DE19922325C1 - Schaltmuffenträger - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schaltmuffenträger für die drehfeste und verschiebbare Anordnung einer Schaltmuffe relativ zu einer Getriebewelle. In einer radialen Ausnehmung des Schaltmuffenträgers ist eine Druckfeder angeordnet, welche zwischen der Schaltmuffe und einem radial inneren Auflager eingespannt ist, wobei das Auflager zu einem gesondert in einen axialen Durchgang des Schaltmuffenträgers unverlierbar eingesetzten Bodenteil bewegungsfest angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schaltmuffenträger nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Im Synchronablauf eines Handschaltgetriebes wird, um das zum Sperrvorgang erforderliche Reibmoment aufzubauen, vor der eigentlichen Sperrstellung axial auf den Synchronring eine sogenannte Vorsynchronkraft aufgebaut. Hierzu sind in bekannter Weise (Looman "Zahnradgetriebe" Springer-Verlag Berlin Heidelberg NewYork London Paris Tokyo 1988; S. 396 Abbildung12.8) radial zwischen Schaltmuffenträger und Schaltmuffe drei um 120° gegeneinander versetzte Rasteinrichtungen angeordnet, welche gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 der vorliegenden Patentanmeldung im wesentlichen eine Druckfeder, eine Rastnut in der Schaltmuffe und eine federführende Radialbohrung im Schaltmuffenträger aufweisen. Der Schaltmuffenträger selbst fungiert in dieser bekannten Synchronisierung als drehmomentübertragendes Bauteil, das die Schaltmuffe führt. Der Schaltmuffenträger besteht nach dem derzeitigen Entwicklungsstand aus einem Sintermetall. Bei der vorstehend beschriebenen bekannten Synchronisiereinrichtung muß die Druckfeder im Schaltmuffenträger sowohl in Umfangs- als auch in Axialrichtung geführt werden, damit ihre Kraftwirkung und Richtung in jeder Stellung des Rastiermechanismus eindeutig ist und sie selbst nicht durch unkrontollierte axiale Verschiebung zusätzliche Kräfte in das System einleitet oder Beschädigungen herbeiführt. Im gesinterten Schaltmuffenträger wird die Federbasis mechanisch durch radiale Bohrungen dargestellt, weil das Herstellverfahren selbst keine Hinterschnitte quer zur Formrichtung zuläßt. Die mechanische Bearbeitung und die im extrem harten Material aufwendige Entgratung der Bohrungen führen zu einem Kostenmehraufwand von ca. 10-15% des Bauteilegrundpreises.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird im wesentlichen darin gesehen, einen gattungsgemäßen Schaltmuffenträger in bezug auf die Ausbildung der Aufnahmen für die Druckfedern kostengünstiger zu gestalten.

Die erläuterte Aufgabe ist gemäß der Erfindung mit den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1 in vorteilhafter Weise gelöst.

Bei dem Schaltmuffenträger nach der Erfindung ist die Herstellung des vollständigen fertigen Bauteiles im Sinterverfahren ermöglicht. Am Fuße der Durchbrüche für die Vorsynchronrastmechanismen ist je ein bezüglich Kerbwirkung optimierter Durchgang axial durchgeformt. Dieser wird an seinen Enden mit je einer durch Überpressung hergestellten umlaufenden Randnut versehen. In diesen Durchgang wird ein gemäß Patentanspruch 2 insbesondere aus einem Kunststoff bestehendes gesondertes Bodenteil unverlierbar eingesetzt, welches das Auflager für die Vorsynchron-Druckfeder trägt oder selbst bildet.

Die umlaufende Randnut am jeweiligen Ende des axialen Durchganges kann die Anlage für einen korrespondierenden Bund des Bodenteiles für dessen axiale Fixierung gegenüber dem Schaltmuffenträger bilden.

Das gesonderte Bodenteil kann gemäß Patentanspruch 3 zu seiner unverlierbaren Fixierung bspw. durch Kraftschluß im Durchgang des Bodenteiles gehalten sein.

Das gesonderte Bodenteil kann bspw. als ein einteiliges Bauteil durch eine Clips-Verbindung gegenüber dem Durchgang des Schaltmuffenträgers unverlierbar festgelegt sein.

Bei einer vorteilhafen Ausführungsform des Schaltmuffenträgers nach der Erfindung kann das gesonderte Bodenteil gemäß Patentanspruch 4 in zwei gleiche Bodeneinzelteile unterteilt sein, welche von beiden Enden des Durchganges her in letzteren eingesetzt werden können. Durch seine Keilflächen ist dieses geteilte Bodenteil in den aus dem Durchgang hinaus weisenden Richtungen der geometrischen Mittelachse des Durchganges an sich durch Kraftschluß gegenüber dem Durchgang festgelegt, dagegen formschlüssig in den entgegengesetzten Richtungen infolge des jeweiligen bundartigen Ansatzes der Bodeneinzelteile.

