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Dokumentenidentifikation DE102006030100A1 03.01.2008
Titel Schaltfinger für ein Getriebe-Betätigungsorgan
Anmelder KoKi Technik Metallverarbeitung GmbH & Co. KG, 09399 Niederwürschnitz, DE
Erfinder Löffler, Wilfried, Dipl.-Ing., 08132 Mülsen, DE;
Hendel, Mathias, Dipl.-Ing., 08412 Werdau, DE;
Weber, Frank, Dr., 09648 Kriebstein, DE
Vertreter Dr. Weiss, Brecht, Arat, 78234 Engen
DE-Anmeldedatum 28.06.2006
DE-Aktenzeichen 102006030100
Offenlegungstag 03.01.2008
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.01.2008
IPC-Hauptklasse F16H 63/30(2006.01)A, F, I, 20060628, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B22F 5/10(2006.01)A, L, I, 20060628, B, H, DE   
Zusammenfassung Bei einem Schaltfinger für ein Getriebe-Betätigungsorgan, wie eine Schaltwelle (1) oder Rastierungshülse, soll die Ausbildung des Schaltfingers (2, 4, 7, 9) in der Form eines weitgehenden Hohlkörpers sein.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Schaltfinger für ein Betätigungsorgan, wie eine Schaltwelle oder eine Rastierungshülse.

Stand der Technik

Schaltfinger haben die Funktion der Kraftübertragung, und zwar einer Kraft von einem äußeren Schaltungshebel auf Schaltschienen oder Schaltgabeln in Getrieben zu übertragen. Derartige Schaltfinger in Getrieben werden in einer Vielzahl von Fahrzeugen verwendet; sie sind Bestandteil von einer jedem Autofahrer bekannten Gangschaltung, welche wiederum entweder manuell oder automatisch erfolgen kann.

Insbesondere an die Schaltfinger in derartigen Getrieben werden hohe Anforderungen gestellt, weshalb diese eine relativ hohe Festigkeit besitzen müssen, was bisher durch eine kompakte Ausführung der Schaltfinger erreicht wurde. Eine kompakte Ausführung des Schaltfingers bedeutet wiederum, dass dieser ein bestimmtes Gewicht hat, welches ganz allgemein bei Fahrzeugen immer, neben dem Platzbedarf, zu verringern gilt.

Aufgabe der Erfindung

Hier setzt die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, Schaltfinger, insbesondere in Getrieben für Kraftfahrzeuge, derart weiterzubilden bzw. zu verbessern, dass sie als Massenartikel in ihrem Gewicht und ihren Kosten reduziert sind, wobei jedoch ihre Festigkeit und somit Betriebssicherheit gewährleistet sein muss.

Lösung der Aufgabe

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Ausbildung des Schaltfingers in der Form eines weitgehenden Hohlkörpers.

Nach Maßgabe der Erfindung soll dabei der Schaltfinger bevorzugt im Spritzgiessverfahren und hier vor allem in einem Metallpulverspritzguss hergestellt werden, wobei ein Keramikpulverspritzguss ebenfalls möglich ist.

Bekanntlich wird – vereinfacht ausgedrückt – beim Metallpulverspritzguss als Ausgangsmaterial ein Gemisch aus in der Regel verschiedenen Metallpulvern und einem Binder verwendet, aus welchem dann beliebig geformte Teile spritzgegossen werden (ähnlich Kunststoffspritzen), die dann einer thermischen Behandlung, und einem Sintervorgang unterzogen werden, wobei hierbei der Binder wieder entfernt wird.

Mit dem Metallpulverspritzgussverfahren, auch bekannt als „Metal Injektion Molding" (MIM), ist es vorteilhaft möglich, sehr komplex geformte Teile ohne oder mit nur wenig Nacharbeit herzustellen. Im Gegensatz zum herkömmlichen Pressen oder Sintern, wo Dichten bis zu 90% der theoretischen Werkstoffdichte erzielt werden können, erreicht das Metallpulverspritzgussverfahren Dichten, bis 100% der theoretischen Werkstoffdichte. Dadurch werden Materialeigenschaften erreicht, die weitgehend jenen eines aus dem Vollen gearbeiteten Teils entsprechen. Ferner besitzen derart hergestellte Teile eine hervorragende Oberflächengüte und sehr enge Toleranzgrenzen. Schließlich sind hierfür die verschiedensten Werkstoffe möglich, wie rostfreie Stähle, Eisen/Nickel – Werkstoffe, aber auch Werkzeugstähle und Sonderlegierungen.

Aufgrund der aufgezeigten Fertigungsmöglichkeiten einerseits und der Werkstoffwahl andererseits ist es daher vorteilhaft möglich, den Schaltfinger möglichst leicht, aber dennoch widerstandfähig auszubilden, indem dieser einen komplett durchgehenden Hohlraum aufweist. Auch kann der Schaltfinger mit mehreren einzelnen Hohlräumen ausgebildet werden, was sich dann je nach der Anzahl gewichtsmäßig bemerkbar macht. Schließlich kann der Schaltfinger mit einem entsprechend großen Durchbruch gefertigt werden, um zu einer relativ hohen Materialersparnis zu kommen, denn diese ist insofern auch hinsichtlich der Kosten wichtig, da der Ausgangswerkstoff für das Metallpulverspritzverfahren relativ teuer ist. In diesem Zusammenhang muss auch erwähnt werden, dass sich dieses moderne Herstellungsverfahren von der Kostenseite her gesehen nur Sinn macht, wenn es sich um Massenartikel handelt, was bei dem erfindungsgemäßen Schaltfinger der Fall ist, d.h. die Stückzahlen sollten mindestens im fünfstelligen Bereich aufwärts liegen.

