DE102005034283A1

DE102005034283A1 - Schalteinrichtung für ein Getriebe, insbesondere ein Kraftfahrzeuggetriebe

Info

Publication number: DE102005034283A1
Application number: DE200510034283
Authority: DE
Inventors: Stefan Menzel
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2005-07-22
Filing date: 2005-07-22
Publication date: 2007-02-08

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung für ein Getriebe, insbesondere ein Kraftfahrzeuggetriebe, mit wenigstens einer mit einem Gangstufen-Wählhebel verbundenen Schaltgabel (9), die bei einer Betätigung des Gangstufen-Wählhebels zwischen wenigstens zwei Schaltpositionen verlagerbar ist und die mittels einer Rasteinrichtung (8) in wenigstens einer Schaltposition lösbar verrastbar ist. Die Rasteinrichtung (8) weist ein an der Schaltgabel (9) anordenbares Rastelement (1) und ein dem Rastelement (1) zugeordnetes und ortsfest angeordnetes Rastgegenelement (7) auf. Erfindungsgemäß ist das Rastelement (1) als separates Bauteil aus einem Kunststoffmaterial hergestellt und weist einen integral daran angeordneten Schaltgabel-Verbindungsbereich (2) auf, der für eine Befestigung des Rastelementes (1) an der Schaltgabel (9) unmittelbar oder mittelbar an der Schaltgabel (9) verklemmbar und/oder verrastbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung für ein Getriebe, insbesondere ein Kraftfahrzeuggetriebe, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine allgemein bekannte, gattungsgemäße Schalteinrichtung für ein Getriebe weist wenigstens eine mit einem Gangstufen-Wählhebel verbundene Schaltgabel auf, die bei einer Betätigung des Gangstufen-Wählhebels zwischen wenigstens zwei Schaltpositionen verlagerbar ist und die mittels einer Rasteinrichtung in wenigstens einer Schaltposition lösbar verrastbar ist. Die Rasteinrichtung weist dabei ein an der Schaltgabel anordenbares Rastelement und ein dem Rastelement zugeordnetes und ortsfest angeordnetes Rastgegenelement auf. Konkret wird das Rastelement aus einem härtbaren Stahl hergestellt und wird nach der Herstellung und Härtung durch eine Schweißung mit der Schaltgabel positionsgenau verbunden. Die Schaltgabel mit dem daran angeschweißten Rastelement ist in einem Gehäuse des Getriebes aufgenommen, wobei das Rastgegenelement ortsfest an der Innenseite des Getriebegehäuses angeordnet ist. Durch das Zusammenwirken von Rastelement und Rastgegenelement wird die Schaltgabel im Betrieb in der gewünschten Position, nämlich entweder in der Neutralposition oder in der „Gang eingelegt"-Position, gehalten.

Daneben ist aus der DE 199 48 422 A1 eine Schalteinrichtung für ein Getriebe bekannt, deren Schaltgabel ebenfalls mittels einer Rasteinrichtung in den Schaltpositionen gehalten wird. Dazu ist eine Übertragungswelle vorgesehen, die die Bewegungen eines Gangstufen-Wählhebels auf die Schaltgabel überträgt. An dieser Übertragungswelle ist als Bestandteil der Rasteinrichtung ein Rastelement vorgesehen, wobei hier das Rastgegenelement direkt an der Innenseite eines Getriebegehäuses ausgebildet ist, d. h., dass das Getriebegehäuse in diesem Bereich in gewünschter Weise eine Rastkontur aufweist.

Zudem ist aus der DE 102 02 651 A1 eine Schalteinrichtung für ein Getriebe bekannt, bei der an einer Schaltschiene eine Schaltgabel angeordnet ist. In beiden Endbereichen dieser Schaltschiene sind Hülsen aus einem Kunststoffmaterial als Lager aufgespritzt, in denen zudem Ausnehmungen eingeformt sind, in die ein Rastelement zur Halterung der Schaltgabel in einer Schaltposition eingreifen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schalteinrichtung für ein Getriebe, insbesondere ein Kraftfahrzeuggetriebe, zu schaffen, deren Rasteinrichtung einfach und kostengünstig hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Gemäß Anspruch 1 ist das Rastelement als separates Bauteil aus einem Kunststoffmaterial hergestellt und weist einen integral daran angeordneten Schaltgabel-Verbindungsbereich auf, der für eine Befestigung des Rastelementes an der Schaltgabel unmittelbar oder mittelbar an der Schaltgabel verklemmbar und/oder verrastbar ist.

