DE19643385C2 - Schaltwellendurchführung für die Schaltwelle eines Kraftfahrzeuggetriebes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltwellendurchführung für die Schaltwelle eines Kraftfahrzeuggetriebes, z. B. eines Autos oder eines Motorrades. Die Schaltwellen solcher Getriebe werden von einem Betätigungshebel oder automatisch bei einem Schaltvorgang in ihrer Achsrichtung und in Umfangsrichtung um begrenzte Wege bewegt. Dabei müssen die Schaltwellen gegen Lecken von Getriebeöl nach außen und gegen Eindringen von Fremd­ stoffen, wie Staub und Feuchtigkeit, von außen abgedichtet werden. Gleichzeitig müssen die Schaltwellen bei ihrer Bewegung geführt werden, wobei die Führung die im Betrieb wir­ kenden Kräfte auf das Getriebegehäuse zu übertragen hat.

Bei einer üblichen Schaltwellendurchführung sind eine Führungsbuchse zur Führung der Schaltwelle bei der Bewegung in ihrer Achsrichtung und in Umfangsrichtung, eine Dichtung zum dynamischen und statischen Abdichten der Schaltwelle gegen ein Austreten von Ge­ triebeöl aus dem Inneren des Getriebegehäuses und ein Faltenbalg, zum Abweisen von Fremdstoffen wie Staub oder Wasser als getrennte Bauteile vorgesehen, die gesondert angeliefert und in dem Getriebegehäuse montiert werden müssen.

Bei einer bekannten vormontierbaren Dichtkonstruktion für eine Schaltwelle ist der schaltwellenseitige Abschnitt zusammen mit einem entsprechenden Ende eines Faltenbalges mittels einer auf die Schaltwelle aufgepreßten Hülse fixiert. Die Verbindung des gehäuseseitigen Endes des Faltenbalges mit dem Getriebegehäuse ist nicht beschrieben oder gezeigt (EP 0 677 686 A1). Bei dieser bekannten Konstruktion ist eine Lagerung vorgesehen, welche der Führung und Zentrierung eines radialen Wellendichtringes dient.

Bei einer anderen bekannten Dichtkonstruktion (GB 2 119 038 A) ist eine Einheit mit einem Faltenbalg, einer Führung und einem Dichtabschnitt gegenüber einem axial bewegbaren Bauteil bekannt. Es ist jedoch keine Dichtung am Träger vorgesehen. Die Dichtung gegenüber dem bewegbaren Bauteil bildet Teil des Faltenbalges und ist nicht mit dem Träger verbunden.

Vormontierte Einheiten aus Führungshülsen für Wellen und Wellendichtungen sind ebenfalls bekannt (DE-GM 18 53 439).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltwellendurchführung der beschriebenen Art so auszubilden, daß die Kosten der Herstellung und der Aufwand für Lagerhaltung und Montage deutlich abgesenkt werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient gemäß der Erfindung eine Schaltwellendurchführung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei einer Schaltwellendurchführung gemäß der Erfindung ist der Träger, der zur Abstützung der Führungshülse für die Schaltwelle in einer Gehäusebohrung des Getriebegehäuses aufgenommen ist, mit einer anvulkanisierten Elastomerdichtung umfassend eine Dichtlippe zum berührenden Abdichten der Schaltwelle und einen statischen Dichtabschnitt zum Abdichten zum Getriebegehäuse versehen. Am radial äußeren Ende umfaßt eine am Träger angeformte Aufnahme dicht das äußere wulstförmige Ende des Faltenbalges.

Die so gebildete Baueinheit aus Führungshülse, Träger und Faltenbalg ist außerhalb des Getriebes vormontierbar, was die Lagerung und die Montage vereinfacht. Im Getriebegehäuse ist nur noch der Sitz für den Träger zu bearbeiten, worauf dann die vormontierte Einheit lediglich in diesen Sitz einzudrücken ist.

