WO2013178428A1 - Schaltanordnung für ein zahnräderwechselgetriebe - Google Patents

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Uwe Schwarz
Jochen LÖFFELMANN
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    • F16H2063/3076—Selector shaft assembly, e.g. supporting, assembly or manufacturing of selector or shift shafts; Special details thereof

Definitions

  • the invention relates to a shifting arrangement for a change-speed gearbox, in particular for a change-speed gearbox comprising a first shifting element which is rotatably mounted about an axis of rotation.
  • a switching arrangement of this type is known for example from DE 10 2008 053 252 A1.
  • switching arrangements are usually used, in which by combined translational and rotational movement of shift sleeves the desired gears can be inserted. It is necessary to transmit a rotational movement from one component of the switching arrangement to another component.
  • switching arrangements switching domes
  • a decoupled flywheel it is necessary to reliably transmit a rotational movement between two switching shafts, but at the same time to allow a relative translational movement or displacement between the two switching shafts. It has become known in this context to use separate components for said relative mobility, often formed as sintered components.
  • a similar solution is shown in DE 199 42 562 A1.
  • Rastierhülsen are after this previously known solution often directly or by means of an inner sleeve (see Fig. 4 of said document) on a shift shaft frictionally fixed. They transmit the shift movements initiated by the driver via the shift shaft to the synchronization unit via shift fingers.
  • an inertial mass (also referred to as flywheel mass or additional mass) can be non-rotatably coupled to the selector shaft, as shown in DE 10 2009 057 290 A1.
  • the inertial mass projects relatively far, in order to realize a high moment of inertia at low mass. Vibrations originating from the synchronizing unit are disadvantageously transmitted to the switching shaft and can cause undesired vibrations of the inertial mass. In particular, it can come to the driver clearly noticeable resonances. Therefore, DE 10 2009 057 290 A1 provides decoupling means in the form of a star-shaped damping layer. The realization of this solution is correspondingly complicated and expensive. Rolling bearings for decoupling are also known. The disadvantage is that in each case a separate component is required, which causes corresponding costs.
  • the present invention is based on the A u fg abe, a switching arrangement of the type mentioned in such a way that a simple and compact construction can be achieved.
  • the arrangement should be economically producible under production engineering aspects. In operation, the arrangement should still work reliably and ensure a durable reliable circuit. It should in a simple way at the times in which is not switched, a good decoupling, in particular vibration decoupling, be given between the components involved.
  • a second switching element is present, which is mounted coaxially rotatable about the axis of rotation, wherein the first switching element is at least partially formed as a sleeve-shaped component and at least one perpendicular to the axis of rotation extending formation wherein the second switching element has a recess (or complementary shaped projection) complementary to the molding, the recess entering the molding (or the projection entering the molding) to provide torque upon rotation of the first switching element about the axis of rotation to be able to transmit the second switching element.
  • first and the second switching element are preferably mounted so as to be translationally displaceable relative to one another in the direction of the axis of rotation.
  • the second switching element is preferably formed at least in sections as a sleeve-shaped component.
  • the formation in the first switching element is preferably formed by a deformed material section of the first switching element (depression, adjustment).
  • the molding has according to a preferred embodiment, two radially extending to the axis of rotation portions which are interconnected by a connecting portion; the connecting portion can - seen in the direction of the axis of rotation - an arc shape, in particular a circular arc shape, have.
  • the recess in the second switching element can equally be formed by a deformed material portion of the second switching element.
  • the first switching element can - seen in the direction of the axis of rotation - have a U-shaped configuration.
  • the first switching element is preferably made of a sheet of constant thickness.
  • the shape and the recess are preferably formed symmetrically to a symmetry plane comprising the axis of rotation.
  • the second switching element may have a cylindrical portion in which a shaft member is press-fitted.
  • the invention accordingly proposes a decoupling at the junction between the Rastierhülse and the shift shaft, which is preferably realized between an inner sleeve and an outer sleeve.
  • the stationary mounted on the shift shaft inner sleeve has for this purpose a non-circular outer contour which can be coupled with the passage of the outer sleeve for the purpose of torque transmission. A large-scale support of the inner and outer sleeve is ensured.
  • FIG. 1 is a view of a part of a shift arrangement of a motor vehicle change-speed gearbox, seen in the direction of the axis of rotation of two switching elements (i.e., from direction C of FIG. 2), and FIG. 2 shows the section A-B of FIG.
  • a switching arrangement 1 of a gear change transmission can be seen.