Bei der letztgenannten Ausführungsform des Schaltmuffenträgers nach der Erfindung wird die Verliersicherheit bezüglich des Kraftschlusses noch durch Rasten gemäß der Lehre von Patentanspruch 5 erhöht.

Die Patentansprüche 6 bis 8 haben vorteilhafte Ausgestaltungen des Auflagers für die Druckfeder bei der Ausführungsform des Schaltmuffenträgers nach der Erfindung mit einem geteilten Bodenteil zum Gegenstand.

Die Erfindung ist nachstehend anhand einer in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsform näher beschrieben. In der Zeichnung bedeuten

Fig. 1 einen axialen Teilschnitt durch eine Wechsel- Zahnradkupplung zum wahlweisen Ankuppeln jeweils eines von zwei beiderseits eines Schaltmuffenträgers nach der Erfindung auf einer nicht mehr dargestellten Getriebewelle drehbar angeordneten Zahnrädern an die Getriebewelle mittels des Schaltmuffenträgers,

Fig. 2 eine Teil-Seitenansicht des Schaltmuffenträgers von Fig. 1 in Pfeilrichtung II gesehen,

Fig. 3 einen Teil-Querschnitt durch den Schaltmuffenträger von Fig. 1 nach Linie III-III,

Fig. 4 einen axialen Teilschnitt durch den Schaltmuffenträger von Fig. 1 nach Linie IV-IV von Fig. 2,

Fig. 4a die Einzelheit X von Fig. 4 in vergrößertem Maßstab,

Fig. 5 einen Ausschnitt der Seitenansicht von Fig. 2 mit dem im Bereich seines Durchganges als Einzelteil dargestellten Schaltmuffenträger von Fig. 1,

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung des einen Bodeneinzelteiles 27* des symmetrisch zweigeteilten gesonderten Bodenteiles 28 des Schaltmuffenträgers von Fig. 1,

Fig. 7 eine Draufsicht auf das andere Bodeneinzelteil 27 des symmetrisch zweigeteilten gesonderten Bodenteiles 28 des Schaltmuffenträgers von Fig. 1 in Pfeilrichtung VII von Fig. 3 gesehen,

Fig. 8 eine Seitenansicht des Bodeneinzelteiles 27 von Fig. 7 in Pfeilrichtung VIII gesehen,

Fig. 9 eine Seitenansicht des Bodeneinzelteiles 27 von Fig. 7 in Pfeilrichtung IX von Fig. VIII gesehen, und

Fig. 10 eine Seitenansicht des Bodeneinzelteiles 27 von Fig. 7 in Pfeilrichtung X von Fig. 8 gesehen.

Auf einer nicht mehr dargestellten Getriebewelle, deren Drehachse mit einer geometrischen Zentralachse 18-18 zusammenfällt, sind ein ringförmiger Schaltmuffenträger 17 durch seine Nabe 58 drehfest und axial unverschiebbar sowie zwei beiderseits des Schaltmuffenträgers 17 sich anschließende Zahnräder 52 und 53 drehbar und axial unverschiebbar angeordnet. Die Zahnräder 52 und 53 weisen auf ihrer dem Schaltmuffenträger 17 zugekehrten Stirnseite jeweils eine zur Zentralachse 18-18 konzentrische ringförmige äußere Kupplungsverzahnung 52a und 53a auf, in die eine korrespondierende innere Kupplungsverzahnung 19i einer Schaltmuffe 19 fakultativ einfahrbar ist. Der Schaltmuffenträger 17 weist an seinem Außenumfang eine axiale Mitnahmeverzahnung 17a auf, welche zur inneren Kupplungsverzahnung 19i korrespondierend ausgebildet ist, so daß die Schaltmuffe 19 mit ihrer inneren Kupplungsverzahnung 19i in die Mitnahmeverzahnung 17a drehfest und axial verschiebbar eingreift und dadurch gegenüber der Getriebewelle drehfest und axial verschiebbar angeordnet ist.

