DE10158729A1

DE10158729A1 - Selector fork, for transmission of motor vehicle, has selector element mounted on end bearings each constructed as hydraulically or pneumatically pressurized piston element

Info

Publication number: DE10158729A1
Application number: DE2001158729
Authority: DE
Inventors: Siegfried Goernitz; Klaus Hase; Erich Bollmann
Original assignee: Kochendorfer and Kiep Metallverarbeitung GmbH
Current assignee: Koki Technik Transmission Systems GmbH
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2001-11-30
Publication date: 2003-06-18

Abstract

The gear selector fork comprises a selector element (1) mounted on a bearing element (2.1,2.2) at each end, and a fork element (3). The bearing element is constructed as a hydraulically or pneumatically pressurized piston element (6,1,6.2). The bearings as plastic piston elements may be injected onto the ends of the selector element. The bearing element has at least one radially encompassing groove for the fitting of a seal. The outer generated surface of the bearing element has a crown shaped curvature.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltgabel für Getriebe aus einem Schaltelement, welchem endseits Lagerelemente aufsitzen, wobei dem Schaltelement zumindest ein Gabelelement zugeordnet ist. The present invention relates to a shift fork for Transmission from a switching element, which ends Mount bearing elements, at least the switching element a fork element is assigned.

Derartige Schaltgabeln sind in vielfältiger Form und Ausführung auf dem Markt bekannt und werden in Getrieben, häufig in Fahrzeuggetrieben, zur axialen Bewegung von Schaltklauen, Schalträdern, Schaltmuffen, Zahnrädern auf Wellen od. dgl. eingesetzt. Such shift forks are in many forms and Execution known on the market and are used in gearboxes, often in vehicle transmissions, for the axial movement of Shift claws, shift wheels, shift sleeves, gears Waves or the like. Used.

Derartige Schaltgabeln werden meist aus Blechelementen, Blechstreifen, Schienenelementen oder -stangen hergestellt. Eine ähnliche Schaltgabel ist beispielsweise in der P 43 16 140.5 beschreiben. Such shift forks are mostly made of sheet metal elements, Sheet metal strips, rail elements or rods made. A similar shift fork is for example in P 43 16 140.5 describe.

Dort sind endseits eines Schaltelementes Lagerelemente aufgesetzt, die in entsprechende, hier nicht dargestellte Führungshülsen eingreifen und eine axiale Bewegung der Schaltgabel bzw. des Schaltelementes bei mechanischer Beaufschlagung zulassen, um einzelne Schaltklauen, Schalträder od. dgl. mittels der Gabelelemente axial und ggf. radial zu bewegen. There are bearing elements at the end of a switching element put on, in corresponding, not shown here Intervene guide sleeves and an axial movement of the Shift fork or the shift element with mechanical Allow exposure to individual switching claws, Ratchet wheels or the like. By means of the fork elements axially and if necessary to move radially.

Nachteilig daran ist, dass derartige Lagerelemente eine grosse Reibung verursachen und daher die Schaltgabel bzw. das Schaltelement nur schwer axial hin und her bewegt werden kann. The disadvantage of this is that such bearing elements cause great friction and therefore the shift fork or the switching element moves axially back and forth with difficulty can be.

Dabei werden herkömmliche Schaltelemente manuell und mechanisch axial mittels Schaltfingern od. dgl. beaufschlagt, um das Schalteelement axial hin und her zu bewegen. Conventional switching elements are manually and mechanically axially by means of switching fingers or the like applied to the switching element axially back and forth move.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltgabel der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die genannten Nachteile beseitigt und mit welcher ein axiales Bewegen wesentlich leichter erfolgen soll. Zudem soll eine automatische Ansteuerung der Schaltgabel zur axialen Bewegung möglich sein. Ferner sollen die Fertigungskosten einer derartigen Schaltgabel wesentlich reduziert werden können. The present invention has for its object a To create shift fork of the type mentioned, which the disadvantages mentioned and with which one axial movement should be much easier. moreover should an automatic control of the shift fork axial movement may be possible. Furthermore, the Manufacturing costs of such a shift fork significantly can be reduced.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, dass das zumindest eine Lagerelement als hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagbares Kolbenelement ausgebildet ist. The solution to this problem is that at least one Bearing element as hydraulic or pneumatic acted upon piston element is formed.