  • the part of the switching arrangement 1 which is of interest here essentially comprises a first sleeve-shaped switching element 2 and a second sleeve-shaped switching element 3.
  • first sleeve-shaped switching element 2 essentially comprises a first sleeve-shaped switching element 2 and a second sleeve-shaped switching element 3.
  • second sleeve-shaped switching element 3 for the general construction of generic switching arrangements, reference is expressly made to the abovementioned publications DE 10 2008 053 252 A1, DE 199 42 562 A1 and DE 10 2009 057 290 A1 of the applicant, so that only the aspects relating to the inventive concept are described here.
  • first shift element 2 rotatable about a rotation axis a and the second shift element 3 rotatable concentrically about the rotation axis a to be translationally displaceable relative to one another in the direction of the rotation axis a. Nevertheless, it must be ensured that a rotational movement of the first switching element 2 is transmitted to the second switching element 3 (and vice versa), so that a torque between the two Heidelbergelemen- th is transferable.
  • the first switching element 2 is connected at least partially formed as a sleeve-shaped component; this component has (at least) a perpendicular to the rotation axis a extending formation 4, best seen in Fig. 1st
  • the second switching element 3 has a recess 4 designed to be complementary to the recess 4.
  • the recess 5 enters the molding 4.
  • a molding 4 is formed, which is preferably carried out by a Blechumformvorgang.
  • Fig. 1 shows that the molding 4 - starting from the U-shaped configuration of the first switching element 2 - has two radially extending sections 6 and 7.
  • the sections 6, 7 are connected to each other via a circular arc-shaped connecting section 8.
  • the molding 4 is made by radially advancing a corresponding punching tool.
  • both the molding 4 and the congruent, so complementary thereto matching recess 5 is formed symmetrically.
  • the plane of symmetry E (see Fig. 1) comprises the axis of rotation a.
  • the second switching element 3 For forwarding a torque, the second switching element 3 has a cylindrical portion 9. In this sits a shaft part 10. This is a Press fit between the outer periphery of the shaft portion 10 and the inner circumference of the cylindrical portion provided to ensure reliable torque transmission in cost-effective manner.
  • first switching element switching sleeve, outer sleeve
  • second switching element switching sleeve, inner sleeve

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltanordnung (1) für ein Zahnräderwechselgetriebe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug-Zahnräderwechselgetriebe, die ein erstes Schaltelement (2) umfasst, das drehbar um eine Drehachse (a) gelagert ist. Um eine einfache und kompakte Konstruktion zu erreichen, die kostengünstig hergestellt werden kann, sieht die Erfindung vor, dass ein zweites Schaltelement (3) vorhanden ist, das koaxial drehbar um die Drehachse (a) gelagert ist, wobei das erste Schaltelement (3) zumindest abschnittsweise als hülsenförmiges Bauteil ausgebildet ist und mindestens eine sich senkrecht zur Drehachse erstreckende Ausformung (4) aufweist, wobei das zweite Schaltelement (3) eine zur Ausformung (4) komplementär ausgebildete Ausnehmung (5) oder einen komplementär ausgebildeten Vorsprung aufweist, wobei die Ausnehmung (5) in die Ausformung (4) eintritt oder wobei der Vorsprung in die Ausformung (4) eintritt, um bei der Drehung des ersten Schaltelements (2) um die Drehachse (a) ein Drehmoment auf das zweite Schaltelement (3) übertragen zu können.

Description

Schaltanordnung für ein Zahnräderwechselgetriebe
Beschreibung
Gebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft eine Schaltanordnung für ein Zahnräderwechselgetriebe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug-Zahnräderwechselgetriebe, die ein erstes Schaltelement umfasst, das drehbar um eine Drehachse gelagert ist.
Hintergrund der Erfindung
Eine Schaltanordnung dieser Art ist beispielsweise aus der DE 10 2008 053 252 A1 bekannt. In Kraftfahrzeuggetrieben werden üblicherweise derartige Schaltanordnungen eingesetzt, bei denen durch kombinierte translatorische und rotatorische Bewegung von Schalthülsen die gewünschten Gänge eingelegt werden können. Dabei ist es nötig, eine Drehbewegung von einem Bauteil der Schaltanordnung auf ein anderes Bauteil zu übertragen. Insbesondere im Falle von Schaltanordnungen (Schaltdomen) mit einer entkoppelten Schwungmasse ist es nötig, eine Drehbewegung zwischen zwei Schaltwellen zuverläs- sig zu übertragen, gleichzeitig aber eine relative translatorische Bewegung bzw. Verschiebung zwischen den beiden Schaltwellen zu ermöglichen. Bekannt ist es in diesem Zusammenhang geworden, separate Bauteile für die genannte relative Beweglichkeit einzusetzen, oft als Sinterbauteile ausgebildet. Eine ähnliche Lösung zeigt die DE 199 42 562 A1. Rastierhülsen werden nach dieser vorbekannten Lösung häufig direkt oder mittels einer Innenhülse (s. hierzu Fig. 4 des genannten Dokuments) auf einer Schaltwelle kraftschlüssig fixiert. Sie übertragen die über die Schaltwelle durch den Fahrer veranlassten Schaltbewegungen über Schaltfinger auf die Synchronisiereinheit.