Der Schaltmuffenträger 17 weist drei über seinen Kreisumfang gleichmäßig verteilt angeordnete radiale Ausnehmungen 20 auf, welche jeweils eine Druckfeder 21, eine die Druckfeder 21 gegenüber einer inneren Umfangs(Rasten)nut 56 der Schaltmuffe 19 abstützende Kugel 55 und ein Druckstück 57 aufnehmen, wobei letzteres eine von Kugel 55 und Druckfeder 21 radialbeweglich durchsetzte Führungsbohrung aufweist und zur bekannten Aktivierung von Sperrsynchronisierungen 54 verwendet ist, welche wirkungsmäßig zwischen der inneren Kupplungsverzahnung 19i der Schaltmuffe 19 einerseits und jeweils einer der äußeren Kupplungsverzahnungen 52a und 53a andererseits angeordnet sind.

Die jeweilige Ausnehmung 20 ist radial nach innen durch eine Bodenfläche 22 des Schaltmuffenträgers 17 abgeschlossen, in deren Bereich der Schaltmuffenträger 17 einen mit seiner Mittelachse 30-30 parallel zur Zentralachse 18-18 verlaufenden axialen Durchgang 24 aufweist, welcher sowohl in die Ausnehmung 20 als auch in die beiden Stirnflächen 25 und 26 offen ausmündet, die den Schaltmuffenträger 17 in diesem Bereich in den Richtungen der Zentralachse 18-18 begrenzen. In diesen Durchgang 24 ist ein gesonderter Kunststoff-Bodenteil 28 unverlierbar eingesetzt, welcher ein Auflager 23, 23* aufweist, auf welchem sich die Druckfeder 21 mit ihrem radial inneren Federende in zentripetaler Richtung ihrer Federachse 48-48, also zur Zentralachse 18-18 hin, abstützt.

Der gesonderte Bodenteil 28 ist quer zu seiner Hauptachse 29-29(29*-29*) - welche in Einbaulage mit der Mittelachse 30-30 des Durchganges 24 zusammenfällt - in zwei identisch ausgebildete Bodeneinzelteile 27 und 27* symmetrisch unterteilt, welche jeweils von einer der Stirnseiten 25, 26 des Schaltmuffenträgers 17 aus in den Durchgang 24 eingesetzt und dabei spiegelbildlich zueinander angeordnet sind.

Das von der rechten Stirnseite 26 in den Durchgang 24 eingesetzte Bodeneinzelteil 27* ist in Fig. 6 perspektivisch dargestellt und dabei in seinen mit dem anderen Bodeneinzelteil 27 übereinstimmenden Merkmalen mit den gleichen, jedoch jeweils um ein *-Zeichen ergänzten Bezugszahlen bzw. -angaben versehen.

Die nachstehende Beschreibung des von der linken Stirnseite 25 in den Durchgang 24 eingesetzten und in den Fig. 7 bis 10 detailliert dargestellten Bodeneinzelteiles 27 gilt im Hinblick auf dessen identische Ausgestaltung mithin auch für das andere Bodeneinzelteil 27*.

Das Bodeneinzelteil 27 wird in der einen Richtung seiner Hauptachse 29-29, welche - wie bereits erwähnt - in Einbaulage mit der Mittelachse 30-30 des Durchganges 24 zusammenfällt, durch einen Endteil 42 begrenzt, der einen bundartigen Ansatz 43 aufweist, der sich quer zur Hauptachse 29-29 und über den lichten Querschnitt des Durchganges 24 hinaus erstreckt sowie in Einbaulage an einer versenkt zur Stirnfläche 25 ausgebildeten Anfasung 59 an der Mündung des Durchganges 24 anliegt und dadurch das Bodeneinzelteil 27 in der anderen Richtung der Hauptachse 29-29 gegenüber dem Schaltmuffenträger 17 festlegt.

Der entsprechende bundartige Ansatz 43* des Bodeneinzelteiles 27* liegt an einer Anfasung 60 der in der Stirnfläche 26 liegenden Mündung des Durchganges 24 an, wodurch dieses Bodeneinzelteil 27* in der auf die Anfasung 59 weisenden Richtung seiner Hauptachse 29*-29* gegenüber dem Schaltmuffenträger 17 festgelegt ist.

Das Bodeneinzelteil 27 weist zwei zur Hauptachse 29-29 diametral sich gegenüberliegende Formschlußteile 31 und 32 auf, deren Außenflächen 33 und 34 formschlüssig zur Innenwand 35 des Durchganges 24 ausgebildet sind und in Einbaulage gegen diese Innenwand 35 gepreßt werden.

Das Bodeneinzelteil 27 weist zwei fingerförmige Fortsätze 36 und 37 auf, welche jeweils von einem der Formschlußteile 31 und 32 in der von dem bundartigen Ansatz 42 auf das zugehörige Formschlußteil weisenden Richtung der Hauptachse 29-29 abgehen.

