DE102015001475A1

DE102015001475A1 - Schaltanordnung für ein Kraftfahrzeug-Schaltgetriebe

Info

Publication number: DE102015001475A1
Application number: DE102015001475.7A
Authority: DE
Inventors: Walter Sticht
Original assignee: Sticht Tech GmbH; Sticht Technologie GmbH
Current assignee: Sticht Tech GmbH; Sticht Technologie GmbH
Priority date: 2015-02-09
Filing date: 2015-02-09
Publication date: 2016-08-11

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltanordnung für ein Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs, mit einem am Schaltgetriebe montierbaren Schaltdom (1), in dem eine, Schalt- und Wählkräfte (FS, FW) übertragende Schaltwelle (11) sowohl axial verstellbar als auch drehbar gelagert ist, auf welcher Schaltwelle (11) eine Schalthülse (13) ortsfest angeordnet ist, mit einem radial nach außen ragenden Schaltfinger (15) zur Gangschaltbetätigung des Schaltgetriebes und mit in Umfangsrichtung beidseitig des Schaltfingers (15) angeordneten Sperrfenstern (31), die eine betriebssichere Gangschaltbetätigung gewährleisten. Erfindungsgemäß weist die Schalthülse (13) zwei Schalthülsenteile (35, 37) auf, die in der Axialrichtung (x) hintereinander angeordnet sind und dazwischen einen Freischnitt definieren, durch den der Schaltfinger (15) unter Bildung der beiden Sperrfenster (31) radial nach außen ragt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltanordnung für ein Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs mit einem am Schaltgetriebe montierbaren Schaltdom nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Ein solcher Schaltdom ist Bestandteil der äußeren Schaltanlage eines manuellen Schaltgetriebes. Mittels des Schaltdoms werden die Schaltbewegungen der äußeren Schaltanlage auf die Schaltgabel im Getriebe übertragen.
Aus der DE 20 2014 105 047 U1 oder aus der DE 10 2008 052 139 B4 ist eine gattungsgemäße Schaltanordnung mit einem solchen Schaltdom bekannt, dessen Deckel ein Kunststoffformteil sein kann. Im Schaltdom ist eine, die Schalt- und Wählkräfte übertragende Schaltwelle sowohl axial verstellbar als auch drehbar gelagert. Auf der Schaltwelle sitzt ortsfest eine Ringscheibe, auf der eine Schalthülse angeordnet ist. Die Schalthülse weist einen radial nach außen ragenden Schaltfinger auf, der zur Gangschaltbetätigung mit getriebeseitigen Mitnehmern in Eingriff bringbar ist. Die Schalthülse weist in der Axialrichtung beidseitig des Schaltfingers jeweils Sperrflächen sowie in der Umfangsrichtung beidseitig des Schaltfingers Sperrfenster auf, um eine betriebssichere sowie gegen Missbrauch geschützte Gangschaltbetätigung zu gewährleisten.
Im obigen Stand der Technik ist die Schalthülse aus zwei schalenförmigen Blechformteilen zusammengesetzt, in denen eine Anzahl von Schaltfunktionen materialeinheitlich und/oder einstückig integriert sind, zum Beispiel eine Rastierungs-Kontur, die Schaltkulisse sowie der Schaltfinger. Dieser Aufbau kann zu Montage- oder Bauteiltoleranzen führen, die gegebenenfalls konstruktiv aufwendig ausgeglichen werden müssen, um eine betriebssichere Gangschaltbetätigung zu gewährleisten.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Schaltanordnung mit einem Schaltdom bereitzustellen, der fertigungstechnisch einfach herstellbar ist und bei dem insbesondere beim Zusammenbau ein fertigungstechnisch einfacher Ausgleich von Montage- und/oder Bauteiltoleranzen ermöglicht ist.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 weist die erfindungsgemäße Schalthülse zwei Schalthülsenteile auf, die in der Axialrichtung hintereinander angeordnet sind und dazwischen einen Freischnitt definieren. Der Schaltfinger kann – unter Bildung der beiden oben genannten Sperrfenster – durch den Schalthülsen-Freischnitt radial nach außen ragen. Im ersten Schalthülsenteil kann sowohl die Schaltkulisse als auch eine Sensorkulisse integriert sein. Das zweite Schalthülsenteil stellt eine in Axialrichtung zum Schaltfinger angrenzende Sperrfläche bereit. Zudem kann das zweite Schalthülsenteil als ein Hilfsmittel dienen, um ein Rastierungs-Blechteil maßgenau an der Schalthülse zu positionieren.
Bevorzugt wird die Schaltwelle und die Schalthülse in einem Laserschweißvorgang zu einer einteiligen Schweißgruppe zusammengefügt. Um in der Schweißgruppe einen Toleranzausgleich zu erzielen, kann das noch nicht verschweißte Schalthülsenteil in einer Einstellbewegung verstellt werden, und zwar um einen Radialversatz gegenüber dem anderen, bereits verschweißten Schalthülsenteil.
