WO2014048432A1

WO2014048432A1 - Schaltvorrichtung eines kraftfahrzeugwechselgetriebes

Info

Publication number: WO2014048432A1
Application number: PCT/DE2013/200187
Authority: WO
Inventors: Ioan Stanciu
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-09-25
Filing date: 2013-09-25
Publication date: 2014-04-03
Anticipated expiration: 2015-03-25
Also published as: DE102012215122A1; DE102012215122B4

Description

B iel e hnu ng der Erfind y π§

Sehaltvofuchtyng eines Kraftfahrzeugweehseigetriebe Besciif«lfeyn§

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft e ne

mit einer translatorlseh öder rotatorisch bewegbaren Hülse, einem ersten Elfi» griffselement das fest mit der Hülse verbunden Ist, einem zweiten Eingriffselement, das mit eine Sehaltgahel verbunden, mit dem ersten Elngriffsetement in Eingriff nngbar d im Eingriff so bewegbar ist_: da s die Schaftgabei wer- sehlebbar ist wobei di beiden Eingilffseiemente als ein BehaM naul und ein Scnaltf Inger ausgebi Idet sind sowie d ie Hülse selbst,

Hlnterirend -der Ertfodtmg

Vorwiegend aus Siech geformte Hölsen finden aufgrund des geringen Material- elnsatzes bei ihrer Fertigung und ihres geringen Gewichtes Anwendung beim Sau von modernen Getrieben, Der Aufbau, die Form sowie die Herstellung derartiger Hülsen sind vahf ntenreieh.

Hölsen f r Schaitvorrichtungen von Wechselgetrieben sind topf- oder rohrartig ausgebildete Hohlkörper. An dem Hohlkörper sind Steuerkonturen ausgebildet, auf die Steuer- bzw. Steilelemente des Wechselgetriebes wirken. Derartige Sfeuerkonturen sind unter anderem Rastkonturen, Kulissen oder Gangwahlsperren, Als Rastierhülsen ausgebildete Hülsen sind in der Regel drehsfarr mit einer Scbaltwelle verbunden. Dafür sind sie beispielsweise mit einem gesonderten Scbaftabsohnli! auf der Schaitwelle aufgeschrompl ode auf andere geeignete Weise, beispielsweise durch Schwelion, befestigt, in die Landung der Ras- tierhuis Ist entweder die mit inem: separat zur Sß altwstle angeordneten Ras- tiereiemenf zy^s^m«n ^en . s^p «f y ge ormt oder die Kulisse eingebracht. Die Rasiierhülsen sind auch m it ei ner Kulisse versehen. Die Rastier CH- se tragt weiterhin auch FUhkitonsefemente wie Scbaltstifte und Sperrelnnchtun- gen, Der Vorteil derartiger astierl ülsen liegt in ihrem geringen Gewicht und dem sparsamen fvlat®fialvef raocri bei Ihrer Fertigung, Si werden hauptsächlich durch Ziehen oder andere üniloniwerfahren geformt, Oer Zeitaufwand: für ihre Fertigung, insbesondere in der Massenfertigung, ist deshalb gering, Die vorgenannte Leichtbauweise bringt allerdings auch einig Nachteile mit sich, die die Vorteile überwiegen: könne . Ein Problem stellt die Festigkeit derartiger Hölsen unter Belastung dar. Da sie relativ dünnwandig ausgeführt sind, ist beispielsweise Ihre Verv indungs- und Verformungssteifigkelt während Sehaitvorgängen im: Wechselgetrieb eingeschränkt. Die Schaltgenauigkeit bzw, der Schaltkomfort ist dadurch nachteilig beeinflusst. Um die hofwendige Steifigkeit a den Hülsen abzusichern, wird häufig relativ starkes Auegangsmatena! f r di Fertigung der Hölsen nach dem Stand der Technik verwendet. Der Vorteil des geringen Gewichtes derartige Hölsen geht damit zumindest teilweise wieder verloren,

Der Herstellung von Hülsen nach dem Stand der Technik sind bei Verwendung der erwähnten spanlosen Forrngebungsverfahren hioslebtlieh ihrer Formgebung Grenzen gesetzt, Komplizierte Konturen, insbesondere In Entformungsriehtung der Formwerkzeuge liegende Hinterschnitte,, sind in die Hölsen nicht oder mit hohe Aufwand einzubringen. Derartige Hinterschnitte sind in der Regel charakteristisch für die Bildung einer Rastierkontur von Rastierhölsen.