Der vorliegenden Erfindung sind vorzugsweise im Bereich von Enden des Schaltelementes Lagerelemente als Kolbenelemente ausgeführt und dort angespritzt. In einem Arbeitsgang können die Enden des Schaltelementes, beispielsweise mittels Kunststoff, als Lagerelement bzw. Kolbenelement umgespritzt werden, wobei im Lagerelement zumindest eine Nut vorgesehen ist, in welche ein Dichtelement eingesetzt werden kann. The present invention are preferably in the range of Ends of the switching element bearing elements as piston elements executed and molded there. In one step can the ends of the switching element, for example by means of plastic, as a bearing element or piston element be overmolded, at least one in the bearing element Groove is provided, in which a sealing element is inserted can be.

Dabei hat sich als vorteilhaft erwiesen, eine äussere Mantelfläche nach aussen gewölbt ballig auszubilden, um eine Lagerung in einer Führungshülse, die als Zylinder ausgebildet ist, zu erleichtern und eine anliegende Fläche zur Reibungsreduktion zu reduzieren, wobei ein geringfügiges Spiel zugelassen werden soll. An exterior has proven to be advantageous To form a spherical surface that is curved outwards in order to a bearing in a guide sleeve, which acts as a cylinder is designed to facilitate and an adjacent surface to reduce friction, being a minor game should be allowed.

Die Lagerelemente greifen daher abgedichtet gegenüber einem Innenraum in Führungshülsen ein und liegen lediglich im Bereich der äusseren ballig geformten Mantelfläche in einer sogenannten Linienführung radial an einer Hülseninnenwand innen an und sind über lediglich Dichtlippen des Dichtelementes gegenüber dem Innenraum abgedichtet. Zur Bewegung des Schaltelementes in axialer Richtung kann der Innenraum beispielsweise pneumatisch oder hydraulisch beaufschlagt werden, so dass das Lagerelement als Kolbenelement wirkt und sich das Schaltelement in axialer Richtung hin und her bewegen lässt. The bearing elements therefore grip against one another Interior in guide sleeves and are only in Area of the outer spherical surface in one so-called radial lines on an inner wall of the sleeve inside and are only on the sealing lips of the Sealing element sealed from the interior. to Movement of the switching element in the axial direction can Interior, for example, pneumatically or hydraulically are applied so that the bearing element as Piston element acts and the switching element in axial Can move direction back and forth.

Insbesondere ist allerdings wichtig, dass diese Bewegung reibungsarm und leicht erfolgen soll, wobei auch daran gedacht sein kann, das Dichtelement bzw. das Kolbenelement aus reibungsreduzierenden Kunststoffen herzustellen bzw. das Ende des Schaltelementes zu umspritzen. In particular, it is important that this movement low friction and easy to do, taking care of that too can be thought of the sealing element or the piston element to manufacture from friction-reducing plastics or to encapsulate the end of the switching element.

Es hat sich ferner als besonders vorteilhaft erwiesen, dass insbesondere bei der Montage von Getrieben ein Lagerende zu einer äusseren Stirnseite hin verjüngt ausgebildet und zusätzlich mit radialen Ausnehmungen versehen ist, um ein Aufstecken eines Getriebedeckels mit integrierten Führungshülsen bei der Montage des Getriebes wesentlich zu erleichtern. Dies soll ebenfalls im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen. It has also proven to be particularly advantageous that especially when assembling gears to a bearing end tapered on an outer end face and is also provided with radial recesses to a Attaching a gear cover with integrated Guide sleeves significantly during assembly of the gearbox facilitate. This should also be within the scope of this Invention lie.

