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Die Erfindung betrifft eine Schaltwellenvorrichtung für ein Schaltgetriebe mit einem Gehäuseabschnitt, mit einer Schaltwelle, wobei die Schaltwelle eine Hauptachse definiert und wobei die Schaltwelle relativ zu dem Gehäuseabschnitt in Bezug auf die Hauptachse axial verschiebbar und/oder in Umlaufrichtung schwenkbar angeordnet ist, mit einer Betätigungseinrichtung, wobei die Betätigungseinrichtung zumindest einen Schaltfinger zur Betätigung eines Schaltelements des Schaltgetriebes aufweist, mit einer Sperreinrichtung zur Sperrung von weiteren Schaltelementen des Schaltgetriebes, wobei die Sperreinrichtung einen Klammerbereich und einen Stegbereich aufweist, wobei der Klammerbereich die Betätigungseinrichtung in axialer Richtung beidseitig umgreift und wobei der Stegbereich von dem Klammerbereich in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse absteht, und mit einer Führungseinrichtung, wobei die Führungseinrichtung mit dem Gehäuseabschnitt starr gekoppelt ist, wobei die Führungseinrichtung den Stegbereich in axialer Richtung führt und eine Schwenkbewegung formschlüssig verhindert. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit der Schaltwellenvorrichtung.
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Schaltwerke in Fahrzeugen dienen dazu, Wähl- und/oder Schaltbefehle, welche durch einen Fahrer oder eine Aktorik eingeleitet werden, in Schalt- und/oder Wählbewegungen zu wandeln, um diese auf nachgeschaltete Schaltelemente übertragen zu können.
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In weit verbreiteter Bauweise umfassen derartige Schaltwerke eine Schaltwelle auf z.B. Schaltfinger angeordnet sind. Mit den Schaltfingern werden über Schaltgabeln Schaltmuffen einer nachgeschalteten Schaltmechanik oder ähnliche Schaltelemente verschoben, um Gänge in der Schaltmechanik zu wechseln. Um sicher zu verhindern, dass zeitgleich zwei Gänge eingelegt werden oder ein ungenaues Querschalten erfolgt, ist es bekannt, Sperrelemente zu verwenden, welche in Abhängigkeit der Stellung der Schaltwelle nicht ausgewählte Schaltgabeln formschlüssig sperren.
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Beispielsweise offenbart die
DE102011004063A1 ein Schaltwerk mit einem Sperrelement, wobei das Sperrelement als eine Metallklammer ausgebildet ist, welche aus mindestens zwei Einzelkomponenten zusammengesetzt ist.
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Die
DE102013219943A1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, offenbart ebenfalls eine Schaltwerk mit einem Sperrelement, wobei das Sperrelement aus Kunststoff ausgebildet ist und zweiteilig aufgebaut ist. Ein erster Teil wird durch eine Klammer gebildet, welche einen Schaltwellenabschnitt mit einem Schaltfinger in axialer Richtung zu der Schaltwelle umgreift. Ein zweiter Abschnitt wird durch ein Aufsatzteil gebildet, welches auf die Klammer aufgesetzt ist. Das Aufsatzteil weist einen Steg auf, welcher sich in axialer Richtung erstreckt und welcher durch zwei von dem Schaltgehäuse abstehenden Axialführungen umgeben ist, die den Steg so führen, dass sich dieser gemeinsam mit der Klammer in axialer Richtung bewegen kann, jedoch in Umlaufrichtung formschlüssig gesperrt ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltwellenvorrichtung mit einem kostengünstigen und zugleich funktionsgerechten Aufbau vorzuschlagen. Diese Aufgabe wird durch eine Schaltwellenvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Fahrzeug mit der Schaltwellenvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
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Im Rahmen der Erfindung wird eine Schaltwellenvorrichtung vorgeschlagen, welche zur Betätigung eines Schaltgetriebes ausgebildet ist. Das Schaltgetriebe ist insbesondere als ein Gangwechselgetriebe ausgebildet. Das Schaltgetriebe ist für ein Fahrzeug ausgebildet und dient insbesondere dazu, unterschiedliche Gänge, insbesondere Übersetzungen im Antriebsstrang des Fahrzeugs bereitzustellen und zu wechseln. Die Schaltwellenvorrichtung ist ausgebildet, manuell oder durch eine Aktorik eingeleitete Schalt- und/oder Wählbefehle in Schalt- und/oder Wählbewegungen umzusetzen. Diese Schalt- und/oder Wählbewegungen werden auf Schaltzwischenelemente, wie z.B. Schaltgabeln, oder Schaltelemente, wie z.B. Schaltmuffen, des Schaltgetriebes übertragen.
