DE19919271B4

DE19919271B4 - Schaltschwinge für ein Zahnräderwechselgetriebe

Info

Publication number: DE19919271B4
Application number: DE19919271A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. Steinberger; Klaus Krämer; Arnold Trissler
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 1999-04-28
Filing date: 1999-04-28
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2019-04-29
Also published as: DE19919271A1; US6374692B1; BR0002388A

Abstract

Schaltschwinge für ein Zahnradwechselgetriebe mit U-förmiger Gestalt, deren Schaltmaulwangen (2, 3) zur axialen Verschiebung einer formschlüssig mit einer Wechsel-Zahnradkupplung bzw. einer Synchronisiereinheit verbundenen Schaltmuffe, wobei eine Schwenkbewegung der Schaltschwinge (1) von einem mit einer Schaltwelle ortsfest verbundenen Schaltfinger erfolgt, der dazu in eine Schaltnut (12) der Schaltschwinge (1) formschlüssig eingreift und eine Rastkontur (10) der Schaltschwinge (1) mit einer ortsfest, separat von der Schaltschwinge (1) angeordneten Schaltarretierung zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß zur spanlosen Herstellung der einteilig gestalteten Schaltschwinge (1) zunächst aus Stahlblech ein Rohling vorgestanzt wird, bevor dieser durch zumindest eine Biegeoperation zu dem fertigen Bauteil umgeformt wird.

