WO2003085290A1 - Schnappverbindung zwischen einem schaltelement und einem kolben - Google Patents

Schnappverbindung zwischen einem schaltelement und einem kolben Download PDF

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WO2003085290A1
WO2003085290A1 PCT/EP2003/002894 EP0302894W WO03085290A1 WO 2003085290 A1 WO2003085290 A1 WO 2003085290A1 EP 0302894 W EP0302894 W EP 0302894W WO 03085290 A1 WO03085290 A1 WO 03085290A1
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carrier plate
piston
snap
switching element
axially
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Application number
PCT/EP2003/002894
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Inventor
Norbert Metten
Melanie Belatschek
Wilfried Soyka
Original Assignee
Ina-Schaeffler Kg
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/26—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
    • F16H61/28—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
    • F16H61/30—Hydraulic or pneumatic motors or related fluid control means therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/3023—Constructional features of the final output mechanisms the final output mechanisms comprising elements moved by fluid pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H—GEARING
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    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H2063/3079—Shift rod assembly, e.g. supporting, assembly or manufacturing of shift rails or rods; Special details thereof

Definitions

  • the invention relates to a snap connection between an at least temporarily pressurized piston and an axially displaceable switching element which is at least power-operated by means of the piston, the snap connection being formed from at least two snap lugs which are axially fixedly associated with the piston, and the snap lugs being axially permanently assigned to the switching element and engage behind the body edge facing away from the piston in the axial direction.
  • the switching element is, for example, a shift rail or shift rod, which acts on a shift fork and, via the shift fork, on a sliding sleeve.
  • a piston drive is actuated by means of a hydraulic pressure medium or compressed air.
  • the piston drive generally has two pistons interacting with one another.
  • the switching element is mounted by means of the pistons which are movable longitudinally in pressure spaces and can be displaced in one direction or the other in a longitudinally limited manner to form a housing of a change gearbox.
  • one piston preferably engages an end of the shift rail or rod pointing in the longitudinal direction.
  • one of the pressure chambers is pressurized by the pressure medium in such a way that the piston delimiting this pressure chamber generates a force on the switching rail.
  • the force is directed lengthways with the switching movement, either shifts the shifting element lengthways or supports the shifting of the shifting element.
  • the device can therefore be used in gearboxes in which the switching element is either operated exclusively with the aid of the pressure medium or is operated by means of the auxiliary power by means of the pressure medium.
  • the auxiliary power-operated device is mainly used in grooved vehicles in which the manual shift process is servo-assisted.
  • EP 1 164 316 A2 describes one of the widely known snap connections.
  • the base body of a piston is provided with a rectangular recess on its side facing away from the pressure chamber. In this recess, the end of a switching rod with a rectangular cross section is accommodated on both sides with little play.
  • a snap lug is formed in one piece with the base body of the piston.
  • the snap noses are directed radially inwards towards each other and each have a bevel on one side facing the selector shaft. The snap noses protrude into the movement space of the shift shaft fed to the recess when the shift shaft is connected to the piston.
  • the selector shaft has groove-like depressions assigned to the snap lugs and first meets the snap lugs when the piston is mounted on the selector shaft.
  • Snap noses spring elastically radially outwards.
  • each of the snap lugs spring into one of the groove-like recesses.
  • Each of the snap-in lugs engages behind at least one body edge directed towards the recess in the groove-like recess axially directed away from the pressure space.
  • the switching shaft is engaged on the wall of the groove-like recess facing away from the pressure chamber in the axial direction by the snap nose in such a way that an automatic axial release of the piston from the switching rod is not possible under normal operating conditions.
  • connection between the piston and the switching telement is relatively rigid.
  • the opposing guides of the pistons must be exactly aligned with one another, since the pistons may tilt due to the inclined position of the switching element and / or are loaded with undesired transverse forces.
  • the task was to create a snap connection for connecting a piston to a switching element, in which the pistons are free of transverse forces regardless of the shape, position and installation tolerances in the switching device ,
  • the snap connection has a carrier plate.
  • the carrier plate is a separate part from the piston and the switching element.
  • the snap lugs are formed on the side of the carrier plate facing the switching element.
  • the piston and the carrier plate are connected to one another on the side of the carrier plate facing the piston.
  • the carrier plate is fastened to the switching element with limited movement transversely to the axial direction of movement of the switching element. Alignment errors between mutually opposite guides of the switching element in the gear housing are compensated for by deflecting the carrier plate transversely to the direction of movement of the switching element.
  • the piston or pistons of the printing unit are free from undesirable transverse forces.
  • the pistons are centered exactly in their guides. An even pressure build-up in the pressure rooms during the switching process is guaranteed.
  • each of the snap lugs is arranged on an elastic lever.
  • the elastic lever is formed in one piece with the carrier plate and protrudes in the axial direction from a side of the carrier plate axially facing away from the piston.
  • the snap lugs protrude transversely to the axial direction of movement of the switching element from the lever.
  • the carrier plate is seated in the axial direction if possible free of play, firmly on the switching element. Lateral forces as a result of an inclined position or tilting of the switching element are compensated elastically by means of the levers or by deflecting the levers.
  • the invention is further developed with a carrier plate made of sheet metal.
  • the carrier plate is made by punching and bending sheet metal. In large series or mass production, such an individual part is simple and inexpensive to manufacture.
  • the snap lugs usually formed on the lever ends are preferably formed from extensions of the lever. The extensions of the levers either point radially outwards or inwards or are bent back from the lever ends by approximately 180 ° in the direction of the carrier plate.