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Die Schaltwellenvorrichtung umfasst einen Gehäuseabschnitt insbesondere eines Schaltgehäuses. Der Gehäuseabschnitt kann beispielsweise als eine Kappe ausgebildet sein, alternativ hierzu kann der Gehäuseabschnitt auch als ein Deckel oder Schaltdom realisiert sein. Besonders bevorzugt dichtet der Gehäuseabschnitt einen durch das Schaltgehäuse gebildeten Schaltraum gegenüber einer Umgebung ab.
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Die Schaltwellenvorrichtung umfasst eine Schaltwelle, welche mit ihrer Längserstreckung und/oder mit ihrer Mittelachse eine Hauptachse definiert, auf die im Weiteren Bezug genommen wird. Die Schaltwelle ist relativ zu dem Gehäuseabschnitt in axialer Richtung verschiebbar und/oder in Umlaufrichtung schwenkbar angeordnet. Vorzugsweise durchstößt die Schaltwelle den Gehäuseabschnitt und ist besonders bevorzugt in diesem z.B. über eine Lagereinrichtung gelagert.
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In oder an der Schaltwellenvorrichtung ist eine Betätigungseinrichtung vorgesehen, wobei die Betätigungseinrichtung fest mit der Schaltwelle verbunden ist. Die Betätigungseinrichtung weist mindestens einen Schaltfinger zur Betätigung eines oder des nachgeschalteten Schaltgetriebes auf. Durch eine axiale Bewegung oder Bewegung in Umlaufrichtung der Schaltwelle wird der Schaltfinger in gleicher Bewegungsrichtung mitgeführt. Der Schaltfinger ist besonders bevorzugt als ein in radialer Richtung zu der Schaltwelle und/oder zu der Hauptachse abstehendes Organ ausgebildet, welches zur Betätigung eines ausgewählten Schaltelements in dem Schaltgetriebe dient. Das Schaltelement ist insbesondere als eine Schaltgabel ausgebildet.
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Die Schaltwellenvorrichtung umfasst ferner eine Sperreinrichtung, welche zur Sperrung von weiteren Schaltelementen ausgebildet ist, um ein zeitgleiches Einlegen von zwei Gängen und andere Fehlbedienungen des Schaltgetriebes zu vermeiden. Insbesondere sind der Schaltfinger und die Sperreinrichtung zu einer Mehrzahl von Schaltelementen, insbesondere Schaltgabeln, derart angeordnet und/oder anordenbar, dass eines der Schaltelemente als ausgewähltes Schaltelement durch den Schaltfinger betätigt werden kann und die anderen Schaltelemente durch die Sperreinrichtung gesperrt sind.
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Die Sperreinrichtung umfasst einen Klammerbereich und einen Stegbereich, wobei der Klammerbereich und der Stegbereich miteinander fest gekoppelt sind. Es ist bevorzugt, dass die Sperreinrichtung auf den Klammerbereich und den Stegbereich beschränkt ist. Optional ist es jedoch möglich, dass die Sperreinrichtung weitere Bereiche aufweist.
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Der Klammerbereich umgreift die Betätigungseinrichtung in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse beidseitig, so dass diese durch diesen umklammert ist. So befindet sich ein Abschnitt des Klammerbereichs auf einer axialen Seite der Betätigungseinrichtung und ein weiterer Abschnitt des Klammerbereichs auf der gegenüberliegenden axialen Seite der Betätigungseinrichtung. Insbesondere ist die Betätigungseinrichtung von dem Klammerbereich in axialer Richtung zu der Hauptachse formschlüssig umschlossen, so dass der Klammerbereich von der Betätigungseinrichtung in beide axiale Richtungen formschlüssig, insbesondere spielfrei, spielarm oder eng geführt, mitgenommen wird. Im Speziellen sind der Klammerbereich und die Betätigungseinrichtung in axialer Richtung formschlüssig miteinander wahlweise unmittelbar oder mittelbar gekoppelt.
