DE3119920C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schwenkvorrichtung für Geschwindigkeitswechseleinrichtungen
mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Eine Schwenkvorrichtung dieser Art ist aus der US-PS 27 15 217 bekannt. Die
Wandermutter weist auf ihrer Oberseite jeweils einen Stift auf. Diese Stifte
dienen dazu, die Wanderbewegung der Wandermutter entlang der Gewindespindel
in eine Schwenkbewegung eines Spannhebels einer Federanordnung umzusetzen.
Dazu ist mit dem Spannhebel ein Jochteil fest verbunden, das mit
seinen beiden Schenkeln die Wandermutter an ihrer Oberseite und ihrer Unterseite
übergreift. Die beiden Schenkel weisen an ihren Enden nach außen offene
Schlitze auf, welche die Stifte der Wandermutter so aufnehmen, daß bei der
Schwenkbewegung des Jochteils die Stifte in den Schlitzen wandern können.
Die Schlitze weisen jeweils Einlaufschrägen für die Stifte auf. Die Wandermutter
weist zusätzlich einen Anschlagfinger auf, der in den beiden Endstellungen
der Wandermutter jeweils an Auslösehebeln eines Schaltmechanismus
angreift, der zum Ausschalten des Antriebsmotors der Gewindespindel in
den Endstellungen der Wandermutter dient. Zur Übertragung der Antriebskraft
der Gewindespindel auf die Wandermutter dienen übliche Spindelkugeln.
Es wurde nun festgestellt, daß eine relativ rasche Abnutzung der Gewindespindel
und der Spindelkugeln auftritt. Diese Abnutzung wird durch eine hohe
Reibung verursacht, die auftritt, wenn die Wandermutter jeweils in ihren
Endstellungen zum Stillstand kommt, die Gewindespindel sich aber nach
Abschalten des Antriebsmotors auslaufend weiterdreht. Durch diese Abnutzung
können Fehlfunktionen oder auch ein Versagen der Schwenkvorrichtung
auftreten.
Aus der GB-PS 14 93 157 ist eine Betätigungseinrichtung z. B. zum Betätigen
eines Strömungsventils bekannt, bei der das Ventil durch ein schwenkbares
Jochteil betätigt wird, welches über eine Schlitz/Stift-Verbindung mit einem
Schiebeglied verbunden ist, das längs geführt und mit der Kolbenstange eines
Servozylinders verbunden ist. Durch Betätigung des Servozylinders kann das
Schiebeglied verschoben und das Jochteil verschwenkt und so das Ventil kraftgesteuert
betätigt werden. Um bei Ausfall des Servozylinders das Ventil auch
mittels Hand betätigen zu können, ist parallel zu der Führung des Schiebegliedes
eine Gewindespindel drehbar gelagert, die mittels Hand gedreht werden
kann. Das Schiebeglied weist eine mittels Hand betätigbare Kupplung auf, um
bedarfsweise mit dem Gewindegang der Gewindespindel in antriebsmäßigen Eingriff
gebracht werden zu können, so daß das Schiebeglied nach Art einer
Wandermutter durch Drehen der Gewindespindel verschoben und die Ventileinrichtung
betätigt werden kann. Bei dieser bekannten Anordnung kommen Gewindespindel
und die zugehörige Kupplung des Schiebegliedes nur in Ausnahmesituationen,
nämlich bei Versagen des Servozylinders, zum Einsatz, so daß
Probleme durch Abnutzung der Teile der Gewindespindel oder des Schiebeglieds
keine Bedeutung haben.
Es ist Aufgabe der Erfindung eine Schwenkvorrichtung für Geschwindigkeits
wechseleinrichtungen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 so
weiterzubilden, daß die unter Belastungen auftretenden Abnutzungserscheinungen
wesentlich vermindert und Fehlfunktionen oder Versagen der
Schwenkvorrichtung vermieden werden, so daß eine lange Lebensdauer der
Schwenkvorrichtung sichergestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Lehre des Anspruchs 1 gelöst.
