DE102007045671A1 - Antifriction bearing for component, particularly for gear switching element, e.g. gear shift rail or shift rod of motor vehicle gear, has inner bearing seat closed in gear shift rail - Google Patents
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Abstract
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wälzlagerung für axial gegeneinander verschiebbare Bauteile, insbesondere für Schaltelemente wie z. B. Schaltstangen oder Schaltschienen von Kraftfahrzeuggetrieben.The The present invention relates to a roller bearing for axially mutually displaceable components, in particular for Switching elements such. B. shift rails or shift rails of motor vehicle transmissions.
Mittels der genannten Schaltelemente werden bei Schaltwechselgetrieben von Kraftfahrzeugen die Bewegungen von Schalt- und/oder Wählhebeln auf die jeweiligen Schieberäder des Getriebes übertragen. Schaltstangen und Schaltschienen übertragen üblicherweise axiale Betätigungskräfte auf die an diesen Elementen fixierten Schaltgabeln und übertragen die aus dem Schaltvorgang resultierenden Reaktionskräfte auf das Getriebegehäuse. Für den Schaltvorgang müssen diese Elemente axial beweglich gelagert sein.through said switching elements are in change-speed gearboxes of Motor vehicles on the movements of shift and / or selector levers on transmit the respective sprockets of the transmission. Shift rods and shift rails usually transfer axial actuating forces on the on these elements fixed shift forks and transferred from the switching process resulting reaction forces on the transmission housing. For the switching process, these elements must be axial be movably mounted.
Bekannte
Lagerungen für Schaltstangen oder Schaltschienen können
als Gleitlager oder als Wälzlager ausgebildet sein. Der
Vorteil von Gleitlagerungen, die üblicherweise in Kunststoff
ausgeführt sind, besteht insbesondere in ihrer Robustheit,
den geringen Kosten und in der exakten Führung der Schaltelemente.
Zudem weisen derartige Kunststofflagerungen den Vorteil einer akustischen Dämpfung des
Schaltvorganges auf. Derartige Gleitlagerelemente sind bspw. in
der
Für die Lagerung der Schaltstangen oder Schaltschienen eignen sich auch Wälzlager, bei denen üblicherweise drei oder mehr definierte, in Längsbewegungsrichtung orientierte Nuten vorgesehen sind, in denen die Wälzkörper – meist sind dies Kugeln – geführt sind. Die Wälzkörper laufen bei im Querschnitt rechteckigen Schaltschienen innen meist auf einem Blechelement, das die Schaltschiene umgreift und so ausgeformt ist, dass sich zur Kugel hin Laufbahnen ergeben. Alternativ können die Kugellaufbahnen auch direkt in die Oberfläche einer Schaltstange eingebracht sein. Außen rollen die Wälzkörper hierbei in einer kreisrunden Zylinderhülse ab, die in das Getriebegehäuse eingepresst ist. Derartige Wälzlagerungen ermöglichen gute Wirkungsgrade aufgrund einer geringen Lagerreibung und erhöhen damit den Schaltkomfort, da sie für eine sehr leichtgängige Längsführung der Schaltschiene sorgen können.For the storage of the shift rails or shift rails are also suitable Rolling bearings, where usually three or more defined, oriented in the longitudinal direction of movement grooves are provided, in which the rolling elements - usually are these balls - are guided. The rolling elements run with in cross section rectangular shift rails inside mostly a sheet metal element which engages around the shift rail and thus formed is that there are tracks to the ball. Alternatively you can the ball tracks also directly into the surface of a shift rod be introduced. Outside, the rolling elements roll in this case in a circular cylinder sleeve, which in the Gearbox is pressed. Such rolling bearings allow good efficiencies due to a low Bearing friction and thus increase the shifting comfort, as they are for a very smooth longitudinal guide the shift rail can provide.