In einer technischen Umsetzung können die beiden Schalthülsenteile über zumindest einen Axialsteg materialeinheitlich und einstückig verbunden sein, der den Schalthülsen-Freischnitt begrenzt. Im Hinblick auf den oben angedeuteten Toleranzausgleich ist es jedoch bevorzugt, wenn die beiden Schalthülsenteile voneinander separate Bauteile sind. Diese sind im Unterschied zum Stand der Technik nicht aus halbschalenförmigen Blechformteilen zusammengesetzt, sondern sind vielmehr Rohrstücke. Die voneinander separaten Schalthülsenteile können mit ihren einander zugewandten Stirnseiten an der auf der Schaltwelle sitzenden Ringscheibe (insbesondere durch Laserschweißen) angebunden sein. In Abgrenzung zum obigen Stand der Technik kann erfindungsgemäß die auf der Schaltwelle sitzende Ringscheibe zusammen mit dem Schaltfinger ein separates Bauteil bilden. In diesem Fall kann der Schaltfinger, in der Radialrichtung betrachtet, in Flucht mit der Ringscheibe positioniert sein.
Zur Anbindung der beiden Schalthülsenteile an der wellenseitigen Ringscheibe kann diese zumindest ein radial äußeres Randsegment (bevorzugt mehrere, zum Beispiel drei umfangsverteilte Randsegmente) aufweisen, das mit einem radialen Überstand den Schalthülsen-Innenumfang überlappt. Beim Zusammenfügen werden zunächst die beiden Schalthülsenteile mit ihren Stirnseiten in Anlage mit korrespondierenden Stirnflanken des Ringscheiben-Randsegments gebracht. Gegebenenfalls können die beiden Schalthülsenteile in Radialrichtung zueinander geringfügig zueinander versetzt sein, um Bau- und/oder Montagetoleranzen auszugleichen. Anschließend erfolgt ein Schweißvorgang, bei dem die beiden Schalthülsenteile mit der wellenseitigen Ringscheibe verschweißbar sind.
Die Schalthülse kann außenumfangsseitig eine Rastierungs-Kontur aufweisen. Alternativ oder zusätzlich zu den oben genannten Erfindungsaspekten kann die Rastierungs-Kontur nicht unmittelbar in der Schalthülsen-Wandung integriert sein, sondern vielmehr in einem davon separaten Blechformteil, um Montage- oder Bauteiltoleranzen einfacher ausgleichen zu können. Im Zusammenbauzustand ist das Blechformteil an einer ersten Anbindungsstelle am ersten Schalthülsenteil und an einer zweiten Anbindungsstelle am zweiten Schalthülsenteil, insbesondere durch Laserschweißung, angebunden.
Die beiden Schalthülsenteile sowie das Rastierungs-Blechteil können bevorzugt wie folgt mit der Schaltwelle zusammengefügt werden: Zunächst wird das erste Schalthülsenteil bis in Anlage mit den Stirnflanken der bevorzugt drei Randsegmente der auf der Schaltwelle sitzenden Ringscheibe gebracht. Anschließend wird das erste Schalthülsenteil lagerichtig positioniert sowie mit der Ringscheibe verschweißt.
Im zweiten Prozessschritt erfolgt die Vorpositionierung des zweiten Schalthülsenteils und des Rastierungs-Blechteils: Hierzu wird das zweite Schalthülsenteil vom anderen Schaltwellen-Ende bis in Anlage mit der Ringscheibe aufgeschoben. Das Rastierungs-Blechteil wird an einer Positionierkontur des bereits verschweißten ersten Schalthülsenteils lagerichtig vorpositioniert und damit verschweißt.
Anschließend erfolgt in einem dritten Prozessschritt ein Einstellvorgang, bei dem das bereits einseitig am ersten Schalthülsenteil angebundene Rastierungs-Blechteil in einer Radialrichtung – unter geringfügiger Blechteil-Verformung – in seine vordefinierte Endlage gebracht wird. Das noch nicht verschweißte zweite Schalthülsenteil kann dieser radialen Einstellbewegung ohne weiteres folgen. Nach erfolgter maßgenauer Positionierung des Rastierungs-Blechteils wird in einem letzten Prozessschritt die Schweißgruppe fertiggestellt. Das heißt das Rastierungs-Blechteil wird am zweiten Schalthülsenteil verschweißt und das zweite Schalthülsenteil wird an der schaltwellenseitigen Ringscheibe verschweißt. Die zweiten und dritten Prozessschritte können alternativ auch vertauscht werden oder gleichzeitig erfolgen.