  • the carrier plate with the snap noses and possibly the levers is made of plastic.
  • the plastics which are suitable for producing elastic snap connections are provided as plastics. This applies in particular to oil-resistant glass fiber or carbon fiber reinforced plastics.
  • the carrier plate is made of sheet metal.
  • the carrier plate has a holder which is axially extended from the sheet metal of the carrier plate in the direction of the pressure chamber.
  • the holder is preferably hollow cylindrical. At the end of the holder pointing away from the carrier plate, either a shelf is formed or the holder is bulged or widened radially outward during manufacture by a subsequent upsetting process.
  • the rim is preferably circumferential and radially projecting from the holder.
  • the rim or the bulge on the holder produced by upsetting engage in a cavity on the piston which is pressure-tight to the pressure chamber and open to the carrier plate.
  • the free cross section of the cavity is constricted between the board and the carrier plate so that the piston engages behind the board between the board and the carrier plate.
  • the piston is either pressed or clipped onto the bracket with the rim or the bulge.
  • Sheet steel or plastics can be used as materials for the piston.
  • a secure, form-fitting connection between a piston made of sheet metal and a carrier plate made of sheet metal is formed by a plug-in connection in which the fastening elements which are plugged into one another are inseparably fastened to one another by subsequent upsetting.
  • An embodiment of the invention provides that the carrier plate is connected to the piston by means of a further snap connection.
  • the carrier plate On its side facing the piston, the carrier plate has snap lugs formed integrally with the carrier plate. Snap lugs engage behind the piston in the axial direction on at least one body edge facing away from the carrier plate. The snap noses z. B. in one of the cavities described at the beginning, which narrows towards its opening towards the carrier plate.
  • a further embodiment of the invention provides that each of the snap lugs engages behind a thinly walled sheet metal sleeve axially between the carrier plate and the snap lug of a wall section that is axially fixed on the switching element and at least partially encompasses the switching element on the circumference.
  • the sleeve is made separately from the other elements of the snap connection.
  • the sleeve is preferably the inner sleeve of a roller bearing that axially movably supports the switching element.
  • the inner sleeve encompasses the switching element on the circumference at least partially.
  • the switching element which is loaded transversely to the axial direction of movement of the switching element, is supported on the sleeve and on at least two rows of rolling elements on an outer bearing ring in the housing of the transmission.
  • the bearing or the bearing unit is made free of play by means of the inner sleeve.
  • the inner sleeve is supported on the Switching element and elastically biases the rolling elements radially outwards against the outer bearing ring.
  • One or two of the bearing units are usually seated with the sleeve at one end of the switching element and are supported in a receptacle of the gear housing. Since such bearings are used for the longitudinally movable mounting of the switching element, usually axially running raceways are introduced into the inner sleeves, which are often formed without cutting from sheet metal.
  • the rolling elements mostly balls but also cylindrical rolling elements, are often held and guided in a cage.
  • the cage is optionally made of plastic or sheet metal and completely or partially encompasses or overlaps the inner sleeve.
  • the inner sleeve generally has a cross-section deviating from the circular shape and is thus the cross-section, for. B. a rectangular cross section, the switching element on the seat in the storage unit.
  • the switching element is mounted in the housing without radial air by means of the bearing.
  • the bearing unit is preloaded as described at the beginning.
  • the inner sleeve is stamped or cut in one piece from a relatively thin-walled sheet metal and then brought into its shape by bending or folding.
  • the inner sleeve is slit-like in the axial direction towards one side.
  • three rows of the rolling elements run along the circumference of the inner sleeve.
  • the elastically yielding inner sleeve compensates for misalignment of the centers of mutually opposite receptacles for the switching element in the gear housing.
  • the piston or pistons actuating the switching element are free of forces directed transversely to the axial direction of movement of the switching element.
  • the sleeve or the inner sleeve preferably have a guide which extends in the axial direction and is formed by a bulge made of the material of the inner sleeve or the sleeve.
  • Each of the levers is guided in the guide between the wall section of the inner sleeve or sleeve and the switching element.
  • the snap noses are directed outwards transversely to the axial direction of movement of the switching element and engage behind the wall section on a body edge facing away from the carrier plate in an extension. perception.
  • one embodiment of the invention provides that at least two support levers extending in the axial direction from the carrier plate are formed on the side of the carrier plate facing away from the piston.
  • Each of the support levers has a support edge running in the axial direction. The support edge lies against a wall running parallel to the support edge in the recess or in a separate recess of the inner sleeve. Unwanted high transverse forces on the carrier plate are absorbed by means of the support levers which are supported on the inner sleeve via the support edge.
  • the carrier plate is exactly guided and positioned to the switching element.
  • FIG. 1 shows a snap connection between a piston and a switching element with a carrier plate according to the invention
  • FIG. 2 shows the piston attached to the carrier plate according to FIG. 1,
  • FIG. 3a shows the carrier plate according to FIG. 1,
  • FIG. 3b shows an alternative embodiment of the carrier plate according to FIG. 1,
  • FIG. 4 shows the inner sleeve from FIG. 1, shown as an individual part
  • FIG. 5 shows an overall view of the unit from the switching element of the carrier plate, the inner casing, the roller bearing and the piston
  • Figure 6 shows the unit of Figure 5, installed in an outer bearing ring and
  • Figure 7 is a sectional view of the bearing unit of Figure 6 along the line Vll-Vll.
  • FIG. 1 shows a shift element 1 which can be axially displaced along its longitudinal axis 1a.
  • the shift element 1 is a shift rail which is only partially shown for axially shifting a shift fork which is not shown and which can be shifted with the shift element 1.