Vorteilhaft ist durch die Verwendung eines Kunststoffmaterials zur Herstellung des Rastelements eine einfache und kostengünstige Fertigung des Rastelementes möglich. Besonders bevorzugt wird dabei ein glasfaserverstärktes Kunststoffmaterial für das Rastelement verwendet. Durch den integral am Rastelement angeordneten Schaltgabel-Verbindungsbereich ist es einfach und schnell möglich, das Rastelement positionsgenau an der Schaltgabel zu befestigen. Der Schaltgabel-Verbindungsbereich kann dabei auch so ausgebildet sein, dass die Verbindung zwischen dem Rastelement und der Schaltgabel durch eine lösbare Verbindung gebildet ist. Für eine funktionssichere Verbindung des Rastelements an der Schaltgabel kann das Rastelement an der Schaltgabel verklemmt und/oder verrastet werden. Damit ist gegenüber dem beim gattungsgemäßen Stand der Technik notwendigen Anschweißen des Rastelementes an der Schaltgabel eine Reduzierung der Fertigungszeit der Schalteinrichtung, die mit einer Kostenreduzierung einhergeht, möglich. Zudem ist die Gefahr von etwaigen Mikroanrissen im Schweißgut bzw. in der Wärmeeinflusszone, die bei dem Anschweißvorgang des aus Stahl hergestellten Rastelementes entstehen können, ausgeschlossen, da ein derartiger Schweißvorgang bei der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung gar nicht stattfindet. Neben der Verwendung des Begriffes „Schaltgabel" findet auch der Begriff „Schaltschwinge" im Zusammenhang mit Schalteinrichtungen für Getriebe Verwendung, so dass hier beide Begrifflichkeiten als gleichbedeutend anzusehen sind.

In einer konkreten Ausbildung kann am Rastelement eine Rastlaufbahn mit einem Wellenprofil mit wenigstens einem Wellental angeordnet sein dergestalt, dass dem wenigstens einen Wellental eine Schaltposition zugeordnet ist. Damit ist ein in üblicher Weise eingesetzter Aufbau eines Rastelementes mit Rastlaufbahn vorgeschlagen. In Abhängigkeit von der Ausführung des Wellenprofils der Rastlaufbahn bzw. in Abhängigkeit der Anzahl der Wellentäler im Wellenprofil können eine Mehrzahl von Schaltpositionen mit dem Rastelement verwirklicht werden.

In einer Weiterbildung kann das Rastgegenelement als Rastkugel ausgebildet sein dergestalt, dass bei einer Schaltverlagerung der Schaltgabel die Rastkugel entlang der Rastlaufbahn abrollt. Damit ist auf einfache Weise eine funktionssichere Verrastung der Schaltgabel in der gewünschten Schaltposition gewährleistet, wobei zudem der Schaltvorgang bzw. die Schaltverlagerung der Schaltgabel funktionssicher durchgeführt werden kann, da die Rastkugel funktionssicher entlang der Rastlaufbahn abgerollt werden kann. In einer Schaltposition der Schalteinrichtung, z. B. in einer „Gang eingelegt"-Position, befindet sich die Rastkugel in einem Wellental des Wellenprofils der Rastlaufbahn.

In einer weiteren Ausführungsform kann der Rastkugel ein wenigstens einseitig offenes Rastgehäuse zugeordnet sein, aus dem die Rastkugel an der offenen Rastgehäuseseite bereichsweise herausragt. Durch das Rastgehäuse ist die Rastkugel beim Abrollen entlang der Rastlaufbahn bei einem Schaltvorgang der Schaltgabel funktionssicher geführt, so dass damit der Schaltvorgang in gewünschter Weise durchgeführt werden kann.

Gemäß einer Weiterbildung kann im Rastgehäuse ein vorgespanntes Federelement aufgenommen sein, mittels dem die Rastkugel in Richtung Rastelement mit Druck beaufschlagbar ist. Durch das vorgespannte Federelement ist sichergestellt, dass insbesondere während eines Schaltvorgangs ein Kontakt zwischen der Rastkugel und der Rastlaufbahn besteht, so dass damit die Funktion der gesamten Rasteinrichtung gewährleistet ist. Befindet sich die Schaltgabel in einer gewünschten Schaltposition so ist das Rastelement und damit die Schaltgabel aufgrund der mit Druck durch das Federelement auf die Rastlaufbahn gedrückten Rastkugel funktionssicher in dieser Position gehalten. Grundsätzlich kann neben der Verwendung eines vorgespannten Federelementes im Rastgehäuse auch ein anderer Energiespeicher, mittels dem die Rastkugel in Richtung Rastelement mit Druck beaufschlagt werden kann, verwendet werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung kann an der Schaltgabel ein dem Schaltgabel-Verbindungsbereich zugeordneter Verbindungsgegenbereich angeordnet sein. Aufgrund der Zuordnung zwischen dem Schaltgabel-Verbindungsbereich und dem Verbindungsgegenbereich ist auf einfache Weise eine funktionssichere und positionsgenaue Verbindung bzw. Befestigung des Rastelementes an der Schaltgabel möglich.