Die Oberfläche der astkonturen and die Kanten der Kulissen müssen yer- schieiifesi. ausgebildet sein. Deshalb werden Rastlerhülsen gehärtet. Die Ras^» tierhülsen sind relativ gro volumlg ausgebildete Körpen Jeder dieser Körper beansprucht beim Durchlaufen der Härteöfen, z. B, beim Bnsafzharten, relativ viel Platz. Die Anzahl der Rastierhülsen, die den Harteofeo zur gleichen Zeit durchlaufen, ist (leshalb gering. Für größer Ferflgyngslose w rd entsprechend- nacht eil Ig viel Zeit verlore ,

Bei Hülsen nach dem Stand der Technik wirken steh also auch zusifzfefn zu den anfangs erwähnten Prohiernen mit der Steifigkeit bzw, dem afeflaieinsatz der Fertigungsaufwand fü das Formen von komplizierten Konturen and de Zeitaufwand für das Hirten nachteilig auf die Besa ntkosten für deren Fertigung aus, Eine Rastlerhülse ist z, In DE 197 41 833 beschrieben. Die Rastleri ölse Ist im: vVesentichen spanlos aus Blech gefertigt Und weist eine relativ dünne Wandung auf; Sie ist mit zwei Steyerteiitu en verseilen. In einem Bereich der Wandung ist eine astkontur eingeformt auf die ein federbelastetes Rasfseretement wirkt. Die andere Steuerkontar In der Wandung der Rastierhülse Ist: durch e ne eingestanzte Kulisse gebildet_: in der ein Schaltstlft wirkt,

Zur Überwindung der genannten Nachteile ist in DE IM D? 19Ö A vorgesehen, die Steuerkontu zu verstarken, nachteilig an dieser Rastlerhylse Ist allerdings, das der Schaltfinger separat mit der Rastlerhylse verbunden werden muss. Dies fuhrt insbesondere bei dünnen Blechen zu SehweiSverzug upd M h aufwand,

Die Aufgabe der Erfindung ist es eine Hülse: zu schaffen, die die verstehend genannten Nachfeile vermeidet.

Di Aufgabe ist nach dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Der Schaltfinger Ist demnach nicht fest an der Hülse angeordnet sondern an einem der Höh se neben§eordnefen Baufeil, das beispielsweise Teil einer Sohaltgabel sein kann. Im Gegenzug Ist das SehaltniauL In das der Behalffinger eingreift an der Hülse drehfest angeordnet. Das Schalfmaul kann aus dem Hülsenmatenal um- formteohniscn: heroesfelif werden. Damit Ist die Hülse mit dem Schalfmaul ein- felilg herstellbar. Dadurch entfallt ein Verschweißen des Eingrinselements, und der damit entfallende Scbwelr verEU ermöglicht nicht nur eine günstiger«^» sond rn a ch genauere^■ Herstellung der Hülse.

5 Di Hülse Ist vo zugs is au Blech oder Kunststoff hergestellt, Sie kann das Scheltgiled, beispielsweise ein Sehaliweile, se hst bilden, oder sie ist auf diesem angeordnet und umgi t es zumindest teilweise. Im letztgenannten Fall braucht die Hülse nicht voilumiängllch geschlossen ausgetslldel zu sein, Sendern ein Teilumgreifen des Sehaifoiieds durch eine nicht vöHernfänglic aesge- Ö bildete Mantelfläche ist ausreichend, öle Hüls ist auf dem Behaitgiled bevorzugt fest oder drehtest angeordnet. Auf einem als Sohaltschien ausgebildeten Sebaitglied kann sie zusätzlich eine Adapferfunkffon erfüllen, indem ihre Wandung eine Lagerflach bildet, Sei al-5 lein drebfester Anordnung kann eine axiale Verschiebbarkeit zum ehaitgiied erfolgen.