Das Bodeneinzelteil 27 wird in der anderen Richtung der Hauptachse 29-29, d. h. an seinem entgegengesetzt zum bundartigen Ansatz 43 liegendem Ende, durch eine Stoßfläche 46 begrenzt, welche in einer zur Hauptachse 29-29 senkrechten Teilungsebene 47-47 des Bodeneinzelteiles 27 liegt, wobei diese Teilungsebene 47-47 auch die zur Zentralachse 18-18 senkrecht ausgerichtete Mittelachse 48-48 des Auflagers 23, 23* enthält, welche in Einbaulage mit der Federachse der Druckfeder 21 zusammenfällt.

Das jeweils freie Ende 49 und 50 der Fortsätze 36 und 37 liegt in der vom bundartigen Ansatz 43 auf die Stoßfläche 46 weisenden Richtung der Hauptachse 29-29 gegenüber der Stoßfläche 46 versetzt.

Die Fortsätzte 36 und 37 weisen jeweils eine Keilfläche auf, die in einer zur Hauptachse 29-29 geneigten Ebene 38 und 39 des Bodeneinzelteiles 27 liegt. Die jeweilige Neigung 40 und 41 dieser Ebenen ist so ausgelegt, daß die Fortsätze 36 und 37 bei der Montage der beiden Bodeneinzelteile 27 und 27*, d. h. durch das Gegeneinanderdrücken der letzteren in Richtung der Mittelachse 30-30 des Durchganges 24 senkrecht zur Hauptachse 29-29 gegen die Innenwand 35 des Durchganges 24 gepreßt werden.

Um das Auseinanderdriften der beiden Bodeneinzelteile 27 und 27* in den Richtungen der Mittelachse 30-30 des Durchganges 24 trotz ihres Kraftschlusses gegenüber der Innenwand 35 mit Sicherheit zu vermeiden, weisen die Keilflächen 38 und 39 jeweils eine Rasten-Verzahnung auf, die aus einer wechselnden Reihenfolge von quer zur Hauptachse 29-29 angeordneten Rastenzähnen 44 und Rastennuten 45 besteht, wobei in Einbaulage die Rasten-Verzahnungen 44, 45 des einen Bodeneinzelteiles 27 in die Rasten-Verzahnungen 44*, 45* des anderen Bodeneinzelteiles 27* quasi formschlüssig eingreifen.

Das Auflager 23, 23* für die Druckfeder 21 ist durch die Unterteilung des gesonderten Bodenteiles 28 beiden Bodeneinzelteilen 27 und 27* hälftig zugeordnet und jeweils durch eine Ausnehmung gebildet, welche in Einbaulage eine zur Federachse 48-48 konzentrische Ringform 51, 51* aufweist.

Claims (8)

1. Schaltmuffenträger (17) für die in bezug auf eine geometrische Zentralachse (18-18) konzentrische sowie drehfeste und axial verschiebbare Anordnung einer Schaltmuffe (19) relativ zu einer koaxialen Getriebewelle, bei dem eine zum Außenumfang des Schaltmuffenträgers (17) offene radiale Ausnehmung (20) für die Anordnung einer Druckfeder (21), die mit ihrem radial äußeren Federende wirkungsmäßig an der Schaltmuffe (19) in zentrifugaler Richtung abstützbar ist, mit einem die Ausnehmung (20) radial nach innen abschließenden Boden (22) versehen sowie ein Auflager (23, 23*) für die Abstützung des radial inneren Federendes der Druckfeder (21) in zentripetaler Richtung relativ zu dem Boden (22) bewegungsfest angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Bodens (22) ein zur Zentralachse (18-18) achsparalleler Durchgang (24) vorgesehen ist, welcher sowohl in die Ausnehmung (20) als auch in die beiden den Schaltmuffenträger (17) in diesem Bereich in den Richtungen der Zentralachse (18-18) axial begrenzenden Stirnflächen (25, 26) offen ausmündet, und daß in den Durchgang (24) ein baulich gesondertes Bodenteil (28) unverlierbar eingesetzt ist, zu dem das Auflager (23, 23*) bewegungsfest angeordnet ist.

2. Schaltmuffenträger nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff für den gesonderten Bodenteil (28) ein Kunststoff vorgesehen ist.

3. Schaltmuffenträger nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der unverlierbare Einsatz des gesonderten Bodenteiles (28) durch Kraftschluß hergestellt ist.

