DE102007030216A1

DE102007030216A1 - Mitnehmerelement eines Zahnradwechselgetriebes

Info

Publication number: DE102007030216A1
Application number: DE200710030216
Authority: DE
Inventors: Andreas Grieshammer; Stefan Reissberger; Uwe Schwarz
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-06-29
Filing date: 2007-06-29
Publication date: 2009-01-08
Also published as: WO2009003750A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Mitnehmerelement (1) eines Zahnradwechselgetriebes zur Übertragung einer Schaltbewegung von einem Betätigungsorgan (2) auf eine Schaltgabel (3), wobei die Schaltgabel (3) bei ihrer Betätigung eine Schaltmuffe in eine Achsrichtung (A) verschiebt und wobei das Mitnehmerelement (1) in einer zur Achsrichtung (A) parallelen Richtung (B) verschieblich angeordnet ist. Um bei leichter Bauweise eine stabile Ausgestaltung des Mitnehmerelements zu erreichen, sieht die Erfindung vor, dass das Mitnehmerelement (1) als Blechteil ausgebildet ist, das zumindest abschnittsweise eine U-förmig gebogene Struktur mit einem ebenen Mittelteil (4) und zwei an das Mittelteil (4) angrenzenden Schenkeln (5, 6) aufweist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Mitnehmerelement eines Zahnradwechselgetriebes zur Übertragung einer Schaltbewegung von einem Betätigungsorgan auf eine Schaltgabel, wobei die Schaltgabel bei ihrer Betätigung eine Schaltmuffe in eine Achsrichtung verschiebt und wobei das Mitnehmerelement in einer zur Achsrichtung parallelen Richtung verschieblich angeordnet ist.
Hintergrund der Erfindung
Ein Mitnehmerelement dieser Art als Bestandteil eines Zahnradwechselgetriebes ist beispielsweise aus der JP 0820 0496 A bekannt. Das Mitnehmerelement überträgt Schaltbewegungen von einem Betätigungsorgan auf eine Schaltgabel, die auf diese Weise linear auf einer Welle verschoben werden kann.
Soll ein Gang des Zahnradwechselgetriebes geschaltet werden, wird eine Schaltmuffe mittels des Mitnehmerelements in axialer Richtung auf eines der Gangräder verschoben, bis eine Innenverzahnung in eine am Gangrad angebrachte Kupplungsverzahnung eingreift. Die Innenverzahnung der Schaltmuffe steht dann sowohl mit der Kupplungsverzahnung als auch mit der Außenverzahnung eines Synchronkörpers in Eingriff.
Die Schaltgabel wird benötigt, um eine axiale Bewegung von einem Betätigungsorgan auf die Schaltmuffe zu übertragen. Hierzu ist die Schaltgabel axial verschiebbar auf einer Schaltschiene bzw. Welle gelagert und greift mit Mitnehmern in eine Führungsnut der Schaltmuffe ein. Die Schaltgabel greift namentlich in eine umlaufende außenumfangsseitige Nut in der Schaltmuffe ein, wodurch diese axial verschoben werden kann, um in oder außer Eingriff gebracht werden zu können.
Ähnliche Lösungen sind in der JP 2003 185017 A und in der DE 198 59 482 A1 offenbart. Eine alternative Art der axialen Verschiebung einer Schaltmuffe zeigt die DE 10 2004 017 374 A1 .
Es hat sich herausgestellt, dass in manchen Anwendungsfällen das Mitnehmerelement einerseits zu schwer ist und dass andererseits dennoch die Steifigkeit dieses Bauteils nicht groß genug ist.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Mitnehmerelement der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass auch größere Schaltkräfte über eine größere Distanz auf die Schaltgabel übertragen werden können, wobei das Mitnehmerelement unter optimaler Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Bauraums eine möglichst hohe Steifigkeit bei geringem Gewicht auf weisen soll. Weiterhin soll das Mitnehmerelement wirtschaftlich herstellbar sein.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Mitnehmerelement als Blechteil ausgebildet ist, das zumindest abschnittsweise eine U-förmig gebogene Struktur mit einem ebenen Mittelteil und zwei an das Mittelteil angrenzenden Schenkeln aufweist.