Alternativ oder zusätzlich zu den oben genannten Erfindungsaspekten kann die im Schaltdom gelagerte Schaltwelle an ihrem schaltdomfernen Ende eine Koppelstelle aufweisen, an der ein Übertragungselement anbindbar ist, über das die Schaltbewegungen der externen Schaltung, das heißt die Schalt- und Wählkräfte, in die Schaltwelle einleitbar sind. In einer technischen Realisierung kann die Koppelstelle eine Außenverzahnung aufweisen. Auf diese Außenverzahnung ist das Übertragungselement unter Bildung einer Steckverbindung aufschiebbar, und zwar bis zu einem Axialanschlag. Die Koppelstelle weist zudem einen Gewindezapfen für eine Befestigungsmutter auf, mittels der das Übertragungselement auf der Schaltwelle festgespannt wird.
Der Gewindezapfen und/oder die Außenverzahnung sowie der Axialanschlag sind bevorzugt nicht unmittelbar in der Schaltwelle ausgebildet, sondern vielmehr in einem davon separaten Anbauteil, das an die Schaltwellen-Stirnseite bevorzugt durch Laserschweißung angebunden ist. In einer bevorzugten Ausführungsform kann das separate Anbauteil einen radial ausgeweiteten Ringbund aufweisen, der den Axialanschlag zur Montage des Übertragungselementes bildet. Der Ringbund des Anbauteils kann auf seiner, dem Übertragungselement axial abgewandten Seite in Anlage mit der Schaltwellen-Stirnseite sein und an dieser befestigt sein. Zudem kann das Anbauteil am Ringbund mit einem durchmesserkleineren Zentrierabschnitt verlängert sein, der formschlüssig in einen korrespondierenden Hohlraum der bevorzugt als Hohlwelle ausgeführten Schaltwelle einragt.
Im Gangschaltbetrieb wird die Schaltwelle sowohl mit Torsionsmomenten als auch mit Schub-/Druckkräften beaufschlagt. In der obigen Ausführungsform werden die betriebsbedingten Torsionsmomente vom Übertragungselement direkt in das Anbauteil eingeleitet. Entsprechend wird die Anbindungsstelle zwischen der Schaltwelle und dem Anbauteil ständig mit den Torsionsmomenten belastet.
Um die die Anbindungsstelle zwischen der Schaltwelle und dem Anbauteil von den Torsionsmomenten zu entlasten, kann in einer weiteren Ausführungsvariante die Außenverzahnung der Koppelstelle nicht am Anbauteil, sondern vielmehr unmittelbar in der Schaltwelle ausgebildet sein. In diesem Fall ist das Anbauteil weitgehend momentenfrei, das heißt die Einleitung der Torsionsmomente erfolgt unter Überbrückung des Anbauteils direkt in die Schaltwelle.
Alternativ zur obigen Ausführung der Koppelstelle kann gegebenenfalls die Außenverzahnung nicht unmittelbar an der Schaltwellen-Stirnseite, sondern vielmehr unmittelbar am Anbauteil integriert sein. Ferner kann der Axialanschlag nicht unmittelbar am Anbauteil ausgebildet sein, sondern an der Schaltwellen-Stirnseite.
Um eine betriebssichere Übertragung der Schalt- und Wählkräfte zu gewährleisten, ist das Übertragungselement in einer lagerichtigen Drehwinkelposition auf der Koppelstelle auf der Schaltwelle zu montieren. Dies wird bevorzugt mittels einer Sicherungskontur (zum Beispiel ein sogenannter Null-Zahn) gewährleistet, die der schaltwellenseitigen Außenverzahnung zugeordnet ist. Bei einer lagerichtigen Drehwinkelposition des Übertragungselementes ist die Sicherungskontur in Formschluss mit einer Gegenkontur am Übertragungselement bringbar. Demgegenüber wirkt die Sicherungskontur bei einer fehlerhaften Drehwinkelposition als Störkontur, die ein Aufstecken des Übertragungselementes auf die Außenverzahnung der Schaltwelle verhindert.
Im Hinblick auf eine fertigungstechnisch einfache Ausführung der schaltwellenseitigen Koppelstelle kann deren Außenverzahnung sowie deren Axialanschlag unmittelbar in der Schaltwellen-Stirnseite integriert sein, während der Gewindezapfen sowie die oben erwähnte Sicherungskontur (Null-Zahn) nicht in der Schaltwelle, sondern vielmehr im Anbauteil integriert sind. Auf diese Weise kann die Außenverzahnung fertigungstechnisch einfach mit einer umfangsseitig durchgängig umlaufenden, regelmäßen Zahnstruktur ausgeführt sein.
