WO2000079153A1 - Schaltwelle für ein schaltgetriebe und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Schaltwelle für ein schaltgetriebe und verfahren zu ihrer herstellung Download PDF

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WO2000079153A1
WO2000079153A1 PCT/DE2000/001997 DE0001997W WO0079153A1 WO 2000079153 A1 WO2000079153 A1 WO 2000079153A1 DE 0001997 W DE0001997 W DE 0001997W WO 0079153 A1 WO0079153 A1 WO 0079153A1
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shaft
component
shaft body
engagement component
engagement
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PCT/DE2000/001997
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French (fr)
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Andreas Rogg
Norbert Esly
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Luk Lamellen Und Kupplungsbau Gmbh
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    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
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    • F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
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    • F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H2063/3076—Selector shaft assembly, e.g. supporting, assembly or manufacturing of selector or shift shafts; Special details thereof
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    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/26—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
    • F16H61/28—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted

Definitions

  • the present invention relates to a central control shaft for a particularly automatic
  • matized manual transmission which is designed to select gear stages to be switched and to switch the gear stages according to the preamble of claim 1
  • the invention also relates to a method for producing such a central switch
  • the driver's bill in that, for example, hydraulic on the manual transmission
  • Actuators are attached, which are used for hydraulic actuation of the gearbox
  • Such a transmission-internal shift element is a central shift shaft or central
  • Switching shaft in which a selection or switching process by an axial actuation or
  • This central control shaft has an engagement component, by means of which it
  • Actuator for axial movement can be applied and an engaging component for
  • Known selector shafts of such transmissions are made from a solid material via meh ⁇
  • the invention has the in An ⁇
  • the selector shaft having a tubular shaft body
  • the switching shaft according to the invention is therefore characterized in that it has a shaft body in the form of a
  • first engagement component on the shaft body to act on the
  • the engaging components can ei ⁇
  • Engagement component of the selector shaft associated engagement component for example in the form of a toothing element, can act axially on the selector shaft and via
  • Circumferential direction can act.
  • the first engagement component for axially loading the selector shaft can be rotatably but axially fixed on the tubular shaft body relative to the latter.
  • Shaft body leads relative to the first engagement component, so that there is no rotation
  • the rack segment will be a gear segment.
  • the gear segment is both axially and non-rotatably with the tubular shaft body of the central one
  • Switch shaft connected and can be an actuator for example in the form
  • Swiveling movement of the shift finger This can be in a shift fork mouth
  • Switch shaft can come with respect to the biasing device and so for example
  • the shaft body At least one inclined which can be brought into engagement with a pretensioning device
  • the shift shaft generates a variable pretensioning force over the inclined surface, which must be overcome by the actuator actuated by an electric motor, for example,
  • connection protection can be provided on the shaft body
  • engagement component may be the gear shaft segment provided for the axial actuation of the selector shaft which is rotatable and axially fixed relative thereto.
  • the tubular shaft body is
  • an engaging component and / or a pretensioning device and / or a connection security tion is provided so that the shaft body by rolling the board to
  • Steering body a second piece of pipe can be arranged, which functional surfaces in the
  • gene shaft body is used in such a way that this allows access to the above-mentioned functional surfaces through recesses formed on it.
  • the steering body acts on the toothing of the pipe section in the axial direction
  • Neat engagement component in the form of, for example, a gear segment with a shift finger arranged thereon leads when the gear segment is acted upon
  • tubular shaft body and thus for example for a switching operation
  • tubular shaft body an engagement member for axially loading the
  • the sheet metal component also with a circuit
  • fuse can be provided and that in the interior of the tubular shaft body additionally an engagement component for axially loading the selector shaft
  • the sheet metal component can fix the position
  • the shift shaft is formed and can have a tooth profile for this purpose.
  • tubular shaft body can be any suitable material. According to a further advantageous embodiment, the tubular shaft body can be any suitable material.
  • Engagement component used in the recess of the tubular shaft body are rotatably but axially fixed so that the
  • Actuation of the engagement component via an actuator thus leads to an axial one
  • tes engagement component can be arranged in the form of a gear segment, wel ⁇
  • ches can be acted upon by an actuator so that it is axially and rotationally
  • a sloping surface formed in the longitudinal section of the shaft body can be preloaded
  • Position can assume, for example, a position corresponding to the neutral position of the manual transmission.
  • control shaft according to the invention with a tubular shaft body, on which functional surfaces can be formed, or the components with functional surface
  • the circuit board is rolled into a piece of tubing and the engagement component
  • the circuit board representing the shaft body in development can be a
  • rectangular sheet metal for example produced by means of a stamping process
  • the recessed board can be used to form a piece of pipe in the receiving space described, so that the rack segment relative to the Pipe piece is rotatable and axially fixed to this.
  • the tube-shaped tube piece can, for example, in a second engagement component
  • the method according to the invention can also be modified such that
  • an actuator has a toothing that is complementary to the toothed rack segment
  • che with a biasing device for example in the form of a in a sleeve
  • the outer tube piece can have a second engagement component in the mold at one end a provided with a shift finger gear segment to this axially fixed
  • the shift gate of the gear stage to be shifted is moved, which corresponds to the selection process, and then an actuation of the gear segment via an actuator
  • an engaging component can also be used in the
  • a tapered surface is provided with a diameter taper
  • n device can be brought into engagement.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a control shaft according to the invention
  • Fig. 2 is a plan view of a circuit board for producing a selector shaft
  • Fig. 3 shows a switching shaft produced by means of the circuit board according to Fig. 2 in section;
  • FIG. 4 shows an outer tube with passages for forming a switching shaft
  • 5 shows a pipe section with a toothed segment and an inclined surface in plan view, which can be inserted into the pipe section according to FIG. 4
  • Fig. 6 is a sectional view of one by inserting the pipe section after
  • Fig. 7 is a pipe section similar to that of FIG. 4 for receiving a Blech ⁇
  • FIG. 9 is a sectional view of a control shaft with a sheet metal component according to FIG. 8 inserted into the pipe section according to FIG. 7 and a toothed rack
  • Fig. 10 is a sectional view of another embodiment of a control shaft
  • Fig. 1 of the drawing shows an illustration to explain the operation of the
  • Handle component 2 in the form of a rack segment. This is with the shaft body
  • the toothed rack segment 2 has a toothing which is in engagement with a toothing of a pinion 4, the pinion 4 being supported by an actuator (not shown).
  • tuator can be set in rotary motion, so that this rotary motion over the
  • Teeth of the pinion and the toothing of the rack segment 2 leads to a movement of the central control shaft 1 in the direction of its longitudinal axis.
  • the gear segment 5 has an actuating element in the form of a shift finger 6
  • the longitudinal axis can be used to carry out a dialing process
  • the pinion 7 acting actuator not shown, in the form of, for example, an electric
  • Shift finger 6 leads in the circumferential direction of the central shift shaft 1 and on this Way of the shift finger 6 with the shift fork mouth of the gear stage to be switched on
  • Fig. 1 of the drawing further shows a biasing device 8 in the form of a in
  • Acting actuator must overcome the biasing force of the biasing device and
  • the shaft body 3 of the central control shaft 1 can also be connected
  • Manual transmission simulates which is actuated via the central shift shaft 1.
  • Fig. 2 of the drawing shows a plan view of a circuit board for producing the in
  • Fig. 3 shown central switching shaft 1. As it is readily apparent, be ⁇
  • the board 11 sits a shape and surface extension, which results from a settlement
  • central switching shaft 1 can be formed according to FIG. 3.
  • the circuit board 11 according to FIG. 2 can be produced and has a punching process
  • the body 12 results in a receiving space for a rack segment 14 shown in FIG. 3 in section.
  • the rack segment 14 is a construction
  • gene shaft body 12 can be set so that it is relative to the shaft body 12th
  • the plane of the recess 13 is bent in the downward direction by 90 °
  • circuit board 11 to form the shaft body 12 has recesses 17 which are complementary in shape and area to extensions 18 on the
  • the board 11 has a Ver ⁇
  • Manual transmission simulates which can be switched via the central shift shaft 1 according to FIG. 3.
  • the board 11 also has a recess 20 for the
  • career path 21 occupies a defined position, for example, the neutral position of Ge
  • tabs 23 are arranged, which at the
  • Shaft body 12 formed pipe piece diametrically opposite and in corresponding
  • gene segments can be used, which there, for example, via a
  • Shaft body 12 can be set.
