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Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtungskomponente für ein Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung einen Schaltdom aufweisend die Schaltvorrichtungskomponente.
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Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Schaltdomen und Schaltvorrichtungen für Schaltgetriebe bekannt.
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Nachteilig am Stand der Technik ist, dass sich Beschädigungen an den Schaltvorrichtungen infolge einer von einem Schalthebel der Schaltvorrichtungen zu übertragenden erhöhten Kraft kaum vermeiden lassen.
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Es besteht somit die technische Aufgabe, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu überkommen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere gelöst durch eine Schaltvorrichtungskomponente für ein Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs, die eine mittels eines Betätigungselements betätigbare Schaltwelle aufweist, wobei die Schaltwelle zumindest teilweise in einem Gehäuse der Schaltvorrichtungskomponente gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse eine Zahnkupplung vorgesehen ist, wobei ein erster Teil der Zahnkupplung mit einem zumindest teilweise im Gehäuse gelagerten und mit dem Betätigungselement versehenen Schaft verbunden ist, um bei einem Überschreiten einer vom Betätigungselement zu übertragenden Kraft einen Entkupplungsvorgang der Zahnkupplung auszulösen.
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Durch das Vorsehen der Schaltvorrichtungskomponente mit der mehrteilig ausgebildeten Zahnkupplung lassen sich Beschädigungen infolge zu hoher Kräfte in Schaltgetrieben auf einfache Weise vermeiden.
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Bei einem Überschreiten der zu übertragenden Kraft wird ein entsprechender Entkupplungsvorgang eingeleitet, der eine Momentübertragung – aus Kraft mal Hebelarm – vom ersten Teil auf den zweiten Teil der Zahnkupplung unterbricht. Das am Schaft erzeugte Moment kann dann nicht mehr auf die Welle übergetragen werden kann.
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Vorzugsweise ist der Schaft als Welle ausgebildet. Vorzugsweise ist das Betätigungselement ein Schalthebel. Vorzugsweise ist der erste Teil als Oberteil und der zweite Teil als Unterteil der Zahnkupplung ausgebildet. Vorzugsweise greift die Kraft an einer auf dem Betätigungselement angeordneten Gelenkkugel eines Kugelgelenks an.
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Vorzugsweise ist die Zahnkupplung eine drehstarre und formschlüssige Kupplung. Sie überträgt ein Moment über ineinander gefügte Verzahnungen. Bevorzugt sind die Verzahnungen wellenförmig oder zickzack-förmig an den sich gegenüberliegenden Teilen ausgeführt. Besonders bevorzugt ist die Zahnkupplung eine Sicherheitskupplung, besonders bevorzugt eine Rutschkupplung.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform weist das Gehäuse im Bereich einer ersten Stirnseite eine erste Buchse auf, um eine Feder, die zwischen der ersten Buchse und dem ersten Teil der Zahnkupplung angeordnet ist, aufzunehmen.
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Bevorzugt ist die Feder eine Druckfeder, insbesondere eine Spiralfeder.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die Feder eingerichtet, beim überschreiten der vom Betätigungselement zu übertragenden Kraft komprimiert zu werden.
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Bevorzugt ist die Feder eingerichtet, eine Federkraft der Feder auf den ersten Teil der Zahnkupplung zu beaufschlagen. Damit lässt sich bei einem überschreiten der zu übertragenden Kraft eine Trennung der beiden Teile der Zahnkupplung auf einfache Weise bewerkstelligen.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist an einem Teilbereich der Mantelfläche des Schaftes ein Wälzlager angeordnet, um eine Drehung des Schaftes zu ermöglichen.
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Bevorzugt ist das Wälzlager zwischen der ersten Buchse und der Mantelfläche des Wälzlagers angeordnet. Auf diese Weise lassen sich Reibungen, infolge einer Drehung des Schaftes im Gehäuse vermeiden. Bevorzugt ist das Wälzlager eine Nadelhülse. Weitere Wälzlagertypen sind ebenfalls denkbar.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform weist das Gehäuse im Bereich einer zweiten Stirnseite eine zweite Buchse auf, die an den zweiten Teil der Zahnkupplung anschließt.