Alternativ oder zusätzlich zu den oben genannten Erfindungsaspekten kann der Schaltdom als ein Kunststoffformteil ausgeführt sein, und zwar mit einem plattenförmigen, am Getriebe angeflanschten Basisabschnitt, der eine zugewandte Schalthülsen-Stirnseite geschlossenflächig überdeckt. Am Basisabschnitt des Schaltdoms kann ein Lagerzylinder angeformt sein, in dem unter Zwischenschaltung eines Gleitlagers ein stirnseitiges Ende der Schaltwelle axial verschiebbar sowie drehbar gelagert ist. Der am Schaltdom-Basisabschnitt angeformte Lagerzylinder ist in Radialrichtung zwischen der Schalthülse und der Schaltwelle angeordnet. Radial außerhalb der Schalthülse ist am Schaltdom-Basisabschnitt eine ringförmig umlaufende Schaltdomwand angeformt, in der ein mit der Schaltkulisse in der Schalthülse zusammenwirkender Kulissenstift gelagert ist. Für eine positionsgenaue Lagerung des Kulissenstiftes kann sowohl in der radial äußeren Schaltdomwand als auch im radial inneren Lagerzylinder jeweils eine Metall-Lagerbuchse im Kunststoffmaterial des Schaltdoms integriert sein. Der Kulissenstift kann dabei bevorzugt in den beiden Metall-Lagerbuchsen jeweils in Presspassung eingeschoben sein. Der in die äußere Schaltdomwand eingesetzten Metall-Lagerbuchse kann eine Verliersicherung zugeordnet sein, mittels der der Kulissenstift gegen ein Herauslösen entgegen seiner Montagerichtung gesichert ist.
Die Verliersicherung kann bevorzugt ein die radial äußere Stirnseite der Lagerbuchse umgreifender Bördelrand der Metall-Lagerbuchse sein. Im Hinblick auf einen einfachen Montagevorgang kann der Kulissenstift zweiteilig ausgeführt sein, und zwar mit einem durchmesserkleineren Zapfen sowie einem darauf aufgesetzten durchmessergrößeren Ringbund. Der durchmesserkleinere Zapfen ist in der Zusammenbaulage in Presspassung mit der radial inneren Metall-Lagerbuchse, während der durchmessergrößere Ringbund des Kulissenstiftes in Presspassung mit der radial äußeren Metall-Lagerbuchse ist.
Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und/oder Weiterbildungen der Erfindung können – außer zum Beispiel in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen – einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.
Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 in einer perspektivischen Teilansicht die Schaltanordnung in einer Einbaulage in einem Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs;
2 eine perspektivische Darstellung der Schaltanordnung im ausgebauten Zustand;
3 eine Schaltwelle mit damit verschweißter Schalthülse;
4 eine Teilschnittdarstellung, in der die Lagerung des Kulissenstiftes des Schaltdoms gezeigt ist;
5 in einer vergrößerten Teilansicht die Schalthülse;
6 bis 9 in unterschiedlichen Teilansichten Ausführungsbeispiele der Koppelstelle zur Anbindung eines Übertragungselements; und
10 in einer perspektivischen Teilansicht eine Schalthülse gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
In der 1 ist die Schaltanordnung in einer Einbaulage gezeigt. Demzufolge ist ein Schaltdom 1 über Schraubpunkte an einer Getriebewand 5 eines Kraftfahrzeug-Schaltgetriebes montiert. Der Schaltdom 1 weist eine Lagerstelle 7 (4) auf, in der ein stirnseitiges Ende 9 (3 oder 4) einer Schaltwelle 11 axial verschiebbar sowie drehbar gelagert ist, um Schalt- und Wählkräfte F_S und F_W (1) zu übertragen. Hierzu sitzt eine Schalthülse 13 ortsfest auf der Schaltwelle 11. Die Schalthülse 13 wird in Radialrichtung y nach außen von einem Schaltfinger 15 überragt. Zudem sind in der Schalthülse 13 in an sich bekannter Weise eine Schaltkulisse 17, die mit einem im Schaltdom 1 gelagerten Kulissenstift 19 zusammenwirkt, sowie auf der diametral gegenüberliegenden Seite eine nicht gezeigte Sensorkulisse integriert, die mit einem nicht gezeigten Sensorelement zusammenwirkt. Die Schaltwelle 11 weist an ihrem schaltdomfernen Ende eine Koppelstelle 23 zur Anbindung eines Übertragungselementes auf. Das Übertragungselement ist über ein nicht gezeigtes Gestänge mit einem im Fahrzeuginnenraum positionierten Handschalthebel koppelbar.
Der Schaltfinger 15 ist für eine Gangschaltbetätigung mit einem der Mitnehmer 27 (1) in Eingriff bringbar, die die Schaltbetätigung auf Schaltgabeln im Inneren des Getriebes übertragen. Im Hinblick auf eine betriebssichere Gangschaltbetätigung weist die Schalthülse 13 in der Axialrichtung x betrachtet beidseitig des Schaltfingers 15 jeweils Sperrflächen 29 (3 und 4) sowie in Umfangsrichtung beidseitig des Schaltfingers 15 jeweils Sperrfenster 31 (3) auf. Zudem ist der Schalthülse 13 außenumfangsseitig eine Rastierungs-Kontur 33 zugeordnet, die in gängiger Praxis mit einem nicht dargestellten Druckelement zusammenwirkt.
