DE10356727B4

DE10356727B4 - Gleitstein aus Grundkörper und Lauffläche für ein Schaltelement eines Getriebes

Info

Publication number: DE10356727B4
Application number: DE2003156727
Authority: DE
Inventors: Siegfried GÖRNITZ; Markus Preiser; Klaus Häse
Original assignee: Kochendoerfer & Kiep Stanz- und Feinstanzwerk & Co KG GmbH; Kochendorfer and Kiep Metallverarbeitung GmbH
Current assignee: Koki Technik Transmission Systems GmbH
Priority date: 2003-12-02
Filing date: 2003-12-02
Publication date: 2007-02-01
Anticipated expiration: 2023-12-03
Also published as: DE10356727A1

Abstract

Gleitstein aus Grundkörper (1) und Lauffläche (2) für ein Schaltelement eines Getriebes, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (1) einstückig aus einem Schwenkbolzen (3) zum Verbinden mit dem Schaltelement und einem Tragkörper (4) besteht und die Lauffläche (2) nur auf den Tragkörper (4) aufgebracht ist, während der Schwenkbolzen (3) zum verankerungsfreien Einsetzen in eine entsprechende Bohrung des Schaltelementes frei vom Material der Lauffläche bleibt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gleitstein aus Grundkörper und Lauffläche für ein Schaltelement eines Getriebes.

Derartige Gleitsteine finden vor allem bei einer Gleitpaarung zwischen einer stationären Getriebeschaltgabel und einer rotierenden Schaltmuffe von synchronisierten Getrieben Anwendung. Hier werden beispielsweise Kunststoffbeschichtungen verwendet, die auf die Schaltgabel aufgespritzt sind. Kunststoffbeläge und Kunststoffbeschichtungen haben einen niedrigen Reibwert und sind im allgemeinen kostengünstiger herstellbar als herkömmliche Konstruktionen mit Molybdänbeschichtungen, Oberflächenhärtung und Metallgleitbacken, wie dies bspw. in der US-A-3,257,861 beschrieben ist. Im Reparaturfall muss jedoch eine kunststoffbeschichtete Getriebeschaltgabel komplett ausgewechselt werden. Ferner sind die Herstellungskosten bei kleineren Stückzahlen relativ hoch.

In der DE 195 39 967 A1 ist eine auswechselbare Kunststoffgleitbacke zum Aufstecken auf eines der Enden einer Getriebeschaltgabel beschrieben. Die Kunststoffgleitbacke enthält zwei miteinander verbundene, im wesentlichen parallel zueinander ausgerichtete plattenförmige Seitenschenkel, die seitlich an der Getriebeschaltgabel anliegen und das Ende der Getriebeschaltgabel beidseits wenigstens teilweise abdecken. Eine Verankerung einer derartigen Kunststoffgleitbacke mit der Getriebeschaltgabel ist sehr kritisch. Ferner ist die Lebensdauer einer reiner Kunststoffgleitbacke sehr niedrig.

In der DE 199 26 248 A1 wird ein Gleitstein gezeigt, der separat aus Kunststoff gefertigt und mit einer Armierung versehen ist. Hierzu muss die Armierung erst in einem Umformverfahren aus einem Blechteil hergestellt und anschliessend dieses Blechteil im Spritzwerkzeug einer Spritzgiessmaschine umspritzt werden. Die Halterung eines derartigen Gleitsteins mit einem kunststoffumspritzten Schwenkbolzen in eine entsprechende Ausnehmung einer Schaltgabel erscheint kritisch. Ferner ist die Festigkeit eines umgeformten Blechs in vielen Fällen nicht hoch genug.

Einen Gleitstein der oben genannten Art beschreibt die DD 126 810 A . Dieser Gleitstein besteht aus einem Schwenkbolzen als Grundkörper, der mit einem Gleitkörper fest verbunden wird, wobei der Schwenkbolzen aus einfachem Baustahl und der Gleitkörper aus verschleissfestem, nichtmetallischem Werkstoff besteht. Auch hier erscheint die Festigkeit zwischen Schwenkbolzen und Gleitkörper nicht ausreichend.