Zur Vergleichmäßigung des Schaltkraftverlaufs kann eine Trägheitsmas- se (auch als Schwungmasse oder Zusatzmasse bezeichnet) mit der Schaltwelle drehfest gekoppelt sein, wie es die DE 10 2009 057 290 A1 zeigt. Die Trägheitsmasse kragt in der Regel relativ weit aus, um bei geringer Masse ein hohes Trägheitsmoment zu realisieren. Von der Synchronisiereinheit herrührende Vibrationen werden dabei nachteilig auf die Schaltwelle übertragen und können unerwünschte Schwingungen der Trägheitsmasse bewirken. Insbesondere kann es zu für den Fahrer deutlich spürbaren Resonanzen kommen. Daher sind in der genannten DE 10 2009 057 290 A1 Entkopplungsmittel in Form einer sternförmigen Dämpfungsschicht vorgesehen. Die Realisierung dieser Lösung ist entsprechend aufwändig und teuer. Wälzlager zur Entkopplung sind ebenfalls bekannt. Nachteilig ist, dass in jedem Falle ein separates Bauteil erforderlich ist, was entsprechende Kosten verursacht.
Die vorbekannten Lösungen zur Sicherstellung einer einwandfreien Arbeitsweise beim Einsatz entkoppelter Schwungmassen haben folglich einen entsprechenden Aufwand zu somit Kosten zur Folge. Aufgabe der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die A u fg a b e zugrunde, eine Schaltanordnung der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass eine einfache und kompakte Konstruktion erreicht werden kann. Damit soll die Anordnung unter ferti- gungstechnischen Gesichtspunkten wirtschaftlich herstellbar sein. Im Betrieb soll die Anordnung dennoch zuverlässig arbeiten und eine dauerhafte zuverlässige Schaltung sicherstellen. Dabei soll in einfacher Weise zu den Zeiten, in denen nicht geschaltet wird, eine gute Entkopplung, insbesondere Schwingungsentkopplung, zwischen den beteiligten Bauteilen gegeben sein.
Zusammenfassung der Erfindung
Die L ö s u n g dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Schaltelement vorhanden ist, das koaxial drehbar um die Drehachse gelagert ist, wobei das erste Schaltelement zumindest abschnittsweise als hülsenförmiges Bauteil ausgebildet ist und mindestens eine sich senkrecht zur Drehachse erstreckende Ausformung aufweist, wobei das zweite Schaltelement eine zur Ausformung komplementär ausgebildete Ausnehmung (oder einen komplementär ausgebildeten Vorsprung) aufweist, wobei die Ausnehmung in die Ausformung eintritt (oder der Vorsprung in die Ausformung eintritt), um bei der Drehung des ersten Schaltelements um die Drehachse ein Drehmoment auf das zweite Schaltelement übertragen zu können.
Dabei sind bevorzugt das erste und das zweite Schaltelement relativ zueinander in Richtung der Drehachse translatorisch verschiebbar gelagert. Das zweite Schaltelement ist bevorzugt zumindest abschnittsweise als hülsenförmiges Bauteil ausgebildet.
Die Ausformung im ersten Schaltelement wird vorzugsweise durch einen umgeformten Materialabschnitt des ersten Schaltelements gebildet wird (Durch- drückung, Durchstellung). Die Ausformung weist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform zwei sich radial zur Drehachse erstreckende Abschnitte auf, die durch einen Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sind; der Verbindungsabschnitt kann - in Richtung der Drehachse gesehen - eine Bogenform, insbesondere eine Kreisbogenform, aufweisen.
Die Ausnehmung im zweiten Schaltelement kann gleichermaßen durch einen umgeformten Materialabschnitt des zweiten Schaltelements gebildet werden. Das erste Schaltelement kann - in Richtung der Drehachse gesehen - eine U- förmige Gestalt aufweisen.