Description

Gebiet der Erfindung
Zahnräderwechselgetriebe sind versehen mit Synchronisiereinheiten, die auch als Wechsel-Zahnradkupplungen zu bezeichnen sind. In der Getriebeschaltung dient eine U-förmig gestaltete Schaltschwinge zur axialen Verschiebung einer mit der Wechsel-Zahnradkupplung verbundenen Schaltmuffe, mit der bei einem Gangwechsel des Zahnradwechselgetriebes ein Zahnrad verschiebbar ist. Die Erfindung bezieht sich auf die Ausgestaltung und die Herstellung der Schaltschwinge.
Hintergrund der Erfindung
Eine gattungsbildende Schaltschwinge aus ist aus der EP 0 794 364 A2 bekannt, die zumindest zwei Bauteile umfaßt. Die U-förmig gestaltete Schaltschwinge umgreift die Schiebemuffe über einen Winkel von mehr als 180° Dabei sind die parallel zueinander ausgerichteten Schaltmaulwangen endseitig mit Aufnahmebohrungen versehen, in denen die Schaltmuffe über Lagerzapfen geführt ist. Radial beabstandet zu den Aufnahmebohrungen ist die Schaltschwinge in Schwenklagern, gebildet durch ortsfest im Getriebegehäuse oder in der Schalteinrichtung angeordnete Bolzen, drehbar gelagert. Auf dem Quersteg, der die Schaltmaulwangen verbindet, ist im Bereich der Schaltschwingenmitte außenseitig ein Mitnehmer befestigt und über einen längeren Bereich parallel axial zur Außenkontur der Schaltschwinge geführt. Endseitig vom Befestigungspunkt besitzt der Mitnehmer eine rechtwinklige Abkantung, in die eine als Schaltnut dienende Ausnehmung eingebracht ist, in die formschlüssig ein Schaltfinger eingreift, welcher ortsfest mit einer Schaltwelle verbunden ist. Die Anordnung des Mitnehmers an der bekannten Schaltschwinge bewirkt eine zur Schaltschwingenmitte versetzte Krafteinleitung, mit der eine Schaltung, d. h. Verdrehung der Schaltschwinge erzielt werden kann. Der Aufbau der bekannten Schaltschwinge umfaßt weiterhin eine axial zum Mitnehmer versetzt angeordnete, radial ausgerichtete Lasche, an der ein Verriegelungshebel schwenkbar angelenkt ist und der mit einer Sperreinrichtung verbunden ist. Diese aus mehreren Bauteilen bestehende Schaltschwinge, die durch eine Schweißung verbunden sind, besitzt einen Gewichtsnachteil und erfordert weiterhin Maßnahmen um einen Schweißverzug wirksam zu unterbinden.
DE 14 80 679 B2 zeigt eine Schaltungsanordnung, in der Schalthebel mit im Getriebegehäuse drehbar gelagerten und mit Gangschaltkupplungen getrieblich verbundenen Schaltschwingen mittels Schubstangen trieblich verbunden sind. Die Schalthebel sind Stanzteile, an denen Nocken zur Betätigung von Schaltsperrmitteln angeordnet sind. Ebenso sind die Schubstangen als Stanzteile vorgesehen.
In DE 196 01 623 A1 sind Schaltgabeln aus Blech beschrieben, an denen vor dem Abkanten mit finiten Elementenberechnungen ausgelegte Ausnehmungen eingebracht werden.
Aufgabe der Erfindung
Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine Schaltschwinge zu schaffen, die einen Gewichtsvorteil besitzt, kostengünstig herstellbar ist sowie die geforderten Festigkeitsvorgaben erfüllt.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe wird durch eine Schaltschwinge mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine einteilig gestaltete, spanlos hergestellte Schaltschwinge gelöst. Gemäß der Erfindung wird zunächst aus Stahlblech ein Rohling vorgestanzt, bevor dieser durch eine oder mehrere Biegeoperationen zu dem fertigen Bauteil umgeformt wird. In vorteilhafter Weise ermöglicht die erfindungsgemäße Gestaltung der Schaltschwinge einen deutlichen Gewichtsvorteil aufgrund des einteiligen Aufbaus. Weiterhin erfordert diese Herstellung auch keine Maßnahmen zur Vermeidung eines Schweißverzuges, wodurch sich insgesamt ein deutlicher Kostenvorteil gegenüber der bekannten mehrteiligen Schaltschwinge einstellt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 6.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht zur Gewährleistung einer maximalen Festigkeit der Schaltschwinge vor die Schaltmaulwangen aus dem gestanzten Blechstreifen ohne Freistanzungen aus dem Vollen anzuformen. Durch den Verzicht auf Freistanzungen entfällt ein weiterer Arbeitsgang, der sich vorteilhaft auf die Herstellkosten der Schaltschwinge auswirkt.
Zur Gestaltung der Schaltnut ist erfindungsgemäß vorgesehen, an einem die Schaltmaulwangen der Schaltschwinge verbindenden Steg bzw. Quersteg beidseitig nach außen gerichtete Nasen anzuordnen. Nach der Stanzung des Rohlings werden diese Nasen in eine von den Schaltmaulwangen entgegengesetzte Richtung rechtwinklig parallel zueinander abgekantet, zur Bildung einer Schaltnut für den Eingriff eines Schaltfingers.
Bedingt durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Schaltnut kann diese weitestgehend in die Schaltschwingenmitte angeordnet werden, so daß sich eine symmetrische Krafteinleitung im Bereich der Schaltschwingenmitte einstellt, was sich vorteilhaft auf die Schaltung bzw. den Schaltkomfort auswirkt.
Die erfindungsgemäße Gestaltung der einteiligen Schaltschwinge ermöglicht weiterhin die Ausbildung einer Rastkontur, mit der die Schaltschwinge in der jeweiligen Lage in Verbindung mit einer separaten, ortsfest angeordneten Schaltarretierung positioniert werden kann. Dazu bietet es sich beispielsweise an, die Rastkontur gemeinsam mit einer weiteren Biegeoperation in den Abschnitt einer Schaltmaulwange einzuprägen, ohne daß dazu eine weitere Nacharbeit erforderlich ist. Der mit der Rastkontur versehene Abschnitt ist ausgehend von der Schaltmaulwange rechtwinkelig nach außen umgeformt, wobei zur Vereinfachung der Umformung im Bereich einer Biegelinie die Schaltmaulwange mit einer Freistanzung versehen werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, das nachfolgend näher erläutert wird.
Die einzige Figur zeigt die erfindungsgemäße Schaltschwinge in einer dreidimensionalen Darstellung.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
In der einzigen Figur ist eine erfindungsgemäße Schaltschwinge 1 in der Perspektive, d. h. dreidimensional als fertiges Bauteil dargestellt. Die U-förmig gestaltete Schaltschwinge 1 ist versehen mit zwei parallel beabstandet ausgerichteten Schaltmaulwangen 2, 3, die durch einen Steg 4 verbunden sind. Lageübereinstimmend ist in jede Schaltmaulwange 2, 3 vom Steg 4 ausgehend zunächst eine Aufnahmebohrung 5, 6 eingebracht, die in Verbindung mit einem nicht abgebildeten, ortsfest mit der inneren Schalteinrichtung verbundenen Zapfen ein Schwenklager für die Schaltschwinge 1 bilden. In Richtung des freien Endes sind die Schaltmaulwangen 2, 3 weiterhin jeweils mit einer Lagerbuchse 7, 8, versehen, die eine gelenkige Anbindung einer Schaltmuffe ermöglichen, die in 1 ebenfalls nicht abgebildet ist. Die Schaltmaulwange 2 ist endseitig rechtwinkelig abgekantet und bildet einen parallel zum Steg 4 verlaufenden, radial abgesetzten Abschnitt 9, der einseitig, d. h. in Richtung der Lagerbuchse 7 zeigend mit einer Rastkontur 10 versehen ist. Die Rastkontur 10 wirkt im eingebauten Zustand der Schaltschwinge 1 mit einer Schaltarretierung zusammen, die eine exakte Lageposition in der jeweiligen Stellung der Schaltschwinge 1 sicherstellt. In einem Abschnitt des Steges 4, der parallel zu einer durch die Aufnahmebohrungen 5, 6 verlaufenden Achse verläuft, ist in die Schaltschwinge 1 eine Ausnehmung 11 bzw. Freistellung vorgesehen. Die kreuzförmig gestaltete, durch eine Freistanzung geschaffene Ausnehmung 11 dient zur Aufnahme eines Verriegelungshebels, welcher über einen Zylinderstift an der Ausnehmung 11 angelenkt ist. Versetzt zur Ausnehmung 11 verfügt die Schaltschwinge 1 über eine Schaltnut 12, in die ein Schaltfinger in der Einbaulage der Schaltschwinge 1 formschlüssig eingreift. Zur Bildung der Schaltnut 12 ist die Schaltschwinge 11 mit zwei seitlich angeordneten Nasen 13, 14 versehen, die übereinstimmend nach außen rechtwinklig zum Steg 4 abge kantet sind und deren axialer Abstand die Schaltnut 12 seitlich begrenzt.
Erfindungsgemäß ist die Schaltschwinge 1 einteilig aufgebaut und spanlos hergestellt. In einem ersten Arbeitsvorgang wird die Schaltschwinge 1 aus einem Blechstreifen gestanzt. Anschließend wird dieser Rohling in mehreren Biegeoperationen umgeformt. Beispielsweise kann durch eine erste Biegeoperation zunächst der Stegabschnitt der Schaltschwinge 1 umgeformt werden, bevor anschließend die Schaltmaulwangen 2, 3, ohne festigkeitsmindernde Freistanzungen angeformt werden. Dabei kann der Endabschnitt der Schaltmaulwange 2 rechtwinklig abgekantet werden, auf dem die Rastkontur 10 angeordnet ist. Zur Vereinfachung dieser Biegeoperation kann bei Bedarf in einer Übergangszone zwischen dem Abschnitt 9 und der Schaltmaulwange 2 eine Freistanzung 15 im Bereich einer Biegelinie 16 vorgesehen werden. Als abschließende Biegeoperation, die jedoch auch gleichzeitig oder synchron zur einer der zuvor genannten Umformungen erfolgen kann, erfolgt die Abkantung der Nasen 13, 14, die eine Schaltnut 12 bilden.
Die Gestaltung der Schaltschwinge 1 sieht vor, daß diese nach Durchführung aller Biegeoperationen keinerlei mechanische Nacharbeit erfordert. Alle Öffnungen oder Anprägungen wie beispielsweise die Ausnehmung 11, die Aufnahmebohrungen 5, 6, die Lagerbuchsen 7, 8 sowie die Rastkontur 10 können vor der Biegeoperation in den Rohling eingebracht werden. Die sich daran anschließende Umformung des Rohlings erfolgt in einer Genauigkeit, die innerhalb der vorgegebenen bzw. normgerechten Lage- und Formtoleranzen der Schaltschwinge 1 realisierbar sind.