An den beiden Schenkeln kann je ein Lagerelement angeordnet sein, die eine lineare Verschiebung des Mitnehmerelements in die zur Achsrichtung parallele Richtung erlauben. Das Lagerelement kann dabei als hülsenförmiges Teil ausgebildet sein. Dieses fungiert dabei entweder als Außenring einer Wälzlagerung, wobei in diesem Falle die Wälzlagerung bevorzugt einen Nadelkranz umfasst, oder aber als Außenring einer Gleitlagerung. Das hülsenförmige Teil umschließt dabei bevorzugt eine Welle.
Eine alternative Lösung sieht vor, dass das Lagerelement als Gleitschuh ausgebildet ist. In diesem Falle kann der Gleitschuh von einer Lasche gehalten werden, die aus dem Blech des Mitnehmerelements ausgeformt ist.
Die U-förmig gebogene Struktur des Mitnehmerelements ist zwecks Versteifung bevorzugt von einem die Enden der Schenkel verbindenden Blechteil geschlossen. Das Blechteil kann dabei durch einen Umformvorgang mit der U-förmig gebogenen Struktur verbunden sein. Die Schenkel können hierfür Fortsätze aufweisen, die durch kongruent geformte Ausnehmungen im Blechteil hindurchtreten, wobei die Fortsätze zur Schaffung einer unlösbaren Verbindung zwischen Schenkeln und Blechteil an ihren Enden verformt sein können.
Das Blechteil kann alternativ mit der U-förmig gebogenen Struktur auch verschweißt oder verlötet sein.
Die Höhe der Schenkel kann gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung am einen Ende des Mitnehmerelements kleiner sein als am anderen Ende des Mitnehmerelements. In diesem Falle kann vorgesehen sein, dass die Lagerelemente an dem mit höheren Schenkeln versehenen Ende des Mitnehmerelements angeordnet sind.
Die U-förmig gebogene Struktur des Mitnehmerelements samt verbindendem Blechteil kann einen quaderförmigen Aufnahmeraum für einen Eingriffsabschnitt der Schaltgabel bilden. Die Breite des quaderförmigen Aufnahmeraums ist dabei vorzugsweise mindestens drei Mal so groß wie die Höhe des Aufnahmeraums. Ferner kann vorgesehen sein, dass der Aufnahmeraum am Übergang des Mittelteils zu den Schenkeln eine freistichartige Zurücksetzung aufweist.
Am Mitnehmerelement ist zumeist ein Betätigungsnocken befestigt, der zum Zusammenwirken mit dem Betätigungsorgan ausgebildet ist.
Die U-förmig gebogene Struktur des Mitnehmerelements kann schließlich in mechanisch weniger stark belasteten Bereichen mindestens einen Ausschnitt aufweisen. Hierdurch kann ohne Steifigkeitseinbuße ein geringeres Gewicht erreicht werden.
Der erfindungsgemäße Vorschlag sieht also bevorzugt vor, das Mitnehmerelement als dünnwandiges Hohlprofil auszubilden. Es kann aus zwei Bauteilen (einerseits Mittelteil mit Schenkeln und andererseits Blechteil) bestehen, alternativ aber auch nur aus einem einzigen Bauteil oder auch aus mehr als zwei Teilen.
Die zu übertragende Kraft kann über eine Nocke eingeleitet und über einen quaderförmigen Aufnahmeraum und einen hierin eingeschobenes Eingriffsabschnitt auf das Schaltmaul ausgeleitet werden.
Um eine verzugsarme Herstellung zu ermöglichen, wird die Schweißlösung, die mit einer hohen Wärmeeinleitung verbunden ist, vermieden; die einzelnen Bauteile können vielmehr in diesem Falle bevorzugt durch einen Verstemmvorgang miteinander verbunden werden.