  • a piston 2 is fastened to the switching element 1 by means of a snap connection.
  • a support plate 3 sits between the piston 2 and the switching element 1.
  • the support plate 3 is shown as an individual part in FIG. 3a and connected to the piston 2 in FIG.
  • two levers 3 a extend axially.
  • the levers 3a are formed in one piece with the carrier plate 3 and each have a snap nose 3b at their free ends facing away from the carrier plate 3.
  • the support plate 3 shown in Figure 3a is formed with the levers 3a from stamped and bent sheet metal.
  • Each of the snap lugs 3b on the levers 3a is formed from a free end 3c of the lever 3a which is bent back approximately 180 ° in the direction of the carrier plate.
  • Figure 3b shows an alternative embodiment of a carrier plate 4.
  • the carrier plate 4 is made of plastic and has two levers 4a with snap lugs 4b.
  • the switching element 1 there is an axially fixed sleeve 5, which at least partially encompasses the switching element 1 on the circumferential side.
  • the sleeve 5 is slotted and adapted to the rectangular cross section of the switching element 1.
  • the sleeve 5 has a recess 5a on each side of the switching element 1.
  • the levers 3a take the switching element 1 between them and extend in the axial direction between a wall section 5b of the sleeve 5 and the switching element 1 (FIG. 5).
  • the snap lugs 3b directed outwards from the switching element 1 each engage in the recess 5a.
  • the snap lugs 3b engage behind a body edge 5f in the axial direction on the wall section 5b of the recess 5a adjoining the recess 5a in the direction of the piston 2.
  • the piston 2 is axially immovably secured to the switching element 1 by means of the snap lugs 3b.
  • the carrier plates 3 and 4 each have two support levers 3d and 4c which axially extend from the carrier plate 3 and 4, respectively.
  • a support edge 3e or 4d is formed on each of the support levers 3d or 4c.
  • the support plate 3 is guided by means of the support levers 3d via the support edge 3e on a guide 5c running parallel to the support edge 3e in the recess 5a and is supported there elastically yielding under transverse forces (FIG. 5).
  • the piston 2 and the carrier plate 3 are connected to one another by means of a positive or non-positive connection (FIG. 1, FIG. 2, FIG. 6).
  • the carrier plate 3 has a holder 6.
  • the bracket 6 is put through from the sheet metal of the carrier plate 3.
  • the holder 6 engages in a cavity 8 in the piston 2 which is pressure-tight to a pressure chamber 7 (FIG. 6) and open to the carrier plate 3.
  • the wall 2b of the piston is deformed on the end face and circumference of the cavity 8 in such a way that the holder 6 is compressed at its end facing the piston 2 and thus has a peripheral rim 6a angled outward from the holder.
  • the free cross-section of the cavity 8 or the wall 2b is narrowed or constricted between the board 6a and the carrier plate 3 in such a way that the piston 2 engages behind the board 6a between the board 6a and the carrier plate 3 in the axial direction and has an unsolvable shape forms a non-positive connection between the piston 2 and the carrier plate 3.
  • a positive connection can be established between the support plate 4 and the piston 2 via snap noses 4e.
  • the snap noses 4e engage in the cavity 8, snagging on the constricted wall 2b.
  • the sleeve 5 is the inner sleeve of the rolling element 1 axially movable roller bearing.
  • the roller bearing is formed from the sleeve 5, roller bodies 9, a cage 10 and an outer bearing ring 11.
  • the rolling elements 9, which are guided by means of the cage 10, in the form of balls and the piston 2 are accommodated in the outer bearing ring 11.
  • the outer bearing ring 11 delimits the pressure space 7 on the circumference.
  • the piston 2 is provided with a seal 2c, which seals an annular gap between the piston 2 and the outer bearing ring 11.
  • the outer bearing ring 11 is a cup-shaped, cylindrical pulling part made of sheet metal.
  • a centering collar 11 a facilitates the assembly of the individual parts to form a unit.
  • the pressure chamber 7 is delimited by the base 11 b of the outer bearing ring 11.
  • the switching rail 1 has a rectangular cross section, at least at its end.
  • the sleeve 5 is formed from sheet metal, slotted and thus partially engages around the shift rail 11 in the circumferential direction.
  • Supports 5d are angled inward from the sheet metal of the sleeve 5, which bear against the switching element 1.
  • Races 5e are introduced into the sleeve 5.
  • the raceways 5e are designed to yield elastically and each preload a row of the rolling elements 9 against the outer bearing ring 11.
  • the sleeve 5 is supported on the shift rail 1.
  • the supports 5d stabilize the arrangement.
  • the prestressing of the sleeve 5 guarantees a play-free bearing unit.
  • Switching element 7 pressure chamber a longitudinal axis 8 cavity
  • Carrier plate a Lever b Snap nose c Support lever d Support edge e Snap nose

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Abstract

Eine Schnappverbindung zum axialen Verdinden eines Kolbens (2) mit einem axial verschiebbaren Schaltelement (1), weist Schnappnasen (3b) an einer zu dem Kolben (2) separaten und mit dem Kolben (2) verbundenen Trägerplatte (3) auf.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Schnappverbindung zwischen einem Schaltelement und einem Kolben
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Schnappverbindung zwischen einem zumindest zeitweise druckbeaufschlagten Kolben und einem mittels des Kolbens mindestens hilfskraftbetätigten und dabei axial verschiebbaren Schaltelement, wobei die Schnappverbindung aus wenigstens zwei zu dem Kolben axial fest zugeordneten Schnappnasen gebildet ist und wobei die Schnappnasen wenigstens eine dem Schaltelement axial fest zugeordnete und von dem Kolben abgewandte Körperkante in axialer Richtung hintergreifen.