Auch hat sich als vorteilhaft erwiesen, um das Lagerelement bzw. das Kolbenelement fest, insbesondere verdrehfest mit dem Schaltelement zu verbinden, das Schaltelement als Schaltschiene auszuführen und zumindest eine Einformung oder Erhebung od. dgl. in diese vorzusehen, welche von dem Lagerelement bzw. Kolbenelement beim Umspritzen umgeben oder ausgefüllt werden. Hierdurch wird gewährleistet, dass eine radiale und axial feste Verbindung des Lagerelementes gegenüber dem Schaltelement gewährleistet wird. It has also proven to be advantageous to the bearing element or the piston element is fixed, in particular non-rotatably to connect the switching element, the switching element as Execute shift rail and at least one indentation or survey or the like. To provide in this, which of the Bearing element or piston element surrounded when encapsulated or be filled in. This ensures that a radial and axially fixed connection of the bearing element compared to the switching element is guaranteed.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in Further advantages, features and details of the invention emerge from the description below more preferred Exemplary embodiments and with reference to the drawing; this shows in

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemässe Schaltgabel mit Schaltelement und Gabelelement; Figure 1 is a plan view of a shift fork according to the invention with a switching element and fork element.

Fig. 2a eine Draufsicht auf ein dem Schaltelement aufsitzendes Lagerelement; Figure 2a is a plan view of a switching element aufsitzendes bearing element.

Fig. 2b eine Seitenansicht auf das Lagerelement gemäss Fig. 2a; FIG. 2b shows a side view of the bearing element according to FIG. 2a;

Fig. 2c einen Längsschnitt durch das Lagerelement gemäss Fig. 2a entlang Linie IIc-IIc; 2c shows a longitudinal section through the bearing element according to FIG 2 along the line IIc-IIc..;

Fig. 2d einen zumindest teilweise dargestellten Längsschnitt durch das Lagerelement gemäss Fig. 2a entlang Linie IId-IId. Fig. 2d is a longitudinal section at least partially represented by the bearing element according to FIG. 2 taken along line IId-IId.

Gemäss Fig. 1 weist eine erfindungsgemässe Schaltgabel R ein Schaltelement 1 auf, welchem endseits Lagerelemente 2.1, 2.2 aufsitzen. Dem Schaltelement 1 ist ferner zumindest ein Gabelelement 3 zugeordnet, welches in hier nicht dargestellte Schaltklauen, Schalträder od. dgl. eingreift, um beispielsweise in einem Getriebe Zahnräder auf Wellen axial hin- und her zu verschieben. As shown in FIG. 1 has an inventive shift fork R a switching element 1 on, which end side bearing elements 2.1, 2.2 are seated. The shifting element 1 is also assigned at least one fork element 3 , which engages in shifting claws, shifting wheels or the like (not shown here), for example in order to axially shift gears on shafts in a transmission.

Das Schaltelement 1 ist im bevorzugten Ausführungsbeispiel als Schaltschiene ausgebildet und ist mit einer Rastnut 4 versehen, in welche entsprechende hier nicht dargestellte Rastelemente eingreifen, um dies beispielsweise in einer Ruhelage zu fixieren. In the preferred exemplary embodiment, the switching element 1 is designed as a switching rail and is provided with a latching groove 4 , into which corresponding latching elements (not shown here) engage in order to fix this, for example, in a rest position.

Wichtig bei der vorliegenden Erfindung ist jedoch, dass endseits des Schaltelementes 1 jeweils Lagerelemente 2.1, 2.2 aufsitzen, die bevorzugt auf die Enden 5.1, 5.2 des Schaltelementes 1 aufgespritzt und mit dem Schaltelemente 1 fest verbunden werden. Important in the present invention, however, is that mount the end side of the switching element 1 each bearing elements 2.1, 2.2 which are preferably on the ends 5.1, 5.2 sprayed the switching element 1 and firmly connected to the switching elements. 1