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Bevorzugt ist die zweite Buchse eingerichtet, einen Wahlhebel eines Schaltdomes aufzunehmen.
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Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß insbesondere gelöst durch mindestens einen Schaltdom aufweisend eine Schaltvorrichtungskomponente, wie zuvor beschrieben.
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Durch das Vorsehen des Schaltdomes mit der Schaltvorrichtungskomponente aufweisend die mehrteilig ausgebildete Zahnkupplung lassen sich Beschädigungen infolge zu hoher Kräfte in Schaltgetrieben auf einfache Weise vermeiden.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die Schaltvorrichtungskomponente betätigungselementseitig oberhalb eines Schaltdomgehäuses anordbar.
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Damit besteht eine erste Möglichkeit, die Schaltvorrichtungskomponente im Schaltdom vorzusehen.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die Schaltvorrichtungskomponente zahnradwechselgetriebeseitig unterhalb eines Schaltdomgehäuses anordbar.
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Damit besteht eine zweite Möglichkeit, die Schaltvorrichtungskomponente im Schaltdom vorzusehen.
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Vorzugsweise ist das Gehäuse der Schaltvorrichtungskomponente mit dem Schaltdomgehäuse verbunden. Bevorzugt ist zwischen dem Schaltdomgehäuse und einem Teilbereich der Mantelfläche des Schaftes ein Wälzlager angeordnet. Damit lassen sich Reibungen, infolge einer Drehung des Schaftes im Schaltdomgehäuse vermeiden. Bevorzugt ist das Wälzlager als Nadelhülse ausgebildet.
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Besonders bevorzugt sind zwei Schaltvorrichtungskomponenten zahnradwechselgetriebeseitig nacheinander unterhalb des Schaltdomgehäuses anordbar. Durch das Vorsehen von zwei Schaltvorrichtungskomponenten lassen sich Beschädigungen noch besser vermeiden.
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Die Erfindung wird nun beispielhaft durch Figuren veranschaulicht. Es zeigen:
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1a eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtungskomponente,
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1b einen Schnitt durch die Schaltvorrichtungskomponente aus 1a,
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2a eine schematische Ansicht der Schaltvorrichtungskomponente infolge einer Krafteinwirkung auf ein Betätigungselement der Schaltvorrichtungskomponente,
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2a eine weitere schematische Ansicht der Schaltvorrichtungskomponente infolge einer Krafteinwirkung auf das Betätigungselement,
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3 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Schaltdomes und
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4 eine schematische Ansicht eines alternativen Schaltdomes.
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1a zeigt eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtungskomponente und 1b zeigt einen Schnitt durch die Schaltvorrichtungskomponente aus 1a.
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Die Schaltvorrichtungskomponente 1 weist eine mittels eines Betätigungselements 3 (= Schalthebel) betätigbare Schaltwelle 14 auf. Die Schaltwelle 14 ist zumindest teilweise in einem Gehäuse 8 der Schaltvorrichtungskomponente 1 gelagert. Das Betätigungselement 3 weist eine Gelenkkugel 2 auf. Die Gelenkkugel 2 ist eingerichtet eine einwirkende Kraft, hier eine Druckkraft, über das Betätigungselement 3 zur Schaltwelle 14 abzutragen.
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Im Gehäuse 8 ist eine Zahnkupplung 9 vorgesehen. Ein erster Teil 10 der Zahnkupplung 9 ist mit einem zumindest teilweise im Gehäuse 8 gelagerten und mit dem Betätigungselement 3 versehenen Schaft 4 verbunden. Infolge eines Überschreitens einer vom Betätigungselement 3 zu übertragenden Kraft ist die Schaltvorrichtungskomponente 1 eingerichtet, einen Entkupplungsvorgang (gemäß 2b) der Zahnkupplung 9 auszulösen.