Hintergrund der Erfindung
Das Schaltelement ist beispielsweise eine Schaltschiene oder Schaltstange, die auf eine Schaltgabel und über die Schaltgabel auf eine Schiebemuffe einwirkt. Mittels eines hydraulischen Druckmittels oder Druckluft ist ein Kolbentrieb betätigt. Der Kolbentrieb weist in der Regel zwei miteinander in Wechselwirkung stehende Kolben auf. Dabei ist das Schaltelement mittels der längs in Druckräumen beweglichen Kolben abwechselnd in die eine oder andere Richtung längs begrenzt verschiebbar zu einem Gehäuse eines Wechselgetriebes gelagert. Jeweils ein Kolben greift vorzugsweise an einem in Längsrichtung weisenden Ende der Schaltschiene oder Stange an. Bei einer Schaltbewegung des Schaltelementes ist einer der Druckräume durch das Druckmittel derartig druckbeaufschlagt, dass jeweils der diesen Druckraum begrenzende Kolben eine Kraft an der Schaltschiene erzeugt. Die Kraft ist längs mit der Schaltbewegung gerichtet, verschiebt entweder das Schaltelement längs oder unterstützt das Verschieben des Schaltelementes. Die Vorrichtung ist also in Getrieben einsetzbar, bei denen das Schaltelement entweder ausschließlich mit Hilfe des Druckmittels betätigt oder mittels des Druckmittels hilfskraftbetätigt ist. Die hilfskraftbetätigte Vorrichtung ist vorwiegend in Nutfahrzeugen eingesetzt, bei denen der Handschaltvorgang servounterstützt abläuft.
EP 1 164 316 A2 beschreibt eine der weitläufig bekannten Schnappverbindungen. Der Grundkörper eines Kolbens ist auf seiner von dem Druckraum abgewandten Seite mit einer rechteckigen Aussparung versehen. In dieser Aussparung ist das Ende einer im Querschnitt rechteckigen Schaltstange beidseitig mit geringem Spiel aufgenommen. An zwei sich gegenüberliegenden Seiten der Aussparung ist eingangsseitig jeweils eine Schnappnase einstückig mit dem Grundkörper des Kolbens ausgebildet. Die Schnappnasen sind radial nach innen aufeinander zu gerichtet und weisen an einer der Schaltwelle zugewandten Seite jeweils eine Fügeschräge auf. Die Schnappnasen ragen dabei in den Bewegungsraum der beim Verbinden der Schaltwelle mit dem Kolben auf die Aussparung zugeführten Schaltwelle hinein. Die Schaltwelle weist den Schnappnasen zugeordnet nutartige Vertiefungen auf und trifft bei der Montage des Kolbens an der Schaltwelle zunächst auf die Schnappnasen. Schnappnasen federn dabei elastisch radial nach außen auf. Wenn das Ende der Schalt- welle in der Aussparung sitzt, federt jede der Schnappnasen in eine der nutartigen Vertiefungen ein. Dabei hintergreift jede der Schnappnasen zumindest mit einer zu der Aussparung gerichteten Körperkante eine von dem Druckraum axial weggerichtete Körperkante in der nutartigen Vertiefung. Die Schaltwelle ist an der von dem Druckraum abgewandten Wandung der nutartigen Vertie- fung in axialer Richtung von der Schnappnase so hintergriffen, dass ein selbsttätiges axiales Lösen des Kolbens von der Schaltstange unter normalen Betriebszuständen nicht möglich ist. Diese an sich zufriedenstellende Lösung hat den Nachteil, dass die Verbindung zwischen dem Kolben und dem Schal- telement relativ starr ausgebildet ist. Die sich gegenüberliegenden Führungen der Kolben müssen exakt miteinander fluchten, da die Kolben durch die Schräglage des Schaltelementes sonst verkanten und/oder mit unerwünschten Querkräften belastet sind.
Zusammenfassung der Erfindung
Zu dem Zeitpunkt, an dem die Erfindung gemacht wurde, bestand die Aufgabe, eine Schnappverbindung zum Verbinden eines Kolbens mit einem Schaltele- ment zu schaffen, bei der die Kolben unabhängig von den Form-, Lage- und Einbautoleranzen in der Schaltvorrichtung frei von Querkräften sind.
Diese Aufgabe ist nach dem Gegenstand des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Die Schnappverbindung weist eine Trägerplatte auf. Die Trä- gerplatte ist ein zu dem Kolben und zu dem Schaltelement separates Einzelteil. An der dem Schaltelement zugewandten Seite der Trägerplatte sind die Schnappnasen ausgebildet. Der Kolben und die Trägerplatte sind an der dem Kolben zugewandten Seite der Trägerplatte miteinander verbunden. Die Trägerplatte ist mittels der Schnappverbindung quer zur axialen Bewegungsrich- tung des Schaltelementes begrenzt beweglich an dem Schaltelement befestigt. Fluchtungsfehler zwischen einander gegenüberliegenden Führungen des Schaltelementes in dem Getriebegehäuse sind durch Ausweichen der Trägerplatte quer zur Bewegungsrichtung des Schaltelementes ausgeglichen. Der oder die Kolben der Druckeinheit sind von unerwünschten Querkräften frei. Die Kolben zentrieren sich exakt in ihren Führungen. Ein gleichmäßiger Druckaufbau in den Druckräumen während des Schaltvorganges ist gewährleistet.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass jede der Schnappnasen an jeweils einem elastischen Hebel angeordnet ist. Der elastische Hebel ist einstückig mit der Trägerplatte ausgebildet und steht in axialer Richtung von einer dem Kolben axial abgewandten Seite der Trägerplatte hervor. Die Schnappnasen stehen quer zur axialen Bewegungsrichtung des Schaltelementes von dem Hebel ab. Die Trägerplatte sitzt, in axialer Richtung möglichst spielfrei, fest an dem Schaltelement. Querkräfte in Folge einer Schräglage bzw. Verkanten des Schaltelementes sind mittels der Hebel elastisch oder durch Auslenken der Hebel ausgeglichen.