Die Hülse kann tusafellcb Profile, wie z. B, Sieken und Abkanfungeo versteift ierd n,

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Ah Merkstoffe für die Hülse sind Insbesonder alle formbaren Stahlsorten einsetzbar. Die Hülse kann teilweise oder komplett gehartet werden. Ebenfall sind Hülsen aus Aluminium vorgesehen, 5 Die Elogriffseiemen!e sind als Schaltmaul und Schaltfinger ausgebildet: wobei der Schaltfinger mit dem Sdhaitmauf zumindest zeitweise in Eingriff gebracht werden kann. In diesem Zustand können dann Schalfbewegyngon zwischen diesen beiden Elementen unter Reietivverschlebuno oder -Verdrehung der Hülse und des Bauteils, da den Sehaltfinger r gt, übertragen werden,

In: einer Ausführungsfcrm wird das Schaltmaui durch zwei Schaltwangen gebildet, welche den Sehalffinger nach der Gangverwahl in Sehaitiiehtung einlas- sen. Qfe&r die Schaltwangen wt$ die Di bewcga g dsr Hülse auf den Schalt- fm§&t übertragen.

In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Sehalfwangen radial zur Drebaeiv § s der Hülse hin oder vo ihr weg weisend gerichtet. Ins Hüisaninnere weisende Sohalfwangen haben den Vort i dass die gesamte Schaitvorrichtung besonders kompakt baut:. ach aulen gerichtete Scbalt angen edu ie e f~ ifuncl des größeren Absfands zur Drehachse die aufzubringenden Schaltkräfte. i ö Mit einem Schaliwangenpaar können mehrere Sehaltf Inger betätigt werden.

Dazu weist die Hülse In einer Weiterbildung axial benachbart zu dem Schalt- wangenpaar Freiräume auf, in die die benachbarten Sohaltfinger eingreifen kennen. Ei Verdrehen der Hülse iasst die In die Freiriume eingreifenden Schaltfinger un beaufschlagt, so dass nur der Scbaltiinger der dyreb entspre-

15 chen e axiale Pesition lern ng der Bö ise vorgewählten Sehaltgasse bet tigt wird , Di Preiräu e können beispielsweise: als f reistanzungen ausgebildet sein.

In eine anderen eiferblldyng weist die Hülse mehrere Schaltwangenpaar auf, die axial voneinander beabstandet sind.

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in einer Variante ist die Hülse drehfest auf einer Schaltwelle angeordnet Die Hülse kann relativ kurz bauen, sc dass die Schalh/errichinng insgesamt kompakt ist Um die Hülse sicher auf der Schallwelle ah oordnen, kann sie mit Dis- tanzseheihen auf der Schaitweile geführt oder versehwelil werden. Als vorteil- 5 halt hat sich herausgestellt: die Hülse über eine oder mehrere Oistanzbölsen an die Schaltwell anzubinden. Die Distanzhuise weist als Innenhülse einen Hölsenabscbnitt auf, mit deni sie sich flächig an der Schaltweile oder dem sie elnscfilieSenden Sehalteienient abstutzen kmn< An den Hülsenabschnift schließt sich ein Flansch an, der radial auEenseitlg einen parallel mr Hülse 0 gerichteten Bord aufweist. Ober den Bord kann sich die Distanzhülse ebenfalls flächig an der Hülse abstützen. Besonders ^; .effektiv er olgt die .Äbsiötzung, wenn die Distan hulse möglichst nahe an den Sehaltwangen angeordnet Ist In einer besonder vorteilhaften Ausgestaltung weist die Pisfanzhüise an ihrem radialen Aul enrand eine Ausnehmung i_> die a die Schali angen angepasst ist Die Ansnehn ung ist komplementär zu den Sehattwangen so geformt, dass sieh diese sich an der Distanzhülse abstoßen Höhnen, Aüch hohe Schaltkrifte können dadurch sicher übertragen werden. In einem Querschnitt der Ebene der Schatensen is dan beispielsweise In der Stellung, In der der Sebaitf Inger umgriffen ist, das gesamte Hülseninnere - mit- usn hm der durch di Form des Schalth^'ngiers für ein Verdrehen benö icle Freiraums - ausgefüllt. Durch die Verstärkung der elasteten Stellen einer Rastierhufse kann der restliche Teil der Hdise sehr dünnwandig ausgeführt werden, ohne auf die notwendige Festigkeit Im Schaitingen- berelch verzic ten z müssen. An den Wandabschnitten der Rastkontur oder der Kulisse angeordnete Verstärkungen stabilisieren nicht nur den betroffenen Wäodahsobniti sondern erhöhen auc die Steifigkeit der gesamten Rast ierbüh se. iVlafehaieinsparungen bei der Fertigung und Gewlchfsreduzierungen sind die sich daraus ergebenden Vorteile,