In einer Weiterbildung kann der Schaltgabel-Verbindungsbereich wenigstens einen vom Rastelement wegragenden Rastfinger aufweisen, der bei einer Montage des Rastelementes an der Schaltgabel am Verbindungsgegenbereich verrastbar ist. Bevorzugt weist der Schaltgabel-Verbindungsbereich zwei voneinander beabstandete und vom Rastelement wegragende Rastfinger auf. Zudem können der bzw. die Rastfinger so ausgebildet sein, dass die Rastverbindung zwischen dem Schaltgabel-Verbindungsbereich und dem an der Schaltgabel angeordneten Verbindungsgegenbereich lösbar ausgebildet ist. Neben der Möglichkeit des Verrastens zwischen dem Schaltgabel-Verbindungsbereich und dem Verbindungsgegenbereich kann auch eine Klemmverbindung zur Befestigung des Rastelementes an der Schaltgabel ausgebildet werden.

In einer weiteren Ausführungsform kann ein freier Endbereich des wenigstens einen Rastfingers federnd und pfeilspitzenartig ausgebildet sein, so dass bei der Montage des Rastelementes im Verbindungsgegenbereich an der Schaltgabel der Rastfinger durch eine zugeordnete Ausnehmung am Verbindungsgegenbereich durchsteckbar ist und im montierten, verrasteten Zustand den Ausnehmungs-Randbereich hintergreift. Damit ist auf einfache Weise eine funktionssichere Rastverbindung zwischen dem Schaltgabel-Verbindungsbereich und dem Verbindungsgegenbereich und damit zwischen dem Rastelement und der Schaltgabel hergestellt. Bei einer derartigen Ausführung des Schaltgabel-Verbindungsbereiches zusammen mit dem Verbindungsgegenbereich ist auf einfache Weise eine positionsgenaue Anbringung des Rastelementes an der Schaltgabel möglich, so dass ein funktionssicheres Verrasten der Schaltgabel in der gewählten Schaltposition gegeben ist.

Zudem kann eine Schalteinrichtung wenigstens eine Schaltgabel aufweisen, die mittels einer Rasteinrichtung in wenigstens einer Schaltposition verrastbar ist. Die Rasteinrichtung kann an der Schaltgabel ein Rastelement und ein dem Rastelement zugeordnetes, ortsfest angeordnetes Rastgegenelement aufweisen, wobei am Rastelement eine dem Rastgegenelement zugeordnete Rastlaufbahn mit einem Wellenprofil vorgesehen ist. Dabei kann die Rastlaufbahn zusätzlich zum Wellenprofil eine Querprofilierung aufweisen, die in Abhängigkeit des zugeordneten Rastgegenelementes ausgebildet ist zur Minimierung und/oder Optimierung der Flächenpressung zwischen der Rastlaufbahn und dem Rastgegenelement. Dadurch kann auf einfache Weise eine Verbesserung des Schaltvorganges bzw. eine Verbesserung der Schaltverlagerung der Schaltgabel beim Schaltvorgang erhalten werden. Für eine optimierte Ausbildung der Querprofilierung bezüglich des zugeordneten Rastgegenelementes kann mithilfe der Hertzschen Pressung die optimale Form der Querprofilierung errechnet werden.

In einer konkreten Ausbildung kann die Querprofilierung eine konkave Form aufweisen und das Rastgegenelement kann durch eine Rastkugel gebildet sein. Durch diese optimierte Abstimmung des Wellenprofils mit Querprofilierung auf die Rastkugel kann die Druckfläche zwischen dem Wellenprofil und der Rastkugel annähernd auf eine punktartige Kontaktfläche reduziert werden, so dass in der Kontaktfläche nur Normalspannungen wirken. Dadurch kann die Lebensdauer insbesondere des Rastelementes vorteilhaft verlängert werden.

Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

1 eine schematische, perspektivische Darstellung eines Rastelementes,

2 eine schematische Seitenansicht des Rastelementes von 1 zusammen mit einem zugeordneten Rastgegenelement,

3 eine schematische Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A von 2, und

4 eine schematische, perspektivische Darstellung einer Schaltgabel mit daran angeordnetem Rastelement.