Weiter ausgestaltet ist die Erfindung mit einer Trägerplatte aus Blech. Die Trägerplatte ist durch Stanzen und Biegen von Blech hergestellt. In der Großserien- bzw. Massenproduktion ist ein derartiges Einzelteil einfach und kostengünstig herzustellen. Die in der Regel an den Hebelenden ausgebildeten Schnappnasen sind bevorzugt aus Verlängerungen des Hebels gebildet. Die Verlängerungen der Hebel sind entweder radial nach außen oder innen weisend bzw. um ca. 180° in Richtung der Trägerplatte zurück von den Hebelenden abgebogen.
Mit einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Trä- gerplatte mit den Schnappnasen und ggf. den Hebeln aus Kunststoff gebildet ist. Als Kunststoffe sind insbesondere die Kunststoffe vorgesehen, die geeignet sind elastische Schnappverbindungen herzustellen. Das betrifft insbesondere ölbeständige glasfaser- bzw. kohlefaserverstärkte Kunststoffe.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Kolben und der Trägerplatte vor. Diese formschlüssige Verbindung ist entweder lösbar oder unlösbar. Denkbar sind auch Kombinationen einer form-kraftschlüssigen Verbindung wie Nietverbindungen oder Presssitze. So ist vorgesehen, dass die Trägerplatte aus Blech gebildet ist. Die Trä- gerplatte weist dabei eine axial in Richtung des Druckraumes aus dem Blech der Trägerplatte durchgestellte Halterung auf. Die Halterung ist vorzugsweise hohlzylindrisch ausgebildet. An dem von der Trägerplatte wegweisenden Ende der Halterung ist entweder ein Bord ausgebildet oder die Halterung ist während der Herstellung durch einen nachträglichen Stauchprozess radial nach außen aufgewölbt bzw. aufgeweitet. Der Bord ist vorzugsweise umlaufend sowie radial von der Halterung abstehend ausgebildet. Der Bord bzw. die durch Stauchen erzeugte Aufwölbung an der Halterung greifen in einen zu dem Druckraum druckdichten sowie zu der Trägerplatte offenen Hohlraum an dem Kolben ein. Der freie Querschnitt des Hohlraums ist zwischen dem Bord und der Trägerplatte so eingeschnürt, dass der Kolben den Bord zwischen dem Bord und der Trägerplatte hintergreift. Der Kolben ist entweder auf die Halterung mit dem Bord bzw. die Aufwölbung aufgepresst bzw. aufgeklippst. Als Werkstoffe für den Kolben sind Stahlblech bzw. Kunststoffe einsetzbar. Eine sichere form- kraftschlüssige Verbindung zwischen einem Kolben aus Blech und einer Trägerplatte aus Blech ist durch eine Steckverbindung gebildet, bei der die ineinander gesteckten Befestigungselemente durch anschließendes Stauchen unlösbar aneinander befestigt sind.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Trägerplatte mit dem Kolben mittels einer weiteren Schnappverbindung verbunden ist. Die Trägerplatte weist an ihrer dem Kolben zugewandten Seite einstückig mit der Trägerplatte ausgebildete Schnappnasen auf. Schnappnasen hintergreifen den Kolben an zumindest einer von der Trägerplatte abgewandten Körperkante in axialer Richtung. Dabei greifen die Schnappnasen z. B. in einen der anfangs beschriebenen Hohlräume ein, der sich zu seiner der Trägerplatte hin offenen Öffnung hin verengt.
Mit einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass jede der Schnappnasen einen axial zwischen der Trägerplatte und der Schnappnase gelegenen Wandabschnitt einer auf dem Schaltelement axial festsitzenden und das Schaltelement umfangsseitig zumindest teilweise umfassenden dünnwandigen Hülse aus Blech hintergreift. Die Hülse ist separat zu den weiteren Ele- menten der Schnappverbindung gefertigt.
Die Hülse ist vorzugsweise die Innenhülse einer das Schaltelement axial beweglich lagernden Wälzlagerung. Die Innenhülse umgreift das Schaltelement umfangsseitig zumindest teilweise. Das quer zur axialen Bewegungsrichtung des Schaltelementes belastete Schaltelement stützt sich dabei über die Hülse sowie über zumindest zwei Reihen von Wälzkörpern an einem äußeren Lagerring in dem Gehäuse des Getriebes ab. Das Lager bzw. die Lagereinheit ist mittels der Innenhülse spielfrei gestellt. Dazu stützt sich die Innenhülse an dem Schaltelement ab und spannt die Wälzkörper radial nach außen gegen den äußeren Lagerring elastisch vor. Ein oder zwei der Lagereinheiten sitzen mit der Hülse zumeist jeweils an einem Ende des Schaltelementes und stützen sich in einer Aufnahme des Getriebegehäuses ab. Da derartige Lager zur längsbeweglichen Lagerung des Schaltelementes dienen, sind zumeist axial verlaufende Laufbahnen in die oftmals spanlos aus Blech geformten Innenhülsen eingebracht. Die Wälzkörper, zumeist Kugeln aber auch zylindrische Wälzkörper, sind oft in einem Käfig gehalten und geführt. Der Käfig ist wahlweise aus Kunststoff oder aus Blech gestaltet und umgreift bzw. übergreift die Innenhülse ganz oder teilweise. Die Innenhülse weist in der Regel einen von der kreisrunden Form abweichenden Querschnitt auf und ist damit dem Querschnitt, z. B. einem rechteckigen Querschnitt, des Schaltelementes am Sitz in der Lagereinheit angepasst.