Nachfolgend ist der Aufbau der in der 2 oder 3 gezeigten Schaltwelle 11 mit darauf angeordneter Schalthülse 13 beschrieben: So ist die Schalthülse 13 zweiteilig aufgebaut, und zwar mit in der Axialrichtung x hintereinander angeordneten Schalthülsenteilen 35, 37, die Rohrstücke mit identischen Innenund Außendurchmesser sind. Zwischen den beiden Schalthülsenteilen 35, 37 ist eine Ringscheibe 39 positioniert, die mit der Schaltwelle 11 verschweißt ist. In den 2 oder 3 sind die beiden Schalthülsenteile 35, 37 voneinander separate Bauteile, die mit ihren Stirnseiten 41, 43 (5) jeweils mit der Ringscheibe 39 verschweißt sind. Hierzu weist die Ringscheibe 39 drei gleichmäßig umfangsverteilte radial äußere Randsegmente 45 auf, die mit einem radialen Überstand den Schalthülsen-Innenumfang überragen. Die beiden Schalthülsenteile 35, 37 sind mit den axial voneinander abgewandten Stirnflanken 47 (5) der jeweiligen Randsegmente 45 der Ringscheibe 39 verschweißt. Die beiden Schalthülsenteile 35, 37 sind somit in der Axialrichtung x über einen Freischnitt voneinander beabstandet, dessen Breite in etwa der Materialstärke der Ringscheibe 39 entspricht. Im Unterschied zu den Figuren können die Schalthülsenteile 35, 37 keine voneinander separaten Bauteile sein, sondern über Axialstege materialeinheitlich und einstückig miteinander verbunden sein.
Der Schaltfinger 15 bildet zusammen mit der Ringscheibe 39 ein materialeinheitliches sowie einstückiges Bauteil 51 (3), bei dem der Schaltfinger 15 in der Radialrichtung y in Flucht mit der Ringscheibe 39 ausgerichtet ist.
Wie aus der 2 oder 3 weiter hervorgeht, besteht die aus einem Metall gefertigte Schaltwelle 11 aus zwei zueinander koaxial ausgerichteten Wellenabschnitten. Die beiden Wellenabschnitte sind zur Schwingungsentkopplung voneinander beabstandet und über ein Elastomerelement 12 zusammengefügt, das in der 3 lediglich gestrichelt angedeutet ist. Zudem weist in der 2 der Schaltdom 1 einen plattenförmigen, am Getriebe montierbaren Basisabschnitt 53 auf, der die zugewandte Schalthülsen-Stirnseite geschlossenflächig überdeckt. Die Lagerstelle 7 für die Schaltwelle 11 ist in der 4 mittels eines Kugellagers realisiert, dessen Außenumfang in einem am Basisabschnitt 53 angeformten Lagerzylinder 55 eingesetzt ist. Der Lagerzylinder 55 ist in der 4 radial zwischen der Schaltwelle 11 und der Schalthülse 13 positioniert. Mit Abstand radial außerhalb ist am Schaltdom-Basisabschnitt 55 eine ringförmig umlaufende Schaltdomwand 57 angeformt. Sowohl in der Lagerzylinder-Wandung als auch in der Schaltdom-Wand 57 sind Metall-Lagerbuchsen 59, 61 integriert, in denen der Kulissenstift 19 exemplarisch im Presssitz gelagert ist. In der 4 ist der Kulissenstift 19 zweiteilig ausgeführt, und zwar mit einem durchmesserkleineren Metallbolzen 63, auf dem ein durchmessergrößerer Metall-Ringbund 65 aufgepresst ist. Die radial äußere Metall-Lagerbuchse 61 übergreift mit einer radial äußeren Bördelkante 62 den Ringbund 65 des Kulissenstiftes 19, wodurch auch bei gegebenenfalls gelöstem Presssitz eine Verliersicherheit gewährleistet ist. Bei der Montage wird der Kulissenstift 19 in einer Montagerichtung M (4) in die beiden Metall-Lagerbuchsen 59, 61 mit Presspassung eingefügt. Nach erfolgtem Einpressvorgang wird die umlaufende Bördelkante 62 der Metall-Lagerbuchse 61 radial nach innen verformt, um eine Verliersicherung bereitzustellen.
Alternativ zur oben erläuterten Presspassung kann der Metallbolzen 63 ebenso auch durch Schiebepassung und/oder durch Verklebung gefügt werden.
Die Rastierungs-Kontur 33 ist in den Figuren nicht unmittelbar in der Schalthülse 13 integriert, sondern vielmehr in einem Mittelabschnitt eines, von der Schalthülse 13 separaten Rastierungs-Blechteils 67. Das Rastierungs-Blechteil 67 weist in der Axialrichtung x voneinander beabstandete abgewinkelte Längsenden 69 auf, die in der 5 jeweils an einer ersten Anbindungsstelle A1 am ersten Schalthülsenteil 35 und an einer zweiten Anbindungsstelle A2 am zweiten Schalthülsenteil 37 verschweißt sind. Der oben erwähnte Mittelabschnitt des Rastierungs-Blechteils 67 erstreckt sich quer über den Freischnitt zwischen den beiden Schalthülsenteilen 35, 37.