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Der Stegbereich ist dagegen als ein in axialer Richtung von dem Klammerbereich abstehender Stegabschnitt ausgebildet, welcher in Richtung des Gehäuseabschnitts gerichtet ist. Insbesondere ist der Stegbereich parallel zu der Hauptachse ausgerichtet.
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Die Schaltwellenvorrichtung umfasst eine Führungseinrichtung, wobei die Führungseinrichtung mit dem Gehäuseabschnitt fest gekoppelt ist. Insbesondere ist die Führungseinrichtung an dem Gehäuseabschnitt befestigt oder einteilig angeformt. Die Führungseinrichtung bildet eine Führung für den Stegbereich, wobei dieser so geführt ist, dass dieser in axialer Richtung innerhalb der Führungseinrichtung verschoben werden kann, in Umlaufrichtung um die Hauptachse jedoch in beide Richtungen formschlüssig gesperrt ist. Insbesondere stützt sich die Sperreinrichtung über die Führungseinrichtung in Umlaufrichtung an dem Gehäuseabschnitt ab.
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Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Klammerbereich und der Stegbereich einteilig ausgebildet sind. Durch die einteilige Ausgestaltung wird eine verbesserte Sperreinrichtung vorgeschlagen, welche im Gegensatz zu dem Stand der Technik die beiden Funktionsbereiche, nämlich den Klammerbereich und den Stegbereich, einteilig ausbildet. Durch diese Ausbildung wird zum einen eine vereinfachte Montage ermöglicht, da die Sperreinrichtung nicht aus mehreren Teilen zusammengefügt werden muss. Dies führt zu einer Kostenreduktion und zugleich zu einer Fehlerreduzierung, da etwaige Montagefehler ausgeschlossen sind. Ferner werden durch die einteilige Ausbildung mögliche Schwachstellen der Sperreinrichtung im Kopplungsbereich zwischen den Einzelteilen der Sperreinrichtung eliminiert, sodass auch die Funktion und die Lebensdauer der Sperreinrichtung und damit der Schaltwellenvorrichtung verbessert ist.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Sperreinrichtung aus Metall, insbesondere aus einem Blech gefertigt.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind der Klammerbereich und der Stegbereich aus einem gemeinsamen Halbzeug einteilig gefertigt. Insbesondere erfolgt die Fertigung über Umformfertigungsschritte und/oder Trennfertigungsschritte. Bei einer bevorzugten und besonders kostengünstigen Ausgestaltung der Erfindung sind der Klammerbereich und der Stegbereich als ein gemeinsames Stanz-Biegeteil aus einem gemeinsamen Blechhalbzeug ausgebildet. Gerade in dieser Ausgestaltung treten die Vorteile der Erfindung besonders stark hervor, da die Herstellung besonders kostengünstig ist und zugleich die resultierende Sperreinrichtung stabil und langlebig ist.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist der Klammerbereich zwei Seitenabschnitte auf, welche die Betätigungseinrichtung umschließen. Die Seitenabschnitte sind bevorzugt als Plattenbereiche ausgebildet und parallel zueinander angeordnet. Jeder der Seitenabschnitte weist eine Durchgangsöffnung zur Aufnahme der Schaltwelle auf. Insbesondere ist in den Durchgangsöffnungen die Schaltwelle angeordnet. In einer konkreten Ausgestaltung sind die Seitenbereiche in axialer Draufsicht rechteckig ausgebildet und deckungsgleich zueinander angeordnet.
