WO1996008665A1 - Übertragungselement für eine getriebeschaltung - Google Patents

Übertragungselement für eine getriebeschaltung Download PDF

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WO1996008665A1
WO1996008665A1 PCT/EP1995/003185 EP9503185W WO9608665A1 WO 1996008665 A1 WO1996008665 A1 WO 1996008665A1 EP 9503185 W EP9503185 W EP 9503185W WO 9608665 A1 WO9608665 A1 WO 9608665A1
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shift
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shaft
board
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Inventor
Wolfgang Steinberger
Peter Schnapp
Rainhart Malik
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Ina Wälzlager Schaeffler Kg
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H2063/3083—Shift finger arrangements, e.g. shape or attachment of shift fingers

Definitions

  • the invention relates to a transmission element, in particular according to the features of the preamble of claim 1.
  • the transmission element has a hub, through the bore of which a switching shaft is guided, on which the transmission element is secured against rotation.
  • a shift finger is formed, which has a dome-like configuration at the free end and with which shift rods arranged transversely to the shift shaft can be actuated via shift gates.
  • the hub of the transmission element also has a radially projecting stop on the side facing away from the shift finger, which cooperates with a counter-stop.
  • the counter-stop is slidably guided in a bush which is screwed firmly into a housing.
  • a helical spring is provided within the bush, which prestresses the counter-stop relative to the shift finger.
  • the stop and the counter-stop are positioned relative to one another in such a way that they come into contact when the selector shaft is in an idle position and shifting is only possible in one gear or from the specific gear to the idle position.
  • the known one-piece transmission element designed as a solid forged or sintered component, requires a high level of manufacturing or production expenditure and a frequently occurring cost-intensive post-processing due to the high demands on the accuracy of the component. Rework during assembly may also be necessary. A positive fastening of the transmission element should take place after the installation position has been determined, and exciting machining cannot be permitted during the assembly process due to possible contamination by the drilling chips.
  • the object of the invention is therefore to create a transmission element which can be produced and assembled at low cost.
  • a transmission element which comprises several individual parts such as a board socket, a link segment and a shift finger.
  • the inventive idea also includes a transmission element comprising fewer or more individual parts, which for example additionally comprises a component for actuating an electrical switching element or with which a displacement of the transmission element on the switching shaft is made possible.
  • the link segment can be provided with a ramp contour which is operatively connected to components adjacent to the transmission element.
  • the prefabricated individual parts are assembled by an indissoluble connection to the transmission element.
  • One embodiment of the invention includes the mounting of the transmission element on the selector shaft.
  • a press fit is provided with which the transmission element is frictionally attached to the shift shaft.
  • a rotatable and / or slidably arranged transmission element is provided, which is additionally provided with a pin or a recess for guiding the transmission element.
  • a transmission element which is optimized in terms of installation space, with a board socket which comprises a board which is directed outwards on one side and which is angled on the outside in one direction to form a jacket surface which runs coaxially to the board socket.
  • the jacket surface serves as a receptacle for the link segment, which extends over a circumference of almost 180 ° and is inseparably connected to the jacket surface of the board socket.
  • the rim and the outer surface of the board bushing are provided with a peripheral surface which takes a tangential course deviating from the circular shape over a range of almost 90 °, the tangent being designed as a ramp at one end in a transition region to the outer surface. Due to this advantageous embodiment of the on-board socket, the transmission element according to the invention can be used, for example, for positioning an actuator or switching element.
  • the link segment is provided on both longitudinal sides with a centrally arranged cutout. This measure can also be used, for example, to enable a targeted switching or transmission function.
  • an inseparable connection the individual parts are provided for a welding or soldering process.
  • a laser welding is particularly suitable for this purpose, which in addition to a time advantage also enables a distortion-free connection, as a result of which these individual parts can be joined economically and reliably.
  • the idea of the invention further provides that different manufacturing processes can be used for the individual components of the transmission element, the manufacturing being selected exclusively on the basis of economic considerations.
  • the inventive concept also includes a solidly designed component.
  • the shift finger is advantageous to provide with a cylindrical extension which is fitted into a hole arranged centrally in the link segment.
  • the alignment or positioning of the shift finger can be simplified, for example, its alignment with the longitudinal axis and also the attachment by an inseparable connection, in particular welding, on the opposite side of the link segment can be improved.
  • a further embodiment of the invention provides for the transmission element to be designed as a multifunctional component.
  • the transmission element is provided for spring support and / or spring centering; for actuating and / or locking individual shift rails; or is used to prevent incorrect switching by not being able to apply a switching rail; or locks components that are adjacent to the transmission element; or enables the actuation of electrical switching elements.