1: Schaltschwinge
2: Schaltmaulwange
3: Schaltmaulwange
4: Steg
5: Aufnahmebohrung
6: Aufnahmebohrung
7: Lagerbuchse
8: Lagerbuchse
9: Abschnitt
10: Rastkontur
11: Ausnehmung
12: Schaltnut
13: Nase
14: Nase
15: Freistanzung
16: Biegelinie

Claims

Schaltschwinge für ein Zahnradwechselgetriebe mit U-förmiger Gestalt, deren Schaltmaulwangen (2, 3) zur axialen Verschiebung einer formschlüssig mit einer Wechsel-Zahnradkupplung bzw. einer Synchronisiereinheit verbundenen Schaltmuffe, wobei eine Schwenkbewegung der Schaltschwinge (1) von einem mit einer Schaltwelle ortsfest verbundenen Schaltfinger erfolgt, der dazu in eine Schaltnut (12) der Schaltschwinge (1) formschlüssig eingreift und eine Rastkontur (10) der Schaltschwinge (1) mit einer ortsfest, separat von der Schaltschwinge (1) angeordneten Schaltarretierung zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß zur spanlosen Herstellung der einteilig gestalteten Schaltschwinge (1) zunächst aus Stahlblech ein Rohling vorgestanzt wird, bevor dieser durch zumindest eine Biegeoperation zu dem fertigen Bauteil umgeformt wird.
Schaltschwinge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die parallel ausgerichteten Schaltmaulwangen (2, 3) der Schaltschwinge (1) aus dem Vollen umgeformt werden.
Schaltschwinge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Schaltnut (12) die Schaltschwinge (1) mit zwei Nasen (13, 14) versehen ist, die einstückig an einem die Schaltmaulwangen (2, 3) verbindenden Steg (4) angeordnet sind, wobei die Nasen (13, 14) nach der Stanzung des Rohlings in eine von den Schaltmaulwangen (2, 3) abgewandten Richtung rechtwinklig, zueinander parallel verlaufend, umgeformt werden.
Schaltschwinge nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Lage der Schaltnut (12), die eine nahezu mittige Krafteinleitung über den Schaltfinger in die Schaltschwinge (1) sicherstellt.
Schaltschwinge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastkontur (10) der Schaltschwinge (1) in einem endseitigen, nach außen umgeformten Abschnitt (9) der Schaltmaulwange (2) angeordnet ist.
Schaltschwinge nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmaulwange (2) im Bereich einer Biegelinie (16) eine Freistanzung (15) aufweist, zur vereinfachten Darstellung der Abschnitts (9).