DE10041990B4 - Wälzlager zur Führung einer Schaltschiene eines Getriebes - Google Patents
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Abstract
Description
- Gebiet der Erfindung
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Wälzlager zur Führung einer einer Schaltschiene eines Getriebes, die im Lagerbereich einen rechteckigen Querschnitt aufweist, wobei das Wälzlager ein mit Längsnuten versehenes Innenteil, das die Schaltschiene zumindest umgreift, und einen Käfig zur Führung von in den Längsnuten abgestützten Wälzkörpern aufweist, dessen Längsbewegung durch Anschläge begrenzt ist, und wobei die Wälzkörper auf der Wandung eines Gehäuses des Getriebes oder eines im Gehäuse abgestützten Außenteils abrollen.
- Hintergrund der Erfindung
- Aus der deutschen 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.
- Ein ähnliches Wälzlager mit einer Innenlaufbahn, die ebenfalls durch eine geschlitzte Blechhülse gebildet wird, ist aus
US 3 353 876 A bekannt. - Es ist weiterhin bekannt, europäische Patentanmeldung
EP 0 085 292 A1 , ein Wälzlager zur Führung einer Stange mit rechteckigem 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 genügend 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 Wälzkörper direkt auf den Flächen der Stange abrollen. - Schließlich ist aus der europäischen Patentanmeldung
EP 0 077 012 A1 ein Wälzlager bekannt, das sowohl ein geschlitztes Innenteil mit Längsnuten als auch ein geschlitztes Außenteil mit Innen-Längsnuten aufweist, wobei das Innenteil den Rechteckquerschnitt der Stange umgreift und das Außenteil in eine Bohrung eingesetzt ist. Auch dieses Wälzlager ist, abgesehen von dem relativ großen Aufwand für das mehrfach gekröpfte Innenteil, nur geeignet Kräfte in einer Ebene aufzunehmen. -
DE 198 17 290 A1 zeigt ein Linearwälzlager mit einem sternförmigen Innenrohr, an dem sich Wälzkörper abstützen. Auch das Innenrohr nach diesem Stand der Technik ist an einer zu lagernden Welle nur an diskreten Punkten abgestützt. - 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, insbesondere im Außenteil, nur auf einem kurzen axialen Weg verfährt und die Schaltschiene in Drehrichtung um ihre Längsachse im Gehäuse des Getriebes oder im Außenteil festlegbar ist.
- Zusammenfassung der Erfindung
- Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass das Innenteil als ringförmig geschlossene Laufbahnhülse ausgebildet, dass die Längsnuten über den Umfang verteilt angeordnet sind und dass sich die Schaltschiene im Bereich ihrer Kanten an der Innenseite der Laufbahnhülse abstützt.
- Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, dass die Längsnuten mit darin angeordneten 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. Es sei darauf hingewiesen, dass es nicht erforderlich ist, dass die Längsnuten genau gleichmäßig über den Umfang verteilt sind. Es reicht aus, wenn die Verteilung in etwa gleichmäßig über den Umfang verteilt ist. Der Innendurchmesser der Laufbahnhülse ist im Bereich der Kanten genau auf diese abgestimmt, so dass sich eine gleichmäßige Abstützung der Schaltschiene über ihre Kantenbereiche an der Innenseite der Laufbahnhülse ergibt. Im Bereich der Wälzkörper ist dabei die Lagerung auf einer im wesentlichen kreiszylindrischen Mantelfläche verteilt.
- Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 13.
- In vorteilhafter Weise ist die Wandstärke der Laufbahnhülse im wesentlichen konstant, so dass sich zwischen den Längsnuten auf der Innenseite der Laufbahnhülse entsprechende Innennuten ergeben. Größe, Anzahl und/oder Lage der Innennuten ist so gewählt, dass diese den Kanten der Schaltschiene räumlich entsprechen. Dadurch ist eine sichere Abstützung der Schaltschiene im Bereich der vier Kanten in der Laufbahnhülse gegeben. Zusätzlich ist es möglich, die Tiefe der Längsnuten und damit die Größe der Wälzkörper so abzustimmen, dass sich die Schaltschiene mit ihren Flächen auf der Innenseite der Laufbahnhülse im Bereich der Längsnuten abstützt.
- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Schaltschiene zumindest eine radial vorstehende Schulter auf, die vom Ende der Schaltschiene aus in axialer Richtung gesehen eingerückt ist, um den inneren Anschlag der Laufbahnhülse zu gewährleisten.
- In vorteilhafter Weise ist auf der Schaltschiene zumindest ein Vorsprung vorgesehen, dessen Größe der elastischen Verformbarkeit der Laufbahnhülse angepasst ist, so dass nach Aufschieben der Laufbahnhülse diese den Vorsprung hintergreift und damit auf der Schaltschiene festgelegt ist. Dabei ist der Vorsprung vorzugsweise im äußeren Bereich angeordnet, kann aber auch im inneren Bereich ausgebildet sein.
- Die Laufbahnhülse kann aber auch an ihrem einen, vorzugsweise dem äußeren Ende einen sich verjüngenden Konus aufweisen und am anderen Ende auf zumindest einem Umfangsbereich bördelfähig ausgebildet sein. Bördelfähig kann bedeuten, dass die Laufbahnhülse in diesem Bereich nicht gehärtet oder angelassen ist, damit eine Verformung ohne Rissbildung möglich ist.
- Die Schaltschiene kann dann in vorteilhafter Weise zur axialen Festlegung der Laufbahnhülse auf dem mit dem bördelfähigen Bereich korrespondierenden Umfangbereich eine Umfangsnut aufweisen, in die die Laufbahnhülse eingebördelt wird. Vorzugsweise befindet sich die Umfangsnut in der Nähe der als Anschlag dienenden Schulter.
- Der Käfig zur Führung der Wälzkörper kann grundsätzlich auch als geschlossen ringförmiger Käfig aufgebildet 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.
- Die Montage der Wälzlager, von denen vorzugsweise zwei für ein Schaltschiene vorgesehen sind, erfolgt in der Weise, dass von jedem Ende her eine Laufbahnhülse auf die Schaltschiene aufgeschoben wird, wobei die Laufbahnhülse quer zum Vorsprung so weit zusammengedrückt bzw. in Richtung des Vorsprungs verformt wird, dass diese über den Vorsprung geschoben werden kann und zwar so weit, bis die Laufbahnhülse gegen die vorstehende Schulter stößt. Kurz bevor bzw. wenn die Laufbahnhülse gegen die Schulter stößt, rastet das andere Ende der Laufbahnhülse hinter dem Vorsprung ein, so dass eine axiale Fixierung auf der Schaltschiene gewährleistet ist. Die Laufbahnhülse wird vor dem Aufschieben so weit verdreht, dass jeweils vier Innennuten der Laufbahnhülse im Bereich der vier Kanten der Laufbahnschiene liegen, so dass nach Aufschieben nicht nur eine axiale sondern auch eine radiale Festlegung der Laufbahnhülse auf der Schaltschiene gegeben ist. Die Passungen sind natürlich so gewählt, dass ein fester Sitz gewährleistet ist. Wenn die Laufbahnhülse an der einen Seite einen fertigungsbedingten Ziehradius an der inneren Kante und auf der gegenüberliegenden Seite eine scharfkantige Bodenauslochung aufweist, dann wird die Laufbahnhülse mit dem Ziehradius nach vorn auf die Schaltschiene aufgezogen, weil dies das Aufschieben erleichtert.
- Alternativ zu dieser Montageweise kann die Laufbahnhülse auf die Schaltschiene bis zur vorstehenden Schulter, in deren Nähe sich eine Umfangsnut befindet, geschoben werden, wobei das Ende der Laufbahnhülse in die Nut eingebördelt wird.