  • the link segment with a ramp contour which is operatively connected to a locking element, e.g. B. for positioning a switching element.
  • the link segment or the socket can also be provided with another shift finger or driver, the z. B. is in communication with the reverse gear lock and actuates an electric headlight switch when reverse gear is engaged.
  • the shift finger or driver can also serve as a signal transmitter with which switching cycles or load states of the internal combustion engine can be transmitted to an engine management system.
  • the inventive concept also includes the fact that different functions can be performed with an individual part of the transmission element.
  • Figure 2 shows the side view of Figure 1
  • FIG. 3 shows the top view of FIG. 1.
  • a link segment 6 is fastened to an on-board socket 3 arranged in the installed state via a press fit on a selector shaft 2 (see FIG. 3) on a lateral surface 4 of a board 5 provided with a collar.
  • the link segment 6 covering the lateral surface 4 over an angle of approximately 135 ° is concentric with one Longitudinal axis 7 is arranged and projects on one side from the on-board socket 3.
  • a shift finger 9 is fastened. Soldering or welding, in particular laser welding, is provided for the non-detachable fastening of the components, socket 3, link segment 6 and shift finger 9.
  • FIG. 2 illustrates the arrangement of the individual components of the transmission element 1 in a side view.
  • This view shows the shift finger 9 aligned on the vertical axis 10 and the link segment 6, which encloses a partial area of the lateral surface 4.
  • This view also shows that the circumferential surface of the rim 5 takes a course deviating from the circular shape over a range of approximately 90 ° in the form of a tangent 11, which forms a ramp 12 at a transition to the circular outer contour.
  • the top view (see FIG. 3) of the transmission element 1 shows two recesses 13, 14 in the link segment 6, each of which is arranged in the circumferential direction offset from one another in a rectangular manner, starting from the free end.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Übertragungselement, das drehfest auf einer Welle angeordnet ist, insbesondere eine Schaltwelle eines Schaltgetriebes. Das Übertragungselement (1) umfasst mehrere Einzelteile wie eine Bordbuchse (3), ein Kulissensegment (6) und einen Schaltfinger (9), die unlösbar verbunden eine Einheit bilden. Die Verbindung der Einzelteile kann durch Schweissen oder Löten erfolgen. Das Übertragungselement ist reibschlüssig mit der Schaltwelle (2) verbunden oder auf der Schaltwelle (2) verschiebbar angeordnet.

Description

Beschreibung
Ubertragungselement für eine Getriebeschaltung
Die Erfindung betrifft ein Übertragungselement, insbesondere nach den Merk- malen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Aus der DE-C 30 16 909 ist ein gattungsgemäßes Übertragungsglied bekannt, das in ein Fahrzeug-Schaltgetriebe eingesetzt ist. Das Übertragungselement besitzt eine Nabe, durch dessen Bohrung eine Schaltwelle geführt ist, an der das Übertragungselement verdrehgesichert ist. Von der Nabe ausgehend ist ein Schaltfinger ausgebildet, der am freien Ende eine kalottenartige Ausgestaltung besitzt und mit dem über Schaltgassen quer zur Schaltwelle angeordnete Schalt¬ stangen betätigt werden können. Die Nabe des Übertragungselementes besitzt auf der vom Schaltfinger abgewandten Seite weiterhin einen radial abstehenden Anschlag, der mit einen Gegenanschlag zusammenwirkt. Der Gegenanschlag ist verschiebbar in einer Buchse geführt, welche fest in einem Gehäuse einge¬ schraubt ist. Innerhalb der Buchse ist eine Schraubenfeder vorgesehen, die den Gegenanschlag gegenüber dem Schaltfinger vorspannt. Der Anschlag und der Gegenanschlag sind derart zueinander positioniert, daß die in einer Leergangs- tellung der Schaltwelle zur Anlage kommen und ein Schalten nur in einem Gang bzw. aus dem bestimmten Gang in die Leergangstellung möglich ist.
Das bekannte einstückige Übertragungselement, ausgebildet als ein massives Schmiede- oder Sinterbauteil, erfordert einen hohen Herstellungs- bzw. Ferti- gungsaufwand und eine häufig auftretende kostenintensive Nachbearbeitung aufgrund der hohen Anforderungen an die Genauigkeit des Bauteils. Unter Umständen ist dabei auch eine Nacharbeit während der Montage erforderlich. Eine formschlüssige Befestigung des Übertragungselementes sollte dabei nach Festlegung der Einbaulage erfolgen, wobei eine spannende Bearbeitung wäh¬ rend des Montagevorgangs nicht zugelassen werden kann, aufgrund einer möglichen Verunreinigung durch die Bohrspäne.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein kostengünstig herstellbares und montier¬ bares Übertragungselement zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Kennzeichnungsteil von Anspruch 1 gelöst.