Das erste Schaltelement ist bevorzugt aus einem Blech mit konstanter Dicke gefertigt.
Die Ausformung und die Ausnehmung sind bevorzugt zu einer die Drehachse umfassenden Symmetrieebene symmetrisch ausgebildet. Das zweite Schaltelement kann einen zylindrischen Abschnitt aufweisen, in dem ein Wellenteil mit Presspassung angeordnet ist.
Die Erfindung schlägt demgemäß eine Entkopplung an der Verbindungsstelle zwischen der Rastierhülse und der Schaltwelle vor, was bevorzugt zwischen einer Innenhülse und einer Außenhülse realisiert wird. Beim Schaltvorgang wird also eine formschlüssige drehfeste Kopplung vorgesehen, die aber nach dem Schaltvorgang bzw. unter Fortfall der Schaltkraft nicht mehr besteht. Dies kann durch ein entsprechendes geringfügiges Bewegungsspiel zwischen den beiden zusammenwirkenden hülsenförmigen Bauteilen realisiert werden.
Die ortsfest auf der Schaltwelle befestigte Innenhülse weist hierzu eine unrunde Außenkontur auf, die mit der Durchstellung der Außenhülse zwecks Drehmomentübertragung koppelbar ist. Ein großflächiges Abstützen der Innen- und Außenhülse ist sichergestellt.
Mit der vorgeschlagenen Ausgestaltung einer Schaltanordnung ist eine Möglichkeit geschaffen, in kostengünstiger Weise die Komponenten einer Schaltanordnung zur Verfügung zu stellen, die für eine Entkopplung einer Schwungmasse in einer derartigen Anordnung benötigt werden.
Die vorgeschlagene Lösung kann bei beliebigen Schaltgetrieben (auch automatisierten Getrieben) eingesetzt werden. Kurze Beschreibung der Figuren
In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht eines Teils einer Schaltanordnung eines Kraftfahrzeug- Zahnräderwechselgetriebe, gesehen in Richtung der Drehachse zweier Schaltelemente (d. h. aus Richtung C gemäß Fig. 2), und Fig. 2 den Schnitt A-B gemäß Fig. 1 .
Ausführliche Beschreibung der Figuren
In den Figuren ist eine Schaltanordnung 1 eines Zahnräderwechselgetriebes zu sehen. Der hier interessierende Teil der Schaltanordnung 1 umfasst im wesentlichen ein erstes hülsenförmiges Schaltelement 2 und ein zweites hülsen- förmiges Schaltelement 3. Zur generellen Bauweise gattungsgemäßer Schaltanordnungen wird ausdrücklich auf die oben genannten Druckschriften DE 10 2008 053 252 A1 , DE 199 42 562 A1 und DE 10 2009 057 290 A1 der Anmel- derin Bezug genommen, so dass hier nur die Aspekte beschrieben werden, die das erfindungsgemäße Konzept betreffen.
Zur Erfüllung der benötigten Funktion der Entkopplung einer Schwungmasse ist es wünschenswert, dass das um eine Drehachse a drehbare erste Schalt- element 2 und das konzentrisch um die Drehachse a drehbare zweite Schaltelement 3 relativ zueinander in Richtung der Drehachse a translatorisch verschieblich sind. Dennoch muss sichergestellt sein, dass eine Drehbewegung des ersten Schaltelements 2 auf das zweite Schaltelement 3 (und umgekehrt) übertragen wird, so dass ein Drehmoment zwischen den beiden Schaltelemen- ten übertragbar ist.
Um dies in einfacher und somit kostengünstiger Weise, dennoch aber zuverlässig zu bewerkstelligen, ist vorgesehen, dass das erste Schaltelement 2 zu- mindest abschnittsweise als hülsenförmiges Bauteil ausgebildet ist; dieses Bauteil weist (mindestens) eine sich senkrecht zur Drehachse a erstreckende Ausformung 4 auf, am besten zu sehen in Fig. 1 . Das zweite Schaltelement 3 weist eine zur Ausformung 4 komplementär ausgebildete Ausnehmung 5 auf. Die Ausnehmung 5 tritt in die Ausformung 4 ein. Bei der Drehung des ersten Schaltelements 2 um die Drehachse a kann folglich ein Drehmoment auf das zweite Schaltelement 3 übertragen werden (bzw. umgekehrt vom Schaltelement 3 auf das Schaltelement 2). In das U-förmige Profil des ersten Schaltelements 2 ist also eine Durchdrückung bzw. Durchstellung, also eine Ausformung 4 eingeformt, was bevorzugt durch einen Blechumformvorgang erfolgt. Hierzu wird das erste Schaltelement 2, vorzugsweise auch das zweite Schaltelement 3, als Blechteil mit einer konstanten Blechdicke d hergestellt. Die in Richtung der Drehachse a hinter- schnittsfreie Ausformung 4 stellt sicher, dass sie in der Ausnehmung 5 problemlos in Richtung der Drehachse a translatorisch gleiten kann.