Nachfolgend werden die Prozessschritte zum Zusammenfügen des Rastierungs-Blechteils 67 mit der Schalthülse 13 beschrieben: So wird in einem ersten Prozessschritt das erste Schalthülsenteil 35 bis in Anlage mit den Randsegmenten 45 der auf der Schaltwelle 11 verschweißten Ringscheibe 39 geführt, dort lagerichtig vorpositioniert und anschließend mit den umfangsverteilten Randsegmenten 45 der Ringscheibe 39 verschweißt.
In einem zweiten Prozessschritt erfolgt die Vorpositionierung des zweiten Schalthülsenteils 37 und des Rastierungs-Blechteils 67: Hierzu wird das zweite Schalthülsenteil 37 vom gegenüberliegenden Schaltwellen-Ende bis in Anlage mit der Ringscheibe 39 gebracht. Gleichzeitig wird das Rastierungs-Blechteil 67 mit seinem ersten Längsende 69 in einem Positionier-Freischnitt 71 des ersten Schalthülsenteils 35 vorpositioniert. Anschließend werden das Rastierungs-Blechteil 67 und das zweite Schalthülsenteil 37 in einem gemeinsamen Schweißvorgang verschweißt. Anschließend erfolgt ein Einstellvorgang, bei dem das bereits am ersten Schalthülsenteil 35 verschweißte Rastierungs-Blechteil 67 zusammen mit dem zweiten Schalthülsenteil 37 in einer Einstellbewegung E (5) in der Radialrichtung y bis zu einer vordefinierten Rastierungs-Position ausgerichtet wird.
Nach Abschluss des Einstellvorgangs des Rastierungs-Blechteils 67 wird in einem Schweißvorgang das Rastierungs-Blechteil 67 an dem zweiten Schalthülsenteil 37 verschweißt und das zweite Schalthülsenblechteil 37 stirnseitig an den Randsegmenten 45 der Ringscheibe 39 verschweißt.
In der 6 und 7 ist die Koppelstelle 23 zur Anbindung des Übertragungselementes vergrößert dargestellt. Wie aus der 6 hervorgeht, weist die Koppelstelle 23 eine Außenverzahnung 73 auf, auf die ein mit einer korrespondierenden Innenverzahnung versehener Nabenabschnitt des Übertragungselementes bis zu einem Axialanschlag 75 aufsteckbar ist, und zwar in einer in der 6 gezeigten Montagerichtung M. Zudem weist die Koppelstelle 23 in axialer Verlängerung zur Außenverzahnung 73 einen durchmesserreduzierten Gewindezapfen 77 für eine nicht gezeigte Befestigungsmutter auf, mittels der das auf die Außenverzahnung 73 aufgesteckte Übertragungselement auf der Schaltwelle 11 festgespannt wird. In der 6 ist der Außenverzahnung 73 entgegen der Montagerichtung M ein sogenannter Null-Zahn 79 vorgelagert. Der Null-Zahn 79 ist bei einer lagerichtigen Drehwinkelposition des Übertragungselementes in Formschluss mit einer korrespondierenden Gegenkontur am Übertragungselement. Bei einer fehlerhaften Drehwinkelposition bildet der Null-Zahn 79 eine Störkontur, die ein Aufstecken des Übertragungselementes auf der Außenverzahnung 73 der Schaltwelle 11 blockiert.
In der 6 und 7 ist die Außenverzahnung 73 und der Axialanschlag 75 unmittelbar in der Schaltwelle 11 ausgebildet. Im Unterschied dazu ist der Gewindezapfen 77 und der Null-Zahn 79 Bestandteil eines separaten Anbauteils 81, das mit der Stirnseite 83 der Schaltwelle 11 verschweißt ist. In der 6 und 7 ist der Null-Zahn 79 auf einem Ringbund 85 des Anbauteils 81 angeformt. Der Ringbund 85 ist auf die Schaltwellen-Stirnseite 83 aufgesetzt. Zudem ist am Ringbund 85 (auf seiner, dem Gewindezapfen 77 gegenüberliegenden Seite) ein Zentrierabschnitt 87 angeformt, der in den Hohlraum der Schaltwelle 11 einragt.
Während des Schaltbetriebs wird die Koppelstelle 23 mit einem Torsionsmoment sowie mit axialen Druck-/Zugkräften belastet. Mit dem in den 6 und 7 gezeigten Aufbau werden die Torsionskräfte unter Überbrückung des Anbauteils 81 direkt in die Stirnseite der Schaltwelle 11 eingeleitet, wodurch die Schweißverbindungsstelle zwischen dem Anbauteil 81 und der Schaltwelle 11 weitgehend momentenfrei ist.