Danach kommt ein Übertragungselement zur Anwendung, das mehrere Einzel¬ teile umfaßt wie eine Bordbuchse, ein Kulissensegment und einen Schaltfinger. Der Erfindungsgedanke schließt ebenfalls ein weniger oder mehr Einzelteile umfassendes Übertragungselement ein, das beispielsweise zusätzlich ein Bauteil umfaßt zur Betätigung eines elektrischen Schaltelementes oder mit dem eine Verlagerung des Übertragungselementes auf der Schaltwelle ermöglicht wird. In vorteilhafter Weise kann das Kulissensegment mit einer Rampenkontur versehen werden, die mit dem Übertragungselement benachbarten Bauteilen in Wirkver- bindung steht. Die jeweils paßgenau vorgefertigten Einzelteile werden durch eine unlösbare Verbindung zu dem Übertragungselement zusammengefügt. Dadurch stellt sich in vorteilhafter Weise ein Kostenvorteil ein, da erfindungs¬ gemäß für jedes einzelne Bauteil ein ausschließlich nach den Gesichtspunkten einer optimalen Wirtschaftlichkeit ausgewähltes Herstell verfahren bestimmt werden kann. Erfindungsgemäß ergibt sich dadurch für das aus mehreren Bautei¬ len mit jeweils unterschiedlichen geometrischen Formgebungen gebildete Über¬ tragungselement eine kostengünstige Fertigung bzw. Herstellung.
Eine Ausgestaltung der Erfindung schließt die Montage des Übertragungselemen- tes auf der Schaltwelle ein. In vorteilhafter Weise ist ein Preßsitz vorgesehen, mit dem das Übertragungselement reibschlüssig auf der Schaltwelle befestigt ist.
Diese Befestigung bzw. Montage erlaubt eine genaue Positionierung auf der Welle ohne eine spanende Bearbeitung während der Montage. Alternativ ist ein drehbar und/oder verschiebbar auf der Schaltwelle angeordnetes Übertragungs¬ element vorgesehen, das dazu zusätzlich mit einem Stift oder einer Aussparung versehen ist zur Führung des Übertragungselementes.
Sowohl die Fertigung des erfindungsgemäßen Übertragungselementes als auch dessen Montage ermöglichen gemeinsam einen großen Kosten vorteil, wobei sich die Verwendung des erfindungsgemäßen Übertragungselementes insbeson¬ dere für große Serien eignet.
Es ist weiterhin zweckmäßig, zur Darstellung eines bauraumoptimierten Über¬ tragungselementes dieses mit einer Bordbuchse zu versehen, die einen einseitig nach außen gerichteten Bord umfaßt, welcher außenseitig in eine Richtung zeigend abgewinkelt ist, zur Bildung einer koaxial zur Bordbuchse verlaufenden Mantelfläche. Dabei dient die Mantelfläche als Aufnahme für das Kulissenseg¬ ment, das sich über einen Umfang von nahezu 180° erstreckt und unlösbar mit der Mantelfläche der Bordbuchse verbunden ist.
Der Bord und die Mantelfläche der Bordbuchse sind mit einer Umfangsfläche versehen, die über einen Bereich von nahezu 90° einen von der Kreisform abweichenden tangentialen Verlauf nimmt, wobei die Tangente an einem Ende in einem Übergangsbereich zur Mantelfläche als eine Rampe ausgebildet ist. Durch diese vorteilhafte Ausgestaltung der Bordbuchse ist das erfindungsgemäße Übertragungselement beispielsweise zur Positionierung eines Stell- oder Schalt- gliedes einsetzbar.
Zur weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Kulissensegment an beiden Längsseiten jeweils mit einer mittig angeordneten Aussparung versehen. Auch diese Maßnahme kann beispielsweise genutzt werden, um eine gezielte Schalt- bzw. Übertragungsfunktion zu ermöglichen.
in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist als unlösbare Verbindung der Einzelteile ein Schweiß- oder Lötverfahren vorgesehen. Dazu eignet sich insbesondere eine Laserschweißung, die neben einem Zeitvorteil auch eine verzugfreie Verbindung ermöglicht, wodurch diese Einzelteile wirtschaftlich und prozeßsicher zusammengefügt werden können.
