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Patent Searching and Data


Title:
BEARING FOR LONGITUDINAL AND ROTATIONAL MOVEMENTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/063037
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a rolling bearing for guiding a shifting element of a transmission, wherein the rolling bearing has an inner ring, rolling bodies and a cage for guiding the rolling bodies, the longitudinal movement of which being limited by stops. The invention also relates to a shifting element having such a rolling bearing.

Inventors:
GRASSER, Christian (Trunstadter Hauptstr. 44, Viereth-Trunstadt, 96191, DE)
WELKER, Peter (Höchstadter Weg 6, Herzogenaurach, 91074, DE)
LOEFFELMANN, Jochen (Im Gwend 20, Eggolsheim, 91330, DE)
Application Number:
DE2018/100673
Publication Date:
April 04, 2019
Filing Date:
July 30, 2018
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG (Industriestraße 1-3, Herzogenaurach, 91074, DE)
International Classes:
F16C31/04; F16C33/58; F16C43/08
Foreign References:
DE3402523C21987-12-23
EP0085292A11983-08-10
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Claims:
Patentansprüche

Wälzlager (2) zur Führung eines Schaltelements (1) eines Getriebes, wobei das Wälzlager (2) einen Innenring (3), Wälzkörper (5) und einen Käfig (10) zur Führung der Wälzkörper (5) aufweist, dessen Längsbewegung durch Anschläge begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (3) als eine zylindrische Hülse ausgebildet ist, welche einen Radialbord (4) als einen Anschlag aufweist.

Wälzlager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Radialbord (4) gebördelt ist.

Wälzlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (3) zwei Radialborde (4) aufweist.

Wälzlager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialborde (4) stirnseitig angeordnet sind.

Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (1) als zweireihiges oder mehrreihiges Wälzlager ausgebildet ist.

Schaltelement (1) mit einem Wälzlager (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Schaltelement eine Schaltstange, eine Schaltschiene, eine Schaltwelle oder eine Schaltgabel (17) ist.

Schaltelement (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement als eine Schaltgabel (17) aus Aluminium ausgebildet ist.

Schaltelement (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (1) in einem Getriebegehäuse angeordnet ist und dass die Wälzkörper (5) auf einer Wandung des Getriebegehäuses oder eines im Getriebegehäuse abgestützten Außenrings abrollen.

9. Schaltelement (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (10) als ein mit Längsschlitz (1 1) versehener Ringkäfig ausgebildet ist und so weit radial und elastisch aufweitbar ist, dass er auf die Laufbahnhülse (3) radial aufschiebbar ist.

Schaltelement nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (1) einen Wellenabschnitt (14) aufweist, auf dem der Innenring (3) ver- presst ist.

Description:
Lager für Längs- und Drehbewegungen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Wälzlager zur Führung eines Schaltelements eines Getriebes, wobei das Wälzlager einen Innenring, Wälzkörper und einen Käfig zur Führung der Wälzkörper aufweist, dessen Längsbewegung durch Anschläge begrenzt ist sowie auf ein Schaltelement mit einem derartigen Wälzlager.

Hintergrund der Erfindung Aus der Patentschrift DE 34 02 523 C2 ist ein Wälzlager zur Führung einer Stange mit rechteckigem Querschnitt bekannt, dessen Innenteil geschlitzt ausgeführt ist, so dass er nach Aufweitung radial entlang der Außenflächen der Schaltschiene geschoben werden kann und mit den Enden sich an einer Schmalseite der Schaltschiene verhakt. Abgesehen davon, dass durch das Verhaken des Innenteils keine ausreichende Abstützung der Stange sichergestellt ist, können die Längsnuten auf dem Innenteil nicht beliebig über den Umfang verteilt werden, sondern nur im Bereich der drei Außenflächen angeordnet sein, auf denen das Innenteil keinen Schlitz und Haken aufweist. Dadurch ergibt sich auch bezüglich der Lagerung keine hinreichende Abstützung über den ganzen Umfang des Wälzlagers.

Es ist weiterhin bekannt, europäische Patentanmeldung EP 0 085 292 A1 , ein Wälzlager zur Führung einer Stange mit einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt vorzusehen, bei dem ein Käfig sowohl zur Führung der Wälzkörper als auch zur Abstützung der streifenförmig ausgebildeten Außenteile dient. Da nur im Bereich der großen Seitenflächen der Stange ge- nügend radialer Bauraum vorgesehen ist, um die streifenförmigen Außenteile mit Lagerflächen für die Wälzkörper unterzubringen, ist dieses Wälzlager nur geeignet, eine Führung der Stange in einer Ebene sicherzustellen. Würde dieses Wälzlager auch zur Führung der Stange in einer weiteren senkrecht dazu angeordneten Ebene ausgebildet, so müssten Wälzkörper verschiedener Größen vorgesehen sein, um den radialen Bauraum auszufüllen, da die Wälz- körper direkt auf den Flächen der Stange abrollen.