  • the track 21 points with respect to the wel
  • Strips are generated for example from a sheet and with the board 11 before or after the rolling process of the board 11 to the tubular shaft body
  • FIG. 4 and Fig. 5 of the drawing show tubular body to form the in Fig. 6 in section
  • Central shift shaft 1 shown according to a further embodiment according to the present invention.
  • the central switching device provided in this embodiment
  • Shaft 1 is formed from a pipe section into which a second pipe section is inserted.
  • the outer tube 25 shown in FIG. 4 is made from a tube section by
  • the inner tubular body 29 inserted into the outer tube 25 is twisted
  • the cutout 32 can be produced, for example, by means of a laser cutting process
  • Link guide as anti-rotation by a punching process or by a
  • FIGS. 7 and 8 Another embodiment of the selector shaft according to the invention is shown in FIGS. 7 and 8
  • the tubular body 35 is removed from a tubular section by, for example, a laser
  • the component 38 which can be produced from a sheet, for example, is
  • Fixing the position of the component 38 in the tubular body 35 can be bent by 90 °
  • the component 38 is fixed axially in the tubular body 35.
  • NEN for fixing an engagement component 43 at an axial end of the tubular body 35, which in turn can be designed as a gear segment with a shift finger
  • the track 37 is inserted in the tubular body 35
  • Component 38 for cooperation with an anti-rotation device similar to the anti-rotation device
  • Curing 8 according to FIG. 1 accessible.
  • the window 39 is used to access the tooth
  • the rack element 40 can, for example, be made from a plastic material in an injection molding process and serves the same purpose
  • a component 44 is in the region of the raceway 37
  • the outer tube 35 can be ver ⁇ with a window cutting process with the windows and recesses
  • Tube is rolled.
  • a slide guide serving as an anti-rotation device can also be used in
  • the tubular body 35 are generated by a cutting process.
  • Fig. 10 of the drawing finally shows a central control shaft 1 after another
  • Embodiment according to the present invention in a sectional view.
  • this embodiment has a pipe section
  • Migen shaft body 45 which from a tube with a rolling process or with egg
  • a rack segment 46 can be in a receiving space of the shaft body 45
  • a biasing device similar to the biasing device 8 of FIG. 1 can on the
  • rotationally symmetrical shaft body 45 produced, for example, by a rolling process are or if the track 47 only on a portion of the circumference of the
  • Shaft body 45 is to be manufactured, for example by a forming Hoch ⁇
  • the track 47 is located in the range of rotation of the center
  • len switching shaft 1 to fulfill its position securing function in any relative position of the detent provided for the housing or the pretensioning device.
  • the second engagement component 48 shown in the lower region of FIG. 10 can again be designed as a gear segment with a shift finger which is attached to
  • the shaft body 45 for example by means of a caulking process or a pla
  • the engagement component in the form of, for example, a gear segment can be attached to the tubular shaft body without the formation of a complex shaft Hub connection via a simple caulking process or a plastic Um ⁇

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Abstract

Es ist eine zentrale Schaltwelle (1) für ein insbesondere automatisiertes Schaltgetriebe vorgesehen, die zum Wählen von zu schaltenden Gangstufen und zum Schalten der Gangstufen ausgebildet ist und hierzu axial bewegbar und drehbar ausgebildet ist, und mindestens ein Eingriffsbauteil (2) aufweist, mittels dem die Schaltwelle in axialer Richtung und in Drehrichtung zum Wählen und Schalten beaufschlagbar ist, wobei die Schaltwelle einen rohrstückförmigen Wellenkörper (3) aufweist, an dem das mindestens eine Eingriffsbauteil festlegbar ist.

Description

Schaltwelle für ein Schaltgetriebe und Verfahren zu ihrer Herstellung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine zentrale Schaltwelle für ein insbesondere auto-
matisiertes Schaltgetriebe, die zum Wählen von zu schaltenden Gangstufeπ und zum Schalten der Gangstufen ausgebildet ist nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die
Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer solchen zentralen Schalt¬
welle nach dem Oberbegriff des Anspruch 15.
Schaltgetriebe für Kraftfahrzeuge sind bereits in vielen Ausführungen bekannt gewor¬
den. Neben den sogenannten Handschaltgetrieben, die über verschiedene Betäti¬
gungselemente einen Gangwähl- und Gangschaltvorgang des Fahrers auf die getrie¬
beinternen Einrichtungen übertragen, sind auch bereits automatisierte Schaltgetriebe
bekannt geworden. Diese tragen unter anderem dem gesteigerten Komfortanspruch
des Fahrers Rechnung dadurch, daß am Schaltgetriebe beispielsweise hydraulische
Aktoren angebracht werden, die für eine hydraulische Betätigung der getriebeinternen
Schaltelemente sorgen. Auch sind bereits elektrische Aktoren bekannt geworden, die
getriebeinterne Schaltelemente betätigen können.
Ein solches getriebeinternes Schaltelement ist eine Zentralschaltwelle oder zentrale
Schaltwelle, bei der ein Wähl- oder Schaltvorgang durch eine axiale Betätigung oder
eine Betätigung in Umfangsrichtung oder Drehrichtuπg erfolgen kann. Der Wählvor¬
gang sorgt für die Auswahl der Schaltgasse, in der die zu schaltende Gangstufe liegt und mit dem Schaltvorgang wird die zu schaltende Gangstufe dann durchgeschaltet. Hierbei ist es möglich, daß die axiale Betätigung der zentralen Schaltwelle zum Wäh¬
len der Schaltgasse dient und die nach dem Wählen stattfindende Drehbewegung der
zentralen Schaltwelle ein Betätigungselement in Form beispielsweise eines Schaltfin¬
gers in ein Schaltgabelmaul oder dergleichen eingreifen läßt und über die Verschie-
bung einer daran angeordneten Schaltstange für das Schalten der Gangstufe sorgt. Es
ist aber auch möglich, daß die Drehbewegung der zentralen Schaltwelle für das Wäh¬
len der Schaltgasse zuständig ist und der Schaltvorgang dann über eine Axialbewe¬
gung der zentralen Schaltwelle herbeigeführt wird.
Aus der DE 197 34 023 A1 ist ein Kraftfahrzeug mit einem automatisierten Schaltge¬
triebe bekannt geworden, welches über Aktuatoren betätigt werden kann. Bei einem mit einer zentralen Schaltwelle ausgestatteten Schaltgetriebe sorgt ein Paar von Aktuato¬
ren für die Axialbewegung und die Drehbewegung der Schaltwelle in Umfangsrichtung.
Diese zentrale Schaltwelle weist dabei ein Eingriffsbauteil auf, mittels dem es vom
Aktuator zur Axialbewegung beaufschlagt werden kann und ein Eingriffsbauteil zur
Beaufschlagung der Schaltwelle in Umfangsrichtung.
Bekannte Schaltwellen derartiger Getriebe werden aus einem Vollwerkstoff über meh¬
rere Fertigungsstufen gefertigt und sind daher in der Herstellung aufwendig und teuer. Wenn darüber hinaus an einer solchen bekannten Schaltwelle auch noch zusätzliche Funktionen in der Form beispielsweise einer Verschaltsicherung implementiert werden
müssen, so führt dies zu einem weiteren Anstieg der Bearbeitungsschritte. Der vorlie¬
genden Erfindung liegt daher zur Beseitigung der geschilderten Nachteile die Aufgabe
zugrunde, eine zentrale Schaltwelle für ein insbesondere automatisiertes Schaltgetrie- be zu schaffen, die deutlich kostengünstiger hergestellt werden kann und auch in be¬
reits bestehende Getriebekonstruktionen eingebunden werden kann. Darüber hinaus
soll ein Verfahren zur Herstellung dieser Schaltwelle geschaffen werden.
Die Erfindung weist zur Lösung der Aufgabe hinsichtlich der Schaltwelle die im An¬
spruch 1 angegebenen Merkmale auf. Vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in den
weiteren Ansprüchen beschrieben. Darüber hinaus weist die Erfindung zur Lösung der
Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens die im Anspruch 15 angegebenen Merkmale auf,
wobei sich Varianten hiervon anhand der weiteren Ansprüche ergeben.