Die günstigen Reibwerte der Wälzlagerungen sind nahezu lastunabhängig und liegen betragsmäßig deutlich unter den Reibwerten von bekannten Gleitlagerungen. Allerdings können durch die akustische Koppelung von Metallelementen wie Schaltschiene, Laufbleche, Kugeln, Zylinderbuchse, Getriebegehäuse etc. störende Geräusche beim Schaltvorgang von der Schiebemuffe direkt ins Getriebegehäuse und dadurch in den Fahrgastraum übertragen werden. Mehrreihige Wälzlagerungen reagieren zudem empfindlich auf Fluchtungsfehler der beiden Schaltschienenlager zueinander.The favorable coefficients of friction of the rolling bearings are almost independent of load and are in terms of amount significantly below the coefficients of friction of known plain bearings. Indeed can be due to the acoustic coupling of metal elements such as shift rail, running plates, balls, cylinder liner, gear housing etc. disturbing noises when switching from the sliding sleeve directly into the gearbox housing and thereby be transferred to the passenger compartment. Multi-row rolling bearings In addition, they are sensitive to misalignment of the two shift rail bearings to each other.
Lagerschalen
aus Blech oder anderen Werkstoffen, die eine nicht zylindrische
Kontur aufweisen, bei der Abschnitte der Lagerschale von der zu
lagernden Schaltstange bzw. vom Gehäuse beabstandet sein
können, sind bekannt. So zeigt die
Linearführungen
für Schaltwellen mit mehreren Reihen von Wälzlagern
sind aus der
Schließlich
offenbart die
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird darin gesehen, eine verbesserte Wälzlagerung für axial gegeneinander verschiebbare Bauteile zu liefern, die hohe Kräfte übertragen kann und die gleichzeitig zur Dämpfung von Vibrationen, Schallübertragungen und Erschütterungen geeignet ist.A Object of the present invention is seen in an improved Rolling bearing for axially mutually displaceable To deliver components that transmit high forces can and at the same time for damping vibrations, Sound transmissions and vibrations suitable is.
Diese Aufgabe wird durch eine Wälzlagerung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass eine innere Lagerschale oder Lagerhülse eine elastische Nachgiebigkeit gegenüber einer starren, mittels des Wälzlagers axial verschiebbar gegen ein Gehäuse geführten Schaltstange aufweist. Die innere Lagerschale kann insbesondere eine nahtlos gezogene Hülse, Büchse o. dgl. sein, welche die Schaltschiene umschließt und mit dieser an mehreren Stellen in Kontakt steht. Zur Gewährleistung der Nachgiebigkeit der Lagerung gegenüber der starren Schaltschiene sind nachgiebige Abschnitte der inneren Lagerschale gegenüber den Außenflächen der Schaltschiene gleitend verschiebbar.This object is achieved by a rolling bearing with the features of claim 1, characterized in that an inner bearing shell or bearing sleeve has an elastic compliance with respect to a rigid, axially displaceable by means of the rolling bearing against a housing shift rod. The inner bearing shell may in particular be a seamless drawn sleeve, bushing o. The like., Which encloses the shift rail and with this to meh in contact with other bodies. To ensure the resilience of the bearing relative to the rigid shift rail yielding portions of the inner bearing shell relative to the outer surfaces of the shift rail are slidably displaceable.
Die erfindungsgemäße Wälzlagerung für axial gegeneinander verschiebbare Bauteile, die insbesondere für Schaltstangen oder Schaltschienen von Kraftfahrzeuggetrieben vorgesehen sein kann, weist wenigstens zwei Reihen von jeweils fluchtend in Verschiebungsrichtung der Bauteile angeordneten Wälzkörper auf, die zumindest in der inneren Lagerschale in Laufbahnen wälzen bzw. geführt sind, welche die Außenkontur der Wälzkörper teilweise umschließen. Durch die um die Wälzkörper herum geformten Laufbahnen werden die Berührflächen zwischen Laufbahn und Wälzkörper erhöht, wodurch die Flächenpressung zwischen den Bauteilen reduziert ist; es können somit größere Kräfte sowie bei Bedarf auch Drehmomente übertragen werden. Da die Laufbahnen keine zylindrische Kontur aufweisen, ist eine Verdrehung der beiden gegeneinander verschiebbaren Bauteile verhindert, was die Übertragung von Drehmomenten ermöglicht. Zudem ermöglicht erst die Ausformung definierter Laufbahnen die gewünschte Nachgiebigkeit der Lagerschale gegenüber der starren Schaltschiene, ohne dass hierbei die Wälzkörper ihre festgelegten Laufbahnen verlassen.The Inventive roller bearing for axially mutually displaceable components, in particular for Shift rods or shift rails provided by motor vehicle transmissions may be at least two rows of each in alignment Displacement direction of the components arranged rolling elements on, which roll at least in the inner bearing shell in careers or are guided, which the outer contour of the Partially enclose rolling elements. By the raceways formed around the rolling elements be the contact surfaces between career and Rolling elements increased, causing the surface pressure is reduced between the components; it can thus larger Forces and, if necessary, also transmitted torques become. Since the raceways have no cylindrical contour is a rotation of the two mutually displaceable components prevents what allows the transmission of torque. In addition, only the formation of defined raceways allows the desired compliance of the bearing shell opposite the rigid shift rail, without this, the rolling elements their leave fixed careers.