- Nach Montage der Laufbahnhülse wird der geschlitzte Ringkäfig, der vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt ist, aufgeweitet und passgerecht radial über die Laufbahnhülse geschoben, bis der Ringkäfig die Laufbahnhülse umgreift und die Nase in die Ausnehmung in der Laufbahnhülse einrastet, wodurch die Festlegung des Ringkäfigs auf der Laufbahnhülse auch in axialer Richtung gewährleistet ist. Die Ausnehmung und die Breite der Nase sind natürlich so angepasst, dass der Ringkäfig und damit die Wälzkörper sich in axialer Richtung der Schaltschiene hinreichend weit bewegen können.
- Insbesondere dann, wenn die Schaltschiene eine Schaltgabel trägt, soll die Schaltschiene eine bestimmte Winkellage im Gehäuse des Getriebes einnehmen. Um dies mit einfachen Mitteln zu erreichen, ist das Außenteil als Lageraußenhülse ausgebildet, die an ihrem einen Ende einen nach außen gerichteten Bördelrand aufweist.
- Die Lageraußenhülse weist, zumindest von der Innenseite aus zugänglich, eine Längsnut auf, in die ein Noppen eines modifizierten Ringkäfigs eingefügt werden kann. Dieser Ringkäfig weist ebenfalls einen Längsschlitz auf und ist soweit radial zusammendrückbar, dass er in die Lageraußenhülse und der Noppen in die Längsnut einführbar sind.
- Am Bördelrand ist eine Aussparung vorgesehen, die in Drehrichtung gesehen passend zur Längsnut ausgerichtet ist und als Justierhilfe beim Einsetzen der Lageraußenhülse in ein Getriebegehäuse dient, so dass die Längsnut so angeordnet ist, dass mittels des Noppens, des Ringkäfigs und der Laufbahnhülse eine bestimmte Winkellage der Schaltschiene gewährleisten ist. Die Aussparung kann auch in Verbindung mit einem Gegenstück am Getriebegehäuse als Lagefixierung ausgebildet sein.
- Kurze Beschreibung der Zeichnung
- Es zeigen:
-
1 eine Seitenansicht einer Schaltschiene mit erfindungsgemäß ausgebildeten Wälzlagern in montiertem Zustand, -
2 eine Ansicht ähnlich1 in perspektivischer Darstellung, -
3 einen Schnitt durch die Schaltschiene und die Lager entsprechend der Linie III-III in2 , -
4 einen Schnitt durch die Schaltschiene und die Wälzlager entsprechend der Linie IV-IV in2 , um 90° gedreht zu dem Schnitt nach3 , -
5 eine perspektivische Ansicht einer Schaltschiene mit einer Schaltgabel und Laufbahnhülsen, -
6 eine perspektivische Ansicht einer Lageraußenhülse, -
7 eine Seitenansicht der Lageraußenhülse in radialer Richtung und -
8 eine Seitenansicht der Lageraußenhülse in axialer Richtung. - Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
- In den
1 bis7 ist, soweit im einzelnen dargestellt, mit1 eine Schaltschiene bezeichnet, die im Bereich der allgemein mit2 bezeichneten Wälzlager einen rechteckigen Querschnitt aufweist, der insbesondere den2 ,3 und4 zu entnehmen ist. - Die Wälzlager
2 weisen ringförmige Laufbahnhülsen3 auf, die als geschlossene zylinderförmige Körper ausgebildet sind und auf ihrem Außenumfang Längsnuten4 zur Aufnahme von Wälzkörpern5 aufweisen. - Wie insbesondere den
2 ,3 und4 zu entnehmen ist, haben die Laufbahnhülsen3 im wesentlichen eine gleichmäßige Wandstärke, so dass versetzt zu den Längsnuten4 Innennuten6 vorhanden sind. - An dem äußeren Rand der Schaltschiene
1 bzw. an dem äußeren Rand der vorgesehenen Lage der Laufbahnhülse3 auf der Schaltschiene sind Vorsprünge7 vorgesehen, die eine Festlegung der Laufbahnhülse3 auf der Schaltschiene1 gewährleisten. Der innere Anschlag der Laufbahnhülsen3 ist durch Schultern8 an der Schaltschiene1 gegeben. Die Laufbahnhülsen3 weisen, dies ist insbesondere4 zu entnehmen, Ausnehmungen9 auf. - Mit