Nach der Erfindung ist daher eine zentrale Schaltwelle für ein insbesondere automati¬
siertes Schaltgetriebe vorgesehen, die zum Wählen von zu schaltenden Gangstufen
und zum Schalten der Gangstufen ausgebildet ist und hierzu axial bewegbar und dreh¬
bar ausgebildet ist und mindestens ein Eingriffsbauteil aufweist, mittels dem die
Schaltwelle in axialer Richtung und in Drehrichtung zum Wählen und Schalten beauf¬
schlagbar ist, wobei die Schaltwelle einen rohrstückförmigen Wellenkörper aufweist, an
dem das mindestens eine Eingriffsbauteil festlegbar ist. Die erfindungsgemäße Schaltwelle zeichnet sich daher dadurch aus, daß sie einen Wellenkörper in der Form eines
Rohrstückes aufweist, an dem ein oder mehrere Eingriffsbauteile zur axialen Beauf-
schlagung und zur Beaufschlagung der Schaltwelle in Umfangsrichtung angeordnet
werden können.
Es kann dabei am Wellenkörper ein erstes Eingriffsbauteil zur Beaufschlagung der
Schaltwelle in axialer Richtung und ein zweites Eingriffsbauteil zur Beaufschlagung der Schaltwelle zur Drehung angeordnet sein. Die Eingriffsbauteile können dabei bei ei¬
nem automatisierten Schaltgetriebe von einem beispielsweise am Getriebegehäuse
angeordneten Aktuator beaufschlagt werden, so daß der Aktuator über ein dem ersten
Eingriffsbauteil der Schaltwelle zugeordnetes Eingriffsbauteil beispielsweise in der Form eines Verzahnungselementes die Schaltwelle axial beaufschlagen kann und über
ein dem zweiten Eingriffsbauteil zugeordnetes Verzahnungselement die Schaltwelle in
Umfangsrichtung beaufschlagen kann.
Das erste Eingriffsbauteil zur Axialbeaufschlagung der Schaltwelle kann am rohrstück- förmigen Wellenkörper relativ zu diesem drehbar aber axial fest festgelegt sein. Diese
Anordnung führt dazu, daß eine Beaufschlagung des ersten Eingriffsbauteils am Wel¬
lenkörper über einen Aktuator zu einer Axialbewegung der Schaltwelle beispielsweise
zum Wählen der Schaltgasse führt und daß aufgrund der Festlegung des zweiten Eingriffsbauteils am Wellenkörper relativ zu diesem drehfest und axial fest eine Beauf-
schlagung des zweiten Eingriffsbauteils am Wellenkörper zu einer Drehbewegung des
Wellenkörpers relativ zum ersten Eingriffsbauteil führt, so daß es zu keiner Drehbewe¬
gung zwischen dem ersten Eingriffsbauteil und dem dieses beaufschlagenden Aktuator kommt.
In vorteilhafter Weise kann das erste Eingriffsbauteil ein Zahnstangensegment sein
und das zweite Eingriffsbauteil ein Zahnradsegment. Das Zahnstangensegment wird
zur axialen Beaufschlagung der rohrstückförmigen zentralen Schaltwelle so in oder am rohrstückförmigen Wellenkörper festgelegt, daß es relativ zu diesem drehbar ist aber
bei einer Beaufschlagung des Zahnstangensegments über den Aktuator mit einem komplementär ausgestalteten Verzahnungsbauteil zu einer axialen Verschiebung der
zentralen Schaltwelle in deren Längsrichtung führt. Das Zahnradsegment ist dabei sowohl axial als auch drehfest mit dem rohrstückförmigen Wellenkörper der zentralen
Schaltwelle verbunden und kann ein Betätigungselement beispielsweise in der Form
eines Schaltfiπgers aufweisen, so daß eine Betätigung des Zahnradsegments über den Aktuator zu einer Drehbewegung der zentralen Schaltwelle führt und damit zu einer
Schwenkbewegung des Schaltfingers. Dieser kann in ein Schaltgabelmaul einer
Schaltstange eingreifen und so zu einer axialen Betätigung der Schaltstange führen
und damit zu einem Schalten der Gangstufe.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Wellenkörper mit einer Vorspannein¬
richtung in Eingriff bringbar ist derart, daß zur axialen Bewegung des Wellenkörpers
eine Vorspannkraft zu überwinden ist. Es bedeutet dies mit anderen Worten, daß die
axiale Betätigung der erfindungsgemäßen Schaltwelle nur dann möglich ist, wenn hier-
zu die von der Vorspanneinrichtung erzeugte Vorspannkraft überwunden wird. Dies
führt insbesondere bei einer vertikalen Einbaulage der erfindungsgemäßen zentralen
Schaltwelle zu dem Vorteil, daß es nicht zu einer nicht definierten axialen Stellung der
Schaltwelle hinsichtlich der Vorspanneinrichtung kommen kann und so beispielsweise
kein Herausgleiten der zentralen Schaltwelle aus der Neutralstellung des Schaltgetrie-
bes eintreten kann. Wenn die zentrale Schaltwelle im Falle ihrer Anwendung bei einem
automatisierten Schaltgetriebe von einem Aktuator betätigt wird, so muß dieser zur Herbeiführung einer axialen Betätigung der Schaltwelle zunächst die Vorspanπkraft der
Vorspanneinrichtung überwinden, um die im Getriebe gelagerte zentrale Schaltwelle
axial zu verschieben. Zur Herbeiführung einer einrastenden Stellung kann am Wellen- körper mindestens eine mit einer Vorspanneinrichtung in Eingriff bringbare geneigte
Fläche vorgesehen sein, so daß die Vorspanneinrichtung bei einer axialen Bewegung
der Schaltwelle über die geneigte Fläche eine veränderliche Vorspannkraft erzeugt, die von dem beispielsweise elektromotorisch betätigten Aktuator überwunden werden muß,
was bei diesem zu einem Anstieg des Beschaltungsstromes führt, so daß durch eine
Erfassung des Beschaltungsstromes eine indirekte Erfassung des von der Schaltwelle
zurückgelegten Weges ermöglicht wird.
Nach einer Fortführung der Erfindung kann am Wellenkörper eine Verschaltsicherung
insbesondere in der Form einer ein Schaltschema nachbildenden Kulissenführung
vorgesehen sein, so daß die Schaltwelle über Aktuatoren angesteuert keine Stellung
einnehmen kann, die nicht dem Schaltschema des Schaltgetriebes entspricht.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der rohrstückförmige Wellenkörper minde-
stens eine Aussparung zur Aufnahme mindestens eines Eingriffsbauteiles aufweist,
wobei das Eingriffsbauteil das zur axialen Betätigung der Schaltwelle vorgesehene relativ zu diesem drehbar und axial feste Zahnstangensegment sein kann.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist der rohrstückförmige Wellenkör-
per aus einer mit Aussparungen für mindestens ein Eingriffsbauteil und/oder eine Vor¬
spanneinrichtung und/oder eine Verschaltsicherung versehenen zu einem Rohrstück
gerollten Platine gebildet. Es bedeutet dies mit anderen Worten, daß eine den rohrstückförmigen Wellenkörper in Abwicklung darstellende Platine mit Aussparungen für
ein Eingriffsbauteil und/oder eine Vorspanneinrichtung und/oder eine Verschaltsiche- rung vorgesehen ist, so daß sich der Wellenkörper durch ein Rollen der Platine zu
einem Rohrstück herstellen läßt.