In den 8 und 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Koppelstelle 23 gezeigt: So ist hier zusätzlich zum Gewindezapfen 77 und zum Null-Zahn 79 auch die Außenverzahnung 73 und der Axialanschlag 75 im Anbauteil 81 integriert.
In der 10 ist eine Schalthülse 13 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel gezeigt. Demzufolge ist sowohl das Rastierungs-Blechteil 67 als auch das zweite Schalthülsenteil 37 in der Axialrichtung x verlängert. Auf diese Weise ist eine zusätzliche Druckanlage-Fläche 89 bereitgestellt, gegen die ein nicht gezeigtes, federnd nachgiebiges Druckelement andrückbar ist, um betriebsbedingte Vibrationen in der Schaltwelle 11 zu reduzieren. Eine solche Druckanlage-Fläche 89 weist auch die in der 1 verbaute Rastierungs-Blechteil 67 auf.
Bezugszeichenliste

1: Schaltdom
5: Getriebewand
7: Lagerstelle
9: Schaltwellen-Ende
11: Schaltwelle
12: Elastomerelement
13: Schalthülse
15: Schaltfinger
17: Schaltkulisse
19: Kulissenstift
21: Sensorkulisse
23: Koppelstelle
27: Mitnehmer
29: Sperrflächen
31: Sperrfenster
33: Rastierungs-Kontur
35, 37: erste und zweite Schalthülsenteile
39: Ringscheibe
41, 43: Stirnseiten der ersten und zweiten Schalthülsenteile
45: Randsegmente
47: Stirnflanken
51: separates Bauteil
53: Basisabschnitt
55: Lagerzylinder
57: Schaltdomwand
59, 61: Metall-Lagerbuchsen
62: Bördelkante
63: Bolzen
65: Ringbund
67: Rastierungs-Blechteil
69: abgewinkelte Längsenden
71: Positionier-Freischnitt
73: Außenverzahnung
75: Axialanschlag
77: Gewindezapfen
79: Null-Zahn, Positionier-Kontur
81: separates Anbauteil
83: Schaltwellen-Stirnseite
85: Ringbund
87: Zentrierabschnitt
89: Druckanlage-Fläche
A1, A2: Anbindungsstellen
M: Montagerichtung
x, y: Axial- und Radialrichtung
E: Einstellbewegung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202014105047 U1 [0003]
DE 102008052139 B4 [0003]

Claims

Schaltanordnung für ein Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs, mit einem am Schaltgetriebe montierbaren Schaltdom (1), in dem eine, Schalt- und Wählkräfte (F_S, F_W) übertragende Schaltwelle (11) sowohl axial verstellbar als auch drehbar gelagert ist, auf welcher Schaltwelle (11) eine Schalthülse (13) ortsfest angeordnet ist, mit einem radial nach außen ragenden Schaltfinger (15) zur Gangschaltbetätigung des Schaltgetriebes und mit in Umfangsrichtung beidseitig des Schaltfingers (15) angeordneten Sperrfenstern (31), die eine betriebssichere Gangschaltbetätigung gewährleisten, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalthülse (13) zwei Schalthülsenteile (35, 37) aufweist, die in der Axialrichtung (x) hintereinander angeordnet sind und dazwischen einen Freischnitt definieren, durch den der Schaltfinger (15) unter Bildung der beiden Sperrfenster (31) radial nach außen ragt.
Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalthülse (13) mittels einer Ringscheibe (39) ortsfest auf der Schaltwelle (11) angeordnet ist, und dass insbesondere die Ringscheibe (39) zusammen mit dem Schaltfinger (15) ein separates Bauteil (51) bildet, und/oder dass der Schaltfinger (15) in Radialrichtung (y) betrachtet in Flucht mit der Ringscheibe (39) angeordnet ist.
Schaltanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülsenabschnitte (35, 37) unter Bildung einer zweiteiligen Schalthülse (13) als separate Bauteile ausgebildet sind, und dass die voneinander separaten Hülsenabschnitte (35, 37) mit den einander zugewandten Stirnseiten (41, 43) mit der Ringscheibe (39) verschweißt sind.
Schaltanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Axialrichtung (x) beidseitig des Schaltfingers (15) Sperrflächen (29) angeordnet sind, und dass die beiden Sperrflächen (29) jeweils an den Schalthülsenteilen (35, 37) ausgebildet sind.
Schaltanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringscheibe (39) zumindest ein radial äußeres Randsegment (45) aufweist, das mit einem radialen Überstand den Schalthülseninnenumfang überragt, und dass die einander zugewandten Stirnseiten (41, 43) der beiden Hülsenabschnitte (35, 37) mit dazu korrespondierenden, axial voneinander abgewandten Stirnflanken (47) des Randsegments (45) der Ringscheibe (39) verschweißt sind.