In die Distanzhülse sind zusätzliche Konturen, die für das Formen der Hüls hinderliche Hinterscbnitte bilden, integrierbar. Komplizierte Konturen, die sonst aufgrund der En formungsrichtung des Ziehsfempels an der Hülse allein nicht realisierbar sind, lassen durch Teffkontriren an der Hülse und der Distanzhüls realisieren. Die Wendung der Hülse Ist Im Bereich de Überlappung mit einer Doppelung versehen, die hohe Steif igkeifswirkung: an der Sfeuerkontur und der Rastierhülse erzielt Die Wandstärke der Distanzhüise kann dabei dicker, dünner oder gleich dick zur Wandstärke der ndung oder ansehtieSender Wand- abschnitte der Hülse gewählt sein. Die holden Bauteile können durch Schwelgen, Z:< S. WldersfandssohwelSen über In die Verstärkung oder die Hülse geprägte ontakipunkte oder Laserschweißen verbunden werden. in einer nächsten Weiterbildung ist die Hülse als eine asfiefhülse ausgebildet. Dazu weist die Hülse eine oder mehrere Rastierkontoren auf, die mit nebenge- ordneten, insbesondere gethebeyehiusefesten Rastierelementen wie Arretier- elementen zusammenwirkt Die aslierikontu en steilen bestimmte Schäl «l~ lungen sicher; könne ein Schamgefühl vermitteln oder stellen Schall- und Schlagsperren dar.

5 Das S haltrnay! ist in einer ^'V ri nte einteilig mit der Hübe ausgebildet. Besonders einfach läset sich eine derartige Hülse ans einem abgeiang en Bandmaterial oder einem Blech herstelle«,, in das Äusstanzungen eingebracht werden. Anschließend können das vormals ebene Blech .zu einer Hülse gerollt und die Enden dauerhaft verbunden werden <

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ur e Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Änsführungsbeisplefe näher erläutert. Es zeigen

Figur eine erfindungsgeniälle Seiialtverriehtung In perspektivischer

Darstellung mit einer Hülse, einer Dlstan hölse und zwei Schalt- schienen: die jeweils einen Sehaltfinger als zw ites Eingriffselement: aufweisen,

Figur einen tingsehnitt der Schaltverriehtung nach Figur 1 ,

Figur 3 einen Querschnitt dur h die Hüls nach Figur 1 in der Ebene einer der Schältschienen,

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die Hülse nach Figu 1 als Einzelteil in einer verdrehten Ansicht,

Fi ur δ d e Distenihulse nach Figur 1 und 0 Figur 6 eine der Schaltsohlenen nach Figur 1,

Detaillierte Beschreibung der Zelciin ng ii In den F guren 1 bis 6 ist ®ϊη Äuslubrungs efepfe! einer erfindungsgema er? Sohaitvonichfung 1 dargestellt Die Schaifycrhghfyng 1 weist als Bauteile ein HÖtse 2 und zm durch die Hülse 2 etitigbare Sehaitsehienen 16, 1? auf, die nicht dargestellte, weitere innere Schaltungshauisite wie Sehartgadel und SeNlefcernurfen betätigen.