Die Schaltwellendurchführung nach der Erfindung benötigt lediglich eine vergleichsweise kleine Führungshülse zur Lagerung der Schaltwelle, wobei diese Führungshülse starr über den Träger im Gehäuse abgestützt ist.

Der Faltenbalg ist an den Träger beispielsweise in einer durch Anspruch 9 unter Schutz gestellten Konstruktion angeschlossen. Dies ermöglicht eine Verkleinerung des größten Durchmessers des Faltenbalges gegenüber der herkömmlichen Bauweise und damit nochmals eine Verringerung der Kosten.

Die Anordnung aus Führungshülse und Träger stützen auf die Schaltwelle beim Schalten ausgeübte Kräfte am Getriebegehäuse ab. In diesem Zusammenhang ist eine Konstruktion des Trägers mit radial inneren und äußeren umlaufenden Schenkelabschnitten und einem dazwischen befindlichen umlaufenden radialen Stegabschnitt bevorzugt, bei welcher die beiden Schenkelabschnitte mit dem Stegabschnitt im Querschnitt ein U-Profil bilden. Bei einer solchen Konstruktion liegen die Führungshülse und der die Kräfte auf das Ge­ triebegehäuse übertragende äußere Schenkelabschnitt des Trägers in einer gemeinsamen radialen Ebene, so daß keine Biegemomente bei der Abstützung von Reaktionskräften auftre­ ten können. Außerdem baut eine solche Konstruktion äußerst kompakt.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der vier Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert sind.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen in axialen Halbschnitten längs einer Schaltwelle drei unterschiedliche Ausführungen einer Schaltwellendurchführung gemäß der Erfindung.

In den Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Teile der Einfachheithalber mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Demzufolge ist mit 2 eine Schaltwelle bezeichnet, die zum Vornehmen eines Schaltvorganges in ihrer Achsrichtung a und in ihrer Umfangsrichtung u um begrenzte Wege und Winkel gegenüber einem Getriebegehäuse 4 verlagert wird (Fig. 1). Die Schaltwelle 2 ist in einer Führungshülse 6 gleitend geführt. Diese Führungshülse ist über ein starres Trägerblech 8 mit einem inneren umlaufenden Schenkelabschnitt 10 und einem damit über einen umlaufenden radialen Stegabschnitt 11 verbundenen äußeren umlaufenden Schenkelabschnitt 12 im Getriebegehäuse 4 starr abgestützt, wobei der äußere Schenkelabschnitt 12 mit seinem Außendurchmesser direkten metallischen Kontakt mit einer bearbeiteten Sitzfläche 14 in einer Gehäusebohrung 16 des Getriebegehäuses 4 hat.

Bei der Ausführung nach Fig. 1 ist das Trägerblech wie gezeigt S-förmig gekröpft, während es bei den Ausführungen nach den Fig. 2 und 3 U-förmig gekröpft ist. Ein Vorteil dieser zuletzt genannten Ausführung gemäß Fig. 3 besteht darin, daß die Führungshülse 6 und die Sitzfläche 14 zwischen dem äußeren Schenkelabschnitt 12 und dem Getriebegehäuse 4 in gleicher radialer Ebene liegen, so daß kein Biegemoment auf das Trägerblech 8 ausgeübt wird. Außerdem ist die Anordnung nach Fig. 3 in axialer Richtung gesehen deutlich kompak­ ter als diejenige nach den übrigen Figuren.

