DE102009056889A1 - Schalteinheit - Google Patents
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-
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Abstract
Description
- Gebiet der Erfindung
- Die Erfindung betrifft eine Schalteinheit eines Zahnräderwechselgetriebes, die ein oder mehrere Schaltgabeln bewegende Mitnehmer aufweist sowie eine Schaltwalze mit einem um eine Rotationsachse verdrehbaren Tragkörper, der eine nach außen gerichtete Mantelfläche mit Gassenführungen für die Mitnehmer besitzt.
- Hintergrund der Erfindung
- Derartige Schaltwalzen dienen dazu, eine Drehbewegung einer Welle, die durch einen Benutzer oder Aktuator als Schaltbewegung initiiert wurde, in eine lineare Bewegung von schiebemuffebetätigenden Elementen wie Schaltgabeln umzusetzen, wobei die Schaltgabeln selektiv in axialer Richtung der Schaltwalze in Abhängigkeit der Winkelstellung der Schaltwalze verschoben werden. Für diesen Zweck weisen die Schaltwalzen im Allgemeinen Kurvenbahnen auf, welche sich in Umfangsrichtung der Schaltwalze erstrecken und in denen bzw. von denen Mitnehmer der Schaltgabeln formschlüssig geführt werden. Die walzen weisen oftmals spanabhebende Führungsnuten auf, die die Kurvenbahnen bilden. Nachdem die spanabhebende Fertigung der Schaltwalzen mit hohen Kosten verbunden ist, besteht das Bedürfnis, andere Konzepte für Schaltwalzen zu erarbeiten, die in der Fertigung kostengünstiger herstellbar sind und eine höhere Taktzeit in der Herstellung erlauben.
-
DE 197 275 69 A1 schlägt eine Schaltwalze mit einer Kurvenbahn vor, wobei auf der Mantelfläche der Schaltwalze zur Bildung der Kurvenbahn zumindest eine radial nach außen gerichtete Wandung vorgesehen ist. Als Wandungen werden beispielweise quadratische oder rechteckförmig gestaltete Endlosprofile verwendet, die entsprechend abgelängt und wellenförmig profiliert auf der Mantelfläche befestigt werden. Alternativ hierzu ist ein U-förmiges Profil vorgesehen, welches wellenähnlich auf der Mantelfläche der Schaltwalze angeordnet ist. - In
DE 195 28 460 A1 sind Schalteinheiten mit Schaltwalzen aus Kunststoff offenbart. Die den16 ff. dargestellte Schaltwalze weist jedoch einen Grundkörper mit Rippen auf, wobei der Grundkörper als Stahlachse oder Rohr realisiert ist und die Rippen als durch Ziehen oder Prägen hergestellte Blechscheiben ausgebildet und auf dem Grundkörper aufgeschweißt sind. -
DE 10 2007 011281 A1 zeigt die Herstellung einer oder mehrerer Spuren aus tiefgezogenen oder geprägten Hülsen, wobei jeweils zwei Hülsen eine Führungsspur bilden und ein Mitnehmer in der Führungsspur läuft. Die Öffnungsweite zwischen den zwei Hülsen ist verhältnismäßig ungenau aufgrund der Fertigung in verschiedenen Werkzeugen. Winkelfehler bei der Montage vergrößern die Ungenauigkeiten. - Alle vorgestellten Lösungen benötigen einen relativ großen axialen und radialen Bauraum und weisen komplex hergestellte Führungsbahnen auf. Nachteilig ist zudem, dass die Führungsspuren individuell für jede Schalteinheit gefertigt werden müssen. Somit ist insbesondere bei kleinen Stückzahlen ein merklicher Anpassungsaufwand erforderlich, um unterschiedliche Schaltwalzen auf denselben Maschinen herstellen zu können.
- Zusammenfassung der Erfindung
- Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schalteinheit zu schaffen, bei denen die vorstehend genannten Nachteile beseitigt sind.