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Bei einer bevorzugten konstruktiven Weiterbildung der Erfindung sind die Seitenabschnitte durch einen Rückenabschnitt miteinander verbunden. Die Übergänge zwischen dem Rückenabschnitt und den Seitenabschnitten des Klammerbereichs sind besonders bevorzugt als ein erster und ein zweiter Biegebereich ausgebildet, wobei die entsprechenden Biegelinien jeweils in einer Radialebene zu der Hauptachse angeordnet ist. Die Flächenerstreckung des Rückenabschnitts ist parallel zu der Hauptachse der Schaltwelle angeordnet. In dem Rückenabschnitt ist ein in axialer Richtung zu der Hauptachse verlaufendes Langloch zur Durchführung eines insbesondere gehäusefesten Führungsstifts eingebracht. Optional bildet der Führungsstift einen Teil der Schaltwellenvorrichtung.
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Es ist besonders bevorzugt, dass die Betätigungseinrichtung eine Schalt- und/oder Wählkontur aufweist. Die Schalt- und/oder Wählkontur kann als eine Nut in der Betätigungseinrichtung ausgebildet sein, alternativ ist diese als eine Aussparung in einem Führungsblech der Betätigungseinrichtung ausgebildet. Die Schalt- und/oder Wählkontur kann bei einer besonders produktnahen Ausführungsform in einer H-Form ausgebildet sein, wobei der Querbalken des H eine Wählgasse und die Hochbalken jeweils eine Schaltgasse bilden. Es ist möglich, dass nicht nur zwei Schaltgassen, sondern drei oder vier oder mehr Schaltgassen bzw. nur eine halbe Schaltgasse z.B. für einen Rückwärtsgang vorgesehen sind. In die Schalt- und/oder Wählkontur kann der zuvor beschriebene Führungsstift eingreifen.
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Bei einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist die Schaltwellenvorrichtung ausgebildet, dass der Stegbereich die Sperreinrichtung im Betrieb, also insbesondere bei dem Wechsel von Gängen, führt und insbesondere gegenüber einer Schwenkung in Umlaufrichtung um die Hauptachse formschlüssig sperrt.
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Bei einer bevorzugten Realisierung der Erfindung ist der Stegbereich jedoch als eine Montagehilfe ausgebildet und in der axialen Länge so dimensioniert, dass der Stegbereich und die Führungseinrichtung im Betrieb der Schaltwellenvorrichtung, also insbesondere bei dem Wechsel von Gängen, voneinander entkoppelt und/oder axial voneinander beabstandet sind. Die formschlüssige Sperre gegen ein Verdrehen der Sperreinrichtung in Umlaufrichtung wird dagegen durch den durch das Langloch durchgeführten Führungsstift umgesetzt. Der Hintergrund dieser Ausgestaltung ist es, dass bei der Montage der Schaltwellenvorrichtung in dem Schaltgehäuse die Lage der Sperreinrichtung in Bezug auf die Umlaufrichtung um die Hauptachse noch nicht festgelegt ist, da der Führungsstift erst dann montiert wird, wenn die Schaltwellenvorrichtung in das Schaltgehäuse eingesetzt ist. Allerdings kann sich die Sperreinrichtung bei diesem Montageschritt verdrehen und besteht damit das Risiko, dass der Führungsstift neben dem Langloch montiert wird. Um diese Fehlmontage auszuschließen wird die Sperreinrichtung bei der Montage durch das Zusammenspiel des Stegbereichs und der Führungseinrichtung in Umlaufrichtung um die Hauptachse formschlüssig in einer definierten Montageposition gehalten, bis der Führungsstift durch das Langloch in die schalt- und/oder Wählkontur eingeführt ist. Danach wird die Sperreinrichtung zusammen mit der Schaltwelle in axialer Richtung versetzt, so dass der Sperrbereich und die Führungseinrichtung entkoppelt sind. Die Lagedefinition in Umlaufrichtung um die Hauptachse hat dann der Führungsstift übernommen.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist der Klammerbereich zwei Sperrabschnitte auf, welche gemeinsam eine Sperrstruktur bilden, wobei der Schaltfinger in einem freien Schwenkbereich relativ zu der Sperrstruktur verschwenkbar zwischen den Sperrabschnitten angeordnet ist. Die Sperrabschnitte erstrecken sich in axialer Richtung zu der Hauptachse und sind so dimensioniert, dass mit dem Schaltfinger das ausgewählte Schaltelement, insbesondere eine ausgewählte Schaltgabel, bewegt werden kann. Benachbarte Schaltelemente, insbesondere benachbarte Schaltgabeln werden dagegen durch die Sperrstruktur formschlüssig gegen eine Bewegung gesperrt.