Damit die erfindungsgemässe Schaltgabel R vorzugsweise hydraulisch und ggf. pneumatisch angesteuert werden kann, sind die Lagerelemente 2.1, 2.2 bei der vorliegenden Erfindung als Kolbenelemente 6.1, 6.2 ausgebildet. Dabei ist, wie es insbesondere aus Fig. 2c hervorgeht, in das Kolbenelement 6.1, 6.2 eine umlaufende Nut 7 radial eingeformt, in welcher ein Dichtelement 8 eingesetzt ist. Das Dichtelement 8 kann nachträglich in die radial umlaufende Nut 7 eingesetzt oder direkt aus dem Lagerelement 2.1, 2.2 gebildet werden. Hierauf sei die Erfindung nicht beschränkt. So that the shift fork R according to the invention can preferably be controlled hydraulically and optionally pneumatically, the bearing elements 2.1 , 2.2 in the present invention are designed as piston elements 6.1 , 6.2 . In this case, as it is apparent in particular from Fig. 2c, a circumferential groove 7 radially formed in the piston element 6.1, 6.2 is inserted in which a sealing member 8. The sealing element 8 can subsequently be inserted into the radially circumferential groove 7 or formed directly from the bearing element 2.1 , 2.2 . The invention is not restricted to this.

Ferner ist von Vorteil bei der vorliegenden Erfindung, dass eine äussere Mantelfläche 9 im Bereich zwischen Nut 7 und einer inneren Stirnseite 10 nach aussen ballig gewölbt und radial umlaufend ausgebildet ist. A further advantage of the present invention is that an outer lateral surface 9 in the region between the groove 7 and an inner end face 10 is convexly curved outward and radially circumferential.

Zwischen einer äusseren Stirnseite 11 und der Nut 7 ist ein Lagerende 12 radial umlaufend verjüngt ausgebildet, um ein Einführen in eine Führungshülse 13, wie sie in Fig. 2d zumindest teilweise geschnitten dargestellt ist, zu erleichtern. Die Führungshülse 13 bildet einerseits eine Führung zur axialen Bewegung des Schaltelementes 1 und gleichzeitig den Zylinder zur Abdichtung des Lagerelementes 2.1, 2.2 als Kolbenelement 6.1, 6.2. Über das Dichtelement 8 ist ein Innenraum 14 gegenüber den Kolbenelementen 6.1, 6.2 insbesondere gegenüber dem Bereich des Schaltelementes 1 abgedichtet, so dass gegenüber dem Innenraum 14 bei hydraulischer oder pneumatischer Druckbeaufschlagung sich das Lagerelement 2.1, 2.2 als Kolbenelement 6.1, 6.2 betätigen lässt, so dass das Schaltelement 1, insbesondere deren Lagerelemente 2.1, 2.2 axial entlang des Hülsenelementes 16 hin und her bewegbar sind. Between an outer end face 11 and the groove 7 , a bearing end 12 is radially tapered in order to facilitate insertion into a guide sleeve 13 , as at least partially shown in section in FIG. 2d. The guide sleeve 13 forms on the one hand a guide for the axial movement of the switching element 1 and at the same time the cylinder for sealing the bearing element 2.1 , 2.2 as a piston element 6.1 , 6.2 . Via the sealing element 8 , an interior 14 is sealed with respect to the piston elements 6.1 , 6.2, in particular with respect to the area of the switching element 1 , so that the bearing element 2.1 , 2.2 can be actuated as a piston element 6.1 , 6.2 with respect to the interior 14 when hydraulic or pneumatic pressure is applied, so that the switching element 1 , in particular its bearing elements 2.1 , 2.2 are axially movable back and forth along the sleeve element 16 .

Wird das Kolbenelement 6.1 von aussen über den Innenraum 14 mit Druck beaufschlagt, so lässt sich das Schaltelement 1 in Richtung des Lagerelementes 2.2 bewegen, wobei bei Druckbeaufschlagung auf das Kolbenelement 6.2 sich das Schaltelement 1 in Richtung Lagerelement 2.1 axial verschieben lässt. Hierdurch ist eine hydraulische oder pneumatische Ansteuerung und Bewegung des Schaltelementes 1 exakt möglich. If the piston element 6.1 is pressurized from the outside via the interior 14 , the switching element 1 can be moved in the direction of the bearing element 2.2 , the switching element 1 being axially displaceable in the direction of the bearing element 2.1 when pressure is applied to the piston element 6.2 . As a result, hydraulic or pneumatic control and movement of the switching element 1 is exactly possible.