- Die Aufgabe wird bei einem Gegenstand nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Führungsspuren als vereinzelte, aus der Ebene der Mantelfläche hervorstehende Lenkkontakte gebildet sind, welche jeweils während jedes Schaltvorgangs nur abschnittsweise, also nur in einem gewissen Drehwinkelabschnitt, die Mitnehmer kontaktieren. Die Schaltgabeln werden somit nicht durch eine geschlossene Führungsbahn auf der Schaltwalze axial verschoben, sondern durch eine von den einzelnen Lenkkontakten gebildeten Führungskontur. Die Lenkkontakte sind auf der Schaltwalze voneinander beabstandet angeordnet, so dass beim Verdrehen der Schaltwalze ein Mitnehmer einer Schaltgabel stets nur einen Teil der Lenkkontakte berührt, über die er während des vollständigen Umlaufs der Schaltwalze in Kontakt kommt. Gegenüber einer Führungsbahn aus Hülsen ist weniger Material erforderlich.
- Im Idealfall lassen sich die Lenkkontakte aus dem im Ursprungszustand flachen Blech des Tragkörpers ausbilden, so dass sie einteilig mit dem Tragkörper hergestellt sind. Vorzugsweise sind die Lenkkontakte als Gleichteile separat von der Schaltwalze hergestellt. Sie sind mit dieser an vorgegebenen Kontaktaufnahmen verbunden, indem sie beispielsweise in Ausnehmungen verpresst oder verschweißt sind.
- Die Lenkkontakte bilden in ihrer Gesamtheit eine vollständige Schaltkontur für einen oder mehrere Mitnehmer. Für den Fall, dass der Schaltweg und der Schaltwinkel für alle zu schaltenden Gänge gleich ist, können für jeden Gang die gleichen Mitnehmer und die gleichen Lenkkontakte verwendet werden, da der Schalthub dann stets der gleiche ist. Bei unterschiedlichem Schalthub kann alternativ eine Schaltwalze durch mehrere axial und radial voneinander versetzt angeordnete Lenkkontakte um ein Vielfaches des durch die Mitnehmerkontur vorgegebenen einfachen Verschiebewegs axial verschoben werden.
- In einer Ausbildung der Erfindung sind die Lenkkontakte als Stifte ausgebildet. Die Stifte sind vorzugsweise zylindrisch, so dass ein sich den Stiften nähernder Mitnehmer, der nicht optimal positioniert ist, nicht verklemmen kann. Gleichzeitig müssen zylindrische Stifte nicht richtungsorientiert verbaut werden. Alternativ dazu sind die Stifte als Formstifte ausgebildet, die auch eine Führung über einen größeren Winkelabschnitt gewährleisten.
- Die Lenkkontakte können auch als Durchstellungen, Prägungen oder anderen, separat hergestellten Einzelteilen ausgebildet sein.
- In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die Lenkkontakte durch geschickte Anordnung auf der Schaltwalze mehrfach genutzt, um Gänge ein- bzw. auszulegen. Ebenfalls kann ein Lenkkontakt Mitnehmer von verschiedenen Seiten beaufschlagen.
- Die Schalteinheit weist in einer Ausführung mehrere Mitnehmer auf, die jeweils starr mit einer Schaltgabel oder einem anderen Schaltglied verbunden sind. Die Mitnehmer können als Nut oder als Formteil gestaltet werden. Besonders vorteilhaft ist ein Formteil in Rautenform, dessen Ecken verrundet ausgebildet sind. So ist sichergestellt, dass die Mitnehmer stets sicher mitgenommen werden, was die Einheit robust macht. In einer Weiterentwicklung sind die Außenflächen der Raute mit einer Kontur versehen, die am Ende des Schaltvorgangs die Axialverschiebung bei gleichem Drehwinkel etwas zurücknimmt, um dem Synchronisationsprozess genügend Zeit zur Drehzahlangleichung zu geben.