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Besonders bevorzugt sind die Sperrabschnitte an den Seitenabschnitten ausgebildet. Insbesondere bilden diese Verlängerungen und/oder freie Endabschnitte der Seitenabschnitte. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist zwischen den Seitenabschnitten und den Sperrabschnitten ein dritter und vierter Biegebereich angeordnet, wobei die zugeordneten Biegelinien in einer Radialebene zu der Hauptachse liegen.
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Es ist besonders bevorzugt, dass der Stegbereich als ein Stegabschnitt ausgebildet ist, welcher sich senkrecht von dem Seitenabschnitt, welcher dem Gehäuseabschnitt zugewandt ist, erstreckt. Insbesondere sind Stegabschnitt und Seitenabschnitt über einen Biegebereich miteinander verbunden. Bei der Fertigung wird der Stegabschnitt aus dem Seitenabschnitt über den Biegebereich herausgebogen, sodass dieser in einfacher Weise herstellbar ist.
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Betrachtet man eine zweidimensionale Abwicklung der Sperreinrichtung, so ergibt sich eine ebene Blechkontur, welche die Durchgangsöffnungen und das Langloch sowie eine Trennlinie aufweist, wobei die Trennlinie zwischen einem der Seitenabschnitte und dem Stegabschnitt angeordnet ist, um den Stegabschnitt bis auf den Biegebereich von dem Seitenabschnitt abzutrennen. Das Zwischenprodukt als zweidimensionale Abwicklung der Sperreinrichtung kann durch einen einfachen Stanzprozess hergestellt werden. Es ist auch möglich, dass dieses durch ein anderes trennendes Verfahren erzeugt wird. Nachfolgend kann durch einen einfachen Biegeprozess die Sperreinrichtung fertiggestellt werden.
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Optional ergänzend weist die Betätigungseinrichtung eine Rastkontur auf, welche eine Funktionsfläche umfasst, die radial nach außen gerichtet ist und in Umlaufrichtung um 90 Grad zu dem Schaltfinger und/oder zu der Schalt- und/oder Wählkontur versetzt angeordnet ist. Auch die Rastkontur ist innerhalb des Klammerbereichs angeordnet.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit der Schaltwellenvorrichtung sowie einem Schaltgetriebe, wobei die Schaltwellenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche bzw. wie diese zuvor beschrieben ausgebildet ist und wobei die Schaltwellenvorrichtung zur Betätigung des Schaltgetriebes mit diesem wirkverbunden ist. Das Fahrzeug ist insbesondere als ein Personenkraftwagen ausgebildet. Besonders bevorzugt umfasst das Fahrzeug einen Antriebsstrang mit der Schaltwellenvorrichtung, der Schaltmechanik und einem Verbrennungsmotor.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:
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1 eine schematische dreidimensionale Darstellung der Schaltwellenvorrichtung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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2 die Sperreinrichtung in der 1 in einer schematischen, dreidimensionalen Einzeldarstellung.
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Die 1 zeigt in einer schematischen dreidimensionalen Darstellung eine Schaltwellenvorrichtung 1 als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Schaltwellenvorrichtung 1 dient dazu, einen Schalt- und/oder Wählbefehl über eine Schaltwelle 2 in eine Schalt- und/oder Wählbewegung für ein nachgeschaltetes, nicht gezeigtes Schaltgetriebe umzusetzen.
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Die Schaltwellenvorrichtung 1 umfasst einen Gehäuseabschnitt 3, welcher als eine Kappe ausgebildet ist und welcher auf ein Schaltgehäuse (nicht gezeigt) aufgesetzt werden kann. Z.B. wird der Gehäuseabschnitt 3 mit dem Schaltgehäuse verschraubt oder auf andere Weise fest verbunden. Der Gehäuseabschnitt 3 dient dazu, einen Schaltraum in dem Schaltgehäuse gegenüber einer Umgebung abzudichten.