Ferner ist es bekannt, eine lineare Führung von Vollaluminiumgabeln mittels Gleitlagern zu realisieren. Die Gleitlager weisen eine Kunststoffgleitschicht auf und werden als Gleitlagerbuchsen direkt auf den abgedrehten Absatz der Vollaluminiumgabel aufgepresst. Die erhöhte Kontaktfläche des Kunststofflagers in der Führungshülse führt zu einer schlechten Schalteffizienz während der Schaltvorgänge

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, die Mängel der bekannten Lösungen zu vermeiden und ein Wälzlager zur Verfügung zu stellen, das radiale Kräfte aus verschiedenen Richtungen, vorzugsweise aus allen Richtungen aufnehmen kann, eine hohe Tragfähigkeit aufweist und sehr kompakt aufgebaut ist, um auch eine Montage im Gehäuse des Getriebes an einem anderen Einbauort (Blindmontage) zu ermöglichen. Es soll auch kostengünstig herstellbar sein. Angestrebt ist auch, dass der Käfig der Wälzkörper nur auf einem kurzen axialen Weg verfährt und die Reibungskräfte minimiert werden. Ebenfalls soll ein Schaltelement eines Getriebes mit einem derartigen Wälzlager geschaffen werden. Zusammenfassung der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung wird bei einem Wälzlager gemäß dem Oberbegriff des Anspruch 1 dadurch gelöst, dass der Innenring als eine zylindrische Hülse ausgebildet ist, welche einen Radialbord aufweist.

Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, dass eine große Anzahl von Wälzkörpern im Wesentlichen gleichmäßig über den Umfang der Laufbahnhülse verteilt angeordnet sein können, so dass sich eine gute Abstützung von Kräften aus allen radialen Richtungen ergibt. Der Innenring bildet eine Laufbahnhülse, deren Innendurchmesser auf das zu lagernde Schaltele- ment abgestimmt ist. Vorzugsweise liegt der Innenring über seinen gesamten Innenumfang auf dem Schaltelement an.

Insbesondere eignet sich das vorgeschlagene Wälzlager für Schaltelemente aus Aluminium. Der Innenring kann als eine Hülse aus einem anderen Werkstoff, insbesondere als eine Stahlhülse, ausgebildet sein, um die Traglasten sicher aufzunehmen.

Der Innenring weist einen Radialbord auf, der geeignet ist, eine Verliersicherung für den Käfig mit den Wälzkörpern zu bilden. Der Radialbord ist vorzugsweise stirnseitig, also am Ende der Mantelfläche der Hülse angeordnet. Er lässt sich umformtechnisch herstellen. Der Radialbord kann nicht nur eine Verliersicherung darstellen, sondern in einer Ausgestaltung zusätzlich einen Anschlag für die maximal erlaubte Axialbewegung des Käfigs bilden.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Radialbord gebördelt. Bördelfähig kann bedeu- ten, dass die Laufbahnhülse in diesem Bereich nicht gehärtet oder angelassen ist, damit eine Verformung ohne Rissbildung möglich ist.

In einer nächsten Ausgestaltung weist der Innenring zwei Radialborde auf. Vorzugsweise sind beide an den gegenüberliegenden Stirnseiten des Innenrings angeordnet. Einer oder beide Radialborde können einteilig mit der Innenhülse hergestellt sein.

In vorteilhafter Weise ist die Wandstärke der Laufbahnhülse konstant. Diese kann beispielsweise für eine Großserienherstellung in besonders günstiger Weise aus einem Blech gezogen sein.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Wälzlager als mehrreihiges, insbesondere zweireihiges, Wälzlager ausgebildet. Die Tragzahl wird dadurch erhöht und das Führungsverhalten verbessert. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Schaltelement mit einem zuvor beschriebenen Wälzlager. Das Schaltelement kann als eine nur drehbare oder dreh- und linear bewegliche Schaltwelle oder nur linear bewegliche Schaltstange ausgebildet sein. Das Schaltelement weist häufig einen runden Außendurchmesser auf, so dass der Innenring einen konstanten und dünnen Durchmesser aufweisen kann. Alternativ kann das Schaltelement als eine einen unrunden Querschnitt aufweisende Schaltschiene ausgebildet. In diesem Fall liegt der Innenring an der Schaltschiene vollumfänglich an und kann der Innenring eine Adapterfunktion erfüllen.

Vorzugsweise ist das Schaltelement als eine Schaltgabel ausgebildet. Zur Lagerung weist die Schaltgabel bevorzugt zwei Wellenfortsätze auf, die in Verschieberichtung der Schaltgabel weisen. Das Wälzlager lässt sich dann auf den Wellenfortsätzen anordnen.

Insbesondere wenn die Schaltgabel mit den Wellenfortsätzen bzw. das Schaltelement aus einem Leichtbaumaterial wie Aluminium bestehen, ist es vorteilhaft, dass die Wälzkörper nicht direkt auf dem Wellenfortsatz abrollen, sondern auf dem Innenring, dessen Oberfläche als Wälzlagerlaufbahn geeignet ist. ln weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Schaltelement zumindest eine radial vorstehende Schulter auf, die vom Ende des Schaltelements aus in axialer Richtung gesehen eingerückt ist, um einen Anschlag der Laufbahnhülse zu gewährleisten.