Schaltanordnung insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltdom (1) ein Kunststoffteil ist, und/oder dass der Schaltdom (1) einen plattenförmigen, am Getriebe montierbaren Basisabschnitt (53), der die zugewandte Schalthülsen-Stirnseite geschlossenflächig überdeckt, und einen am Basisabschnitt (53) angeformten Lagerzylinder (55) aufweist, in dem ein stirnseitiges Ende (9) der Schaltwelle (11) axial verschiebbar sowie drehbar gelagert ist.
Schaltanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass am Schaltdom-Basisabschnitt (53) eine Schaltdomwand (57) angeformt ist, die sich mit Abstand radial außerhalb ringförmig um die Schalthülse (13) erstreckt, und dass in der Schaltdomwand (57) ein mit der schalthülsenseitigen Schaltkulisse (17) zusammenwirkender, radial nach innen abragender Kulissenstift (19) gelagert ist.
Schaltanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kulissenstift (19) mit einem insbesondere durchmessergrößeren Abschnitt in einer, in der Schaltdomwand (57) eingesetzten Metall-Lagerbuchse (61) gelagert ist und mit einem insbesondere durchmesserkleineren Abschnitt in einer, in dem radial inneren Lagerzylinder-Wandung (55) eingesetzten Metall-Lagerbuchse (59) gelagert ist.
Schaltanordnung insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalthülse (13) außenumfangsseitig eine Rastierungs-Kontur (33) zugeordnet ist, und dass die Rastierungs-Kontur (33) in einem von der Schalthülse (13) separaten Bauteil (67) ausgebildet ist, insbesondere einem Blechumformteil, das an der Schalthülse (13) angebunden, insbesondere verschweißt ist.
Schaltanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass für eine lagerichtige Vorpositionierung des Rastierungs-Bauteils (67) die Schalthülse (13) eine Positionierkontur (71) aufweist, an der das Rastierungs-Blechteil (67) vor dem Schweißschritt auf der Schalthülse (13) vorpositionierbar ist.
Schaltanordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastierungs-Bauteil (67) an einer ersten Anbindungsstelle (Al) am ersten Hülsenabschnitt (35) und an einer zweiten Anbindungsstelle (A2) am zweiten Hülsenabschnitt (37) verschweißt ist.
Schaltanordnung insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltwelle (11) an ihrem schaltdomfernen Ende eine Koppelstelle (23) zur Anbindung eines Übertragungselements aufweist, über das die Schalt- und Wählkräfte (F_S, F_W) in die Schaltwelle (11) einleitbar sind, und dass die Koppelstelle (23) eine Außenverzahnung (73), auf die ein mit korrespondierender Innenverzahnung ausgebildeter Nabenabschnitt des Übertragungselements bis zu einem Axialanschlag (75) aufschiebbar ist, und einen Gewindezapfen (77) für eine Befestigungsmutter aufweist, mittels der das Übertragungselement auf der Schaltwelle (11) festspannbar ist.
Schaltanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Gewindezapfen (77) in einem zur Schaltwelle (11) separaten Anbauteil (81) ausgebildet ist, das an der Schaltwellen-Stirnseite (83) angebunden, insbesondere laserverschweißt, ist.
Schaltanordnung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das separate Anbauteil (81) einen Ringbund (85) aufweist, der den Axialanschlag (75) zur Montage des Übertragungselements bildet, und dass insbesondere der Ringbund (85) auf seiner dem Übertragungselement axial abgewandten Seite an der Schaltwellen-Stirnseite (83) angebunden ist.
Schaltanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltwelle (11) eine Hohlwelle ist, und/oder dass das Anbauteil (81) einen Zentrierabschnitt (87) aufweist, der formschlüssig in einen Hohlraum der Schaltwelle (11) einragt.
Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenverzahnung (73) und/oder der Axialanschlag (75) nicht im Anbauteil (81), sondern unmittelbar in der Schaltwelle (11) ausgebildet sind.
Schaltanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenverzahnung (73) der Koppelstelle (23) eine Sicherungskontur (79) zugeordnet ist, die mit einer korrespondierenden Gegenkontur am Übertragungselement in Formschlussverbindung bringbar ist und die eine Montage des Übertragungselements in einer gegenüber der Schaltwelle (11) lagerichtigen Drehwinkelposition zulässt und bei einer fehlerhaften Drehwinkelposition als Störkontur wirkt, die die Montage blockiert, und dass insbesondere die Sicherungskontur (79) nicht in der Schaltwelle (11), sondern im Anbauteil (81) integriert ist.
Schaltanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltwelle (11) eine Hohlwelle ist, und/oder dass die Schalthülse (13) aus einem rohrförmigen Halbzeug hergestellt ist, das als ein Zuschnittteil von einem Endlosprofil abgelängt ist.
Schaltanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastierungs-Blechteil (67) eine zusätzliche Druckanlage-Fläche (89) aufweist, gegen die ein, insbesondere federnd nachgiebiges Druckelement andrückbar ist, um betriebsbedingte Vibrationen in der Schaltwelle (11) zu reduzieren.