Das Schaltelement ist mittels des Lagers in dem Gehäuse ohne Radialluft gelagert. Dazu ist wie anfangs beschrieben die Lagereinheit in sich vorgespannt. In der Regel ist die Innenhülse einteilig aus einem relativ dünnwandigen Blech gestanzt bzw. geschnitten und anschließend durch Biegen oder Abkanten in ihre Form gebracht. Die Innenhülse ist in axialer Richtung zu einer Seite hin schlitzartig geöffnet. In der Regel laufen drei Reihen der Wälzkörper am Umfang der Innenhülse ab. Die elastisch nachgebende Innenhülse gleicht Fluchtungsfehler der Zentren sich einander gegenüberliegender Aufnahmen für das Schaltelement in dem Getriebegehäuse aus. Der oder die das Schaltelement betätigenden Kolben sind von quer zur axialen Bewegungsrichtung des Schal- telementes gerichteten Kräften frei.
Die Hülse oder die Innenhülse weisen vorzugsweise eine sich in axiale Richtung erstreckende Führung auf, die durch eine Auswölbung aus dem Material der Innenhülse bzw. der Hülse gebildet ist. Jeder der Hebel ist in der Führung zwischen dem Wandabschnitt der Innenhülse bzw. der Hülse und dem Schaltelement geführt. Die Schnappnasen sind quer zur axialen Bewegungsrichtung des Schaltelementes nach außen gerichtet und hintergreifen den Wandabschnitt an einer von der Trägerplatte abgewandten Körperkante in einer Aus- nehmung. Mittels einer derartigen Anordnung ist die Schnappverbindung gegen Auffedern bei hohen axialen Zugkräften gesichert, da das Schaltelement die Hebel gegen radiales Einfedern sperrt.
Schließlich ist mit einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass an der dem Kolben abgewandten Seite der Trägerplatte wenigstens zwei in axiale Richtung von der Trägerplatte abgehende Stützhebel ausgebildet sind. Jeder der Stützhebel weist eine in axiale Richtung verlaufende Stützkante auf. Die Stützkante liegt an einer parallel zu der Stützkante verlaufenden Wandung in der Ausnehmung oder in einer separaten Ausnehmung der Innenhülse an. Unerwünscht hohe Querkräfte an der Trägerplatte sind mittels der sich an der Innenhülse über die Stützkante abstützenden Stützhebel aufgenommen. Zusätzlich wird die Trägerplatte bei der Montage in die Innenhülse sowie bei der Montage der Innenhülse auf das Schaltelement zu dem Schaltelement exakt geführt und positioniert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher er- läutert. Es zeigen
Figur 1 eine Schnappverbindung zwischen einem Kolben und einem Schaltelement mit einer erfindungsgemäßen Trägerplatte,
Figur 2 den an der Trägerplatte nach Figur 1 befestigten Kolben,
Figur 3a die Trägerplatte nach Figur 1 ,
Figur 3b eine alternative Ausführung der Trägerplatte nach Figur 1 ,
Figur 4 die Innenhülse aus Figur 1 , als Einzelteil dargestellt, Figur 5 eine Gesamtansicht der Einheit aus dem Schaltelement der Trägerplatte, der Innenhüise, der Wälzlagerung sowie des Kolbens,
Figur 6 die Einheit nach Figur 5, in einem äußeren Lagerring verbaut sowie
Figur 7 eine Schnittdarstellung der Lagereinheit aus Figur 6 entlang der Linie Vll-Vll.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Figur 1 zeigt ein entlang seiner Längsachse 1a axial verschiebbares Schaltelement 1. Das Schaltelement 1 ist eine nur teilweise dargestellte Schaltschiene zum axialen Verschieben einer nicht abgebildeten sowie mit dem Schaltelement 1 verschiebbaren Schaltgabel. An dem Schaltelement 1 ist mittels einer Schnappverbindung ein Kolben 2 befestigt. Zwischen dem Kolben 2 und dem Schaltelement 1 sitzt eine Trägerplatte 3. Die Trägerplatte 3 ist in Figur 3a als Einzelteil und in Figur 2 mit dem Kolben 2 verbunden dargestellt. An der dem Kolben 2 abgewandten Seite der Trägerplatte 3 gehen zwei Hebel 3a axial ab. Die Hebel 3a sind einstückig mit der Trägerplatte 3 ausgebildet und weisen an ihren freien von der Trägerplatte 3 abgewandten Enden jeweils eine Schnappnase 3b auf. Die in Figur 3a dargestellte Trägerplatte 3 ist mit den Hebeln 3a aus gestanzten und gebogenen Blech gebildet. Jede der Schnappnasen 3b an den Hebeln 3a ist aus einem annähernd um 180° in Richtung der Trägerplatte zurückgebogenen freien Ende 3c des Hebels 3a gebildet. Figur 3b zeigt eine alternative Ausbildung einer Trägerplatte 4. Die Trägerplatte 4 ist aus Kunststoff gebildet und weist zwei Hebel 4a mit Schnappnasen 4b auf.