Das Mitnehmerelement ist auf einer Welle bevorzugt mittels Gleit- oder Wälzlagerung verschieblich angeordnet; alternativ kann eine Ausgestaltung mit Laschen vorgesehen sein, die aus dem Material des Mitnehmerelements ausgeformt sind und die Gleitschuhe tragen, die wiederum in einer Bohrung gelagert werden können.
Kurze Beschreibung der Figuren
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer Schaltanordnung für eine (nicht dargestellte) Schiebemuffe mit einem Betätigungsorgan, einem Mitnehmerelement und einer Schaltgabel,
2 die Anordnung gemäß 1, aus einer anderen Blickrichtung betrachtet,
3 eine perspektivische Ansicht des Mitnehmerelements gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
4 das Mitnehmerelement gemäß 3, aus einer anderen Blickrichtung betrachtet, dargestellt ohne Betätigungsnocken,
5 das Mitnehmerelement gemäß 4 mit Betätigungsnocken und
6 eine perspektivische Ansicht des Mitnehmerelements gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Ausführliche Beschreibung der Figuren
In den 1 und 2 ist eine Schaltanordnung zu sehen, mit der eine (nicht dargestellte) Schiebemuffe axial verschoben werden kann. Die Schaltanordnung weist ein Betätigungsorgan 2 auf, das ein auf einer Welle 9 axial verschieblich angeordnetes Mitnehmerelement 1 axial verschieben kann, wobei das Mitnehmerelement 1 seinerseits eine Schaltgabel 3 axial verschieben kann. Hierzu ist die Schaltgabel 3 auf einer Welle 22 axial verschieblich angeordnet.
Das Betätigungsorgan 2 hat im Ausführungsbeispiel ein scheibenförmiges Grundteil 23, in das eine Kulisse 24 eingearbeitet ist. In die Kulisse 24 greift ein Betätigungsnocken 19 ein, der am Mitnehmerelement 1 befestigt ist.
Die Verbindung zwischen dem Mitnehmerelement 1 und der Schaltgabel 3 wird durch einen Eingriffsabschnitt 17 der Schaltgabel 3 hergestellt, der in einen nachstehend noch näher erläuterten Aufnahmeraum im Mitnehmerelement 1 eingreift.
Die Wellen 9 und 22 sind parallel zu einander angeordnet. Die Achsrichtungen sind mit A bzw. B angegeben. Die axiale Beweglichkeit des Mitnehmerelements 1 auf der Welle 9 wird durch zwei Lagerelemente 7 und 8 ermöglicht, bei denen es sich um Gleit- oder Wälzlagerungen handeln kann.
Details zum Aufbau des Mitnehmerelements 1 gehen aus den 3 bis 5 hervor.
Das Mitnehmerelement 1 besteht im wesentlichen aus einem Blechteil, wobei vorgesehen ist, dass dieses zumindest abschnittsweise eine U-förmig geboge ne Struktur hat, und zwar ein weitgehend eben ausgebildetes, plattenförmiges Mittelteil 4 und zwei an das Mittelteil 4 angrenzende Schenkel 5 und 6.
Am einen Ende 14 des Mitnehmerteils 1 ist die Höhe H der Schenkel 5 und 6 relativ gering; zum anderen Ende 15 des Mitnehmerteils 1 wächst allerdings die Schenkel-Höhe H – nach einem ersten Bereich mit konstanter Höhe H – linear an, so dass am anderen Ende 15 dann eine deutlich größere Höhe H vorliegt. In diesem Endbereich 15 sind auch die beiden Lagerelemente 7 und 8 in Form von Buchsen angeordnet, wobei nicht dargestellte Nadelkränze die Lagerung vervollständigen. Die Nadelkränze laufen dann auf dem Außenumfang der Welle 9 (s. 1) an.