Nach einer alternativen Ausführungsform kann im Inneren des rohrstückförmigen Wel-
lenkörpers ein zweites Rohrstück angeordnet sein, welches Funktionsflächen in der
Form eines Eingriffsbauteiles zur axialen Beaufschlagung und/oder einer geneigten
Fläche und/oder einer Verdrehsicherung aufweist, wobei der rohrstückförmige Wellen¬
körper Aussparungen für den Zugang zu den Funktionsflächen des zweiten Rohrstücks
besitzt. Es bedeutet dies mit anderen Worten, daß ein Rohrstück Funktionsflächen in
der Form beispielsweise eines Verzahnungsprofiles im Längsschnitt zur axialen Beauf¬
schlagung des Wellenkörpers aufweist und eine geneigte Fläche zum Eingriff mit einer
Vorspanneinrichtung besitzen kann sowie eine Verdrehsicherung in der Form bei¬
spielsweise einer Kulissenführung und ein solches Rohrstück in einen rohrstückförmi¬
gen Wellenkörper eingesetzt wird, derart, daß dieser über an ihm ausgebildete Aus- sparungen den Zugang zu den genannten Funktionsflächen ermöglicht. Über ein axial
feste Anordnung des Rohrstücks mit den Funktionsflächen im rohrstückförmigen Wel¬
lenkörper führt eine Beaufschlagung der Verzahnung des Rohrstücks in Axialrichtung
zu einer Beaufschlagung der Schaltwelle in Axialrichtung und zwar beispielsweise zum
Wählen der Schaltgasse. Ein zweites an dem Wellenkörper an einem Ende angeord-
netes Eingriffsbauteil in der Form beispielsweise eines Zahnradsegments mit einem daran angeordneten Schaltfinger führt bei einer Beaufschlagung des Zahnradsegments
durch einen Aktuator zu einer Bewegung des Schaltfingers in Umfangsrichtung des
rohrstückförmigen Wellenkörpers und damit beispielsweise zu einem Schaltvorgang
der zu schaltenden Gangstufe. Nach einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schaltwelle kann im Inneren des
rohrstückförmigen Wellenkörpers ein Eingriffsbauteil zur axialen Beaufschlagung der
Schaltwelle und ein Blechbauteil mit Funktionsflächen in der Form einer geneigten
Fläche und/oder einer Verschaltsicherung angeordnet sein, wobei der rohrstückförmige
Wellenkörper Aussparungen für den Zugang zu den genannten Funktionsflächen be¬
sitzt. Es bedeutet dies mit anderen Worten, daß ein Blechbauteil mit einer Funktions¬
fläche in der Form einer geneigten Fläche zum Eingriff mit einer Vorspanneinrichtung
zur Erzeugung einer veränderlichen Vorspannkraft, wie es vorstehend bereits be-
schrieben worden ist, vorgesehen ist, wobei das Blechbauteil auch mit einer Verschalt¬
sicherung versehen sein kann und daß im Inneren des rohrstückförmigen Wellenkörpers zusätzlich ein Eingriffsbauteil zur axialen Beaufschlagung der Schaltwelle vorge¬
sehen ist. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung kann das Blechbauteil zur Lagefixie¬
rung im Wellenkörper zumindest abschnittsweise von einem Kunststoffwerkstoffbauteil
festgelegt werden, welches gleichzeitig als Eingriffsbauteil zur axialen Beaufschlagung
der Schaltwelle ausgebildet ist und zu diesem Zweck ein Verzahnungsprofil aufweisen kann.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausbildung kann der rohrstückförmige Wellenkörper
eine Aussparung zur Aufnahme eines zur Axialbeaufschlagung der Schaltwelle die¬
nenden Eingriffsbauteiles und eine Durchmesserverjüngung zur Bildung einer im Längsschnitt des rohrstückförmigen Wellenkörpers betrachteten geneigten Fläche
aufweisen. Bei dieser Ausführungsform kann ein mit einer Verzahnung ausgebildetes
Eingriffsbauteil in die Aussparung des rohrstückförmigen Wellenkörpers eingesetzt werden und zu diesem drehbar aber axial fest angeordnet werden, so daß sich der
Wellenkörper relativ zum Eingriffsbauteil drehen, nicht aber axial versetzen kann. Eine
Beaufschlagung des Eingriffsbauteiles über einen Aktuator führt damit zu einer axialen
Bewegung der Schaltwelle, wobei an einem axialen Ende des Wellenkörpers ein zwei-
tes Eingriffsbauteil in der Form eines Zahnradsegments angeordnet werden kann, wel¬
ches von einem Aktuator so beaufschlagt werden kann, daß der damit axial und dreh¬
fest verbundene Wellenkörper eine Drehbewegung zusammen mit dem Zahnradsegment ausführt und ein am Zahnradsegment angeordneter Schaltfinger in ein Schaltga-
belmaul eingreifen kann. Mit der an der Durchmesserverjüngung des rohrstückförmigen
Wellenkörpers im Längsschnitt ausgebildeten geneigten Fläche kann eine Vorspan¬
neinrichtung in Eingriff stehen, die eine über die geneigte Fläche veränderliche Vor¬
spannkraft erzeugt, so daß durch die Vorspanneinrichtung in einem vom Aktuator nicht
beaufschlagten Zustand der Schaltwelle eine definierte Positionierung der Schaltwelle
im Getriebegehäuse des Schaltgetriebes erzeugt wird und somit beispielsweise bei
einer vertikalen Einbaulage der Schaltwelle keine aus dieser definierten Position unbe¬
absichtigt herausgelöste Position der Schaltwelle möglich ist, die bei dieser definierten
Position beispielsweise eine der Neutralstellung des Schaltgetriebes entsprechende Position einnehmen kann.
Die erfindungsgemäße Schaltwelle mit einem rohrstückförmigen Wellenkörper, an dem Funktionsflächen ausgebildet sein können, oder der Bauteile mit Funktionsflächeπ
aufnehmen kann, wie dies vorstehend beschrieben worden ist, wird verglichen mit be¬
kannten Schaltwellen eine deutlich kostengünstigere zentrale Schaltwelle ermöglicht,
die darüber hinaus aufgrund ihrer Ausgestaltung mit einem rohrstückförmigen Wellen- körper, der verglichen mit bekannten Schaltwellen nicht aus einem massiven Körper
ausgebildet ist, auch deutliche Gewichtsvorteile aufweist.
Nach der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung einer zentralen Schaltwelle
für ein insbesondere automatisiertes Schaltgetriebe vorgesehen, die zum Wählen von zu schaltenden Gangstufen und zum Schalten der Gangstufen ausgebildet ist und hier¬
zu axial bewegbar und drehbar ausgebildet ist und mindestens ein Eingriffsbauteil auf¬
weist, mittels dem die Schaltwelle in axialer Richtung und in Drehrichtung zum Wählen
und Schalten beaufschlagbar ist und einen rohrstückförmigen Wellenkörper besitzt, an
dem das mindestens eine Eingriffsbauteil festlegbar ist, wobei nach dem Verfahren
eine den rohrstückförmigen Wellenkörper in Abwicklung darstellende Platine gefertigt
wird, die Platine zu einem Rohrstück geformt bzw. gerollt wird und das Eingriffsbauteil
am Rohrstück festgelegt wird.
Bei der den Wellenkörper in Abwicklung darstellenden Platine kann es sich um ein
rechteckförmiges beispielsweise mittels eines Stanzvorganges hergestelltes Blech¬
bauteil handeln, welches eine Aussparung aufweist, die bei einem Rollen der Platine
derart, daß zwei Längskanten der Platine aneinander zur Anlage kommen, einen aus¬
gesparten Aufnahmeraum für die Anordnung eines beispielsweise als Zahnstan- gensegment ausgebildeten Eingriffsbauteils für die axiale Beaufschlagung der Schalt¬
welle bildet. So kann das Zahnstangensegment in einem eigenständigen Fertigungs¬
vorgang hergestellt werden und dieses Zahnstangensegment dann nach dem Rollen
der mit Aussparungen versehenen Platine zu einem Rohrstück in den beschriebenen Aufnahmeraum eingesetzt werden, so daß das Zahnstangensegment relativ zu dem Rohrstück drehbar und axial zu diesem festgelegt ist. Eine Beaufschlagung des Zahn¬
stangensegments über eine entsprechende Verzahnung eines Aktuators führt damit zu
einer axialen Beaufschlagung der so gebildeten Schaltwelle. An einem Ende des aus
der Platine geformten Rohrstücks kann ein zweites Eingriffsbauteil beispielsweise in
der Form eines Zahnradsegments mit einem Schaltfinger zur Beaufschlagung der
Schaltwelle und damit des Schaltfingers über das Zahnradsegment beispielsweise
mittels eines Verstemmvorgangs axial fest und drehfest festgelegt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch dahingehend abgewandelt werden, daß
zunächst ein Eingriffsbauteil in der Form eines Zahnstangensegments oder Zahnseg¬
ments und einer geneigten Fläche an einem ersten Rohrstück ausgebildet wird und
dann an einem zweiten Rohrstück Durchlässe ausgebildet werden und das erste Rohr¬
stück in das zweite Rohrstück eingesetzt und dort festgelegt wird derart, daß das
Zahnsegment und die geneigte Fläche mit den Durchlässen am zweiten Rohrstück
ausgerichtet sind. Es bedeutet dies, daß in ein mit Durchlässen versehenes Rohrstück ein mit einem Eingriffsbauteil in der Form eines Zahnstangensegments und einer ge¬
neigten Fläche ausgebildetes anderes Rohrstück eingesetzt wird derart, daß sowohl
das Zahnstangensegment als auch die geneigte Fläche durch die Durchlässe des zu¬
erst genannten Rohrstücks hindurch von außen her zugänglich sind, so daß ein Ak- tuator über eine komplementär zum Zahnstangensegment ausgebildete Verzahnung
mit dem Zahnstangensegment in Eingriff gebracht werden kann und die geneigte Flä¬
che mit einer Vorspanneinrichtung beispielsweise in der Form eines in einer Hülse
federbelastet verschiebbaren Stiftes in Eingriff kommen kann. An dem zweiten und
damit äußeren Rohrstück kann an einem Ende ein zweites Eingriffsbauteil in der Form eines mit einem Schaltfinger versehenen Zahnradsegments zu diesem axialfest und
drehfest beispielsweise mittels eines Verstemmvorganges angeordnet werden, so daß
eine in Achsrichtung der Schaltwelle stattfindende Beaufschlagung des Zahnstangensegments durch einen Aktuator zu einer axialen Verschiebung der im Getriebege-
häuse gelagerten Schaltwelle führt und mit dieser Bewegung auch das am zweiten
Rohrstück festgelegte Eingriffsbauteil in der Form des Zahnradsegments axial betätigt
wird und auf diese Weise der an diesem Zahnradsegment ausgebildete Schaltfinger in
die Schaltgasse der zu schaltenden Gangstufe bewegt wird, was dem Wählvorgang entspricht, und dann eine Beaufschlagung des Zahnradsegments über einen Aktuator
zur Herbeiführung einer Drehbewegung der Schaltwelle und zu einem Eingriff des
Schaltfingers in ein Schaltgabelmaul und damit einer Verschiebung der am Schaltga-
belmaul festgelegten Schaltstange der zu schaltenden Gangstufe führt, wodurch der
Schaltvorgang vervollständigt wird.