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Im Bereich einer ersten Stirnseite weist das Gehäuse 8 eine erste Buchse 5 auf, um eine Feder 7, die zwischen der ersten Buchse 5 und dem ersten Teil 10 der Zahnkupplung 9 angeordnet ist, aufzunehmen. Die erste Buchse 5 ist fest mit dem Gehäuse 8 verbunden. Dabei ist die Feder 7 als eine Druckfeder ausgebildet. Die Feder 7 ist eingerichtet, beim Überschreiten der vom Betätigungselement 3 zu übertragenden Kraft komprimiert zu werden.
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Zwischen der ersten Buchse 5 und einem Teilbereich der Mantelfläche des Schaftes 4 ist ein Wälzlager 6 angeordnet. Das Wälzlager 6 ist als Nadelhülse ausgebildet um eine reibungsfreie Drehung des Schaftes 4 im Gehäuse 8 zu ermöglicht.
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Das Gehäuse 8 weist im Bereich einer zweiten Stirnseite eine zweite Buchse 12 auf. Die zweite Buchse 5 ist fest mit dem Gehäuse 8 verbunden. Die zweite Buchse 12 schließt an den zweiten Teil 11 der Zahnkupplung 9 an. Die zweite Buchse ist eingerichtet, einen Wahlhebel 13 eines Schaltdomes (gemäß 3) aufzunehmen.
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2a zeigt eine schematische Ansicht der Schaltvorrichtungskomponente infolge einer Krafteinwirkung auf das Betätigungselement.
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Eine Kraft 18 greift an der Gelenkkugel 2 der Schaltvorrichtungskomponenta 1 an und sorgt so für eine Verdrehung des Betätigungselements 3. Die Kraft 18 ist vorliegend kleiner/gleich 300 N. Das Betätigungselement 3 dreht sich dabei um einen Winkel 19 in einer Richtung 22 gegen den Uhrzeigersinn. Der Winkel 19 beträgt ca. 30°. Die Kraft 18 ist gerade so groß, dass der erste Teil 10 und der zweite Teil 11 der Zahnkupplung 9 im eingekuppelten Zustand verweilen.
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Infolge der Kraftbeaufschlagung auf die Gelenkkugel 2 resultiert ein zu übertragendes Moment 20, das vom Schaft 4 auf die Welle 14 übergetragen werden kann.
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Dabei ist die Zahnkupplung 9 eine drehstarre und formschlüssige Kupplung. Sie überträgt das Moment 20 über ineinander gefügte Verzahnungen. Vorliegend sind die Verzahnungen wellenförmig an den sich gegenüberliegenden Teilen 10, 11 ausgeführt.
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2b zeigt eine weitere schematische Ansicht der Schaltvorrichtungskomponente infolge einer stärkeren Krafteinwirkung auf das Betätigungselement.
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Die Kraft 18 beträgt jetzt 300 N und der Winkel 19 beträgt ca. 30°. Die Kraft 18 ist jetzt so groß, dass der erste Teil 10 und der zweite Teil 11 der Zahnkupplung 9 den eingekuppelten Zustand verlassen. Dabei dreht sich der erste Teil 10 gegenüber dem zweiten Teil 11 in der Richtung 22. Die Feder 7 wird durch die Drehung des ersten Teils 10 entsprechend gestaucht. Infolge der Kraftbeaufschlagung auf die Gelenkkugel 2 wird am Schaft 4 ein Moment 20 erzeugt, das vom Schaft 4 nicht mehr auf die Welle 14 übergetragen werden kann. Hierdurch wird der Entkupplungsvorgang (Pfeil 21) eingeleitet, der eine Momentübertragung vom ersten Teil 10 auf den zweiten Teil 11 der Zahnkupplung 9 unterbricht.
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Durch ein Vorsehen der Zahnkupplung lassen sich Beschädigungen infolge zu hoher Kräfte in Schaltgetrieben vermeiden.
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3 zeigt eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Schaltdomes.
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Der Schaltdom 15 ist für ein Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs vorgesehen. Der Schaltdom 15 dient dem Verschieben von Gangrädern (nicht dargestellt) bei einem Schalten von einem Gang in den anderen.