Auf dem Schaltelement 1 sitzt axial fest eine das Schaltelement 1 umfangsseitig zumindest teilweise umfassende Hülse 5. Die Hülse 5 ist geschlitzt ausgeführt und dem rechteckigen Querschnitt des Schaltelementes 1 angepasst. Die Hülse 5 weist an jeder Seite des Schaltelementes 1 eine Ausnehmung 5a auf. Die Hebel 3a nehmen das Schaltelement 1 zwischen sich und greifen in axialer Richtung zwischen einem Wandabschnitt 5b der Hülse 5 und dem Schaltelement 1 hindurch (Figur 5). Die von dem Schaltelement 1 nach außen weggerichteten Schnappnasen 3b greifen dabei jeweils in die Ausnehmung 5a ein. Die Schnappnasen 3b hintergreifen dabei in axialer Richtung eine Körperkante 5f an dem sich der Ausnehmung 5a in Richtung des Kolbens 2 anschließenden Wandabschnitt 5b der Ausnehmung 5a. Der Kolben 2 ist mittels der Schnappnasen 3b axial unbeweglich an dem Schaltelement 1 gesichert.
Die Trägerplatten 3 bzw. 4 weisen an ihrer dem Kolben 2 abgewandten Seite jeweils zwei in axiale Richtung von der Trägerplatte 3 bzw. 4 axial abgehende Stützhebel 3d bzw. 4c auf. An jedem der Stützhebel 3d bzw. 4c ist eine Stützkante 3e bzw. 4d ausgebildet. Die Trägerplatte 3 ist mittels der Stützhebel 3d über die Stützkante 3e an einer zu der Stützkante 3e parallel verlaufenden Führung 5c in der Ausnehmung 5a geführt und stützt sich dort bei Querkräften elastisch nachgebend ab (Figur 5).
Der Kolben 2 und die Trägerplatte 3 sind mittels einer formschlüssigen bzw. form-kraftschlüssigen Verbindung miteinander verbunden (Figur 1 , Figur 2, Figur 6). Dazu weist die Trägerplatte 3 eine Halterung 6 auf. Die Halterung 6 ist aus dem Blech der Trägerplatte 3 durchgestellt. Die Halterung 6 greift in einen zu einem Druckraum 7 (Figur 6) druckdichten sowie zu der Trägerplatte 3 offenen Hohlraum 8 in dem Kolben 2 ein. Die Wand 2b des Kolbens ist an dem Hohlraum 8 stirnseitig und umfangsseitig derartig verformt, dass die Halterung 6 ihrem dem Kolben 2 zugewandten Ende gestaucht ist und somit einen von der Halterung nach außen abgewinkelten umlaufenden Bord 6a aufweist. Der freie Querschnitt des Hohlraumes 8 bzw. die Wand 2b ist dabei zwischen dem Bord 6a und der Trägerplatte 3 so eingeengt bzw. eingeschnürt, dass der Kolben 2 den Bord 6a zwischen dem Bord 6a und der Trägerplatte 3 in axiale Richtung hintergreift und eine unlösbare form-kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Kolben 2 und der Trägerplatte 3 bildet. Alternativ zu der bildlich dargestellten form-kraftschlüssigen Verbindung ist es denkbar, dass zwischen der Trägerplatte 4 und dem Kolben 2 eine formschlüssige Verbindung über Schnappnasen 4e herstellbar ist. Die Schnappnasen 4e greifen dabei, sich an der eingeschnürten Wand 2b verhakend, in den Hohl- räum 8 ein.
Die Hülse 5 ist die innere Hülse einer das Schaltelement 1 axiale beweglichen Wälzlagerung. Wie in Figur 6 und Figur 7 dargestellt, ist die Wälzlagerung aus der Hülse 5, Wälzkörpern 9, einem Käfig 10 und einem äußerem Lagerring 11 gebildet. In dem äußeren Lagerring 11 sind die mittels des Käfigs 10 geführten Wälzkörper 9 in Form von Kugeln sowie der Kolben 2 aufgenommen. Der äußere Lagerring 11 begrenzt umfangsseitig den Druckraum 7. Der Kolben 2 ist mit einer Dichtung 2c versehen, die einen Ringspalt zwischen dem Kolben 2 und dem äußeren Lagerring 11 abdichtet. Der äußere Lagerring 11 ist ein napfförmig, zylindrisch ausgebildetes Ziehteil aus Blech. Ein Zentrierbund 11 a erleichtert die Montage der Einzelteile zu einer Einheit. Dem Kolben 2 gegenüberliegend ist der Druckraum 7 durch den Boden 11 b des äußeren Lagerringes 11 begrenzt.