Nach einer Modifizierung des Verfahrens kann auch zunächst ein Eingriffsbauteil in der
Form eines Zahnstangensegments und einer geneigten Fläche an einem Blechbauteil ausgebildet werden, welches eine solche Form und Fläche aufweist, daß es in ein mit
Durchlässen versehenes Rohrstück eingesetzt werden kann und sodann das Blech¬
bauteil in dem Rohrstück derart festgelegt wird, daß das Zahnstangensegment und die
geneigte Fläche mit den Durchlässen ausgerichtet sind, so daß durch die Durchlässe
hindurch das Zahnstangensegment und die geneigte Fläche von außen in einer Weise zugänglich sind, daß das Zahnstangensegment mit einem Aktuator in Eingriff gebracht
werden kann und die als Rastierung fungierende geneigte Fläche mit einer Vorspan¬
neinrichtung in Eingriff gebracht werden kann. Nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann zu¬
nächst ein Eingriffsbauteil in der Form eines Zahnstangensegments ausgebildet wer¬
den und ein Rohrstück mit einem Durchlaß zum Einsetzen des Zahnstangensegments
in das Rohrstück versehen werden und darüber hinaus das Rohrstück zur Ausbildung
einer im Schnitt geneigten Fläche mit einer Durchmesserverjüngung versehen werden,
so daß das Zahnstangensegment für einen Aktuator wieder zugänglich ist und die
durch eine Durchmesserverjüngung ausgebildete geneigte Fläche mit einer Vorspan¬
neinrichtung in Eingriff gebracht werden kann.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Schaltwelle nach der Erfindung zur
Erläuterung, daß diese über Ritzel sowohl zur Axialbewegung als auch zur Bewegung in Umfangsrichtung beaufschlagt werden kann;
Fig. 2 eine Ansicht in Draufsicht auf eine Platine zur Herstellung einer Schaltwelle
und
Fig. 3 eine mittels der Platine nach Fig. 2 hergestellte Schaltwelle im Schnitt;
Fig. 4 ein Außenrohr mit Durchlässen zur Bildung einer Schaltwelle; Fig. 5 ein Rohrstück mit einem Verzahnungssegment und einer geneigten Fläche in Draufsicht, welches in das Rohrstück nach Fig. 4 eingesetzt werden kann; Fig. 6 eine Darstellung im Schnitt einer durch das Einsetzen des Rohrstückes nach
Fig. 5 in das Rohrstück nach Fig. 4 hergestellten Schaltwelle;
Fig. 7 ein Rohrstück ähnlich desjenigen nach Fig. 4 zur Aufnahme eines Blech¬
bauteils nach
Fig. 8 mit einer geneigten Fläche;
Fig. 9 eine Darstellung im Schnitt einer Schaltwelle mit einem in das Rohrstück nach Fig. 7 eingesetzten Blechbauteil nach Fig. 8 und einem Zahnstan¬
gensegment; und
Fig. 10 eine Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform einer Schaltwelle
nach der Erfindung.
Fig. 1 der Zeichnung zeigt eine Darstellung zur Erläuterung der Funktionsweise der
zentralen Schaltwelle 1 nach der Erfindung. Wie es ohne weiteres ersichtlich ist, be¬
sitzt die zentrale Schaltwelle 1 an ihrem in der Zeichnungen oberen Bereich ein Ein-
griffsbauteil 2 in der Form eines Zahnstangensegments. Dieses ist mit dem Wellenkör¬
per 3 der zentralen Schaltwelle 1 relativ zu diesem drehbar aber axial fest verbunden.
Das Zahnstangensegment 2 besitzt eine Verzahnung, die mit einer Verzahnung eines Ritzels 4 in Eingriff steht, wobei das Ritzel 4 von einem nicht näher dargestellten Ak- tuator in Drehbewegung versetzt werden kann, so daß diese Drehbewegung über die
Verzahnung des Ritzels und die Verzahnung des Zahnstangensegments 2 zu einer Bewegung der zentralen Schaltwelle 1 in Richtung ihrer Längsachse führt.
Mittels dieser axialen Bewegung der zentralen Schaltwelle 1 kann ein an dem dem
Zahnstangensegment 2 gegenüberliegenden axialen Ende der zentralen Schaltwelle 1
bezüglich dieser axialfest und drehfest angeordnetes zweites Eingriffsbauteil 5 in der
Form eines Zahnradsegments ebenfalls in Richtung der Längsachse der zentralen
Schaltwelle 1 bewegt werden.
Das Zahnradsegment 5 weist ein Betätigungselement in der Form eines Schaltfingers 6
auf, der durch ein Ritzel 7 von einem nicht dargestellten Aktuator beaufschlagt in
Richtung der Umfangsrichtung der zentralen Schaltwelle 1 betätigt werden.
Die vorstehend beschriebene Bewegung der zentralen Schaltwelle 1 in Richtung ihrer
Längsachse kann dabei zur Durchführung eines Wählvorganges herangezogen wer¬
den derart, daß der Schaltfinger 6 in die Schaltgasse der zu schaltenden Gangstufe verfahren wird, wobei zu diesem Zweck das Ritzel 4 das Zahnradsegment 2 beauf¬
schlagt, so daß sich die zentrale Schaltwelle 1 in Richtung ihrer Längsachse bewegt.
Nach Abschluß des Wählvorganges, das heißt, wenn der Schaltfinger 6 in ein Schalt-
gabelmaul einer zu schaltenden Gangstufe verfahren worden ist, wird der das Ritzel 7 beaufschlagende nicht dargestellte Aktuator in der Form beispielsweise eines Elektro¬
motors beaufschlagt, so daß die Drehbewegung des Ritzels 7 zu einer Bewegung des
Schaltfingers 6 in Umfangsrichtung der zentralen Schaltwelle 1 führt und auf diese Weise der Schaltfinger 6 mit dem Schaltgabelmaul der zu schaltenden Gangstufe in
Eingriff kommt und dieses zusammen mit einer daran befestigten Schaltstange ver¬
schiebt, wodurch letztlich ein Zahnradpaar der zu schaltenden Gangstufe in Eingriff
gebracht werden kann.