Zur Versteifung des Mitnehmerelements 1 und namentlich der U-förmigen Struktur ist ein Blechteil 12 vorgesehen, das die Enden der Schenkel 5, 6 so miteinander verbindet, dass eine hohle Struktur entsteht. Diese hohle Struktur umfasst einen quaderförmigen Aufnahmeraum 16, der zum Eingriff des Eingriffsabschnitts 17 der Schaltgabel 3 (s. 1 und 2) ausgebildet und vorgesehen ist. Der quaderförmige Aufnahmeraum 16 erstreckt sich vom einen Ende 14 aus etwa über ein Drittel der Länge des Mitnehmerelements 1 in Richtung des anderen Endes 15. Er hat eine Breite C (s. 3) und eine Höhe h, wobei die Breite C deutlich größer ist als die Höhe h.
Die Festlegung des Blechteils 12 an der U-förmigen Struktur, d. h. an dem Mittelteil 4 samt Schenkeln 5 und 6, erfolgt nach einer bevorzugten Ausgestaltung – wie in 3 gut zu erkennen – durch eine Anzahl Fortsätze 13, die an den Schenkeln 5, 6 angeformt sind und durch korrespondierende, kongruente Ausnehmungen im Blechteil 12 hindurchtreten. Durch einen Verstemmvorgang der Enden der Fortsätze 13 wird dann eine formschlüssige Verbindung zwischen der U-förmigen Struktur und dem Blechteil 12 hergestellt.
Wie in 3 gesehen werden kann, ist im Übergangsbereich zwischen dem Mittelteil 4 und den Schenkeln 5 bzw. 6 eine freistichartige Zurücksetzung 18 eingeformt, die eine definierte Aufnahme des Eingriffsabschnitts 17 der Schalt gabel 3 sicherstellt. Die Erstreckung der Zurücksetzungen 18 über das Mittelteil 4 kann in den 4 bzw. 5 ersehen werden.
Um das Mitnehmerelement 1 möglichst leicht zu halten, sind in den Bereichen, in denen keine großen Kräfte übertragen werden müssen, Ausschnitte 20 und 21 eingearbeitet. Diese Ausschnitte 20, 21 können sich bei der Herstellung der U-förmigen Struktur 4, 5, 6 auch ergeben, indem ein entsprechend vorgestanztes Blechteil in die dargestellte Form umgebogen wird.
Die in 6 skizzierte Lösung unterscheidet sich von dem vorstehend diskutierten Ausführungsbeispiel dadurch, dass hier als Lagerelemente 7, 8 Gleitschuhe 10 vorgesehen sind, die jeweils mittels einer aus dem Material des Mittelteils 4 ausgeformten Lasche 11 gehalten werden. Die Gleitschuhe 10 werden in entsprechenden (nicht dargestellten) Aufnahmen untergebracht und stellen die axiale Verschieblichkeit des Mitnehmerelements 1 sicher.

1: Mitnehmerelement
2: Betätigungsorgan
3: Schaltgabel
4: Mittelteil
5: Schenkel
6: Schenkel
7: Lagerelement
8: Lagerelement
9: Welle
10: Gleitschuh
11: Lasche
12: Blechteil
13: Fortsatz
14: Ende des Mitnehmerelements
15: Ende des Mitnehmerelements
16: quaderförmiger Aufnahmeraum
17: Eingriffsabschnitt der Schaltgabel
18: freistichartige Zurücksetzung
19: Betätigungsnocken
20: Ausschnitt
21: Ausschnitt
22: Welle
23: scheibenförmiges Grundteil
24: Kulisse
A: Achsrichtung
B: zur Achsrichtung parallele Richtung
H: Höhe des Schenkels
C: Breite des Aufnahmeraums
h: Höhe des Aufnahmeraums

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- JP 08200496 A [0002]
- JP 2003185017 A [0005]
- DE 19859482 A1 [0005]
- DE 102004017374 A1 [0005]

Claims

Mitnehmerelement (1) eines Zahnradwechselgetriebes zur Übertragung einer Schaltbewegung von einem Betätigungsorgan (2) auf eine Schaltgabel (3), wobei die Schaltgabel (3) bei ihrer Betätigung eine Schaltmuffe in eine Achsrichtung (A) verschiebt und wobei das Mitnehmerelement (1) in einer zur Achsrichtung (A) parallelen Richtung (B) verschieblich angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Mitnehmerelement (1) als Blechteil ausgebildet ist, das zumindest abschnittsweise eine U-förmig gebogene Struktur mit einem ebenen Mittelteil (4) und zwei an das Mittelteil (4) angrenzenden Schenkeln (5, 6) aufweist.
Mitnehmerelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den beiden Schenkeln (5, 6) je ein Lagerelement (7, 8) angeordnet ist, die eine lineare Verschiebung des Mitnehmerelements (1) in die zur Achsrichtung (A) parallele Richtung (B) erlauben.
Mitnehmerelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerelement (7, 8) als hülsenförmiges Teil ausgebildet ist.
Mitnehmerelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das hülsenförmige Teil (7, 8) als Außenring einer Wälzlagerung ausgebildet ist.
Mitnehmerelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzlagerung einen Nadelkranz umfasst.
Mitnehmerelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das hülsenförmige Teil (7, 8) als Außenring einer Gleitlagerung ausgebildet ist.
Mitnehmerelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das hülsenförmige Teil (7, 8) eine Welle (9) umschließt.
Mitnehmerelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerelement (7, 8) als Gleitschuh (10) ausgebildet ist.
Mitnehmerelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitschuh (10) von einer Lasche (11) gehalten wird, die aus dem Blech des Mitnehmerelements (1) ausgeformt ist.
Mitnehmerelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die U-förmig gebogene Struktur des Mitnehmerelements (1) von einem die Enden der Schenkel (5, 6) verbindenden Blechteil (12) geschlossen ist.
Mitnehmerelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechteil (12) durch einen Umformvorgang mit der U-förmig gebogenen Struktur verbunden ist.
Mitnehmerelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (5, 6) Fortsätze (13) aufweisen, die durch kongruent geformte Ausnehmungen im Blechteil (12) hindurchtreten, wobei die Fortsätze (13) zur Schaffung einer unlösbaren Verbindung zwischen Schenkeln (5, 6) und Blechteil (12) an ihren Enden verformt sind.
Mitnehmerelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechteil (12) mit der U-förmig gebogenen Struktur verschweißt oder verlötet ist.
Mitnehmerelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe (H) der Schenkel (5, 6) am einen Ende (14) des Mitnehmerelements (1) kleiner ist als am anderen Ende (15) des Mitnehmerelements.
Mitnehmerelement nach Anspruch 2 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerelemente (7, 8) an dem mit höheren Schenkeln (5, 6) versehenen Ende (15) des Mitnehmerelements (1) angeordnet sind.
Mitnehmerelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die U-förmig gebogene Struktur des Mitnehmerelements (1) samt verbindendem Blechteil (12) einen quaderförmigen Aufnahmeraum (16) für einen Eingriffsabschnitt (17) der Schaltgabel (3) bildet.
Mitnehmerelement nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (C) des quaderförmigen Aufnahmeraums (16) mindestens drei Mal so groß ist wie die Höhe (h) des Aufnahmeraums (16).
Mitnehmerelement nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (16) am Übergang des Mittelteils (4) zu den Schenkeln (5, 6) eine freistichartige Zurücksetzung (18) aufweist.
Mitnehmerelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Mitnehmerelement (1) ein Betätigungsnocken (19) befestigt ist, der zum Zusammenwirken mit dem Betätigungsorgan (2) ausgebildet ist.
Mitnehmerelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die U-förmig gebogene Struktur des Mitnehmerelements (1) in mechanisch weniger stark belasteten Bereichen mindestens einen Ausschnitt (19, 20) aufweist.