An den inneren Schenkel 10 und den Steg 11 sowie an ein Teilstück des äußeren Schenkelabschnitts 12 ist bei allen Ausführungsbeispielen eine zusammenhängende Elastomerdichtung 20 mit Dichtlippe 22 und statischem Dichtabschnitt 24 in einem Arbeitsgang anvulkanisiert. Die Dichtlippe 22 schafft eine Berührungsdichtung zur Schaltwelle 2, wobei sie eine Getriebeölleckage bei der Schub-/Winkelbewegung der Schaltwelle unterbindet. Der statische Dichtabschnitt 24 ist an den äußeren Schenkelabschnitt 12 anvulkanisiert und steht in unmontiertem Zustand etwas gegenüber dem Außendurchmesser dieses Schenkelabschnitts 12 über, so daß er in montiertem Zustand unter Dichtdruck an der Sitzfläche 14 anliegt. Die Größe des Überstandes und die Härte des Elastomermaterials (60 bis 80 Shore A) sind vorteilhaft so gewählt, daß unter allen denkbaren Betriebsbedingungen Dichtheit am Außendurchmesser gewährleistet ist.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 und 2 ist der gesamte innere umlaufende Schenkelabschnitt 10 des Trägers 8 von dem Elastomermaterial der Elastomerdichtung 20 umgeben. Eine die Dichtlippe 22 und den statischen Dichtabschnitt verbindende Elastomer­ schicht 21 an der Stelle zwischen dem Innenumfang des inneren Schenkelabschnitts 10 und dem Außenumfang der Führungshülse 6 ist dünn, so daß eine steife Abstützung der Führungshülse 6 über den Träger 8 gewährleistet ist. Dies ist zum Vermeiden eines schwammigen Gefühls des Fahrers und somit zur Erhöhung des Schaltkomforts beim Schalten erwünscht.

Zur axialen Festlegung bezüglich der Führungshülse 6 greift ein Wulst 5 am Fuß der Dichtlippe 2 in eine äußere Umfangsnut der Führungshülse 6 ein. Um eine solche Umfangs­ nut zu vermeiden und so die Kosten zu senken, ist die Führungshülse 6 bei der Ausführung nach Fig. 2 zwischen zwei nach innen vorspringenden rippenförmigen Absätzen 7, 9 der Elastomerdichtung 20 axial festgelegt.

Lediglich bei der Ausführung nach Fig. 3 besteht direkter metallischer Kontakt zwischen innerem Schenkelabschnitt 10 und darin eingepreßter Führungshülse 6. Dort ist ein elastomerer Zusammenhang zwischen der Dichtlippe 22 und der statischen Dichtung 24 über Bohrungen 23 im Steg 11 sichergestellt, so daß auch hier ein Anvulkanisieren der gesamten Elastomerdichtung an den Träger 8 in einem Arbeitsgang möglich ist.

Der Träger 8 hat am Ende seines äußeren Schenkelabschnitts 12 bei der Ausführung nach Fig. 1 eine Abkröpfung 28 nach außen, die mit dem Getriebegehäuse 4 eine Aufnahme für einen Wulst 32 eines Faltenbalges 30 bildet, dessen radial inneres, an der Schaltwelle 2 axial ge­ haltenes Ende nicht dargestellt ist. Der Faltenbalg 30 dient als Schutz gegen Eindringen von Staub und Schmutz von außen.

Bei dieser Ausführung könnte der Faltenbalg 30 auch erst nach dem Einpressen der Schaltwellendurchführung mit seinem Wulst 32 in die durch die radiale Abkröpfung 28 des Trägerbleches 8 gebildete Aufnahme eingeknöpft werden.

Bei der Ausführung nach den Fig. 2 und 3 ist eine nach innen offene Abkröpfung 29 am äußeren Ende des Schenkelabschnittes 12 vorgesehen, zu deren Bildung zunächst der Schenkelabschnitt 12 axial ausgezogen und dann das Schenkelende radial nach innen umgebördelt wird. Die Abkröpfung 29 nimmt einen Wulst 33 des Faltenbalges 30 auf. Wäh­ rend bei der Ausführung nach Fig. 1 der Wulst 32 von außen her über die Abkröpfung 28 gestülpt wird, wird der Wulst 33 bei der Ausführung nach den Fig. 2 und 3 von innen her in die Abkröpfung 29 gedrückt. Diese Konstruktion ermöglicht eine Reduzierung des Wulstaußendurchmessers, d. h. des größten Durchmessers des Faltenbalges 30 und eine vollständige Vormontage des Faltenbalges 30 vor dem Einpressen der Baueinheit in die Gehäusebohrung 16.