Es kann zweckmäßig sein, alle Einzelteile des Übertragungselementes durch ein Fließ-Preßverfahren herzustellen; alternativ zu einem spanlosen Tiefziehver¬ fahren. Der Erfindungsgedanke sieht weiterhin vor, daß für die einzelnen Bauteile des Übertragungselementes unterschiedliche Fertigungsverfahren angewendet werden können, wobei die Herstellung ausschließlich nach wirt¬ schaftlichen Gesichtspunkten ausgewählt wird. Ebenso schließt der Erfindungs¬ gedanke ein massiv gestaltetes Bauteil ein.
Es ist vorteilhaft, den Schaltfinger mit einem zylindrischen Ansatz zu versehen, der in eine mittig im Kulissensegment angeordnete Bohrung eingepaßt ist. Mit dieser Maßnahme kann die Ausrichtung bzw. Positionierung des Schaltfingers vereinfacht werden beispielsweise dessen Ausrichtung zur Längsachse und außerdem die Befestigung durch eine unlösbare Verbindung, insbesondere Schweißung, auf der Gegenseite des Kulissensegmentes verbessert werden.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht eine Ausbildung des Übertra¬ gungselementes als ein multifunktionales Bauteil vor. Dazu ist zumindest ein Einzelteil des Übertragungselementes für eine Federabstützung und/oder Federzentrierung vorgesehen; für eine Betätigung und/oder Sperrung einzelner Schaltschienen; oder dient zur Verhinderung von Fehlschaltungen, indem eine Schaltschiene nicht beaufschlagt werden kann; oder bewirkt eine Arretierung von Bauteilen, die dem Übertragungselement benachbart sind; bzw. ermöglicht die Betätigung von elektrischen Schaltelementen.
Dazu ist es zweckdienlich, daß Kulissensegment mit einer Rampenkontur zu versehen, die mit einem Arretierelment in Wirkverbindung steht, z. B. zur Positionierung eines Schaltelementes. Das Kulissensegment oder die Bordbuchse kann ebenfalls mit einem weiteren Schaltfinger oder Mitnehmer versehen werden, der z. B. mit der Rückwärtsgangsperre in Verbindung steht und einen elektrischen Fahrlichtschalter bei eingelegtem Rückwärtsgang betätigt. Der Schaltfinger oder Mitnehmer kann weiterhin als Signalgeber dienen, mit dem Schaltzyklen bzw. Belastungszustände der Brennkraftmaschine an ein Motorma¬ nagement übertragbar sind. In vorteilhafter Weise schließt der Erfindungsgedan¬ ke ebenfalls mit ein, daß mit einem Einzelteil des Übertragungselementes unter¬ schiedliche Funktionen erfüllt werden können. Bedingt durch die Zusammen¬ fügung von verschiedenen Einzelteilen zu einem Übertragungselement ergibt sich in vorteilhafter Weise die Möglichkeit, unterschiedlich komplex gestaltete Einzelteile, die jeweils voneinander abweichende Funktionen erfüllen, zu einer Einheit zusammenzufügen mit dem Ziel, ein kostengünstiges Übertragungs¬ element zu schaffen, das den Bauteileumfang verringert und den erforderlichen Bauraum reduziert.
Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind in den Zeichnungen und der zugehörigen Figurenbeschreibung zu entnehmen, die ein Ausführungsbeispiel darstellen. Es zeigen:
Figur 1 in einem Halbschnitt das erfindungsgemäße Übertra¬ gungselement;
Figur 2 die Seitenansicht von Figur 1 und
Figur 3 die Draufsicht von Figur 1.
Der Figur 1 ist der Aufbau eines erfindungsgemäßen Übertragungselementes 1 zu entnehmen, das drei Einzelteile umfaßt. An einer im eingebauten Zustand über einen Preßsitz auf einer Schaltwelle 2 (siehe Figur 3) angeordneten Bord- buchse 3 ist auf einer Mantelfläche 4 eines mit einem Kragen versehenen Bordes 5 ein Kulissensegment 6 befestigt. Das die Mantelfläche 4 über einen Winkel von ca. 135° überdeckende Kulissensegment 6 ist konzentrisch zu einer Längsachse 7 angeordnet und überragt einseitig die Bordbuchse 3. Mittig in das Kulissensegment 6 in eine Bohrung 8 eingefügt und radial nach außen zeigend ist ein Schaltfinger 9 befestigt. Zur unlösbaren Befestigung der Bauteile, Bord¬ buchse 3, Kulissensegment 6 und Schaltfinger 9 ist eine Lötung oder Schweißung, insbesondere Laserschweißung vorgesehen.