Aus Figur 7, einer Schnittdarstellung durch die Lagereinheit aus Figur 6, ist ersichtlich, dass die Schaltschiene 1 zumindest an ihrem Ende einen rechtek- kigen Querschnitt aufweist. Die Hülse 5 ist aus Blech geformt, geschlitzt und umgreift die Schaltschiene 11 in Umfangsrichtung somit teilweise. Aus dem Blech der Hülse 5 sind Stützen 5d nach innen abgewinkelt, die an dem Schal- telement 1 anliegen. In die Hülse 5 sind Laufbahnen 5e eingebracht. Die Laufbahnen 5e sind elastisch nachgebend ausgelegt und spannen jeweils eine Reihe der Wälzkörper 9 gegen den äußeren Lagerring 11 vor. Dabei stützt sich die Hülse 5 an der Schaltschiene 1 ab. Die Stützen 5d stabilisieren die Anordnung. Die Vorspannung der Hülse 5 garantiert eine spielfreie Lagereinheit. Bezugszeichen
Schaltelement 7 Druckraum a Längsachse 8 Hohlraum
Kolben 9 Wälzkörper b Wand 10 Käfig c Dichtung 11 Lagerring
Trägerplatte 11a Zentrierbund a Hebel 11 b Boden b Schnappnase c Ende d Stützhebel e Stützkante
Trägerplatte a Hebel b Schnappnase c Stützhebel d Stützkante e Schnappnase
Hülse a Ausnehmung b Wandabschnitt c Führung d Stütze e Laufbahn f Körperkante
Halterung a Bord

Claims

Patentansprüche
1. Schnappverbindung zwischen einem zumindest zeitweise druckbeaufschlagten Kolben (2) und einem mittels des Kolbens (2) mindestens hilfskraftbetätigten und dabei axial verschiebbaren Schaltelement (1), wobei die Schnappverbindung aus wenigstens zwei dem Kolben (2) axial fest zugeordneten Schnappnasen (3b, 4b) gebildet ist und wobei die Schnappnasen (3b, 4b) wenigstens eine dem Schaltelement (1 ) axial fest zugeordnete und von dem Kolben (2) abgewandte Körperkante (5f) in axiale Richtung hintergreifen, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnappnasen (3b, 4b) von einer zu dem Kolben (2) separaten und mit dem Kolben (2) verbundenen Trägerplatte (3, 4) in der Schnappverbin- düng ausgehen, wobei die Trägerplatte (3, 4) axial zwischen dem Kolben (2) und dem Schaltelement (1 ) angeordnet ist.
2. Schnappverbindung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass jede der Schnappnasen (3b, 4b) an jeweils einem elastischen Hebel (3a, 4a) einstückig mit der Trägerplatte (3, 4) ausgebildet ist, wobei die Hebel (3a, 4a) in axialer Richtung von einer dem Kolben (2) axial abgewandten Seite der Trägerplatte (3, 4) abgehen und wobei die Schnappnasen (3b, 4b) quer zur axialen Richtung von dem Hebel (3a, 4a) abstehen.
3. Schnappverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (3) mit den Hebeln (3b) aus gestanztem und gebogenem Blech gebildet ist.
4. Schnappverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Schnappnasen (3b) aus einem in Richtung der Trägerplatte gebogenen freien Ende (3c) des Hebels (3a) gebildet ist.
5. Schnappverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (4) aus Kunststoff gebildet ist.
6. Schnappverbindung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (2) und die Trägerplatte (3, 4) mittels einer formschlüssigen
Verbindung miteinander verbunden sind.
7. Schnappverbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die Trägerplatte (3) aus Blech gebildet ist und dass die Trä- gerplatte (3) eine axial in Richtung eines Druckraumes (7) aus dem
Blech der Trägerplatte (3) durchgestellte Halterung (6) mit einem von der Halterung (6) abgewinkelten umlaufend von der Halterung (6) abstehenden Bord (6a) aufweist, wobei zumindest der Bord (6a) in einen zu dem Druckraum (7) druckdichten sowie zu der Trägerplatte (3) offenen Hohlraum (8) in dem Kolben (2) eingreift, und wobei der freie Querschnitt des Hohlraumes (8) zwischen dem Bord (6a) und der Trägerplatte (3) so eingeengt ist, dass der Kolben (2) den Bord (6a) zwischen dem Bord (6a) und der Trägerplatte (3) hintergreift.
8. Schnappverbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (4) mit dem Kolben (2) mittels einer weiteren Schnappverbindung verbunden ist, wobei die Trägerplatte (4) einstückig mit der Trägerplatte (4) ausgebildete sowie dem Druckraum 7 zugewandte weitere Schnappnasen (4e) aufweist.
9. Schnappverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Schnappnasen (3b, 4b) einen axial zwischen der Trägerplatte (3, 4) und der Schnappnase (3b, 4b) gelegenen Wandabschnitt (5b) einer auf dem Schaltelement (1 ) axial festsitzenden sowie das Schaltele- ment (1 ) umfangsseitig zumindest teilweise umfassenden dünnwandigen
Hülse (5) aus Blech hintergreift.
10. Schnappverbindung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Hebel (3a, 4a) in axialer Richtung zwischen dem Wandabschnitt (5b) und dem Schaltelement (1 ) axial geführt ist und dabei mit der Schnappnase (3b, 4b) in eine sich dem Wandabschnitt (5b) an- schließende Ausnehmung (5a) an der Hülse (5) eingreift.
11. Schnappverbindung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (5) die innere Hülse (5) einer das Schaltelement (1) axial beweglich lagernden Wälzlagerung ist, wobei die Hülse (5), sich quer zur axialen Richtung an dem Schaltelement (1 ) abstützend, wenigstens zwei
Reihen von Wälzkörpem (9) radial nach außen spielfrei gegen einen äußeren Lagerring (11 ) vorspannt.
12. Schnappverbindung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an der dem Kolben (2) abgewandten Seite der Trägerplatte (3, 4) wenigstens zwei in axiale Richtung von der Trägerplatte (3, 4) abgehende Stützhebel (3d, 4c) ausgebildet sind, wobei jeder der Stützhebel (3d, 4c) mittels einer Stützkante (3e, 4d) quer zur axialen Richtung an einer parallel zu der Stützkante (3e, 4d) verlaufenden Führung (5c) der Hülse (5) anliegt.
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