Die beschriebene Schaltwellendurchführung läßt sich in allen Kraftfahrzeuggetrieben mit Getriebeabstufung einsetzen, also nicht nur in handgeschalteten Getrieben sondern auch in Automatik-Stufengetrieben.

Die in der obigen Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung der Erfindung von Bedeutung sein.

Claims (10)

1. Schaltwellendurchführung für die Schaltwelle eines Kraftfahrzeuggetriebes mit einer vormontierten Baueinheit aus

• a) einer Führungshülse (6) für die Schaltwelle (2),
• b) einem die Führungshülse (6) gegenüber einem Getriebegehäuse (4) abstützenden Träger (8),
• c) einer zwischen Schaltwelle (2) und Getriebegehäuse (4) abdichtenden Elastomerdichtung (20), welche am Träger (8) befestigt ist und eine dynamische Dichtlippe (22), welche berührend an der Schaltwelle (2) anliegt, sowie einen statischen Dichtabschnitt (24) umfaßt, welcher einen festen, dichten Sitz des Trägers (8) im Getriebegehäuse (4) bewirkt,
• d) einem Faltenbalg (30), der mit seinem einen wulstförmigen Ende (32, 33) in einer am radial äußeren Ende (28, 29) des Trägers (8) angeformten Aufnahme angeordnet ist, wobei das radial äußere Ende des Trägers (8) am Getriebegehäuse (4) liegt, und der Faltenbalg (30) mit seinem anderen Ende axial an der Schaltwelle (2) gehalten ist,
• e) wobei der Träger (8) einen inneren umlaufenden Schenkelabschnitt (10) mit der daran angebundenen Dichtlippe (22) und der darin angeordneten Führungshülse (6) und einen damit über einen radialen umlaufenden Steg (11) verbundenen äußeren umlaufenden Schenkelabschnitt (12) für den Sitz des Trägers im Getriebegehäuse mit dem daran angebundenen statischen Dichtab­ schnitt (24) aufweist.

2. Schaltwellendurchführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Dichtlippe (22) und der statische Dichtabschnitt (24) zusammenhängend ausgebildet und an dem Träger (8) anvulkanisiert sind.

3. Schaltwellendurchführung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Elastomerdichtung (20) eine an die Dichtlippe (22) anschließende Elastomerschicht (21) aufweist, welche an der Führungshülse (6) anvulkanisiert ist.

4. Schaltwellendurchführung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Elastomerschicht (21) einen Wulst (5) aufweist, der in eine Umfangsnut der Führungshülse (6) eingreift.

5. Schaltwellendurchführung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Elastomerschicht (21) zwei die Führungshülse einfassende rippenförmige Absätze (7, 9) aufweist.

6. Schaltwellendurchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die beiden umlaufenden Schenkelabschnitte (10, 12) des Trägers (8) mit dem radialen, umlaufenden Steg (11) im Querschnitt ein U-Profil bilden.

7. Schaltwellendurchführung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß mit dem Elastomer der Elastomerdichtung (20) ausgefüllte Bohrungen (23) im radialen Steg (11) vorgesehen sind, über die Dichtlippe (22) und statische Dichtung (24) miteinander verbunden sind.

8. Schaltwellendurchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der äußere umlaufende Schenkelabschnitt (12) direkten metallischen Kontakt mit einer Sitzfläche (14) in einer Gehäusebohrung (16) des Getriebegehäuses (4) hat.

9. Schaltwellendurchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das äußere Ende (29) des äußeren umlaufenden Schenkelabschnitts (12) radial nach innen gekröpft ist, um eine nach innen offene Aufnahme für das wulstförmige eine Ende (33) des Faltenbalges (30) zu bilden.

10. Schaltwellendurchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das äußere Ende (28) des äußeren umlaufenden Schenkelabschnitts (12) radial nach außen gekröpft ist, um eine nach außen offene Aufnahme für das wulstförmige eine Ende (32) des Faltenbalges (30) zu bilden.