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In dem Gehäuseabschnitt 3 ist die Schaltwelle 2 gelagert und zwar derart, dass diese über eine Übertragungsmechanik 4, welche auf dem Gehäuseabschnitt 3 angeordnet ist, in Bezug auf ihre Hauptachse H axial verschoben und in Umlaufrichtung geschwenkt werden kann. Die Übertragungsmechanik 4 weist zwei miteinander gekoppelte Hebelwerke auf, wobei eines der Hebelwerke zur Einleitung der Axialbewegung und das andere Hebelwerk zur Einleitung der Bewegung in Umlaufrichtung ausgebildet ist.
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Auf der Schaltwelle 2 ist eine Betätigungseinrichtung 5 angeordnet, welche bei diesem Ausführungsbeispiel als ein Aufsatzteil ausgebildet ist, welches mit der Schaltwelle 2 z.B. über einen Bolzen oder ein anderes Fixierelement starr verbunden ist.
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Die Betätigungseinrichtung 5 weist als Funktionselemente einen Schaltfinger 6 auf, wobei der Schaltfinger 6 in radialer Richtung von der Schaltwelle 2 absteht. An dem freien Ende des Schaltfingers können Rampenbereiche zur Betätigung der Schaltelemente, insbesondere der Schaltgabeln des Schaltgetriebes vorgesehen sein.
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In Bezug auf die Hauptachse H auf der gegenüberliegenden Seite zu dem Schaltfinger 6 ist eine Wähl- und/oder Schaltkontur 7 in der Betätigungseinrichtung 5 als eine Aussparung angeordnet. Durch das Zusammenwirken der Wähl- und/oder Schaltkontur mit einem nicht dargestellten, gehäusefesten Führungsstift wird eine Zwangsführung für die Schaltwelle 2 vorgegeben.
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Um ca. 90 Grad gegenüber den Schaltfinger 6 und/oder gegenüber der Schalt- und/oder Wählkontur 7 verschwenkt ist eine Rastkontur 8 angeordnet, in die eine federbelastete Rasteinrichtung eingreifen kann, um beispielsweise Gänge festzulegen oder Schalt- und/oder Wählkräfte zu definieren. Die Betätigungseinrichtung 5 wird mit der Schaltwelle 2 mitgeführt und somit gemäß der Schalt- und/oder Wählbewegung der Schaltwelle 2 bewegt.
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Die Schaltwellenvorrichtung 1 weist eine Sperreinrichtung 9 auf, welche in einen Klammerbereich 10 und in einen Stegbereich 11 unterteilt werden kann. Allerdings ist die Sperreinrichtung 9 als ein zusammenhängendes und/oder einstückiges Metallbauteil, in diesem Ausführungsbeispiel als ein Stanz-Biegebauteil ausgebildet. Die Sperreinrichtung 9 wird somit ausgehend von einem Blech, insbesondere von einem ebenem Blech, als Halbzeug durch eine Verfahrensfolge von Stanzen und Biegen gefertigt. Dies stellt die kostengünstigste Fertigungsvariante dar, alternative Fertigungsvarianten sind möglich.
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Der Klammerbereich 10 weist zwei Seitenabschnitte 12a, b auf, welche über einen Rückenabschnitt 13 miteinander verbunden sind. Die Seitenabschnitte 12a, b stehen von dem Rückenabschnitt 13 in einem 90 Grad Winkel ab. Der Übergang zwischen dem Rückenabschnitt 13 zu den Seitenabschnitten 12 a, b erfolgt über erste und zweite Biegebereiche 14a, b mit einer Biegelinie, welche in radialer Draufsicht senkrecht zu der Hauptachse H angeordnet ist. Zwischen den Seitenabschnitten 12a, b ist die Betätigungseinrichtung 5 angeordnet, sodass die Seitenabschnitte 12a, b die Betätigungseinrichtung 5 umklammern und durch die Sperreinrichtung 9 durch die Betätigungseinrichtung 5 in axialer Richtung fixiert ist. Die Seitenabschnitte 12a, b sind in axialer Draufsicht deckungsgleich ausgebildet und weisen jeweils eine Durchgangsöffnung 15a, b, insbesondere jeweils eine kreisrunde Durchgangsöffnung zur Aufnahme der Schaltwelle 2 auf.