- Die Lenkkontakte können ebenfalls die Funktion von Endanschlägen übernehmen. Ist ein gegenüber einem Ausgangswinkel bestimmter Schaltwinkel erreicht, um den die Schaltwalze verdreht wurde, schlagen die Mitnehmer an ausgewählten Lenkkontakten an, die ein weiteres Verdrehen der Schaltwalze verhindern.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine erfindungsgemäße Schalteinheit mit einer Schaltwalze und mit auf Schaltstangen angeordneten und durch Mitnehmer geführten Schaltgabeln, -
2 einen Längsschnitt der Schaltwalze nach1 und -
3 eine perspektivische Ansicht der Schaltwalze nach1 . - Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
-
1 zeigt einen Ausschnitt einer Schaltung eines Zahnräderwechselgetriebes. Zur Schaltung ist eine Schalteinheit1 vorgesehen, die eine hohlzylindrisch gestaltete Schaltwalze2 aufweist. Auf der nach außen gerichteten Mantelfläche14 der Schaltwalze2 sind entweder axial und/oder in Umfangsrichtung zueinander beabstandete Lenkkontakte4a ,4b ,4c angeordnet. Sie sind in mehr oder weniger regelmäßigen Winkelabständen auf der Schaltwalze angeordnet und bilden Führungsbahnen5a ,5b ,5c für Mitnehmer6a ,6b ,6c von Schaltgabeln7a ,7b ,7c . Die Schaltgabeln7a bis7c sind auf Schaltwellen8a ,8b axial verschiebbar angeordnet, die achsparallel zur Schaltwalze2 im Getriebegehäuse eingesetzt sind. Die Schaltgabeln7a bis7c umgreifen mit ihrem gabelförmig gestalteten Enden9a ,9b ,9c eine in1 nicht abgebildete Schaltmuffe, die über eine Verzahnung axial auf einer Getriebewelle verschiebbar ist. Jede Schaltmuffe steht dabei mit einer Synchronisiereinrichtung in Verbindung. Ausgehend von einer Mittelstellung bzw. Neutralstellung der Schaltmuffe kann durch eine Axialverschiebung mit Hilfe der Schaltgabeln7a bis7c eine Gangschaltung erfolgen. - Die in Umfangsrichtung zueinander versetzten Lenkkontakte
4a ,4b ,4c lassen sich gruppieren und bilden die drei kurvenförmige Führungsbahnen5a ,5b ,5c für die drei Mitnehmer6a ,6b ,6c . Für die Schaltung einzelner Gänge ist eine Axialverschiebung der Schaltgabeln7a bis7c erforderlich. Eine Schaltwalzendrehung bewirkt aufgrund der Führungsgeometrie der Lenkkontakte4a bis4c bzw. der durch sie gebildeten Führungsbahnen5a bis5c , dass die darin über die Mitnehmer6a ,6b ,6c geführten Schaltgabeln7a bis7c entsprechend der Kurvenbahn5a bis5c in beiden axialen Richtungen verschiebbar sind. - Als Drehantrieb für die Schaltwalze
2 dient ein nicht dargestellter Stellmotor. Der reversibel, d. h. umsteuerbare Stellmotor ermöglicht abhängig von einer Gangvorwahl, die beispielsweise mittels eines manuell betätigbaren Schalthebels erfolgt, eine gezielte Drehbewegung der Schaltwalze2 . Weiterhin stellt der Stellmotor zur Vermeidung einer Überlastung der Synchronisiereinrichtung eine definierte Schaltgeschwindigkeit sicher. - Aus der Darstellung in
2 geht hervor, dass die aus Blech geformte Schaltwalze2 einen zur Rotationsachse13 zylindrischen Grundkörper10 aufweist. Die Lenkkontakte4a bis4c sind als zylindrische Umlenkstifte ausgebildet und führen die rhombenförmigen Mitnehmer6a bis6c auf der durch ihre Anordnung auf der Schaltwalze2 vorgegebenen Führungsbahnen5a ,5b ,5c . In der gewählten Darstellung wird der Mitnehmer6c durch den Umlenkstift11 so beaufschlagt, so dass bei weiterem Verdrehen der Schaltwalze2 in Pfeilrichtung12 (3 ) der Mitnehmer6c nach außen verschoben werden wird, während die anderen Mitnehmer6a ,6b axial nicht bewegt werden. Um eine ungewollte axiale Deplatzierung zu verhindern, sind die Mitnehmer6a und6b während des Schaltvorgangs für Mitnehmer6c durch in Umfangsrichtung parallel angeordnete Lenkkontakte4a ,4b geführt. - Die Lenkkontakte