Als Wälzkörper kommen insbesondere Kugeln zum Einsatz, die jeweils in Laufbahnen geführt sind, die im Querschnitt Kreisringsegmente aufweisen, die mit den Durchmessern der Wälzkörper korrespondieren. Dadurch, dass die Laufbahnen im Querschnitt jeweils den Konturen der Kugeln angepasst sind, werden die Flächenpressungen durch die größeren sich berührenden Flächen reduziert, wodurch sich auch die Bauteilbelastung verringert.When Rolling elements are used in particular balls, each guided in raceways, in cross-section Have circular ring segments with the diameters of the rolling elements correspond. Because of the raceways in cross section respectively are adapted to the contours of the balls, the surface pressures through the larger touching surfaces reduces, which also reduces the component load.
Das Bauteil, in dem die Schaltschiene axial verschiebbar geführt ist, kann insbesondere ein Gehäuse mit einer darin angeordneten Außenhülse zur äußeren Führung der Wälzkörper sein.The Component in which the shift rail guided axially displaceable In particular, a housing may be arranged with one therein Outer sleeve to the outer guide be the rolling elements.
Anstelle von nur zwei Reihen von Wälzkörpern können die Bauteile insbesondere drei oder mehr radial gleichmäßig angeordnete Laufbahnen für jeweils fluchtend in Verschiebungsrichtung der Bauteile angeordnete Wälzkörper aufweisen. Hierdurch lässt sich die Schaltschiene besonders exakt führen. Zudem sind auch die übertragbaren Kräfte höher, da die Schaltschiene nach drei Seiten abgestützt wird. Selbstverständlich können ggf. auch mehr als drei regelmäßig angeordnete Laufbahnen für entsprechend mehr Reihen von Wälzkörpern vorgesehen sein. Damit lassen sich wahlweise die zulässigen Belastungen für die Schaltschiene erhöhen oder die Durchmesser der Wälzkörper reduzieren, da die Last auf mehr einzelne Wälzkörper verteilt werden kann.Instead of of only two rows of rolling elements can the components in particular three or more radially uniform arranged raceways for each aligned in the direction of displacement having the components arranged rolling elements. This makes the shift rail particularly accurate to lead. In addition, the transferable forces are also higher, since the shift rail supported on three sides becomes. Of course, if necessary, more as three regularly arranged careers for provided correspondingly more rows of rolling elements be. This allows either the permissible loads for increase the shift rail or the diameter of the rolling elements reduce, as the load on more individual rolling elements can be distributed.
Die Außenhülse mit drei Laufbahnen für zwei, drei oder mehr Reihen von Wälzkörpern kann wahlweise einen runden, einen triovalen oder anders geformten Querschnitt mit abschnittsweise kreissegmentförmigen Führungen bzw. Laufbahnen für die Wälzkörper aufweisen, wodurch die exakte und symmetrische Führung der Kugeln gewährleistet ist.The Outer sleeve with three raceways for two, Three or more rows of rolling elements can optionally a round, a triovalen or otherwise shaped cross-section with sections of circular segment-shaped guides or raceways for the rolling bodies, ensuring the exact and symmetrical guidance of the balls is guaranteed.