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Der Schaltdom 15 weist die Schaltvorrichtungskomponente 1 auf. Die Schaltvorrichtungskomponente 1 ist betätigungselementseitig oberhalb eines Schaltdomgehäuses 16 des Schaltdomes 15 angeordnet.
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Auf diese Weise lässt sich die Schaltvorrichtungskomponente im Schaltdom integrieren.
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4 zeigt eine schematische Ansicht eines alternativen Schaltdomes.
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Der Schaltdom 15 ist für ein Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs vorgesehen. Der Schaltdom 15 dient dem Verschieben von Gangrädern (nicht dargestellt) bei einem Schalten von einem Gang in den anderen.
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Im Unterschied zur 3 weist der Schaltdom 15 eine anders ausgestaltete Schaltvorrichtungskomponente 1 auf. Die Schaltvorrichtungskomponente 1 ist zahnradwechselgetriebeseitig unterhalb eines Schaltdomgehäuses 16 des Schaltdomes 15 angeordnet.
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Die Schaltvorrichtungskomponente 1 weist eine mittels eines Betätigungselements 3 (= Schalthebel) betätigbare Schaltwelle 14 auf. Die Schaltwelle 14 ist zumindest teilweise in einem Gehäuse 8 der Schaltvorrichtungskomponente 1 gelagert. Das Betätigungselement 3 weist eine Gelenkkugel 2 auf, wobei ferner eine Zusatzmasse 17 vorgesehen ist. Die Gelenkkugel 2 ist eingerichtet eine einwirkende Kraft, hier eine Druckkraft, über das Betätigungselement 3 zur Schaltwelle 14 abzutragen.
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Im Gehäuse 8 ist eine Zahnkupplung 9 vorgesehen. Ein erster Teil 10 der Zahnkupplung 9 ist mit einem zumindest teilweise im Gehäuse 8 gelagerten und mit dem Betätigungselement 3 versehenen Schaft 4 verbunden. Infolge eines Überschreitens einer vom Betätigungselement 3 zu übertragenden Kraft ist die Schaltvorrichtungskomponente 1 eingerichtet, einen Entkupplungsvorgang der Zahnkupplung 9 auszulösen.
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Im Bereich einer ersten Stirnseite weist das Gehäuse 8 eine erste Buchse 5 auf, um eine Feder 7, die zwischen der ersten Buchse 5 und dem ersten Teil 10 der Zahnkupplung 9 angeordnet ist, aufzunehmen. Die erste Buchse 5 ist mittels eines Fixiermittels am ersten Schaft 4 fixiert. Dabei ist die Feder 7 als eine Druckfeder ausgebildet. Die Feder 7 ist eingerichtet, beim Überschreiten der vom Betätigungselement 3 zu übertragenden Kraft komprimiert zu werden.
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Oberhalb der ersten Buchse 5 zwischen dem Schaltdomgehäuse 16 und einem Teilbereich der Mantelfläche des Schaftes 4 ist ein Wälzlager 6 angeordnet. Das Wälzlager 6 ist als Nadelhülse ausgebildet um eine reibungsfreie Drehung des Schaftes 4 im Schaltdomgehäuse 16 zu ermöglichen.
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Auf diese Weise ist eine alternative Möglichkeit gegeben, die Schaltvorrichtungskomponente im Schaltdom zu integrieren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schaltvorrichtungskomponente
- 2
- Gelenkkugel
- 3
- Betätigungselement
- 4
- Schaft
- 5
- Buchse
- 6
- Wälzlager
- 7
- Feder
- 8
- Gehäuse
- 9
- Zahnkupplung
- 10
- erstes Teil
- 11
- zweiter Teil
- 12
- Buchse
- 13
- Wahlhebel
- 14
- Schaltwelle
- 15
- Schaltdom
- 16
- Schaltdomgehäuse
- 17
- Zusatzmasse
- 18
- Kraft
- 19
- Winkel
- 20
- Moment
- 21
- Pfeil
- 22
- Richtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012220998 A1 [0003]
- EP 0636819 A1 [0003]