Figurenbeschreibung

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung von vier Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung; es zeigen

1 eine perspektivische Ansicht einer schematisch dargestellten Schaltwelle mit einem ersten Ausführungsbeispiel eines Schaltfingers;

2 eine perspektivische Ansicht auf ein zweites Ausführungsbeispiels eines Schaltfinger ähnlich 1;

3 eine seitliche perspektivische Draufsicht auf ein drittes Ausführungsbeispiel eines Schaltfingers und

4 eine seitliche perspektivische Draufsicht auf ein viertes Ausführungsbeispiel eines Schaltfingers.

In 1 ist schematisch eine Schaltwelle 1 eines nicht dargestellten Getriebes gezeigt, auf der ein Schaltfinger 2 eines ersten Ausführungsbeispiels befestigt ist. Der Schaltfinger 2 hat in der Draufsicht eine rechteckförmige Form, während er von der Seite gesehen vasenförmig ausgebildet ist.

Der Schaltfinger 2 wurde im Metallpulverspritzguss hergestellt und hat mittig einen durchgehenden Hohlraum 3, der symmetrisch im Querschnitt entsprechend eines beidseitig abgerundeten Langloches ausgebildet ist. Durch die hohe Werkstoffdichte, hervorgerufen durch das Metallpulverspritzgussverfahren einerseits und die Hohlkörperausbildung des Schaltfingers 1 andererseits, ist dessen Stabilität gewährleistet, und zwar selbst dann, wenn zu übertragende Kräfte vom Schaltfinger 2 auf die Getriebeelemente aus verschiedenen Richtungen und in verschiedener Größe eingeleitet werden. Zusätzlich wird durch den geringeren Materialeinsatz als beim kompakten Schaltfinger bei einem Schaltfinger nach der vorliegenden Erfindung vorteilhaft das Gewicht verringert, ohne dass die notwendige Festigkeit der gesamten Baugruppe darunter leidet.

Der in 2 als zweites Ausführungsbeispiel von seiner Anschlussseite an die Schaltstange her gesehene Schaltfinger – bezeichnet mit 4 – entspricht vom Material und seiner äußeren Form her dem Schaltfinger 2 nach 1. Lediglich ist hier der mit 5 bezeichnete mittig durchgehende Hohlraum derart ausgebildet, dass er im Prinzip die gleiche Form wie die Außenkontur des Schaltfingers 4 besitzt, jedoch in seiner äußeren Abmessung jeweils verringert um eine gleiche Wandstärke 6, denn grundsätzlich gelten bei dem Metallpulverspritzgussverfahren die gleichen Regeln wie bei Kunststoffteilen, d.h. möglichst gleichmäßige relativ dünne Wandstärken.

In 3 ist als drittes Ausführungsbeispiel ein Schaltfinger 7 perspektivisch dargestellt, der mit zwei symmetrisch zur Längsachse des Schaltfinger 7 angeordneten Hohlräume 8 nach dem Metallpulverspitzverfahren entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 hergestellt ist. Die Hohlräume 8 sind dabei im Querschnitt jeweils als beidseitig abgerundete Langlöcher ausgebildet.

Ferner ist in 4 als viertes Ausführungsbeispiel ein Schaltfinger 9 gezeigt, der in seinem unteren Bereich einen Durchbruch 10 besitzt, dessen seitliche Begrenzungsflächen dem Verlauf der Außenkanten des Schalfingers 9 entsprechen. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wird bezüglich Herstellung und Vorteile auf das Beispiel in 1 verwiesen.

Schließlich ist es auch möglich, dass die in den 1 bis 4 aufgezeigten Schaltfinger 2, 4, 7 und 9 gleichzeitig mit einer sogenannten Schaltstange versehen sind. Auch ist es möglich, die Gewichtseinsparung und somit die Kosteneinsparung noch zu optimieren, indem die aufgezeigten Hohlräume 3, 5, 8 und 10 in geeigneter Weise kombiniert oder noch durch Hohlräume mit anderen Querschnitten ergänzt werden, wobei so genannte Hinterschneidungen bei der Anwendung eines, Metallpulverspritzverfahrens durchaus realisierbar sind, was mit üblichen Sinterverfahren nicht möglich ist. Bezugszeichenliste 1 Schaltwelle 2 Schaltfinger 3 Hohlraum 4 Schaltfinger 5 Hohlraum 6 Wandstärke 7 Schaltfinger 8 Hohlräume 9 Schaltfinger 10 Durchbruch


Anspruch[de]
Schaltfinger für ein Getriebe-Betätigungsorgan, wie eine Schaltwelle (1) oder Rastierungshülse, gekennzeichnet durch eine Ausbildung des Schaltfingers (2; 4; 7; 9) in der Form eines weitgehenden Hohlkörpers. Schaltfinger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper aus Metallpulverspritzguss besteht. Schaltfinger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper aus Keramikpulverspritzguss besteht. Schaltfinger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper einen komplett durchgehenden Hohlraum (3; 5; 8) aufweist. Schaltfinger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper mehrere einzelne Hohlräume (8) aufweist. Schaltfinger nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper mindestens einen als Durchbruch (10) ausgebildeten Hohlraum aufweist. Schaltstange mit Schaltfinger (2; 4; 7; 9) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6.






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