Die Figur 2 verdeutlicht die Anordnung der einzelnen Bauteile des Übertra¬ gungselementes 1 in der Seitenansicht. Diese Ansicht zeigt den auf der Vertikal¬ achse 10 ausgerichteten Schaltfinger 9 und das Kulissensegment 6, das einen Teilbereich der Mantelfläche 4 umschließt. Außerdem verdeutlicht diese An¬ sicht, daß die Umfangsfläche des Bordes 5 über einen Bereich von ca. 90° einen von der Kreisform abweichenden Verlauf nimmt in Form einer Tangente 1 1 , die an einem Übergang zur kreisförmigen Außenkontur eine Rampe 12 bildet.
Die Draufsicht (siehe Figur 3) des Übertragungselementes 1 zeigt zwei Aus¬ sparungen 13, 14 im Kulissensegment 6, die jeweils in Umfangsrichtung vom freien Ende ausgehend rechteckförmig zueinander versetzt angeordnet sind.
Bezugszeichen
I Übertragungselement 2 Schaltwelle
3 Bordbuchse
4 Mantelfläche
5 Bord
6 Kulissensegment 7 Längsachse
8 Bohrung
9 Schaltfinger
10 Vertikalachse
I I Tangente 12 Rampe
13 Aussparung
14 Aussparung

Claims

Ansprüche
1. Übertragungselement, das einer Welle zugeordnet ist, insbesondere vor¬ gesehen für eine Schaltwelle in einem mehrgängigen mechanischen Fahrzeug- Schaltgetriebe, das mit konzentrisch, parallel oder quer zu einer Längsachse der Welle angeordneten Bauteilen, wie beispielsweise Schaltstangen, in Verbindung steht und mit dem wechselweise eine Betätigung und/oder Sperrung von Bautei- len auslösbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungselement (1 ) mehrere Einzelteile umfaßt, und zwar eine Bordbuchse (3), ein Kulissensegment (6) und einen Schaltfinger (9), die durch eine unlösbare Verbindung zusammen¬ gefügt sind, wobei die Schaltwelle (2) durch die Bordbuchse (3) geführt ist.
2. Übertragungselement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungselement (1 ) reibschlüssig mit der Schaltwelle (2) verbunden oder auf der Schaltwelle (2) verschiebbar ist.
3. Übertragungselement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Bordbuchse (3) mit einem einseitig radial nach außen gerichteten Bord (5) versehen ist, der eine äußere in Richtung des freien Endes der Bordbuchse (3) gerichtete einseitige Abwinkelung aufweist, zur Bildung einer koaxial zur Bordbuchse (3) verlaufenden Mantelfläche (4), auf der das sich über einen Umfang von nahezu 180° erstreckende Kulissensegment (6) befestigt ist.
4. Übertragungselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bord (5) in Verbindung mit der Mantelfläche (4) eine Umfangskontur aufweist, die über einen Bereich von nahezu 90° einen von der Kreisform abweichenden Verlauf nimmt und dabei eine Tangente (11) bildet, die am einen Ende am Übergang zur Mantelfläche (4) in eine Rampe (12) übergeht.
5. Übertragungselement nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein Kulissen¬ segment (6) das an beiden Längsseiten jeweils eine mittig angeordnete Aus¬ sparung (13, 14) aufweist.
6. Übertragungselement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß alle Einzelteile des Übertragungselementes (1 ) durch ein Schweiß- oder Lötverfahren verbunden sind.
7. Übertragungselement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß alle das Übertragungselement (1) bildenden Einzelteile durch ein Fließpreßverfahren oder durch ein Tiefziehverfahren herstellbar sind.
8. Übertragungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein am Schaltfinger (9) vorgesehener zylindrischer Ansatz in eine Bohrung (8) eingepaßt ist, die mittig im Kulissensegment (6) angeordnet ist.
9. Übertragungselement nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch ein als multi¬ funktionales Bauteil gestaltetes Übertragungselement (1), das
- eine Federabstützung und/oder Federzentrierung ermöglicht; - zur Betätigung und/oder Sperrung einzelner Schaltschienen und/oder Schaltgänge dient;
- Fehlschaltungen verhindert;
- mit Konturen versehen ist zur Positionierung oder Arretierung von dem Übertragungselement benachbarten Bauteilen; - eine Betätigung von elektrischen Schaltelementen ermöglicht.
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