Insbesondere durch die Ausbildung der Lagerelemente 2.1, 2.2 und durch die zur äusseren Stirnseite 11 verjüngten Lagerenden 12 lässt sich eine Montage und insbesondere ein Einführung in die Führungshülsen 13 optimieren. Das Dichtelement 8 beaufschlagt eine Hülseninnenwand 15, siehe Fig. 2d radial voll umlaufend, wobei vorzugsweise die ballig ausgebildete Mantelfläche gleitend in der Hülseninnenwand 15 anliegt und ein geringfügiges Kippmoment bzw. Spiel bei gewährleisteter Abdichtung zulässt. In particular, by designing the bearing elements 2.1 , 2.2 and by the bearing ends 12 tapering toward the outer end face 11, assembly and in particular insertion into the guide sleeves 13 can be optimized. The sealing element 8 acts on a sleeve inner wall 15 , see FIG. 2d, radially all the way round, the spherically shaped outer surface preferably slidingly abutting in the sleeve inner wall 15 and allowing a slight tilting moment or play with a guaranteed seal.

Hierdurch wird gewährleistet, dass das Schaltelement 1 mit endseitigen Lagerelementen 2.1, 2.2 bzw. Kolbenelementen 6.1, 6.2 sehr leicht axial entlang der Führungshülse 17 hin- und herverschiebbar und zusätzlich radial bewegbar sind. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Lagerelemente 2.1, 2.2 bzw. Kolbenelemente 6.1, 6.2 als gut gleitende Kunststoffelemente auszubilden und die Enden 5.1, 5.2 des Schaltelementes 1 als Lagerelemente 2.1, 2.2 zu umspritzen. Dabei können entsprechende, nicht näher angedeutete Einformungen 16, wie es in Fig. 2d angedeutet ist, in dem Schaltelement 1, insbesondere in dem Bereich der Enden 5.1, 5.2 vorgesehen sein, damit die Kolbenelemente 6.1, 6.2 fest dem Schaltelement 1 aufsitzen. Die Einformung 16 kann jedoch auch als Überstand aus dem Schaltelement 1 gebildet sein. Hierauf sei die Erfindung nicht beschränkt. This ensures that the switching element 1 with end bearing elements 2.1, 2.2 or piston elements 6.1, 6.2 very slightly axially back along the guide sleeve 17 and are additionally herverschiebbar and radially movable. It has proven to be advantageous to design the bearing elements 2.1 , 2.2 or piston elements 6.1 , 6.2 as well sliding plastic elements and to encapsulate the ends 5.1 , 5.2 of the switching element 1 as bearing elements 2.1 , 2.2 . Corresponding, not indicated indentations 16 , as indicated in FIG. 2d, can be provided in the switching element 1 , in particular in the area of the ends 5.1 , 5.2 , so that the piston elements 6.1 , 6.2 sit firmly on the switching element 1 . The indentation 16 can, however, also be formed as a protrusion from the switching element 1 . The invention is not restricted to this.