Eine weitere alternative Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Wälzlagerung sieht vor, dass eine geschlossene Seite der als Büchse ausgebildeten inneren Lagerschale eine Anlagefläche für einen Hydraulikkolben bildet. Durch eine glattflächige Ausbildung der geschlossenen Stirnseite der Lagerschale kann dort ein Hydraulikkolben sauber anliegen. Dies stellt einen Vorteil gegenüber bekannten Lösungen dar, die eine direkte Abstützung der Schaltschiene vorsehen, wodurch eine relativ ungünstig gestaltete Anlagefläche gebildet ist.A Another alternative embodiment of the invention Rolling bearing provides that a closed side of the formed as a bush inner bearing shell a contact surface forms for a hydraulic piston. By a smooth surface Training the closed end of the bearing shell can there a hydraulic piston clean. This contrasts with an advantage known solutions that provide direct support provide the shift rail, creating a relatively unfavorable designed contact surface is formed.
Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist neben der Dämpfung von Vibrationen der Ausgleich von Fluchtungsfehlern durch die elastische Innenhülse. Wenn gegenüber liegend angeordnete Lagerbohrungen im Getriebe nicht exakt fluchten und/oder Winkelfehler aufweisen, dann führt die dadurch erzwungene Verkippung in mehrreihigen Lagern bei bekannten Bauformen häufig zu Lagerschäden und frühen Ausfällen der Lager durch Beschädigungen der Laufbahnen aufgrund der unzulässigen Überlastung. Diese nachteiligen Einflüsse einer nicht ausreichend exakten Fertigung können mit der vorliegenden Erfindung auf besonders effektive Weise ausgeschlossen werden.One particular advantage of the present invention is in addition to the damping of vibrations, the compensation of misalignments by the elastic inner sleeve. If oppositely disposed bearing bores in the transmission not exactly aligned and / or have angular errors, then leads the thus forced tilting in multi-row bearings in known Designs often cause bearing damage and early Failure of the bearings due to damage to the raceways due to inadmissible overload. This disadvantageous Influences of an insufficiently accurate production can excluded with the present invention in a particularly effective manner become.
Weitere Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nun folgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hervor, die als nicht einschränkendes Beispiel dient und auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt. Gleiche Bauteile weisen dabei grundsätzlich gleiche Bezugszeichen auf und werden teilweise nicht mehrfach erläutert.Further Features, objects and advantages of the present invention will be apparent The following detailed description of a preferred embodiment of the invention, as a non-limiting example serves and refers to the accompanying drawings. Identical components basically have the same reference numerals on and are sometimes not explained several times.
Die
schematische Darstellung der
In
gleicher Weise sind die Kugeln
Anhand
der Schnittdarstellung der
Die Elastizität führt zu einem weiteren Vorteil der Erfindung, nämlich der Möglichkeit des Ausgleichs von Fluchtungsfehlern gegenüber liegend angeordneter Schaltschienen- oder Schaltstangenlagerungen. Fluchtungsfehler rufen Verspannungen innerhalb der Lagereinheit und damit eine starke Überhöhung der Pressung der Wälzkörper auf die Laufbahnoberflächen hervor, wodurch die zulässige Lagerbelastung überschritten werden kann, was damit zur Beschädigung oder Zerstörung des Lagers führen kann.The Elasticity leads to a further advantage of Invention, namely the possibility of compensation misaligned shift misalignment or shift rod bearings. Misalignment calls tension within the storage unit and thus a strong elevation the pressing of the rolling elements on the raceway surfaces resulting in exceeding the allowable bearing load can be, thus causing damage or destruction of the camp can lead.
Zum
anderen sorgt die Nachgiebigkeit der inneren Lagerschale
Anhand
der Längsschnittdarstellungen der
Die
Längsschnittdarstellung der
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen denkbar, die von dem erfindungsgemäßen Gedanken Gebrauch machen und deshalb ebenfalls in den Schutzbereich fallen.The The invention is not limited to the above embodiments limited. Rather, a variety of variants and Modifications conceivable that of the invention Use your thoughts and therefore also in the protection area fall.
- 11
- Wälzlagerungroller bearing
- 22
- Schaltschiene, SchaltstangeShift rail, shift rod
- 33
- innere Lagerschaleinner bearing shell
- 44
- Wälzkörperrolling elements
- 55
- KugelBullet
- 66
- innerer Führungsabschnittinternal guide section
- 77
- Außenhülseouter sleeve
- 88th
- KäfigCage
- 99
- Verklemmungdeadlock
- 1010
- Aufweitungwidening
- 1111
- geschlossene Seiteclosed page
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 H, DE |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120823 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120823 |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20140212 |
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R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination | ||
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |
Effective date: 20140926 |