Bei der Schwenkvorrichtung gemäß der Erfindung werden die bisher
bei bekannten Schwenkvorrichtungen beobachteten starken Abnutzungserscheinungen
auf einfache Weise durch die Zwischenschaltung des Lagersattels
zwischen die Wandermutter und die die Bewegung der Wandermutter
auf das Jochteil übertragenden Stifte weitgehend vermieden. Der Lagersattel
bildet bezüglich der axialen Bewegungen in Richtung der Spindelachse
mit der Wandermutter eine Bewegungseinheit, die wie bisher, über die Stifte
diese Bewegung auf das Jochteil überträgt. Auf der anderen Seite ist der
Lagersattel gegenüber der Wandermutter in Richtungen quer zur Spindelachse
frei beweglich. Hierdurch wird sichergestellt, daß alle in der Schwenkvorrichtung
auftretenden Kräfte, die in Richtung radial zur Achse der Gewindespindel
wirken, ohne Einfluß auf die Spindel, auf die Wandermutter oder
die Spindelkugeln bleiben. Vielmehr können diese Kräfte über den Lagersattel
direkt auf ein Gehäuse der Schwenkvorrichtung oder einen anderen damit starr
verbundenen Teil übertragen werden. Hierzu ist der Lagersattel an der gehäusefesten
und parallel zur Achse der Gewindespindel verlaufenden
Führungsfläche in jeder Stellung der Wandermutter abstützbar. Etwaig auftretende
Abnutzungserscheinungen zwischen der Gleitfläche des Lagersattels und
der gehäusefesten Führungsfläche führen zu keiner Beeinträchtigung der Funktionen
oder der Lebensdauer der Schwenkvorrichtung, da der Lagersattel auch
bei Abnutzungserscheinungen stets in Führungskontakt mit der gehäusefesten
Führungsfläche gehalten wird.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Schwenkvorrichtung gemäß der Lehre
nach Anspruch 3 weitergebildet wird. Bei dieser Ausführung gelangen die Stifte
18, die an dem Lagersattel vorgesehen sind, bei Erreichen der Endstellungen
der Wandermutter vollständig außer Eingriff mit den Schlitzen des Jochteils.
Damit wird erreicht, daß auch in den Endstellungen der Wandermutter keine
Belastungen, insb. in axialer Richtung, auf den Lagersattel, die Wandermutter
oder die Gewindespindel ausgeübt werden.
Die Vermeidung jeglicher radialer und axialer Belastungen dieser Teile führt zu
einer bedeutenden Herabsetzung der Reibungskräfte zwischen der Gewindespindel
und den Spindelkugeln und der Wandermutter. Dies führt zu einer
hohen Funktionssicherheit und langen Lebensdauer der Schwenkvorrichtung.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an einem
Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise ausgebrochen, einer Schwenkvorrichtung
für eine Geschwindigkeitswechseleinrichtung gemäß der Erfindung;
Fig. 2 einen Ausschnitt der Schwenkvorrichtung, und zwar insb. den Eingriffsbereich
zwischen Wandermutter und Jochteil;
Fig. 3 einen Schritt entlang der Schnittlinie III-III der Fig. 1;
Fig. 4 einen Schnitt entlang der Schnittlinie IV-IV der Fig. 2;
Fig. 5 eine Seitenansicht der bevorzugten Ausführungsform eines Lagersattels
für die Vorrichtung nach Fig. 1 und
Fig. 6 eine Ansicht der bevorzugten Ausführung einer Wandermutter, die bei
der Schwenkvorrichtung nach der Erfindung eingesetzt werden kann.
Aus der Seitenansicht gemäß Fig. 1 ist ersichtlich, daß die Schwenkvorrichtung
10 ein Gehäuse 8 aufweist, das teilweise aufgebrochen dargestellt ist,
um die Wandermutter 12 mit Kugeleingriff zu zeigen, die sich undrehbar auf
einer Gewindespindel 14 zwischen zwei axialen Grenzstellungen bewegen kann.
Der Antrieb der Gewindespindel erfolgt über einen umkehrbaren Servomotor
6, bei dem es sich um einen Elektromotor handeln kann.
Fig. 2 zeigt, daß die Wandermutter 12 über eine Kupplung mit Stiften 18, die
in Schlitze 19 eines schwenkbaren Jochteils 16 eingreifen, die Schwenkbewegung
des Jochteils bestimmt. Die Stifte 18 erstrecken sich von entgegengesetzten
Seiten eines Lagersattels 20 aus, der gegenüber der Wandermutter 12
gemäß Fig. 4 in der Schwenkebene des Jochteils 16 radial zur Gewindespindel
14 bewegbar und mit der Wandermutter 12 zur Ausführung gemeinsamer Bewegungen
in Richtung der Spindelachse gekuppelt ist. Dazu weist die Wandermutter
12 an ihren in axiale Bewegungsrichtung weisenden Stirnflächen
Führungsflansche 50 (vgl. Fig. 6) auf, welche den Lagersattel 20 mit der
Wandermutter axial unbeweglich kuppeln und den Lagersattel bei der Ausführung
radialer Bewegungen führen. Während die Wandermutter 12 zwischen
ihren beiden Endstellungen auf der Gewindespindel 14 bewegt wird, greifen die
Stifte 18 des Lagersattels 20 in die Schlitze 19 des Jochteils 16 ein und drehen
das Jochteil von einer Schaltstellung in die andere. An den Endstellungen der
Wandermutter können die Stifte 18 aus den Schlitzen 19 heraustreten, wie
weiter unten beschrieben wird.