Zur bevorzugten Ausgestaltung der Ausformung 4 wird auf Fig. 1 Bezug genommen, wozu sehen ist, dass die Ausformung 4 - ausgehend von der U- förmigen Gestalt des ersten Schaltelements 2 - zwei sich radial erstreckende Abschnitte 6 und 7 aufweist. Die Abschnitte 6, 7 sind über einen kreisbogenförmigen Verbindungsabschnitt 8 miteinander verbunden.
Die Ausformung 4 ist durch radiales Zustellen eines entsprechenden Stanz- Werkzeugs hergestellt.
Um günstige Arbeitsverhältnisse zu erreichen, ist sowohl die Ausformung 4 als auch die kongruent, also komplementär hierzu passende Ausnehmung 5 symmetrisch ausgeformt. Die Symmetrieebene E (s. Fig. 1 ) umfasst die Drehachse a.
Zur Weiterleitung eines Drehmoments weist das zweite Schaltelement 3 einen zylindrischen Abschnitt 9 auf. In diesem sitzt ein Wellenteil 10. Dabei ist ein Presssitz zwischen dem Außenumfang des Wellenteils 10 und dem Innenumfang des zylindrischen Abschnitts vorgesehen, um eine zuverlässige Drehmomentübertragung in kostgengünstiger Weise sicherzustellen.
Bezugszeichenliste
Schaltanordnung
erstes Schaltelement (Schalthülse, Außenhülse) zweites Schaltelement (Schalthülse, Innenhülse)
Ausformung
Ausnehmung
Abschnitt
Abschnitt
Verbindungsabschnitt
zylindrischer Abschnitt
Wellenteil
Drehachse
Dicke
Symmetrieebene

Claims

Patentansprüche
1 . Schaltanordnung (1 ) für ein Zahnräderwechselgetriebe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug-Zahnräderwechselgetriebe, die ein erstes Schalt- element (2) umfasst, das drehbar um eine Drehachse (a) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Schaltelement (3) vorhanden ist, das koaxial drehbar um die Drehachse (a) gelagert ist, wobei das erste Schaltelement (2) zumindest abschnittsweise als hülsenförmi- ges Bauteil ausgebildet ist und mindestens eine sich senkrecht zur
Drehachse erstreckende Ausformung (4) aufweist, wobei das zweite Schaltelement (3) eine zur Ausformung (4) komplementär ausgebildete Ausnehmung (5) oder einen komplementär ausgebildeten Vorsprung aufweist, wobei die Ausnehmung (5) in die Ausformung (4) eintritt oder wobei der Vorsprung in die Ausformung (4) eintritt, um bei der Drehung des ersten Schaltelements (2) um die Drehachse (a) ein Drehmoment auf das zweite Schaltelement (3) übertragen zu können.
2. Schaltanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Schaltelement (3, 4) relativ zueinander in Richtung der Drehachse (a) translatorisch verschiebbar gelagert sind.
3. Schaltanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Schaltelement (3) zumindest abschnittsweise als hül- senförmiges Bauteil ausgebildet ist.
4. Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausformung (4) im ersten Schaltelement (2) durch einen umgeformten Materialabschnitt des ersten Schaltelements (3) ge- bildet wird.
5. Schaltanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausformung (4) zwei sich radial zur Drehachse (a) erstreckende Ab- schnitte (6, 7) aufweist, die durch einen Verbindungsabschnitt (8) miteinander verbunden sind.
Schaltanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsabschnitt (8) in Richtung der Drehachse (a) gesehen eine Bogenform, insbesondere eine Kreisbogenform, aufweist.
Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (5) im zweiten Schaltelement (3) durch einen umgeformten Materialabschnitt des zweiten Schaltelements (3) gebildet wird.
Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement (2) in Richtung der Drehachse (a) gesehen eine U-förmige Gestalt aufweist.
Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausformung (4) und die Ausnehmung (5) zu einer die Drehachse (a) umfassenden Symmetrieebene (E) symmetrisch ausgebildet sind.
Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Schaltelement (3) einen zylindrischen Abschnitt (9) aufweist, in dem ein Wellenteil (10) mit Presspassung angeordnet ist.
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