Fig. 1 der Zeichnung zeigt weiterhin eine Vorspanneinrichtung 8 in der Form eines in
einer Hülse federbelastet verschiebbaren Stiftes, der mit einer geneigten Fläche 9 in
Eingriff steht, so daß zur Herbeiführung einer Axialbewegung der zentralen Schaltwelle
1 durch die Beaufschlagung des Zahnstangensegments 2 der das Ritzel 4 beaufschla-
gende Aktuator die Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung überwinden muß und sich,
wenn die zentrale Schaltwelle 1 nicht zur Axialbewegung beaufschlagt wird, aufgrund
der geneigten Fläche 9 und der mit dieser in Eingriff stehenden Vorspanneinrichtung 8
eine definierte Lage der zentralen Schaltwelle 1 ergibt.
Der Wellenkörper 3 der zentralen Schaltwelle 1 kann darüber hinaus eine Verschaltsi¬
cherung 10 in der Form einer Kulissenführung aufweisen, die ein Schaltschema des
Schaltgetriebes nachbildet, welches über die zentrale Schaltwelle 1 betätigt wird.
Fig. 2 der Zeichnung zeigt in einer Draufsichtansicht eine Platine zur Herstellung der in
Fig. 3 dargestellten zentralen Schaltwelle 1. Wie es ohne weiteres ersichtlich ist, be¬
sitzt die Platine 11 eine Form- und Flächenerstreckung, die sich aus einer Abwicklung
der zentralen Schaltwelle 1 nach Fig. 3 ergibt. Es bedeutet dies mit anderen Worten, daß im Umkehrschluß aus der Platine 11 der rohrstückförmige Wellenkörper 12 der
zentralen Schaltwelle 1 nach Fig. 3 gebildet werden kann. Die Platine 11 nach Fig. 2 kann über einen Stanzvorgang hergestellt werden und weist
eine insgesamt rechteckförmige Grundkonfiguration auf, mit einer Ausnehmung oder
Aussparung 13, die beim Rollen der Platine 1 1 zu dem in Fig. 3 dargestellten Wellen-
körper 12 einen Aufnahmeraum für ein in Fig. 3 im Schnitt dargestelltes Zahnstangensegment 14 ergibt. Bei dem Zahnstangensegment 14 handelt es sich um ein Bau¬
teil mit einer Verzahnung, welches über Begrenzungsflächen 15 in dem rohrstückförmi¬
gen Wellenkörper 12 so festgelegt werden kann, daß es relativ zum Wellenkörper 12
drehbar, aber axial fixiert ist. Die Begrenzungsflächen 15 werden dabei von Lappen 16
gebildet, die sich in die Ausnehmung 13 der Platine 11 erstrecken und eine halbkreis¬
förmige Konfiguration aufweisen und zur Herstellung des Wellenkörpers 12 aus der
Ebene der Ausnehmung 13 heraus in Richtung nach unten um 90° umgebogen wer¬
den, bevor die Platine 11 zu dem Wellenkörper 12 nach Fig. 3 geformt wird. Wie es
ohne weiteres ersichtlich ist, weist die Platine 11 zur Bildung des Wellenkörpers 12 Ausnehmungen 17 auf, die form- und flächenkomplementär zu Fortsätzen 18 an der
Längsseite der Platine 11 ausgebildet sind, die der Längsseite mit den Ausnehmungen
17 gegenüberliegend angeordnet ist. Darüber hinaus weist die Platine 11 eine Ver¬
schaltsicherung in der Form einer Kulissenführung 19 auf, die das Schaltschema des
Schaltgetriebes nachbildet, welches über die zentrale Schaltwelle 1 nach Fig. 3 ge- schaltet werden kann. Die Platine 11 weist weiterhin eine Ausnehmung 20 auf für die
Aufnahme einer Laufbahn 21 (siehe Fig. 3), die eine geneigte Fläche bildet, die mit
einer Vorspanneinrichtung 8 nach Fig. 1 in Eingriff gebracht werden kann, so daß eine
axiale Verschiebung der zentralen Schaltwelle 1 nach Fig. 3 über einen Aktuator durch einen Eingriff auf das Zahnstangensegment 14 die Überwindung einer Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung 8 durch den Aktuator erforderlich macht, so daß die zentrale
Schaltwelle 1 bei einer vertikalen Einbaulage im Getriebe eine definierte Lage ein¬
nimmt, die sich dadurch ergibt, daß die zentrale Schaltwelle 1 bezüglich der im Getrie¬
begehäuse gelagerten Vorspanneinrichtung 8 eine durch den Wendepunkt 22 der
Laufbahn 21 definierte Lage einnimmt, die beispielsweise der Neutralstelluπg des Ge¬
triebes entsprechen kann.
An der Unterseite der Platine 11 sind Laschen 23 angeordnet, die sich bei dem zum
Wellenkörper 12 gebildeten Rohrstück diametral gegenüber stehen und in entspre-
chend ausgebildete Durchlässe eines Eingriffsbauteils 24 in der Form eines Zahnstan¬
gensegments eingesetzt werden können, welches dort beispielsweise über einen Ver-
stemmvorgang der Enden der Laschen 23 sowohl drehfest als auch axialfest zum
Wellenkörper 12 festgelegt werden kann. Die Laufbahn 21 weist bezüglich des Wel¬
lenkörpers 12 eine solche Lage auf, daß sie sich innerhalb des Drehbewegungsbe-
reichs der zentralen Schaltwelle 1 befindet, um in jeder Relativlage der zentralen
Schaltwelle 1 bezüglich des Getriebegehäuses die vorstehend beschriebene Funktion
der Festlegung der Relativposition der zentralen Schaltwelle 1 im Getriebegehäuse bei
einer nicht beaufschlagten Stellung der zentralen Schaltwelle 1 erfüllen kann. Die
Laufbahn 21 kann dabei durch einen Ausstanz- und Umformungsvorgangs eines
Streifens beispielsweise aus einem Blech erzeugt werden und mit der Platine 11 vor dem oder nach dem Rollvorgang der Platine 11 zum rohrstückförmigen Wellenkörper
12 verbunden werden. Fig. 4 und Fig. 5 der Zeichnung zeigen Rohrkörper zur Bildung der in Fig. 6 im Schnitt
dargestellten zentralen Schaltwelle 1 nach einer weiteren Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. Die bei dieser Ausführungsform vorgesehene zentrale Schalt¬
welle 1 wird aus einem Rohrabschnitt gebildet, in das ein zweiter Rohrabschnitt einge-
setzt wird, welcher Formelemente für die Funktion der Erfüllung der Übertragung der
vom Aktuator stammenden Betätigungskraft und einer Rastierung für die Lagesiche¬
rung der zentralen Schaltwelle 1 im nichtbelasteten Zustand aufweist.
Das in Fig. 4 dargestellte Außenrohr 25 wird aus einem Rohrabschnitt durch beispiels-
weise einen dreidimensionalen Laserschneidevorgang hergestellt, mittels dem Durch¬
lässe in der Form von Fenstern 26 und 27 in den Rohrabschnitt eingebracht werden,
wobei das Fenster 26 für einen Zugriff auf eine Laufbahn 28 für die Funktion der Ra¬
stierung oder Lagesicherung der zentralen Schaltwelle vorgesehen ist und das Fenster
27 für einen Zugang auf ein Eingriffsbauteil in der Form einer am inneren Rohrkörper
29 ausgebildeten Verzahnung 30. Über Haltenasen 31 , die am Rohrkörper 25 wieder¬
um beispielsweise mittels eines Laserschneidevorgangs hergestellt werden, kann der
innere Rohrkörper 29 nach seinem Einsetzen in den äußeren Rohrkörper 25 derart, daß das Fenster 26 mit der Laufbahn 28 und das Fenster 27 mit der Verzahnung 30
ausgerichtet ist, festgelegt werden dadurch, daß die Haltenasen 31 nach innen ge-
drückt werden, bis sie mit den Stirnflächen 49 des inneren Rohrkörpers 29 in Eingriff
kommen und diesen axial fixieren.
Der in das äußere Rohr 25 eingesetzte innere Rohrkörper 29 wird durch eine Verdreh¬
sicherung beispielsweise in der Form der Zahnflanken des Ritzels des Aktuators und der Verzahnung 30 an einer Verdrehung gegenüber dem Rohr 25 gehindert, so daß die
Laufbahn 28 nur als schmaler Streifen ausgebildet sein muß. Das Außenrohr 25 kann
auch aus einer gestanzten Platine ähnlich der Platine 1 1 nach Fig. 2 hergestellt wer¬
den und zu einem Rohr gerollt werden.