Der Käfig zur Führung der Wälzkörper kann grundsätzlich auch als geschlossen ringförmiger Käfig ausgebildet sein, da er längs der Laufbahnhülse aufgeschoben werden könnte, wobei dann anschließend Anschläge angebracht werden können, um die Bewegung des Käfigs bzw. der Wälzkörper auf der Laufbahnhülse zu begrenzen und ein Herabrollen zu verhindern.

In vorteilhafter Weise ist gemäß der Erfindung der Käfig als ein mit Längsschlitz versehener Ringkäfig ausgebildet, wobei der Ringkäfig so weit radial und elastisch aufweitbar ist, dass er auf die Laufbahnhülse radial aufgeschoben werden kann. Die Laufbahnhülse weist im Bereich zwischen zwei Längsnuten ein Vertiefung oder Ausnehmung auf, die sich im Wesentlichen entlang der Laufbahnhülse erstreckt, wobei am Ringkäfig im Bereich des Längsschlitzes eine nach innen gerichtete Nase angeordnet ist, die nach Montage des Ringkäfigs auf der Laufbahnhülse in die Vertiefung oder Ausnehmung einrastet.

Um eine Festlegung bzw. Fixierung der Ränder des Ringkäfigs im Bereich des Längsschlitzes gegeneinander zu gewährleisten, wird vorgeschlagen, dass der Ringkäfig an den entgegen gerichteten Rändern des Längsschlitzes Stufen aufweist, die nach Montage des Ringkäfigs auf der Laufbahnhülse gegeneinander anliegen.

Insbesondere dann, wenn d das Schaltelement eine Schaltgabel trägt, soll es eine bestimmte Winkellage im Gehäuse des Getriebes einnehmen. Um dies mit einfachen Mitteln zu erreichen, kann das Außenteil als Lageraußenhülse ausgebildet sein, die an ihrem einen Ende einen nach außen gerichteten Bördelrand aufweist. Alternativ kann das Getriebegehäuse selbst den Außenring des Lagers bilden.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Es zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer Schaltschiene mit Wälzlagern in montiertem Zustand nach dem Stand der Technik, Figur 2 eine perspektivische Ansicht einer Schaltgabel als Schaltelement mit ei nem erfindungsgemäßem Wälzlager, Figur 3 Explosionsdarstellung eines Ausschnitts aus Figur 2..

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

In den Figuren 1 bis 3 ist, soweit im einzelnen dargestellt, mit 1 ein Schaltelement bezeichnet, das im Bereich der allgemein mit 2 bezeichneten Wälzlager einen rechteckigen oder runden Querschnitt aufweist. Im Falle der Figur 1 handelt es sich bei dem Schaltelement 1 um eine Schaltschiene 7, in den Figuren 2 und 3 ist eine Schaltgabel 17 als Schaltelement 1 dargestellt. Die Wälzlager 2 weisen ringförmige Laufbahnhülsen als Innenringe 3 auf, die als geschlossene zylinderförmige Körper ausgebildet sind und auf ihrem Außenumfang Wälzkörper 5 aufnehmen.

Wie insbesondere den Figuren 2 und 3 zu entnehmen ist, haben die Innenringe 3 im Wesent- liehen eine gleichmäßige Wandstärke.

Am Schaltelement 1 sind Axialanschläge 6 vorgesehen, die eine Festlegung des Innenrings 3 auf dem Schaltelement 1 gewährleisten. Sie bilden als Schultern den inneren Anschlag der Innenringe 3.

Mit 10 ist ein Ringkäfig bezeichnet, der einen Längsschlitz 11 aufweist, so dass er radial aufweitbar ist.

Wie insbesondere den Figuren 2 und 3 zu entnehmen ist, kann das Schaltelement 1 als eine Schaltgabel 17 ausgebildet sein. Vorliegend weist das Wälzlager 2 eine Anzahl von 28 Kugeln auf. Sein durch die Innenhülse 13 gebildeter Innenring 3 wird direkt auf den abgedrehten Absatz 12 der Vollaluminiumgabel gepresst bis die Innenhülse 13 am Absatz 12 anliegt. Die Wälzkörper in Form von Kugeln werden durch eine Außenhalterung im Käfig 10 gehalten. Durch die beiden nach außen gebördelten Radialborde 4 wird der Käfig 10 auf der Innenhülse 13 gesichert. Gleichzeitig wird dadurch der maximale Verfahrensweg vorgegeben.

Bezugszeichenliste Schaltelement

Wälzlager

Innenring

Radialbord

Wälzkörper

Axialanschlag

Schaltschiene

Schulter Käfig

Längsschlitz

Absatz

Innenhülse

Wellenabschnitt Schaltgabel