird.
Weiter ist es auch denkbar, dass ein Schaltfinger auf der Schaltwelle angeordnet ist und das Kunststoff-Sperrelement um diesen Schaltfinger herum gespritzt wird. Dazu bedarf es einer entsprechenden weiteren Schablone in dem Werkzeug, um das Umspritzen des Schaltfingers zu ermöglichen.
Ein erfindungsgemässes Kunststoff-Sperrelement kommt erfindungsgemäss in einem Kraftfahrzeuggetriebe oder einem Lastwagengetriebe od. dgl. zum Einsatz.
FIGURENBESCHREIBUNG
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Figuren. Diese zeigen in
1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemässen Kunststoff-Sperrelements; und
2 das erfindungsgemässe Kunststoff-Sperrelement aus 1 in Betätigungslage.
In 1 ist ein erfindungsgemässes Kunststoff-Sperrelement V gezeigt. Dieses Kunststoff-Sperrelement V besteht in erster Linie aus einer Schaltwelle 1, auf welche ein Kunststoff-Sperrelement 3 aufgespritzt ist. Weiter umfasst die Schaltwelle 1 einen Schaltfinger 2. Der Schaltfinger 2 kann einstückig mit der Schaltwelle hergestellt sein. Bei anderen Ausführungsbeispielen ist es aber auch denkbar, dass der Schaltfinger 2 an die Schaltwelle 1 gefügt wird. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Schaltfinger 2 durch das Kunststoff-Sperrelement 3 derart umschlossen, dass ein Betätigungsknopf 4 des Schaltfingers 2 aus dem Umfang des Kunststoff-Sperrelements 3 hinausragt.
Weiter weist der Schaltfinger 2 einen Steg 5 zwischen dem Betätigungsknopf 4 und der Schaltwelle 1 auf. Der Steg 5 dient hierbei der Verbindung des Betätigungsknopfes 4 mit der Schaltwelle 1. Das Kunststoff-Sperrelement 3 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel derart ausgeformt, dass es exzentrisch von der Schaltwelle 1 kreisförmig ausgeführt ist. Dabei weist es eine Ausnehmung 6 auf, wobei die Ausnehmung 6 andernends des Schaltfingers 2 ausgeformt ist. Die Ausnehmung 6 ist derart ausgeformt, dass die Schaltwelle 1 teilweise zwischen einem ersten Rundbereich 7 und einem zweiten Rundbereich 8 liegt und die Schaltwelle 1 teilweise offenlässt.
In 2 ist in neben dem in 1 bereits beschriebenen Merkmalen eine erste Schaltgabel 9 und eine zweite Schaltgabel 10 gezeigt. Der Betätigungskopf 4 des Schaltfingers 2 ragt dabei in eine Schaltungsöffnung 11 der zweiten Schaltgabel 10 hinein und ermöglicht je nach Rotationsrichtung der Schaltwelle 1 ein Verschieben der zweiten Schaltgabel 10, wie sie in Richtungspfeil 12 angedeutet ist. Diese Schaltbewegung ist natürlich reversibel. Die erste Schaltgabel 9 wird dabei durch den zweiten Rundbereich 8 gesperrt, so dass verhindert wird, dass die erste Schaltgabel 9 eine ungewollte Schaltbetätigung vollzieht.

Weiter ist in der 2 angedeutet, dass eine Verbindungsstelle 13 vorhanden ist, welche als Oberflächenvergrösserung der Schaltwelle 1 ausgeformt ist. Bei dieser Oberflächenvergrösserung kann es sich bspw. um eine Mulde, eine Erhebung oder eine Rändelung bzw. Aufrauhung der Oberfläche der Schaltwelle 1 handeln, womit die Verbindung des Kunststoff-Sperrelementes 3 mit der Schaltwelle 1 erleichtert werden soll. Bezugszeichenliste

1	Schaltwelle
2	Schaltfinger
3	Kunststoff-Sperrelement
4	Betätigungsknopf
5	Steg
6	Schaltungsausnehmung
7	Erster Rundbereich
8	Zweiter Rundbereich
9	Erste Schaltgabel
10	Zweite Schaltgabel
11	Schaltungsöffnung
12	Richtungspfeil
13	Verbindungsstelle

Claims

Sperrelement für eine Schaltwelle (1) zur Sperre einer ersten Schaltgabel (9), wobei das Sperrelement an einer Verbindungsstelle (13) mit der Schaltwelle (1) verbunden ist, wobei die Schaltwelle (1) ein Funktionselement umfasst, welches mit einer weiteren Schaltgabel (10) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement ein Kunststoff-Sperrelement (3) ist und auf die Schaltwelle (1) aufgespritzt ist.
Sperrelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement ein Schaltfinger (2) ist.
Sperrelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltfinger (2) auf der Schaltwelle (1) durch das Kunststoff-Sperrelement (3) umspritzt ist.
Sperrelement nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoff-Sperrelement (3) aus einem Thermoplast-Kunststoff besteht.
Sperrelement nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstelle (13) eine Oberflächenvergrösserung aufweist.
Sperrelement nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstelle (13) eine eingelassene Mulde in der Schaltwelle (1) oder eine Aufrauhung oder Rändelung aufweist.
Sperrelement nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstelle (13) ein über den Umfang der Schaltwelle (1) hinausgehender Ring ist.
Verfahren zur Herstellung eines Sperrelements für eine Schaltwelle (1) zur Sperre einer Schaltgabel (9, 10) bestehend aus dem Sperrelement und der Schaltwelle (1), gekennzeichnet durch folgende Schritte: – die Schaltwelle (1) wird in ein Werkzeug eingelegt, – die Schaltwelle (1) wird in dem Werkzeug fixiert, – an einer Verbindungsstelle (13) der Schaltwelle (1) wird ein Kunststoff-Sperrelement (3) angespritzt.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaltfinger (2) auf der Schaltwelle (1) durch das Kunststoff-Sperrelement (3) umspritzt wird.
Verwendung eines Sperrelements nach den Ansprüchen 1 bis 7 in einem Kraftfahrzeuggetriebe oder einem Lastkraftwagengetriebe od. dgl..