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Der Rückenabschnitt 13 ist in radialer Draufsicht deckungsgleich zu der Schalt- und/oder Wählkontur 7 angeordnet und weist ein Langloch 20 auf, durch das der zuvor beschriebene Führungsstift durchgeführt werden kann, sodass dieser an die Schalt- und/oder Wählkontur 7 eintauchen kann. Das Langloch 20 erstreckt sich in axialer Richtung zu der Hauptachse H.
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An der dem Rückenabschnitt 13 abgewandten Seite der Seitenabschnitte 12a, b sind diese über Sperrabschnitte 16a, b verlängert, welche jeweils von den Seitenabschnitten in dritten und vierten Biegebereichen 21a, b um 90 Grad abgewinkelt sind, sodass die Sperrabschnitte 16a, b zueinander zugewandt sind. Die Sperrabschnitte 16a, b definieren zwischen ihren freien Enden einen freien Schwenkbereich 17, welche als ein Freibereich zwischen den Sperrabschnitten 16a, b ausgebildet ist. In dem freien Schwenkbereich 17 ist der Schaltfinger 6 angeordnet, sodass dieser in einer Radialebene zu der Hauptachse H frei relativ zu der Sperreinrichtung 9 geschwenkt werden kann. Allerdings definieren die Sperrabschnitte 16a, b gemeinsam eine Sperrstruktur, welche sich – unterbrochen durch den freien Schwenkbereich 17 in axialer Richtung parallel versetzt zu der Hauptachse H erstreckt. Das nicht-gezeigte Schaltgetriebe weist eine Mehrzahl von Schaltgabeln auf, welche als Schaltelemente von dem Schaltfinger 6 betätigt werden können. Hierzu greift der Schaltfinger 6 in ein Schaltmaul einer durch die axiale Position der Schaltwelle 2 ausgewählte Schaltgabel ein. Durch eine Schwenkung des Schaltfingers 6 in Umlaufrichtung um die Hauptachse H wird die Schaltgabel in der Radialebene zu der Hauptachse H geschwenkt. Die Schaltgabeln, die benachbart zu der ausgewählten Schaltgabel angeordnet sind, werden durch die Sperreinrichtung 9 blockiert, indem die durch die Sperrabschnitte 16a, b gebildete Sperrstruktur in den Schaltmäulern dieser Schaltgabeln angeordnet sind.
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Der Stegbereich 11 ist als ein Stegabschnitt 18 ausgebildet, welcher sich ausgehend von dem dem Gehäuseabschnitt 3 zugewandten Seitenabschnitt 12a in axialer Richtung zu dem Gehäuseabschnitt 3 erstreckt. Insbesondere ist der Stegabschnitt 18 als ein ausgestanzter und über einen fünften Biegebereich 22 umgebogener Blechabschnitt ausgebildet.
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An dem Gehäuseabschnitt 3 ist eine Führungseinrichtung 19 angeordnet, in die der Stegabschnitt 18 in dem gezeigten Zustand der Schaltwellenvorrichtung 1 eintaucht. Der Stegabschnitt 18 wird durch die Führungseinrichtung 19 in axialer Richtung geführt und in Umlaufrichtung formschlüssig gesperrt. Durch das Zusammenwirken von Stegabschnitt 18 und Führungseinrichtung 19 wird funktional ermöglicht, dass sich die Sperreinrichtung 9 in axialer Richtung zu dem Gehäuseabschnitt 3 bewegen kann, jedoch in Umlaufrichtung gesperrt ist, zumindest solange der Stegabschnitt 18 in die Führungseinrichtung 19 eintaucht.
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Die Führungseinrichtung 19 kann beispielsweise als zwei an dem Gehäuseabschnitt 3 festgelegten Bolzen ausgebildet sein, welche in den Schaltraum ragen. Alternativ hierzu kann die Führungseinrichtung 19 auch einstückig an dem Gehäuseabschnitt 3 angeformt sein, wenn dies fertigungstechnisch möglich ist.