Aus Fig. 3 geht hervor, daß die Wandermutter 12 das Jochteil 16 stets gegen
die Wirkung einer Federkraft bewegt. Dazu ist eine Federanordnung 22 vorgesehen.
Diese umfaßt eine Torsionsfeder 24 auf einem Schaft 25, der gestrichelt
wiedergegeben ist. Die Feder ist zwischen einem Federspannhebel 26 und einem
die Schaltgabel der Geschwindigkeitswechseleinrichtung betätigenden Hebel 30
angeordnet. Der Spannhebel 26 weist an seinem äußeren Ende einen axial verlaufenden
Spannfinger 28 auf, während der Hebel 30 einen axial verlaufenden
Betätigungsfinger 32 besitzt. Die Feder 24 weist entgegengesetzte, radial nach
außen abgebogene Enden 34 auf, welche in der gleichen radialen Ebene liegen
und in Ausnehmungen 36 der Finger 28 und 32 aufgenommen sind. Der Spannhebel
26 kann in jeder Richtung geschwenkt werden, wobei der Spannfinger 28
unter dem Betätigungsfinger 32 hindurchläuft und an jedem Ende 34 der Feder
24 angreifen kann. Auf diese Weise kann in jeder Richtung eine Drehkraft ausgeübt
werden.
Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß der Spannhebel 26 einen weiteren Arm 38
aufweist, an dem das Jochteil 16 befestigt ist. Es ist damit deutlich, daß die
axiale Bewegung der Wandermutter 12 aufgrund der Drehbewegung der Gewindespindel
14 über die Stifte 18 des Lagersattels 20, welche in Schlitze 19 des Jochteils
16 eingreifen, eine Schwenkbewegung des Jochteils und des Armes 38 und somit
auch des Spannhebels hervorruft. Aus Fig. 3 geht hervor, daß der die
Schaltgabel betätigende Hebel 30 einen rechteckförmigen Kragen 40 aufweist,
der in eine Buchse 42 eines doppelarmigen Schaltgabelhebels 44 eingreift. Die
Funktion dieser Teile ist ohne weitere Erläuterungen für den Fachmann
ersichtlich. Es ist somit lediglich erforderlich, daß ein Fahrzeugfahrer einen
Schalter betätigt, um den Motor 6 anzuschalten. Dieser dreht die Spindel 14,
welche ihrerseits die Wandermutter 12 in die entgegengesetzte Grenzstellung
bewegt. Die Stifte 18 auf dem Lagersattel 20 greifen an dem Jochteil 16 an und
schwenken dieses gegen die Kraft der Federanordnung. Diese Federanordnung
speichert eine Federenergie, die dann, wenn sich das Eingriffsdrehmoment des
Getriebes vermindert, die Getrieberäder aus einer Schaltstellung in die andere
Schaltstellung verschieben kann.
In der bevorzugten Ausführung nach Fig. 5 ist jeweils auf der Außenseite der
beiden Schenkel des Lagersattels 20 ein Stift 18 vorgesehen. Jeder Stift greift
in einen Schlitz 19 des Jochteils 16 ein. Ferner weist jeder Stift 18 einen Montageabschnitt
46 und einen Umfangsabschnitt 48 auf, die an dem Lagersattel
bevorzugt angeschweißt sind und in den Schlitz des Jochteil eingreifen.
Die Schenkel des Lagersattels 20 nach Fig. 5 greifen über die Wandermutter
12 nach Fig. 6 und kommen dabei jeweils zwischen den Führungsflanschen 50
zu liegen, so daß dieser nur radiale Relativbewegungen gegenüber der Wandermutter
ausführen kann. Die Wandermutter 12 weist weiterhin einen inneren genuteten
Abschnitt 52 zur Aufnahme von Kugeln 53 auf, die in Fig. 4 gestrichelt
wiedergegeben sind. Die Wandermutter ist gegen Drehung gesichert,
kann sich jedoch auf der Gewindespindel 14 axial bewegen.