Die HÖJse 2 (Figur 4) ist: als ein kreiszylindriseher Zylindermantel ausgebildet, der aus einem ebenen Stuck Blech geroll! ist. Die Blechenden bilden eine in axialer Rlcbtung verlaufende StoSIMe 18 und Sinei aneinander befestigt. Der Sto linie 10 gegenüberliegend weist die Hülse 2 eine IVIantei usnehmong 11 auf, die als Preislenkung in Form des Buchstabens H eingebracht ist Die Mittellinie des H ist sehr schmal ausgestanzt und verblödet zwei^" in Umfangsrleh- tung weisende Freistellungen 9, 1^'0. Z iseben den Freistellungen , 10 sind zwei zueinander gerichtete Zungen 7, 8 gebildet. Die zunächst in ünifangsueb» tung verlaufenden Enden der Zungen 7, 8 sind nach innen gebogen (abgewinkelt} und zueinander parallel gerichtet Dadurch bilden die Zungen Haken, wobei die Hakenenden Schaitrnayi angers 23 eines Scbaitniäuis 13 und damit eines der Eingrlffselemenfe bilden. Di Schaltmaulwangen 23 sind in Sehaltrlchtung durch eine Schaltfi gerhreie eabstanclel Zur Schaitschiene 16, 1? hin und zur Drehachse 19 verjüngen sich die Schaltfinger 14, 24, um in feder Sehaitstellung gut Kräfte vom und auf das Scbaltmaul 13 m- öbertragen. Der Sehaltfinger 14 ist einteilig mit der Schaitschiene 6 ausgebildet. Dazu sind ein langgestreckter Seblenenkörper 20 und der Schalfflnger 14 gemeinsam aus einem Blech gestanzt. Der Schaltflnger 14 ist an einem axialen Ende des Sebienenkof ers 20 angeordnet. Im montierten Zustand der Schaltvorrie tung 1 sind die zwei gleich ausgebildeten Scbältsoblenen 16, 1? parallel zueinander angeordnet. Sie sind versetzt, dass Ihre Sebaltfinger gemeinsam: in di Man- telaysnehrnung 1 1 der Hülse 2 eingreifen. Wird die Hälse 2 von der in Figur 1 gezeigten Neutralsfeliung Umfangsheh- i ng verdreht wird die Drehbewegung auf der? Sehalffinger 14 übertragen, der eich z isch n den Schaitmaulwangen 23 befindet. Dabei wird eile Drehbewegung der Hülse 2 in eine franslatorlsehe Bewegung: der Schaltsehiene 1 uben- setzt. Der nicht im Eingriff siehende Sehaitf Inger 24 der Sc altsehiene 1? ragt durch die Freistellung 9 In das Rüiseninnere 12 und wird nicht beaufschlagt Ist die Hülse 2 aus der Neutralsfeilung verdreht, bilden die Schaitmaulwangen 23 gleichzeitig ml! dem Schaltfinger 24 der benachbarten, nicht geschalteten Sehaltschiene 1? eine Sehaitsperre gegen ein unerwünschte Axialversehie- hung, Uni den Schaitfinger 24 zu bewegen, muss die Hülse 2 zunächst In die eufralsteiyng zurückgedreht werden. Erst dann lissi die Hülse 2 s ch axial verschieden und eine andere Sobattschlene 17 betätigen. In cier versetzten Äxia eliun kann dann die Schaltsehiene 16 nicht betätigt werden. Zur Versteifung der Hülse Z und ihrer Anordnung f einer Schaltwelle 5 (Figur 2) weist di Schalfanördnung 1 eine DistanzhyJse 8 auf. Die Distanzhülse 8 (Figur 5} selbst weist, einen Rohrabsehnitt 21 auf, der als Höhlrohr dern^AuEen-- durehmesser der Schallwelle 5 angepasst ist, Mit diesem ist e vorliegend_: durch Aufschrumpfen auf der Sehaltwelle §^' kraftschlysslg gehalten. An den Rohrabsehnitt 21 schlieSt sich ein radial gerichteter Ringabschnitt 22 an, der außenseitlg in einen wiederum axial gerichteten und vom Rohrabsc niti 21 weg weisenden Bord 25 übergebt, Über den Bord 28 ist die Olstanzbylse 6 stoff- schlüssig mit der Hülse 2 verbünden, Jede Bewegung der Schaifwelle S fübd: damit auch zu einer Bewegung der Hülse 2,