Die Verzahnung 30 des inneren Rohrkörpers 29 und seiner die Laufbahn 28 umgeben¬
den Freisparung 32 kann beispielsweise mittels eines Laserschneidvorgangs herge¬
stellt werden. Die Laufbahn 28 nach der Fig. 5 wird durch einen Umformvorgang des
freigesparten Abschnitts 32 hergestellt, kann aber auch durch Walzen eines Rohres
oder durch ein Blechbauteil gebildet werden, welches mit dem inneren Rohrkörper 29
verbunden wird. Es ist auch möglich, an dem äußeren Rohr 25 eine nicht dargestellte
Kulissenführung als Verdrehsicherung durch einen Ausstanzvorgang oder durch ein
Schneiden mittels eines Laserschneidvorgangs hergestellt wird. An dem unteren Ende der zentralen Schaltwelle 1 nach Fig. 6 ist ein Eingriffsbauteil 33 in der Form eines
Zahnradsegments mit einem Schaltfinger festgelegt und zwar derart, daß ein Zahn¬
radsegment mit Aussparungen zur Aufnahme der in Fig. 4 ersichtlichen Laschen 34
von diesen durchsetzt wird und dann ein Verstemmen an dem überstehenden Teil der Laschen 34 das Eingriffsbauteil 33 am äußeren Rohr 25 drehfest und axialfest fixiert.
Neben dieser formschlüssigen Verbindung ist es auch möglich, das äußere Rohr 25 an
dem Eingriffsbauteil 33 über eine plastische Verformung von Kontaktflächen der beiden
Bauteile festzulegen und hierdurch eine Verdrehsicherung des Eingriffsbauteils 33 relativ zum Rohrkörper 25 herzustellen. Eine axiale Lagefixierung des Eingriffsbauteils 33 am Rohrkörper 25 findet dann durch einen Verstemmvorgaπg der Laschen 34 statt. Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltwelle ist in Fig. 7, Fig. 8
und Fig. 9 der Zeichnung dargestellt.
Fig. 7 der Zeichnung zeigt dabei einen Rohrkörper 35 ähnlich dem Rohrkörper 25 nach
Fig. 4, so daß der Rohrkörper 35 ein Fenster 36 zum Zugriff auf eine Laufbahn 37 ei¬
nes Blechbauteils 38 und ein Fenster 39 zum Zugriff auf ein Zahnstangensegment 40
besitzt.
Der Rohrkörper 35 wird aus einem Rohrabschnitt durch beispielsweise einen Laser-
schneidvorgang hergestellt, mit dem das Fenster 36, das Fenster 39 und die Laschen
41 sowie die Haltenasen 42 hergestellt werden können.
Das Bauteil 38, welches aus beispielsweise einem Blech hergestellt werden kann, wird
aus einer gestanzten oder freigeschnittenen Platine mit Laschen 43 hergestellt, die zur
Lagefixierung des Bauteiles 38 in dem Rohrkörper 35 um 90° gebogen werden können,
so daß der Außenrand der Laschen 43 am Innenumfang des Rohrkörpers 35 zur Anla¬
ge kommt. Nach dem Beaufschlagen der Haltenasen 42 ähnlich zu den Haltenasen 31
nach Fig. 4 wird das Bauteil 38 im Rohrkörper 35 axial festgelegt. Die Laschen 41 die¬
nen zur Festlegung eines Eingriffsbauteils 43 an einem axialen Ende des Rohrkörpers 35, welches wiederum als Zahnradsegment mit einem Schaltfinger ausgebildet sein
kann. Über das Fenster 36 ist die Laufbahn 37 bei in dem Rohrkörper 35 eingesetztem
Bauteil 38 für die Zusammenarbeit mit einer Verdrehsicherung ähnlich der Verdrehsi¬
cherung 8 nach Fig. 1 zugänglich. Das Fenster 39 dient dem Zugang zu dem Zahn¬
stangensegment 40, welches über ein von einem Aktuator angetriebenen Ritzel für die axiale Beaufschlagung der zentralen Schaltwelle 1 nach Fig. 9 zum Wählen der
Schaltgasse dient. Das Zahnstangenelement 40 kann beispielsweise aus einem Kunststoff werkst off in einem Spritzgießverfahren hergestellt werden und dient dabei gleich¬
zeitig der weiteren Lagefixierung des Bauteiles 38 im Inneren des Rohrkörpers 35. Wie
es anhand von Fig. 9 ersichtlich ist, ist ein Bauteil 44 im Bereich der Laufbahn 37 zur
weiteren Lagefixierung des Bauteiles 38 im Rohrkörper 35 vorgesehen. Das Außenrohr 35 kann mittels einem Laserschneidvorgang mit den Fenstern und Aussparungen ver¬
sehen werden oder auch aus einer gestanzten Platine hergestellt werden, die zu einem
Rohr gerollt wird. Auch eine als Verdrehsicherung dienende Kulissenführung kann in
dem Rohrkörper 35 durch einen Schneidvorgang erzeugt werden.
Fig. 10 der Zeichnung schließlich zeigt eine zentrale Schaltwelle 1 nach einer weiteren
Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Schnittdarstellung.
Wie es ohne weiteres ersichtlich ist, weist diese Ausführungsform einen rohrstückför¬
migen Wellenkörper 45 auf, der aus einem Rohr mit einem Walzvorgang oder mit ei¬
nem Hochdruckumformverfahren hergestellt wird.
Ein Zahnstangensegment 46 kann in einem Aufnahmeraum des Wellenkörpers 45
drehbar und axial fest angeordnet werden. Zu diesem Zweck weist der Wellenkörper
45 ein Fenster für den Zugang zum Eingriff mit einem Ritzel eines Aktuators auf, welches mit einem Laserschneidvorgang hergestellt werden kann. Eine Laufbahn 47 für
eine Vorspanneinrichtung ähnlich der Vorspanneinrichtung 8 nach Fig. 1 kann an dem
rotationssymetrischen Wellenkörper 45 über beispielsweise einen Walzvorgang herge- stellt werden oder aber, wenn die Laufbahn 47 nur an einem Bereich des Umfangs des
Wellenkörpers 45 gefertigt werden soll, beispielsweise durch ein umformendes Hoch¬
druckverfahren. Die Laufbahn 47 befindet sich im Drehbewegungsbereich der zentra¬
len Schaltwelle 1 , um ihre Lagesicherungsfunktion in jeder Relativlage der gehäusefest vorgesehenen Rastierung beziehungsweise der Vorspanneinrichtung zu erfüllen. Auch
ist es möglich, eine Kulissenführung zur Verschaltsicherung an der zentralen Schalt¬
welle 1 nach Fig. 10 durch einen Schneidvorgang oder durch einen Stanzvorgang aus¬
zubilden. Das im unteren Bereich der Fig. 10 dargestellte zweite Eingriffsbauteil 48 kann wieder als Zahnradsegment mit einem Schaltfinger ausgebildet sein, welches an
dem Wellenkörper 45 beispielsweise mittels eines Verstemmvorgangs oder einer pla¬
stischen Verformung dreh- und axialfest fixiert wird.
Die nach dem erfindungsgemäßen Herstellverfahren gefertigte zentrale Schaltwelle
zeichnet sich insbesondere durch eine kostengünstige Ausbildung auf, da an ihr viele
beispielsweise spanende Formgebungsverfahrensschritte, wie sie an bekannten aus
einem massiven Körper hergestellten zentralen Schaltwellen notwendig sind, entfallen
können. Ein zur Axialbewegungsbeaufschlagung erforderliches Eingriffsbauteil bei¬
spielsweise in der Form eines Zahnstangensegments oder einer Verzahnung ganz
allgemein, kann an dem rohrstückförmigen Wellenkörper der zentralen Schaltwelle
kostengünstig über Haltenasen, Laschen oder dergleichen fixiert werden. Ein zur Be¬
aufschlagung der zentralen Schaltwelle über einen Aktuator vorgesehenes zweites
Eingriffsbauteil in der Form beispielsweise eines Zahnradsegments kann an dem rohrstückförmigen Wellenkörper ohne die Ausbildung einer aufwendigen Wellen- Nabenverbindung über einen einfachen Verstemmvorgang oder eine plastische Um¬
formung festgelegt werden.
Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvorschläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält
sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offen¬
barte Merkmalskombination zu beanspruchen.
In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung
des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unter¬
anspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen,
gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Un¬
teransprüche zu verstehen.
Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik am
Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die Anmelde¬
rin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Teilungserklärungen
zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindungen enthalten, die eine
von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.
Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen und
Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von ein¬
zelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungs¬
formen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen
Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf
die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem
neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen

Claims

Patentansprüche
1. Zentrale Schaltwelle für ein insbesondere automatisiertes Schaltgetriebe, die zum
Wählen von zu schaltenden Gangstufen und zum Schalten der Gangstufen aus¬
gebildet ist und hierzu axial bewegbar und drehbar ausgebildet ist, und minde¬
stens ein Eingriffsbauteil aufweist, mittels dem die Schaltwelle in axialer Richtung und in Drehrichtung zum Wählen und Schalten beaufschlagbar ist, dadurch ge¬
kennzeichnet, daß die Schaltwelle einen rohrstückförmigen Wellenkörper auf¬
weist, an dem das mindestens eine Eingriffsbauteil festlegbar ist.
2. Schaltwelle insbesondere nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß an
dem Wellenkörper ein erstes Eingriffsbauteil zur Beaufschlagung der Schaltwelle
in axialer Richtung und ein zweites Eingriffsbauteil zur Beaufschlagung der
Schaltwelle zur Drehung angeordnet ist.
3. Schaltwelle insbesondere nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
erste Eingriffsbauteil am Wellenkörper relativ zu diesem drehbar und axial fest
festgelegt ist.
4. Schaltwelle insbesondere nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß
das zweite Eingriffsbauteil am Wellenkörper relativ zu diesem drehfest und axial
fest festgelegt ist.
5. Schaltwelle insbesondere nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn- zeichnet, daß das erste Eingriffsbauteil ein Zahnstangensegment ist und daß das
zweite Eingriffsbauteil ein Zahnradsegment ist.
6. Schaltwelle insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn-
zeichnet, daß der Wellenkörper mit einer Vorspanneinrichtung in Eingriff briπgbar
ist derart, daß zumindest zur axialen Bewegung des Wellenkörpers eine Vor¬
spannkraft zu überwinden ist.
7. Schaltwelle insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn-
zeichnet, daß am Wellenkörper mindestens eine mit einer Vorspanneinrichtung in
Eingriff bringbare geneigte Fläche zur Erzeugung einer veränderlichen Vorspan- kraft vorgesehen ist.
8. Schaltwelle insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn-
zeichnet, daß am Wellenkörper eine Verschaltsicherung insbesondere in der
Form einer ein Schaltschema nachbildenden Kulissenführung vorgesehen ist.
9. Schaltwelle insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn¬
zeichnet, daß der Wellenkörper mindestens eine Aussparung zur Aufnahme min-
destens eines Eingriffsbauteiles aufweist.
10. Schaltwelle insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn¬
zeichnet, daß der Wellenkörper aus einer mit Aussparungen für mindestens ein
Eingriffsbauteil und/oder eine Vorspanneinrichtung und/oder eine Verschaltsiche- rung versehenen zu einem Rohrstück gerollten Platine gebildet ist.
11. Schaltwelle insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn¬
zeichnet, daß im Inneren des rohrstückförmigen Wellenkörpers ein Funktionsflä- chen in der Form eines Eingriffsbauteiles zur axialen Beaufschlagung und/oder
einer geneigten Fläche und/oder einer Verschaltsicherung aufweisendes zweites
Rohrstück angeordnet ist und der Wellenkörper Aussparungen für den Zugang zu
den Funktionsflächen besitzt.
12. Schaltwelle insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn¬
zeichnet, daß in Inneren des rohrstückförmigen Wellenkörpers ein Eingriffsbauteil
zur axialen Beaufschlagung und ein Blechbauteil mit Funktionsflächen in der
Form einer geneigten Fläche und/oder einer Verdrehsicherung angeordnet ist und
der Wellenkörper Aussparungen für den Zugang zu den Funktionsflächen und
dem Eingriffsbauteil besitzt.
13. Schaltwelle insbesondere nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Blechbauteil zur Lagefixierung im Wellenkörper zumindest abschnittsweise von
mindestens einem Kunststoffwerkstoffbauteil festgelegt ist, wobei das Kunststoff-
Werkstoff bauteil als Eingriffsbauteil zur axialen Beaufschlagung der Schaltwelle
ausgebildet ist.
14. Schaltwelle insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn¬
zeichnet, daß der Wellenkörper eine Aussparung zur Aufnahme eines Eingriffs- bauteiles und eine Durchmesserverjüngung zur Bildung einer geneigten Fläche
besitzt.
15. Verfahren zur Herstellung einer zentralen Schaltwelle für ein insbesondere auto-
matisiertes Schaltgetriebe, die zum Wählen von zu schaltenden Gangstufen und
zum Schalten der Gangstufen ausgebildet ist und hierzu axial bewegbar und
drehbar ausgebildet ist, und mindestens ein Eingriffsbauteil aufweist, mittels dem
die Schaltwelle in axialer Richtung und in Drehrichtung zum Wählen und Schalten
beaufschlagbar ist und einen rohrstückförmigen Wellenkörper besitzt, an dem das
mindestens eine Eingriffsbauteil festlegbar ist, gekennzeichnet durch folgende
Schritte:
a) Bilden einer den Wellenkörper in Abwicklung darstellenden Platine
b) Rollen der Platine zu einem Rohrstück
c) Festlegen des Eingriffsbauteiles am Rohrstück.
16. Verfahren zur Herstellung einer zentralen Schaltwelle für ein insbesondere auto¬
matisiertes Schaltgetriebe, die zum Wählen von zu schaltenden Gangstufen und
zum Schalten der Gangstufen ausgebildet ist und hierzu axial bewegbar und drehbar ausgebildet ist, und mindestens ein Eingriffsbauteil aufweist, mittels dem
die Schaltwelle in axialer Richtung und in Drehrichtung zum Wählen und Schalten
beaufschlagbar ist und einen rohrstückförmigen Wellenkörper besitzt, an dem das
mindestens eine Eingriffsbauteil festlegbar ist, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Ausbilden eines Eingnffsbauteiles in der Form eines Verzahnungssegments und einer geneigten Fläche an einem ersten Rohrstück
b) Ausbilden von Durchlässen an einem zweiten Rohrstück
c) Einsetzen und Festlegen des ersten Rohrstückes in dem zweiten Rohrstück
derart, daß das Verzahnungssegment und die geneigte Fläche mit den
Durchlässen ausgerichtet sind.
17. Verfahren zur Herstellung einer zentralen Schaltwelle für ein insbesondere auto-
matisiertes Schaltgetriebe, die zum Wählen von zu schaltenden Gangstufen und zum Schalten der Gangstufen ausgebildet ist und hierzu axial bewegbar und
drehbar ausgebildet ist, und mindestens ein Emgπffsbauteil aufweist, mittels dem
die Schaltwelle in axialer Richtung und in Drehrichtung zum Wählen und Schalten
beaufschlagbar ist und einen rohrstückförmigen Wellenkörper besitzt, an dem das
mindestens eine Eingnffsbauteil festlegbar ist, gekennzeichnet durch folgende
Schritte:
a) Ausbilden eines Eingriffsbauteiles in der Form eines Verzahnungssegments
und einer geneigten Fläche an einem Blechbauteil b) Ausbilden von Durchlässen an einem Rohrstück
c) Einsetzen und Festlegen des Blechbauteils in dem Rohrstück derart, daß
das Verzahnungssegment und die geneigte Fläche mit den Durchlassen
ausgerichtet sind.
8. Verfahren zur Herstellung einer zentralen Schaltwelle für ein insbesondere auto¬
matisiertes Schaltgetriebe, die zum Wählen von zu schaltenden Gangstufen und
zum Schalten der Gangstufen ausgebildet ist und hierzu axial bewegbar und
drehbar ausgebildet ist, und mindestens ein Eingriffsbauteil aufweist, mittels dem
die Schaltwelle in axialer Richtung und in Drehrichtung zum Wählen und Schalten beaufschlagbar ist und einen rohrstückförmigen Wellenkörper besitzt, an dem das
mindestens eine Eingriffsbauteil festlegbar ist, gekennzeichnet durch folgende
Schritte:
a) Ausbilden eines Eingriffsbauteiles in der Form eines Verzahnungssegments b) Ausbilden eines Durchlasses an einem Rohrstück und einer Durchmesser¬
verjüngung des Rohrstückes
c) Einsetzen und Festlegen des Eingriffsbauteiles in dem Rohrstück.
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