10 ist ein Ringkäfig bezeichnet, der einen Längsschlitz11 aufweist, so dass er radial aufweitbar ist. Der Ringkäfig10 weist auf beiden Seiten der Ränder des Längsschlitzes11 Stufen12 auf, die im Montagezustand, wenn der Ringkäfig10 auf der Laufbahnhülse3 angeordnet ist, aneinander liegen und eine Festlegung der Enden des Ringkäfigs10 gegeneinander sicherstellen. Weiterhin weist der Ringkäfig10 in der Nähe des Längsschlitzes11 eine Nase13 , die nach innen gerichtet ist und, wie insbesondere4 zu entnehmen ist, im montierten Zustand in die Ausnehmung9 ragt, so dass die Bewegung des Ringkäfigs10 längs der Laufbahnhülse3 begrenzt ist. - Wie insbesondere der
5 zu entnehmen ist, kann an der Schaltschiene1 eine Schaltgabel befestigt sein. Zumindest eine der Laufbahnhülsen3 kann an ihrem einen Ende einen mit14 bezeichneten Konus zur leichteren Montage aufweisen. Um auch in diesem Fall einen sicheren Sitz der Laufbahnhülse3 auf der Schaltschiene1 zu gewährleisten, weist die Schaltschiene1 in der Nähe der Schulter8 (siehe z. B.1 ) eine Umfangsnut15 auf, in die der Rand der Laufbahnhülse3 eingebörtelt werden kann. - In den
6 –8 ist eine Lageraußenhülse dargestellt und mit16 bezeichnet. Sie hat an der einen Seite einen nach außen gerichteten Bördelrand17 , der eine Aussparung18 aufweist. In der Wand der Lageraußenhülse16 ist eine Längsnut19 eingearbeitet. Weiterhin ist in der Lageraußenhülse16 ein modifizierter, mit10a bezeichneter Ringkäfig eingesetzt, der einen radial nach außen abstehenden Noppen20 aufweist, der im eingebauten Zustand in die Längsnut19 ragt und mit den Rändern dieser Nut eine Begrenzung des Ringkäfigs10a in axialer Richtung in der Lageraußenhülse16 definiert. Ebenso ist der Ringkäfig10a dadurch in Drehrichtung in der Lageraußenhülse16 festgelegt. Der Ringkäfig10a weist ebenso wie der Ringkäfig10 einen Längsschlitz11 auf, mit dessen Hilfe der Ringkäfig10a soweit zusammengedrückt werden kann, dass in die Lageraußenhülse16 einsetzbar ist. Zusätzlich zum Konus14 an der Laufbahnhülse3 weist der Ringkäfig10a Schlupffasen an dem inneren Rand, siehe5 , auf, um die Montage zu erleichtern. In8 ist auch eine Laufbahnhülse3 eingesetzt und sichtbar. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Schaltschiene
- 2
- Wälzlager
- 3
- Laufbahnhülse
- 4
- Längsnut
- 5
- Wälzkörper
- 6
- Innennut
- 7
- Vorsprung
- 8
- Schulter
- 9
- Ausnehmung
- 10, 10a
- Ringkäfig
- 11
- Längsschlitz
- 12
- Stufen
- 13
- Nase
- 14
- Konus
- 15
- Umfangsnut
- 16
- Lageraußenhülse
- 17
- Bördelrand
- 18
- Aussparung
- 19
- Längsnut
- 20
- Noppe
Claims (13)
- Wälzlager (
2 ) zur Führung einer Schaltschiene (1 ) eines Getriebes, die im Lagerbereich einen rechteckigen Querschnitt aufweist, wobei das Wälzlager (2 ) ein mit Längsnuten (4 ) versehenes Innenteil, das die Schaltschiene (1 ) zumindest umgreift, und einen Käfig zur Führung von in den Längsnuten (4 ) abgestützten Wälzkörpern (5 ) aufweist, dessen Längsbewegung durch Anschläge begrenzt ist, und wobei die Wälzkörper (5 ) auf der Wandung eines Gehäuses des Getriebes oder eines im Gehäuse abgestützten Außenteils abrollen, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenteil als ringförmig geschlossene Laufbahnhülse (3 ) ausgebildet ist, dass die Längsnuten (4 ) über den Umfang verteilt angeordnet sind und dass sich die Schaltschiene (1 ) im Bereich ihrer Kanten an der Innenseite der Laufbahnhülse (3 ) abstützt. - Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke der Laufbahnhülse (