In 1 ist in einer schematischen Perspektivdarstellung ein Rastelement 1 gezeigt. Das Rastelement 1 ist aus einem Kunststoffmaterial hergestellt und weist einen integral daran angeordneten Schaltgabel-Verbindungsbereich 2 auf. Zudem ist am Rastelement 1 eine Rastlaufbahn 3 mit einem Wellenprofil 4 vorgesehen, wobei das Wellenprofil 4 ein Wellental 5 aufweist. Der Schaltgabel-Verbindungsbereich 2 weist zwei voneinander beabstandete und vom Rastelement 1 wegragende Rastfinger 6 auf, die federnd und in ihrem freien Endbereich pfeilspitzenartig ausgebildet sind.
Das Rastelement 1 bildet zusammen mit einem Rastgegenelement, das durch eine Rastkugel 7 gebildet ist, eine Rasteinrichtung 8, mittels der eine Schaltgabel 9 in einer Schaltposition lösbar verrastet werden kann. In 2 ist eine schematische Seitenansicht des Rastelementes 1 mit der Rastkugel 7 gezeigt; in 3 ist eine schematische Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A von 2 gezeigt. Aus diesen beiden Figuren zusammen mit der 1 ist ersichtlich, dass die Rastkugel 7 der Rastlaufbahn 3 zugeordnet ist und bei einer Schaltverlagerung der Schaltgabel 9 (hier nicht mit dargestellt) entlang der Rastlaufbahn 3 abrollt. Dazu ist die Rastkugel 7 einem einseitig offenen Rastgehäuse 10 zugeordnet, aus dem die Rastkugel 7 an der offenen Rastgehäuseseite bereichsweise herausragt. Zudem ist, wie dies aus 3 ersichtlich ist, innerhalb des Rastgehäuses 10 ein vorgespanntes Federelement 11 aufgenommen, mittels dem die Rastkugel 7 in Richtung Rastelement 1 mit Druck beaufschlagt werden kann. Damit ist ein sicherer Kontakt zwischen der Rastkugel 7 und der Rastlaufbahn 3 hergestellt, der auch bei einer Schaltverlagerung des Rastelements 1 aufgrund des vorgespannten Federelementes 11 aufrechterhalten bleibt. Für eine Minimierung bzw. Optimierung der Flächenpressung zwischen der Rastlaufbahn 3 und der Rastkugel 7 weist die Rastlaufbahn 3 zusätzlich zum Wellenprofil 4 eine Querprofilierung 12 auf, die als konkave Form ausgebildet ist.
In 4 ist eine schematische, perspektivische Darstellung der Schaltgabel 9, die hier als Schaltschwinge ausgebildet ist, dargestellt, wobei das Rastelement 1 im an der Schaltgabel 9 montierten Zustand gezeigt ist. Dem Schaltgabel-Verbindungsbereich 2 am Rastelement 1 ist an der Schaltgabel 9 ein Verbindungsgegenbereich 13 zugeordnet, in den das Rastelement 1 mit dem Schaltgabel-Verbindungsbereich 2 zur positionsgenauen Montage und Befestigung an der Schaltgabel 9 eingerastet werden kann. Dazu werden die beiden Rastfinger 6 durch am Verbindungsgegenbereich 13 ausgebildete und den Rastfingern 6 zugeordnete Ausnehmungen (hier nicht näher dargestellt) hindurchgesteckt, wobei die beiden Rastfinger 6 aufgrund ihrer federnden und pfeilspitzenartigen Ausbildung im verrasteten Zustand den Ausnehmungs-Randbereich hintergreifen. Die Schaltgabel 9 ist an zwei Lagerstellen 14 schwenkbar gelagert. Zudem ist an der Schaltgabel 9 eine Schaltklaue 15 vorgesehen, über die die Schaltgabel 9 mit einem Gangstufen-Wählhebel verbunden ist (hier nicht näher dargestellt). Bei einer Betätigung des Gangstufen-Wählhebels kann die Schaltgabel 9 zwischen unterschiedlichen Schaltpositionen verschwenkt werden, wobei aufgrund der Rasteinrichtung 9 in den jeweiligen Schaltpositionen eine Verrastung der gewählten Schaltposition vorliegt. Die dem Rastelement 1, das an der Schaltgabel 9 befestigt ist, zugeordnete Rastkugel 7 mit Rastgehäuse 10 ist hier aus Übersichtlichkeitsgründen nicht mit dargestellt, wobei aber das Rastgehäuse 10 mit der Rastkugel 7 beispielsweise an einem Getriebegehäuse, in dem die Schaltgabel 9 angeordnet ist, ortsfest angeordnet sein kann. Zudem sind an der Schaltgabel 9 Aufnahmen 16 für Gleitsteine vorgesehen (hier nicht näher dargestellt) die mit einer Schiebemuffe des Getriebes zusammenwirken.