Der Bord 25 und der Rlngahschnltt 22 der Dlstan ütse 8 weisen an ihrem Au- Henanifang eine rechteckige Aussparung 18 auf. Die Aussparung 15 wird somit von zwei gegenüberliegenden l~fermlgen Flanken: 26 elngefassf , di voneinander um den änderen Abstand der Sehaiimaylwangen 23 voneinander heabstendet sind it i r m: Bord 28 Ist die Disianzbufse 8 im Bereich des Sehaifniauls 13 so angeordnet dass die Flanken 26 die Schaifniaulwangen 23 ven au&en einfassen und damit afestCto * können, Die Vorrichtung erlaubt da- mit die Übertragung esonders ö er SchaHkfäf$@s: ohne loslfeliche Verslir-

1 Seha!fvornc !cmg

Hülse

3 erstes Eingrif seSemsnt

4 mm\% & Eingrifseieiier

5: Sc aitwei!e

6 Distanzhüise

? Hakan

8 Haken

9 Freistellung

io Freistellung

11 anfeieusnehnung

12 Hüiseninneres

13 Schaftmaul

14 Schaiifinger

15 Aussparung;

16 Schalttc fene

17 Schalfeehiene

18 StöCvlinie

1 Drehachse

20 SchieneriHorper

21 R.ohra schn&t

Ringabsehnlt

23 S haitniaulwaogen

24 Schaltfroqer

25 Bord

Claims

1. Schaifrorrichtung (1) eines ahr eug eebselgelhebes mit

-

~ einer« ersten Eingnffselemenl (3), das fest mit der Hülse (2) verbunden ist

~ einem zweite Eingriffseiement (4|. das Teil einer Schaltgahel ist und mit dem ersten Eingriffselement (3) in Eingriff bringbar und im Eingriff so bewegbar Ist, ist, dass die Schaltgahel verschiebbar ist

- wobei die beiden Esngr ffseiemente (3, 4) als ein Sehaltmaul und ein Seha tfsnger ausgebilde sind,

dadurch gek& in lerm»^ dass da zweite Eingriffselement (4) als der Ssrialtfinger (14) ausgebildet ist und das erste Eingriffselement (3) als das Seha tmaul (13) ausgebildet ist, wobei das Schaltmaul

(14) in Hölseninnere (1 ) genehtef ist,

2. Schaifvernc-htun nach Anspruch , . ' a urch gefcam zeio rsci dass d e Hülse (2) drebfest auf einer Schallwelle (5) angeordnet ist

3. Sc-haltvorrichttlng nach Anspruch 1, da.äufeh ge^nfvxsichaet, dass zwischen der Sc-haltwelie (5) und der Hülse (2) eine Distanzböise (8) angeordnet ist.

4. Schaltvotriehtung nach Anspruch 1 d durch i k mixe brt i dass die Hülse (2) als Rastierhülse mit einer Rastlerkentur ausgebildet ist

5. 8chaif¥orricbtung nach Anspruch 1, dadurch gekersri;michr t_: dass die Hülse (2) aus einem gerollte Blech hergesteilt ist.

Sobaltvorrichfyng nach Anspruch dadurcf* g&k@nm&fet -r$et,^: dass das Scbaltmaul (13) einteilig mit der Hülse (2) ausgebildet ist Schaltorrierttun§ n c Anspruch 1, dad m gakein^ßi ih^t dass das Sc aitmaul (13) durch z ei parallele, nach nnen gerichtete Haken (7, 8} gebildet ist, de axial von Freistellungen (9;_; 10} flankiert sind.

Schaltvcrrichtyng nach Anspruch 1, dadurcii fekemimicitnei dass die Hülse (2} eine antetaysnehmyng:_: (I i} aufweist, in der mehrere, axi l zueinander versetzte Schaltflnger (14) in di Hülse (2) m .-

Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekenn echnet, dass die Ölstarszhölse (6) mit Ihrem Aufenunifarg im Bereich der Mantel- ausnpn ync (11) an die Hülse (2} - ng&totfen Ist, wobei sie zur antelausnehmung (11) gerichtet eine Aussparung (15) für die Sehatflnger (14) aufweist.