Aufgabe

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gleitstein zu schaffen, der einerseits die Vorteile eines Kunststoffgleitkörpers, der in die Nut einer rotierenden Schaltmuffe eingreift, und andererseits die Vorteile eines Metallkörpers verbindet und bei seinem Einsatz flexibel ist.

Lösung der Aufgabe

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, dass der Grundkörper einstückig aus einem Schwenkbolzen zum Verbinden mit dem Schaltelement und einem Tragkörper besteht und die Lauffläche nur auf den Tragkörper aufgebracht ist, während der Schwenkbolzen zum verankerungsfreien Einsetzen in eine entsprechende Bohrung des Schaltelementes frei vom Material der Lauffläche bleibt.

Insgesamt besteht somit die Struktur des Gleitsteins aus Metall mit den Vorteilen, die eine Metallkörper mit sich bringt. Im Rahmen der Erfindung liegt aber auch ein anderer Werkstoff als Metall, wie bspw. Keramik oder auch ein sehr harter Kunststoff.

Hergestellt werden kann der Grundkörper bspw. als Gussteil oder als Fliesspress- oder Sinterteil. Dies dürften wohl die wirtschaftlichsten Verfahren sein, allerdings soll vom Erfindungsgedanken auch jede andere Möglichkeit der Herstellung umfasst sein, insbesondere auch eine spanabhebende Herstellung. Als bevorzugter Werkstoff bietet sich Stahl an.

Der Vorteil des Schaffens des Grundkörpers aus dem Vollen besteht darin, dass dieser Grundkörper keinen Formänderungen unterliegt. Er besitzt ein Höchstmass an Festigkeit.

Die Lauffläche könnte in einem Ausführungsbeispiel separat hergestellt werden, bspw. als Spritzgussteil aus Kunststoff und dann auf den Tragkörper aufgebracht werden. Zum Beispiel könnte die Lauffläche entsprechende Anformungen aufweisen, mit denen sie auf den Tragkörper aufgeklipst wird. Auch hier sind viele Möglichkeiten denkbar.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Grundkörper in eine Form einer Spritzgiessmaschine eingelegt und um den Tragkörper zumindest teilweise die Lauffläche gespritzt. Dies erscheint als das wirtschaftlichste Verfahren.

Insbesondere beim Spritzgiessverfahren besteht auch die Möglichkeit, dem Tragkörper entsprechende Ein- bzw. Ausformungen zuzuordnen, in welche dann entsprechende Ein- bzw. Ausformungen der Lauffläche einfliessen können, so dass eine gute Verankerung zwischen Lauffläche und Tragkörper stattfindet.

Die Vorteile der vorliegenden Erfindung liegen vor allem in folgendem:
Üblicherweise ist die Nut einer Schaltmuffe, in welche der Gleitstein eingreift, U-förmig ausgestaltet, allerdings nicht sehr tief. Bei den üblichen Fertigungstoleranzen stehen deshalb nur sehr geringe Flächen an den Flanken der Nut zur Verfügung, die mit den Seitenflächen der Gleitsteine zusammenwirken können. D.h., es steht auch nur eine geringe Fläche zur Übertragung der Schaltkraft zur Verfügung. Wird deshalb ein Gleitstein aus reinem Kunststoff oder armiertem Kunststoff verwendet, so muss diese Schaltkraft über die geringe Anlagefläche zwischen den Flanken der Nut und den Seitenflächen des Gleitsteins übertragen werden, was dazu führt, dass die Gefahr besteht, dass der Gleitstein seitlich aus der Nut herausgleitet oder sich verbiegt.

Durch das Aufbringen einer Kunststoffbeschichtung auf den Tragkörper erreicht der Gleitstein insgesamt jedoch ein tieferes Eindringen in die Nut der Schaltmuffe, so dass zur Übertragung der Schaltkraft sowohl die Kunststoffschicht als auch ein Teil der Seitenfläche des Gleitsteins, welche die Kunststoffschicht unterlegt, zur Verfügung steht. Hierdurch wird ein Flächendruck vom Metall des Gleitsteins gegen das Metall der Schaltmuffe unter Zwischenschaltung der Kunststoffschicht erzielt.

