DE19604885A1 - Schaltwelle - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine in einem Getriebegehäuse drehbar gelagerte
Schaltwelle zum Schalten von Funktionen von Geschwindigkeits-Wechsel
getrieben, insbesondere in Kraftfahrzeugen, gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruches 1.
Derartige Schaltwellen sind in der Regel aus Metall hergestellt und weisen
Schalt- und Rastierungsfunktionen zum Schalten z. B. der Gänge oder von
Fahrstufen des Getriebes auf.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltwelle der gattungsgemäßen Art
vorzuschlagen, die bei einfacher und fertigungstechnisch günstiger Kon
struktion diese und weitere Funktionen erfüllt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen
des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
sind den weiteren Patentansprüchen entnehmbar.
Erfindungsgemäß ist die Schaltwelle teilweise mit Kunststoff umspritzt, wo
durch bei entsprechender Gestaltung Steuerungs- und/oder Lagerfunktionen
erfüllbar sind. Eine derartige Schaltwelle ist hinsichtlich der Kosten und des
Fertigungsaufwandes günstiger und hat zudem weniger Gewicht.
So kann beispielsweise durch Umspritzen einer Lagerstelle eine montage
günstige, toleranzausgleichende Lagerung der Schaltwelle unmittelbar im
Getriebegehäuse verwirklicht werden.
Ferner kann durch Umspritzen eines radial von der Schaltwelle abragenden
Armes mit ggf. gleichzeitigem Anspritzen eines Lagerauges in einfacher
Weise eine Verbindung für ein Gestänge, z. B. einer Parksperreneinrichtung
des Getriebes, geschaffen werden. Ein weiterer, federnd nachgiebiger Arm
aus Kunststoff kann zugleich als montageeinfache Sicherung für die Ge
stängeverbindung dienen.
Ferner können an einem mit einer Rastierung versehenen Stellungsgeber
Magnetelemente angeordnet werden, die in Verbindung mit einem benach
bart angeordnetem Sensor der elektronischen Steuerung des Getriebes die
Schaltpositionen der Schaltwelle sensieren. Der Stellungsgeber kann dabei
auf die metallische Schaltwelle aufgesetzt und durch Umspritzen mit Kunst
stoff lagegenau positioniert werden.
Schließlich können zwei benachbart zueinander angeordnete Segment
scheiben der Schaltwelle mit einem zwischen diese einragenden, gehäuse
festen Führungsstift die axiale Führung der Schaltwelle bilden. Dadurch wird
eine einfache und exakte axiale Positionierung der Schaltwelle erreicht.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzel
heiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt in
Fig. 1 einen teilweisen Längsschnitt entlang der Getriebe-Abtriebswelle mit
Abschlußdeckel und hydraulischer und elektronischer Steuerung ei
nes automatischen CVT-Getriebes eines Kraftfahrzeuges;
Fig. 2 in raumbildlicher Darstellung die Anordnung der Schaltwelle des Ge
triebes nach Fig. 1 im Zusammenwirken mit der elektrohydraulischen
Steuerung und einer Parksperre;
Fig. 3 einen Querschnitt durch das Getriebe entlang den Lagerstellen der
Schaltwelle; und
Fig. 4 einen teilweisen Längsschnitt durch die Schaltwelle.
Der in der Fig. 1 dargestellte Abschnitt 10 ist Teil eines elektrohydraulisch
gesteuerten CVT-Getriebes mit einer Antriebswelle (nicht dargestellt) und
einer Abtriebswelle 14, auf denen in ihren wirksamen Durchmessern ver
stellbare An- und Abtriebs-Kegelscheiben und ein Umschlingungsmittel, z. B.
ein Gliederband, zur stufenlosen Übersetzungsänderung angeordnet
sind. Ferner sind Getriebemittel zur Drehrichtungsumkehr (Rückwärtsgang)
und hydraulisch beaufschlagbare Kupplungen zum Anfahren und zur Fahrt
richtungsumschaltung vorgesehen. Diese nicht dargestellten Getriebekom
ponenten sind herkömmlicher, bekannter Bauart.
Das Gehäuse 16 des Getriebes 10 endet an dem dem Getriebeein- und
-ausgang gegenüberliegendem Ende in einem stirnseitigen Getriebeflansch
18, auf den einander unmittelbar benachbart eine hydraulische Steuerung
20 und eine elektronische Steuerung 22 aufgesteckt und mittels Schrauben
24 befestigt sind.
Die hydraulische Steuerung 20 besteht im wesentlichen aus zwei Kanalplat
ten 28, 30, in denen in bekannter Weise Steuerkanäle, Kolbenschieber und
Magnetventile (nicht dargestellt) zum Ansteuern der Kegelscheiben und
Kupplungen des Getriebes angeordnet sind.