4. Schaltmuffenträger nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Bodenteil (28) quer zu seiner Hauptachse (29-29 bzw. 29*-29*), die mit einer zur Zentralachse (18-18) parallelen geometrischen Mittelachse (30-30) des Durchganges (24) zusammenfällt, in zwei Bodeneinzelteile (27 bzw. 27*) hälftig unterteilt ist, welche identisch ausgebildet und spiegelbildlich zueinander angeordnet sind, daß das jeweilige Bodeneinzelteil (27 bzw. 27*) wenigstens zwei Formschlußteile (31 u. 32 bzw. 31* u. 32*) aufweist, welche in bezug auf die Hauptachse (29-29 bzw. 29*-29*) sich etwa diametral gegenüberliegen und zumindest mit einem Teil (33 u. 34) ihrer Außenfläche zu der Innenwand (35) des Durchganges (24) formschlüssig ausgebildet sind, daß das jeweilige Bodeneinzelteil (27 bzw. 27*) wenigstens zwei fingerförmige Fortsätze (36 u. 37 bzw. 36* u. 37*) aufweist, welche in der einen Richtung der Hauptachse (29-29 bzw. 29*-29*) jeweils von einem Formschlußteil (31 u. 32 bzw. 31* u. 32*) abgehen und eine zur Hauptachse (29-29 bzw. 29*-29*) geneigt verlaufende Keilfläche (38 u. 39 bzw. 38* u. 39*) aufweisen, welche an einer korrespondierenden Keilfläche (38* u. 39* bzw. 38 u. 39) des jeweils anderen Bodeneinzelteiles (27* bzw. 27) anliegt,
daß die Neigung (40 u. 41) der aneinander liegenden Keilflächen (38 u. 39 bzw. 38* u. 39*) zur Hauptachse (29-29 bzw. 29*-29*) so gewählt ist, daß die zugehörigen Fortsätze (36 u. 37 bzw. 36* u. 37*) zumindest im Bereich ihrer freien Enden (49 u. 50 bzw. 49* u. 50*) quer zur Hauptachse (29-29 bzw. 29*-29*) gegen die Innenwand (35) des Durchganges (24) gedrückt werden, wenn die beiden Bodeneinzelteile (27 bzw. 27*) in den Richtungen der Mittelachse (30-30) des Durchganges (24) gegeneinander gedrückt werden, und daß das jeweilige Bodeneinzelteil (27 bzw. 27*) in der zu seinen Fortsätzen (36 u. 37 bzw. 36* u. 37*) entgegengesetzten Richtung der Hauptachse (29-29 bzw. 29*-29*) durch einen Endteil (42 bzw. 42*) begrenzt wird, der einen sich sowohl quer zur Hauptachse (29-29 bzw. 29*-29*) als auch über den lichten Querschnitt des Durchganges (24) hinaus erstreckenden bundartigen Ansatz (43 bzw. 43*) aufweist.

5. Schaltmuffenträger nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die eine der aneinander liegenden Keilflächen (38 u. 39 bzw. 38* u. 39*) wenigstens einen quer zur Hauptachse (29-29 bzw. 29*-29*) sich erstreckenden Rastenzahn (44 bzw. 44*) und die andere der aneinander liegenden Keilflächen (38* u. 39* bzw. 38 u. 39) jeweils eine korrespondierende Rastennut (45* bzw. 45) für die Aufnahme des Rastenzahnes (44 bzw. 44*) aufweisen.

6. Schaltmuffenträger nach Patentanspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das jeweilige Bodeneinzelteil (27 bzw. 27*) an seinem dem bundartigen Ansatz (43 bzw. 43*) abgekehrten Ende eine Stoßfläche (46 bzw. 46*) aufweist, welche in einer zur Hauptachse (29-29 bzw. 29*-29*) senkrechten Teilungsebene (47-47 bzw. 47*-47*) des Bodeneinzelteiles (27 bzw. 27*) liegt,
und daß die zur Zentralachse (18-18) radial ausgerichtete Mittelachse (48-48 bzw. 48*-48*) des Auflagers (23 bzw. 23*) in der Teilungsebene (47-47 bzw. 47*-47*) liegt.

7. Schaltmuffenträger nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende (49 u. 50 bzw. 49* u. 50*) des jeweiligen Fortsatzes (36 u. 37 bzw. 36* u. 37*) gegenüber der Stoßfläche (46 bzw. 46*) in der von dem bundartigen Ansatz (43 bzw. 43*) auf die Stoßfläche (46 bzw. 46*) weisenden Richtung der Hauptachse (29-29 bzw. 29*-29*) versetzt ist.

8. Schaltmuffenträger nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Auflager (23 bzw. 23*) in Form einer zu seiner Mittelachse (48-48) konzentrischen ringförmigen Ausnehmung (51 bzw. 51*) ausgebildet ist.