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Funktional betrachtet wird bei einer Montage der Schaltwellenvorrichtung 1 in das Schaltgehäuse der Stegabschnitt 18 in die Führungseinrichtung 19 eingefahren, so dass die Sperreinrichtung 9 in Umlaufrichtung um die Hauptachse H formschlüssig gesperrt ist und sich die Schaltwellenvorrichtung 1 in einem Montagezustand befindet. Die korrekte Positionierung kann z.B. visuell überprüft werden. In einem nächsten Schritt wird die Schaltwellenvorrichtung 1 in das Schaltgehäuse eingesetzt. Nachfolgend wird der Führungsstift eingesetzt, welcher durch das Langloch 20 bis in die Schalt- und/oder Wählkontur 7 ragt. Die Positionierung des Führungsstiftes in das Langloch 20 ist durch die Fixierung der Sperreinrichtung 9 problemlos möglich. Nachfolgend wird die Schaltwellenvorrichtung 1 in einen Betriebszustand gebracht, indem die Schaltwelle 2 in axialer Richtung soweit verfahren wird, dass der Stegabschnitt 18 und die Führungseinrichtung 19 außer Eingriff stehen. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Stegbereich 11 somit als eine reine Montagehilfe ausgebildet.
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Die 2 zeigt die Sperreinrichtung 9 mit dem Klammerbereich 10 und dem Stegbereich 11 als ein Einzelbauteil, wobei die einstückige Ausführungsform nochmals klar zu erkennen ist. Es ist ferner deutlich zu erkennen, dass die Übergänge zwischen Rückenabschnitt 13 und Seitenabschnitten 12a, b sowie die Übergänge zwischen den Seitenabschnitten 12a, b zu den Sperrabschnitten 16a, b über die Biegebereiche 14a, b, 21a, b realisiert sind.
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Der Stegabschnitt 18 ist ursprünglich als ein Teil des dem Gehäuseabschnitt 3 zugewandten Seitenabschnitts 12a ausgebildet. Der Stegabschnitt 18 wird in einem ersten Verfahrensschritt von dem Außenrand des Seitenabschnitts 12a teilweise getrennt und in einem zweiten Verfahrensschritt umgebogen, sodass dieser senkrecht von dem Seitenabschnitt 12a absteht. Aus der Darstellung in der 2 ist auch ableitbar, dass ein Vorprodukt in der Form einer zweidimensionalen Abwicklung der Sperreinrichtung 9 einfach beispielsweise durch einen Stanzvorgang herstellbar ist.
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Zusammenfassend ergeben sich die Vorteile einer fertigungsgerechten Umsetzung der Sperreinrichtung 9, da diese in der einstückigen Ausführung und insbesondere als Stanz-Biegeteil kostengünstig gefertigt werden kann. Der Übergang zwischen dem Klammerbereich 10 und dem Stegbereich 11 ist durch den fünften Biegebereich 22 sehr stabil, sodass ein Versagen ausgeschlossen ist. Durch die Ausbildung der Sperreinrichtung 9 in Metall ist diese ohnehin nur einem geringen Verschleiß unterworfen im Vergleich zu einer Darstellung in Kunststoff. Die Montage der Sperreinrichtung 9 ist gegenüber der Montage der aus dem Stand der Technik bekannten Alternativen vereinfacht, da die Sperreinrichtung 9 als einstückiges Bauteil keine eigenen Montageschritte voraussetzt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schaltwellenvorrichtung
- 2
- Schaltwelle
- 3
- Gehäuseabschnitt
- 4
- Übertragungsmechanik
- 5
- Betätigungseinrichtung
- 6
- Schaltfinger
- 7
- Wähl- und/oder Schaltkontur
- 8
- Rastkontur
- 9
- Sperreinrichtung
- 10
- Klammerbereich
- 11
- Stegbereich
- 12a, b
- Seitenabschnitte
- 13
- Rückenabschnitt
- 14a, b
- erste und zweite Biegebereiche
- 15a, b
- Durchgangsöffnungen der Seitenabschnitt
- 16a, b
- Sperrabschnitte
- 17
- freier Schwenkbereich
- 18
- Stegabschnitt
- 19
- Führungseinrichtung
- 20
- Langloch
- 21a, b
- dritte und vierte Biegebereiche
- H
- Hauptachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011004063 A1 [0004]
- DE 102013219943 A1 [0005]