Die elektronische Steuerung 22, die unmittelbar auf die hydraulische Steue
rung 20 aufgesteckt ist, enthält in bekannter Weise eine CPU mit den logi
schen Verknüpfungsschaltungen, sowie Kennlinienspeicher der Schaltpro
gramme und entsprechende Ausgangsverstärker zur Ansteuerung der Ma
gnetventile zur hydraulischen Steuerung des Getriebes, wobei die fahr
zeugspezifischen Parameter wie Motormanagement, Leistungsanforderung
(Gaspedalstellung), etc. vom Kraftfahrzeug über einen an der plattenförmi
gen elektronischen Steuerung 22 vorgesehenen Zentralanschluß 36 in Form
einer Steckerbuchse mit entsprechenden Steckkontakten eingeleitet und
Getriebesignale abgegeben werden.
Der Zentralanschluß 36 erstreckt sich dabei unter Zwischenschaltung einer
Ringdichtung 38 durch einen Durchbruch 40 in einem die hydraulische und
elektronische Steuerung 20, 22 umschließenden Abschlußdeckel 42. Der
Abschlußdeckel 42 ist wiederum mit dem Getriebeflansch 18 unter Zwi
schenschaltung einer Dichtung verschraubt.
Im Getriebegehäuse 16 ist ferner eine über einen Gangwählhebel (nicht
dargestellt) manuell betätigbare Schaltwelle 44 in Lagerstellen 45, 47 dreh
bar gelagert (Fig. 3), die über einen ersten abragenden Arm 46 und ein Ge
stänge 48 mit einer Konusbüchse 50 die Klinke 52 einer Parksperre (nicht
dargestellt) des Getriebes 10 betätigt. Ein federnder Sicherungsarm 53 der
Schaltwelle 44 sichert dabei das um 90 abgebogende Ende 51 des Ge
stänges 48 in dem korrespondierenden Lagerauge 49 des Armes 46. Bei der
Montage des Gestänges 48 ist der federnde Arm 53 entsprechend anzuhe
ben, bis das abgebogene Ende 51 in das Lagerauge 49 eingeschoben wer
den kann. Anschließend hält der federnd nachgiebige Arm 53 das Gestänge
48 im Lagerauge 49 gegen Herausfallen.
Ein weiterer abragender Arm 54 der Schaltwelle 44 betätigt einen Schalt
schieber 34 der hydraulischen Steuerung 20.
Ferner trägt die Schaltwelle 44 einen segmentförmigen Stellungsgeber 56
mit stirnseitigen Nocken 57, der mit einer durch eine Feder 58 vorgespann
ten Rastklinke 60 zusammenwirkt und an dem je Schaltstellung ein Magnet
element 62 vorgesehen ist. Die Rastklinke 60 ist über eine Achse 59 gehäu
sefest an der hydraulischen Steuerung 20 angelenkt. Dadurch wird eine
einstellfreie, genaue Zuordnung der Schaltwelle 44 zur hydraulischen Steue
rung 20 bewirkt.
Die Magnetelemente 62 dienen zur berührungslosen Sensierung der
Schaltstellungen der Schaltwelle 44 nach dem Halleffekt, wobei von der
elektronischen Steuerung 22 ein entsprechend angeformter Hallsensor 64
mit Sensorelementen 64a im Schwenkbereich der Magnetelemente 62 des
Stellungsgebers 56 angeordnet ist (vgl. Fig. 1 und 2).
Desweiteren sind an der Schaltwelle 44 zwei radial abragende, einander
benachbarte Segmentscheiben 70, 72 (Fig. 3 und 4) vorgesehen, in die im
montierten Zustand des Getriebes 10 ein Führungsstift 74 im wesentlichen
spielfrei einragt und damit die Schaltwelle 44 axial fixiert. Der Führungsstift
74 ist an dem Gehäuse der hydraulischen Steuerung 20 befestigt.
Schließlich trägt die Schaltwelle 44 noch einen weiteren radial abragenden
Arm 76, der als Drehanschlag der Schaltwelle 44 in Gehäuse 16 des Getrie
bes 10 dient.
Wie insbesondere Fig. 4 zeigt, setzt sich die Schaltwelle 44 aus einem me
tallischen Wellenteil 44a und einer rohrförmigen Kunststoffumspritzung 44b
zusammen. An dem metallischen Wellenteil 44a ist der Lagerzapfen 44c
ausgebildet, der mit einer Lagerbüchse 78 und einer Wellendichtung 80 im
Getriebegehäuse 16 die Lagerstelle 47 darstellt. Ferner ist an das metalli
sche Wellenteil 44a der metallische Abschnitt 46a des Armes 46 ange
schweißt, während der metallische Stellungsgeber 56a nur auf das metalli
sche Wellenteil 44a aufgesetzt und durch teilweises Umspritzen mit dem
Kunststoff lagegenau positioniert ist.