Es hat sich ferner als günstig erwiesen, wie es insbesondere in Fig. 2a dargestellt ist, zusätzlich in die Lagerenden 12 eine Mehrzahl von radialen Ausnehmungen 17 vorzusehen, die ebenfalls bei der Montage ein Einführen des Lagerelementes 2.1 oder 2.2 in die Führungshülse 13 erleichten. Zudem wird die in der Führungsshülse 13 anliegende Mantelfläche 9 reduziert, so dass lediglich der äussere Bereich der nach aussen ballig gewölbten Mantelfläche 9 und eine Dichtlippe des Dichtelementes 8 an der Hülseninnenwand 15 anliegen, so dass das Lagerelement 2.1, 2.2 bzw. das Kolbenelement 6.1, 6.2 reibungsreduziert und sehr leichtgängig in der Führungshülse 13 abgedichtet gelagert bzw. geführt sind. Hierdurch lassen sich auch die Schaltgeschwindigkeiten sowie die Lebensdauer erhöhen. Positionszahlenliste 1 Schaltelement
2 Lagerelement
3 Gabelelement
4 Rastnut
5 Ende
6 Kolbenelement
7 Nut
8 Dichtelement
9 Mantelfläche
10 Stirnseite innen
11 Stirnseite außen
12 Lagerende
13 Führungshülse
14 Innenraum
15 Hülseninnenwand
16 Einformung
17 Ausnehmung
R Schaltgabel
It has also proven to be advantageous, as is shown in particular in FIG. 2a, to additionally provide a plurality of radial recesses 17 in the bearing ends 12 , which also facilitate insertion of the bearing element 2.1 or 2.2 into the guide sleeve 13 during assembly. In addition, the outer surface 9 lying in the guide sleeve 13 is reduced, so that only the outer region of the outer surface 9, which is convexly curved, and a sealing lip of the sealing element 8 bear against the inner wall 15 of the sleeve, so that the bearing element 2.1 , 2.2 or the piston element 6.1 , 6.2 Reduced friction and very smoothly sealed or guided in the guide sleeve 13 . This also increases the switching speeds and the service life. Item number list 1 switching element
2 bearing element
3 fork element
4 locking groove
5 end
6 piston element
7 groove
8 sealing element
9 lateral surface
10 inside front
11 outside face
12 end of camp
13 guide sleeve
14 interior
15 inner sleeve wall
16 molding
17 recess
R shift fork

Claims

1. shift fork for gearboxes of a switching element (1), wherein the end side bearing elements (2.1, 2.2) are seated, wherein the switching element (1) a fork member (3) is assigned at least, characterized in that the at least one bearing element (2.1, 2.2) is designed as a hydraulically or pneumatically actuated piston element ( 6.1 , 6.2 ).

2. Shift fork according to claim 1, characterized in that the bearing elements ( 2.1 , 2.2 ) designed as piston elements ( 6.1 , 6.2 ) are injection molded at the end of the shift element ( 1 ).

3. shift fork according to claim 1 or 2, characterized in that the piston element ( 6 ) made of plastic, the switching element ( 1 ) is molded on the end.

4. shift fork according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the at least one bearing element ( 2.1 , 2.2 ) has at least one radially circumferential groove ( 7 ).

5. shift fork according to claim 4, characterized in that in the at least one groove ( 7 ) at least one sealing element ( 8 ) is inserted.

6. shift fork according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that an outer lateral surface ( 9 ) of the bearing element ( 2 ) is convex.

7. shift fork according to claim 6, characterized in that the lateral surface ( 9 ) between the groove ( 7 ) and an inner end face ( 10 ) is convex.

8. shift fork according to at least one of claims 1 to 7, characterized gekennzeichent that a bearing end ( 12 ) of the bearing element ( 2.1 , 2.2 ) is radially tapered.

9. shift fork according to claim 8, characterized in that the bearing end ( 12 ) to an outer end face ( 10 ) is radially tapered.

10. shift fork according to claim 8 or 9, characterized in that the bearing end ( 12 ) has a plurality of recesses ( 17 ).

11. shift fork according to claim 10, characterized in that the recesses ( 17 ) are provided radially arcuate in the bearing element ( 2.1 , 2.2 ).

12. Shift fork according to at least one of claims 1 to 11, characterized in that the bearing elements ( 2.1 , 2.2 ) designed as piston elements ( 6.1 , 6.2 ) engage in guide sleeves ( 13 ) and are guided in a sealed manner with respect to an inner sleeve wall ( 15 ).

13. shift fork according to at least one of claims 1 to 12, characterized in that the switching element ( 1 ) is designed as a shift rail or as a shift rod.

14. shift fork according to at least one of claims 1 to 13, characterized in that at the end of the switching element ( 1 ) at least one indentation ( 16 ) or elevation is provided, in which at least partially a region of the bearing element ( 2.1 , 2.2 ) for radial and / or axially engaging.