Die Schlitze 19 des schwenkbaren Jochteils 16 weisen jeweils Einlaufschrägen 54
auf. Diese sind in Bezug auf die radiale Beweglichkeit des Lagersattels 20 auf
der Wandermutter 12 so angeordnet und ausgebildet, daß mit Erreichen jeder
Endstellung die Kraftübertragung zwischen den Stiften 18 des Lagersattels 20
und den Schlitzen 19 des Jochteils 16 in Richtung der Achse der Gewindespindel 14
unterbrochen ist. Dazu verlaufen die Einlaufschrägen 54 in der betreffenden
Endstellung des Jochteils 16 parallel zur Achse a-a (Fig. 2) der Gewindespindel
14, wie dies aus Fig. 1 und 2 entnommen werden kann. Damit wird erreicht,
daß in den Endstellungen der Wandermutter 12 keine axiale Belastung auf den
Lagersattel 20, die Wandermutter 12 oder die Gewindespindel 14 einwirkt, da
die Stifte 18 vollständig außer Eingriff mit den Schlitzen 19 des Jochteils 16 sind.
Die in der Federanordnung 22 nach Fig. 3 gespeicherte Federkraft erzeugt
eine radiale Komponente der Kraft, die über das Jochteil 16 auf die Stifte 18
übertragen wird. Unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 4 ist ersichtlich, daß
solche radialen Kräfte durch die Stifte 18 und den Lagersattel direkt auf die
Innenwand 56 des Gehäuses 8 übertragen werden, da der Lagersattel 20 direkt
an dieser Innenwand 56 anliegt. Das Gehäuse 8 nimmt somit sämtliche radialen
Kräfte auf, die auf den Lagersattel einwirken. Da der Lagersattel 20 an der
Wand 56 während des Schaltzyklus entlanggleitet, ist ein minimaler Betrag an
Abnutzung unvermeidbar, auch wenn die Gleitflächen geschmiert werden. Trotz
solcher Abnutzungserscheinungen werden die Wandermutter 12 und die Gewindespindel
14 keinen radialen Belastungen unterworfen, da der Lagersattel 20 in radialer
Richtung frei auf der Gewindemutter in Richtung auf die Innenwand 56
gleiten kann und so alle Abnutzungen kompensiert.
Die Vermeidung jeglicher radialer und axialer Belastungen der Wandermutter 12
und der Gewindespindel 14 in den beiden Endstellungen der Wandermutter 12 führt
zu einer bedeutenden Herabsetzung der Reibungskräfte zwischen den Kugeln 53
und der Gewindespindel 14. Damit wird eine wesentlich größere Lebensdauer der
Schwenkeinrichtung erreicht.
Claims (3)
1. Schwenkvorrichtung für Geschwindigkeitswechseleinrichtungen mit einer Gewindespindel
(14) und einer Wandermutter (12), wobei die Wandermutter (12)
über eine Kupplung mit Stiften (18), die in Schlitze eines schwenkbaren Jochteils
(16) eingreifen, zwischen zwei Endstellungen auf der über einen umsteuerbaren
Antriebsmotor (6) antreibbaren Gewindespindel (14) bewegbar ist, dadurch
gekennzeichnet, daß die Stifte (18) an einem Lagersattel (20) vorgesehen
sind, der mit der Wandermutter (12) zum Ausführen gemeinsamer Bewegungen
in Richtung der Achse der Gewindespindel (14) gekuppelt und gegenüber
der Wandermutter (12) in der Schwenkebene des Jochteils (16) radial zur
Gewindespindel (14) bewegbar ist, wobei der Lagersattel (20) zur Aufnahme der
radial wirkenden Kräfte mit einer Gleitfläche an einer gehäusefesten, parallel
zur Achse der Gewindespindel (14) verlaufenden Führungsfläche (56) abstützbar
ist.
2. Schwenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Wandermutter (12) an ihren in axiale Bewegungsrichtung weisenden Stirnflächen
Führungsflansche (50) zur axiale unbeweglichen Kupplung der Wandermutter
(12) mit dem Lagersattel (20) und zu dessen Führung bei der Ausführung
radialer Bewegungen aufweist.
3. Schwenkvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Schlitze (19) des
Jochteils (16) Einlaufschrägen (54) aufweisen, dadurch gekennzeichnet,
daß diese Einlaufschrägen (54) in bezug auf die radiale Beweglichkeit
des Lagersattels (20) auf der Wandermutter (12) so ausgebildet und angeordnet
sind, daß mit Erreichen jeder Endstellung die Kraftübertragung
zwischen den Stiften (18) und den Schlitzen (19) des Jochteils (16) in
Richtung der Achse der Gewindespindel (14) unterbrochen ist.
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