Diese metallischen Teile 44a, 56a und 46a sind somit mit Kunststoff, z. B.
glasfaserverstärktem Polyamid, umspritzt, wobei wie gezeigt das Wellenteil
44b, der Arm 76, die Segmentscheiben 70, 72 mit entsprechenden Verstei
fungsrippen 82, der Arm 54, der federnd nachgiebige Arm 53 und der Arm
46 mit dem Lagerauge 49 einstückig mitangespritzt sind. Zudem ist durch
Umspritzen mit Kunststoff der Lagerzapfen 44d gebildet, der in eine Gehäu
sebohrung 84 des Getriebegehäuses 16 eingesetzt unmittelbar die zweite
Lagerstelle 45 der Schaltwelle 44 ergibt. Ggf. können auch noch andere
Funktionsteile angespritzt sein, z. B. eine Öse für die Zugfeder 58 und/oder
Anschlagbunde 77 etc.
Schließlich sind die Magnetelemente 62 aus in Kunststoff integriertem Ei
senoxidpulver an dem Stellungsgeber 56a befestigt, z. B. durch Kleben,
Nieten oder Anspritzen. Durch anschließendes, örtliches Magnetisieren
werden die mit dem Hallsensor 64 zusammenwirkenden Magnetelemente 62
aktiviert.
Claims (10)
1. In einem Getriebegehäuse drehbar gelagerte Schaltwelle zum Schalten
von Funktionen von Geschwindigkeitswechselgetrieben, insbesondere in
Kraftfahrzeugen, die mehrere radial abragende Arme aufweist, dadurch
gekennzeichnet, daß die metallische Schaltwelle (44a) zur Erzielung zu
sätzlicher Funktionen teilweise mit Kunststoff umspritzt ist.
2. Schaltwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lager
zapfen (44d) der Schaltwelle (44) mit Kunststoff umspritzt ist und unmit
telbar in einer Bohrung (84) des Getriebegehäuses (16) geführt ist.
3. Schaltwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit
Kunststoff teilweise umspritzter Arme (46) der Schaltwelle (44) ein in
Kunststoff ausgeführtes Lagerauge (49) aufweist, in dem ein Gestänge
(48) des Getriebes (10) gelagert ist.
4. Schaltwelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer
in Kunststoff angeformter, federnd nachgiebiger Arm (53) benachbart
dem Lagerauge (49) angeordnet ist, der als Herausfallsicherung für das
Gestänge (48) dient.
5. Schaltwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein von der
Schaltwelle (44) abragender segmentförmiger Stellungsgeber (56) mit
stirnseitigen Nocken (57) in Verbindung mit einer federnd vorgespannten
Rastklinke (60) eine den schaltbaren Funktionen entsprechende Rastie
rung bildet.
6. Schaltwelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an dem
segmentförmigen Stellungsgeber (56) Magnetelemente (62) angeordnet
sind, die in Verbindung mit einem benachbart angeordnetem Sensor (64)
die Schaltpositionen der Schaltwelle (44) sensieren.
7. Schaltwelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ma
gnetelemente (62) aus einem mit magnetisierbaren Eisenoxidpulver ver
setztem Kunststoff oder Elastomer gebildet und auf den Stellungsgeber
(56) aufgebracht sind.
8. Schaltwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei be
nachbart zueinander angeordnete Segmentscheiben (70, 72) trägt, die
mit einem zwischen die Segmentscheiben einragenden, gehäusefesten
Führungsstift (74) die axiale Führung der Schaltwelle (44) ergeben.
9. Schaltwelle nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Segmentscheiben (70, 72) und/oder weitere Arme (54, 76) unmittelbar aus
Kunststoff gebildet und an die Schaltwelle (44) angespritzt sind.
10. Schaltwelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß zumindest ein radial abragender Arm bzw. der
Stellungsgeber (56a) durch zumindest teilweises Umspritzen mit Kunst
stoff auf der metallischen Welle (44a) in einer definierten Position gehal
ten ist.
Priority Applications (1)
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DE19604885.0A DE19604885B4 (de) | 1996-02-10 | 1996-02-10 | Schaltwelle |
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Publications (2)
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DE19604885A1 true DE19604885A1 (de) | 1997-08-14 |
DE19604885B4 DE19604885B4 (de) | 2018-10-25 |
Family
ID=7785040
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