4a bis4c sind als Stahlstifte in zu ihrer Außenkontur komplementären Aufnahmen14 der Schaltwalze2 verliersicher gehaltert. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Schalteinheit
- 2
- Schaltwalze
- 3
- Mantelfläche
- 4a, 4b, 4c
- Lenkkontakt
- 5a, 5b, 5c
- Führungsbahn
- 6a, 6b, 6c
- Mitnehmer
- 7a, 7b, 7c
- Schaltgabel
- 8a, 8b
- Schaltwelle
- 9a, 9b, 9c
- gabelförmige Enden
- 10
- Grundkörper
- 11
- Umlenkstift
- 12
- Pfeilrichtung
- 13
- Rotationsachse
- 14
- Aufnahme
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 19727569 A1 [0003]
- DE 19528460 A1 [0004]
- DE 102007011281 A1 [0005]
Claims (8)
- Schalteinheit (
1 ) eines Zahnräderwechselgetriebes, aufweisend: – ein oder mehrere Schaltgabeln (7a ,7b ,7c ) bewegende Mitnehmer (6a ,6b ,6c ), – eine Schaltwalze (2 ) mit einem um eine Rotationsachse (13 ) verdrehbaren Tragkörper, der eine nach außen gerichtete Mantelfläche (3 ) mit Führungsspuren (5a ,5b ,5c ) für die Mitnehmer (6a ,6b ,6c ) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass – die Führungsspuren (5a ,5b ,5c ) als einzelne, aus der Ebene der Mantelfläche (3 ) hervorstehende Lenkkontakte (4a ,4b ,4c ) gebildet sind, welche während jedes Schaltvorgangs nur abschnittsweise die Mitnehmer (6a ,6b ,6c ) kontaktieren. - Schalteinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinheit (
1 ) mehrere Mitnehmer (6a ,6b ,6c ) aufweist, welche durch die Lenkkontakte (4a ,4b ,4c ) geführt sind. - Schalteinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkkontakte (
4a ,4b ,4c ) aus der Mantelfläche (3 ) radial nach außen weisen. - Schalteinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkkontakte (
4a ,4b ,4c ) als Stifte ausgebildet sind. - Schalteinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Lenkkontakte (
4a ,4b ,4c ) als Endanschlag ausgebildet ist. - Schalteinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinheit (
1 ) einen Elektromotor aufweist, mit dem die Schaltwalze (2 ) in Umfangsrichtung verdrehbar ist. - Schalteinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmer (
6a ,6b ,6c ) im Wesentlichen rautenförmig ausgebildet sind. - Schaltwalze (
2 ) für eine Schalteinheit (1 ) nach Anspruch 1.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE200910056889 DE102009056889A1 (de) | 2009-12-10 | 2009-12-10 | Schalteinheit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200910056889 DE102009056889A1 (de) | 2009-12-10 | 2009-12-10 | Schalteinheit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102009056889A1 true DE102009056889A1 (de) | 2011-06-30 |
Family
ID=44311703
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE200910056889 Withdrawn DE102009056889A1 (de) | 2009-12-10 | 2009-12-10 | Schalteinheit |
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---|---|
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19528460A1 (de) | 1995-03-29 | 1996-10-02 | Mann & Hummel Filter | Kunststoffelement |
DE19727569A1 (de) | 1997-06-28 | 1999-01-07 | Schaeffler Waelzlager Ohg | Schaltwalze für ein Zahnräderwechselgetriebe |
DE102007011281A1 (de) | 2007-03-08 | 2008-09-11 | Schaeffler Kg | Schaltwalze |
-
2009
- 2009-12-10 DE DE200910056889 patent/DE102009056889A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102007011281A1 (de) | 2007-03-08 | 2008-09-11 | Schaeffler Kg | Schaltwalze |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120824 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120824 |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20140217 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20140217 |
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