3 ) konstant ist, so dass sich zwischen den Längsnuten (4 ) auf der Innenseite der Laufbahnhülse (3 ) entsprechende Innennuten (6 ) ergeben, und dass die Größe, Anzahl und/oder Lage der Innennuten (6 ) so gewählt ist, dass diese den Kanten der Schaltschiene (1 ) räumlich entsprechen. - Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltschiene (
1 ) zur axial inneren Festlegung der Laufbahnhülse (3 ) auf der Schaltschiene zumindest eine radial vorstehende Schulter (8 ) aufweist. - Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltschiene (
1 ) zur axial Festlegung der Laufbahnhülse (3 ) auf der Schaltschiene zumindest einen Vorsprung (7 ) aufweist, dessen Größe der elastischen Verformbarkeit der Laufbahnhülse (3 ) angepasst ist. - Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufbahnhülse (
3 ) an ihrem einen Ende eine sich verjüngenden Konus (14 ) und am anderen Ende an zumindest einem Umfangsbereich bördelfähig ausgebildet ist - Wälzlager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltschiene (
1 ) zur axialen Festlegung der Laufbahnhülse (3 ) auf zumindest dem mit dem bördelfähigen Bereich korrespondierenden Umfangsbereich eine Umfangsnut (15 ) aufweist, in die die Laufbahnhülse (3 ) eingebördelt wird. - Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig als ein mit Längsschlitz (
11 ) versehener Ringkäfig (10 ) ausgebildet ist und dass der Ringkäfig (10 ) so weit radial und elastisch aufweitbar ist, dass er auf die Laufbahnhülse (3 ) radial aufschiebbar ist. - Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufbahnhülse (
3 ) im Bereich zwischen zwei Längsnuten (4 ) eine Vertiefung oder Ausnehmung (9 ) aufweist, die sich entlang der Laufbahnhülse (3 ) erstreckt und dass am Ringkäfig (10 ) im Bereich des Längsschlitzes (11 ) eine nach innen gerichtete Nase (13 ) angeordnet ist, die nach Montage des Ringkäfigs (10 ) auf der Laufbahnhülse (3 ) in die Vertiefung oder Ausnehmung (9 ) eingreift. - Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkäfig (
10 ) an den entgegen gerichteten Rändern des Längsschlitzes (11 ) zueinander passende Stufen aufweist, mittels derer eine Fixierung der Ränder des Ringkäfigs (10 ) gegeneinander gewährleistet ist. - Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenteil als Lageraußenhülse (
16 ) ausgebildet ist, die an ihrem einen Ende einen nach außen gerichteten Bördelrand (17 ) aufweist. - Wälzlager nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig als ein mit Längsschlitz (
11 ) versehener Ringkäfig (10a ) ausgebildet ist und dass der Ringkäfig (10a ) radial und elastisch zusammendrückbar ist. - Wälzlager nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageraußenhülse (
16 ) eine Längsnut (19 ) aufweist und der Ringkäfig (10a ) einen Noppen (20 ) aufweist, der in die Längsnut (19 ) einführbar ist. - Wälzlager nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageraußenhülse (
16 ) am Bördelrand (17 ) eine Aussparung (18 ) aufweist, die in Längsrichtung gesehen in Verlängerung der Längsnut (19 ) angeordnet ist.
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