Ferner kann die Dicke der Kunststoffschicht viel besser der Form der Schaltmuffe angepasst werden. Es ist möglich, die Dicke der Kunststoffschicht so zu optimieren, dass eine maximale Gleitfähigkeit zwischen Gleitstein und Schaltmuffe erzielt wird. Sollten hier beispielsweise in beschränktem Umfang Übermasse vorkommen, so können diese durch den geringfügig nachgiebigen Kunststoff ausgeglichen werden. Ferner passt sich die Kunststoffschicht beim Betrieb des Getriebes den Gegebenheiten zwischen der Nut der Schaltmuffe und dem Gleitstein an, d.h., sie kann auch in gewissem Umfang abgeschliffen werden.

Figurenbeschreibung
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in
1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemässen Gleitsteins;
2 eine perspektivische Rückansicht eines Grundkörpers und einer Lauffläche, aus denen der Gleitstein gemäss 1 besteht;
3 eine perspektivische Frontansicht von Grundkörper und Lauffläche entsprechend 2.
Ein erfindungsgemässer Gleitstein P besteht gemäss den 1 bis 3 aus einem Grundkörper 1 und einer Lauffläche 2. Der Grundkörper 1 wiederum besteht aus einem Schwenkbolzen 3 und einem Tragkörper 4. In dem Tragkörper 4 sind Einformungen 5.1 bis 5.3 vorgesehen, welche der Verankerung der Lauffläche 2 dienen.
Die Lauffläche 2 ist schalenartig ausgestaltet und umfängt den Tragkörper 4 des Grundkörpers 1 zumindest teilweise. Zu einer Seite hin ist ein grosses Fenster 6 vorgesehen, aus dem der Schwenkbolzen 3 herausragt. Andererseits des Fensters 6 sind zwei Ausnehmungen 7.1 und 7.2 zu erkennen, die durch einen Steg 8 voneinander getrennt sind. Der Steg 8 besitzt zum Inneren der Lauffläche 2 hin Ausformungen 9, welche in Zusammenbaulage in der Einformung 5.3 aufgenommen sind.
Der erfindungsgemässe Gleitstein P wird wie folgt hergestellt:
Zuerst wird der Grundkörper 1, bestehend aus Schwenkbolzen 3 und Tragkörper 4 mit den Einformungen 5.1 bis 5.3 aus dem Vollen hergestellt. Beispielsweise kann dieser Grundkörper 1 aus Metall gegossen werden oder als ein Fliesspress- oder Sinterteil hergestellt werden. Selbstverständlich wäre auch ein entsprechendes spanabhebendes Verfahren möglich, allerdings recht kostenaufwendig. Bevorzugt besteht der Grundkörper 1 aus einem Stahl.
Ein derartiger Grundkörper 1 wird nun in die Form eines Spritzgiesswerkzeuges eingelegt. Um den Tragkörper 4 wird nun die Lauffläche 2 herumgespritzt, wobei entsprechendes Material in die Einformungen 5.1 bis 5.3 einfliesst, so dass sich eine sichere Verankerung der Lauffläche 2 auf dem Tragkörper 4 ergibt. Der Schwenkbolzen 3 schaut aus dem Fenster 6 heraus und kann nun in eine entsprechende Bohrung bspw. eine Schaltgabel eingesetzt werden. Positionszahlenliste

Claims

Gleitstein aus Grundkörper (1) und Lauffläche (2) für ein Schaltelement eines Getriebes, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (1) einstückig aus einem Schwenkbolzen (3) zum Verbinden mit dem Schaltelement und einem Tragkörper (4) besteht und die Lauffläche (2) nur auf den Tragkörper (4) aufgebracht ist, während der Schwenkbolzen (3) zum verankerungsfreien Einsetzen in eine entsprechende Bohrung des Schaltelementes frei vom Material der Lauffläche bleibt.
Gleitstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (1) aus Metall und die Lauffläche (2) aus einem Kunststoff besteht.
Gleitstein nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (4) Ein- bzw. Ausformungen (5.1 bis 5.3) zur Aufnahme von entsprechenden Ein- bzw. Ausformungen (9) der Lauffläche (2) aufweist.
Gleitstein nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lauffläche (2) Ausnehmungen (7.1, 7.2) aufweist.