1: Rastelement
2: Schaltgabel-Verbindungsbereich
3: Rastlaufbahn
4: Wellenprofil
5: Wellental
6: Rastfinger
7: Rastkugel
8: Rasteinrichtung
9: Schaltgabel
10: Rastgehäuse
11: Federelement
12: Querprofilierung
13: Verbindungsgegenbereich
14: Lagerstelle
15: Schaltklaue
16: Aufnahme

Claims

Schalteinrichtung für ein Getriebe, insbesondere ein Kraftfahrzeuggetriebe, mit wenigstens einer mit einem Gangstufen-Wählhebel verbundenen Schaltgabel (9), die bei einer Betätigung des Gangstufen-Wählhebels zwischen wenigstens zwei Schaltpositionen verlagerbar ist und die mittels einer Rasteinrichtung (8) in wenigstens einer Schaltposition lösbar verrastbar ist, wobei die Rasteinrichtung (8) ein an der Schaltgabel (9) anordenbares Rastelement (1) und ein dem Rastelement (1) zugeordnetes und ortsfest angeordnetes Rastgegenelement (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (1) als separates Bauteil aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist und einen integral daran angeordneten Schaltgabel-Verbindungsbereich (2) aufweist, der für eine Befestigung des Rastelementes (1) an der Schaltgabel (9) unmittelbar oder mittelbar an der Schaltgabel (9) verklemmbar und/oder verrastbar ist.
Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Rastelement (1) eine Rastlaufbahn (3) mit einem Wellenprofil (4) mit wenigstens einem Wellental (5) angeordnet ist dergestalt, dass dem wenigstens einen Wellental (5) eine Schaltposition zugeordnet ist.
Schalteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastgegenelement als Rastkugel (7) ausgebildet ist, die bei einer Schaltverlagerung der Schaltgabel (9) entlang der Rastlaufbahn (3) abrollt.
Schalteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rastkugel (7) ein wenigstens einseitig offenes Rastgehäuse (10) zugeordnet ist, aus dem die Rastkugel (7) an der offenen Rastgehäuseseite bereichsweise herausragt.
Schalteinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Rastgehäuse (10) ein vorgespanntes Federelement (11) aufgenommen ist, mittels dem die Rastkugel (7) in Richtung Rastelement (1) mit Druck beaufschlagbar ist.
Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der Schaltgabel (9) ein dem Schaltgabel-Verbindungsbereich (2) zugeordneter Verbindungsgegenbereich (13) angeordnet ist.
Schalteinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltgabel-Verbindungsbereich (2) wenigstens einen, vorzugsweise zwei voneinander beabstandete, vom Rastelement (1) wegragende Rastfinger (6) aufweist, der bei einer Montage des Rastelementes (1) an der Schaltgabel (9) am Verbindungsgegenbereich (13), vorzugsweise lösbar, verrastbar ist.
Schalteinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rastfinger (6) federnd und mit eine Rastnase ausgebildet ist, so dass bei der Montage des Rastelementes (1) im Verbindungsgegenbereich (13) an der Schaltgabel (9) der Rastfinger (6) durch eine zugeordnete Ausnehmung am Verbindungsgegenbereich (13) durchsteckbar ist und im montierten, verrasteten Zustand den Ausnehmungs-Randbereich mit der Rastnase hintergreift.
Schalteinrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit wenigstens einer mittels einer Rasteinrichtung in wenigstens einer Schaltposition verrastbaren Schaltgabel, wobei die Rasteinrichtung an der Schaltgabel ein Rastelement und ein dem Rastelement zugeordnetes, ortsfest angeordnetes Rastgegenelement aufweist und, wobei am Rastelement eine dem Rastgegenelement zugeordnete Rastlaufbahn mit einem Wellenprofil vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastlaufbahn (3) zusätzlich zum Wellenprofil (4) eine Querprofilierung (12) aufweist, die in Abhängigkeit des zugeordneten Rastgegenelementes (7) ausgebildet ist, insbesondere zur Minimierung und/oder Optimierung der Flächenpressung zwischen der Rastlaufbahn (3) und dem Rastgegenelement (7).
Schalteinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Querprofilierung (12) eine konkave Form aufweist und das Rastgegenelement durch eine Rastkugel (7) gebildet ist.