DE19654005A1

DE19654005A1 - Wälzlagerung für eine Stangenführung

Info

Publication number: DE19654005A1
Application number: DE1996154005
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Steinberger; Manfred Winkler
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1996-12-21
Filing date: 1996-12-21
Publication date: 1998-06-25

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Stangenführung für eine Längs- und/oder eine Dreh bewegung ausübende Maschinenteile, insbesondere für Schaltstangen bzw. Schaltrohre einer Gangschaltung von Zahnräderwechselgetrieben in Fahrzeugen, wobei als Stangenführung Wälzlager vorgesehen sind, die in einem die Schalt stange konzentrisch umschließenden Gehäuse an geordnet sind.

Hintergrund der Erfindung

Aus dem DE-GM 19 40 765 ist eine gattungsbildende Stangenführung bekannt, die drei Führungsrollen umfaßt, welche um eine Führungsstange angeordnet sind. Jede Führungsrolle ist dabei auf einer Achse fliegend gelagert, wobei die Achsen rechtwinkelig zu einer Längsachse der Stange angeordnet sind. Die Stange ist dabei unmittelbar auf einer Mantelfläche des Wälzlageraußenringes der Führungsrollen geführt. In dieser bekannten Stangenführung ergibt sich eine nachteilige Punktauflage zwischen der Stange und den Wälzlagern, bedingt durch die rechtwinkelige Anordnung dieser Bauteile. Diese Punktberührung wirkt sich nachteilig auf das Verschleißverhalten aus. Die unmittelbare Anlage der aus Stahl gefertigten Stange auf dem Lageraußenring aus Stahl verursacht außerdem eine unerwünschte Geräuschentwicklung. Weiterhin erfordern die fliegend gelagerten Stützrollen einen relativ hohen Montageaufwand aufgrund einer erforderlichen exakten Einstellung.

Aufgabe der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine geräuschoptimierte, einfach montierbare und verschleißarme Stangenführung zu schaffen.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung gemäß ist eine Stangenführung vorgesehen, die über mehrere umfangsverteilt angeordnete Wälzlager verfügt. Jedes Wälzlager ist dabei von einem aus Kunststoff hergestellten Stützring umschlossen, auf dem die Stange geführt ist. Jeder Stützring weist dabei eine konkav ausgebildete Kontaktfläche auf, deren Krümmungsradius angepaßt ist an die Mantelfläche der Schaltstange. Dieser konstruktive Aufbau vergrößert in vorteilhafter Weise die jeweilige Kontaktfläche zwischen dem Stützring und der daran geführten Schaltstange, aufgrund der konkav ausgebildeten Mantelfläche der Stützrolle. Durch die weitere erfindungsgemäße Maßnahme, nach der sich die Schaltstange oder das Schaltrohr an einem aus Kunststoff hergestellten Stützring abstützt bzw. geführt sich, ergibt sich eine Geräuschoptimierung, die für viele Stangenführungen erforderlich ist, insbesondere zur Komfortverbesserung für Schaltstangenführun gen von Fahrzeuggetrieben.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist ein aus Stahl hergestellter Außenring des Wälzlagers außen von einem Stützring aus Kunststoff umhüllt. Zur Schaffung eines kostengünstigen Herstellverfahrens ist der Stützring mittels eines Spritzverfahrens auf den Wälzlageraußenring angebracht, wobei der Stützring die seitlichen Borde des Stützrings einschließt und damit lagefixiert am Außenring des Wälzlagers angeordnet ist.

Eine alternative Ausgestaltung sieht vor, einen Stützring sowie einen Wälzlager außenring jeweils mit nur einem Bord einzusetzen. Zur kraftschlüssigen Befesti gung dieser Bauteile wird der Außenring in den Stützring eingepreßt, wobei diese Bauteile so zueinander angeordnet werden, daß in der Einbaulage der Bord des Stützrings und der Bord des Außenrings an gegenüberliegenden Seiten der Wälzkörper des Wälzlagers anliegen.

Als Maßnahme zur Bauteiloptimierung sieht die Erfindung weiterhin die Ver wendung eines aus Kunststoff hergestellten Wälzlageraußenrings vor. Dabei bietet es sich an, einen Außenring zu verwenden mit nur einem seitlichen Bord. Nach einer Teilmontage des Wälzlagers kann ein weiterer seitlicher Bord, ausgebildet als separate Scheibe, durch ein Ultraschall-Schweißverfahren unlös bar am Außenring befestigt werden. Für ein Wälzlager, dessen Außenring bzw. Stützring lediglich einen seitlichen Bord aufweist, bietet es sich weiterhin an, daß ein solches Lager gegenseitig vom Bord an einer Schulter einer abgesetzten Achse abgestützt ist, wodurch eine Axialfixierung des Wälzlagers in beiden Richtungen erreichbar ist.

Die Erfindung sieht weiterhin vor, daß die Stangenführung eine Zwischenhülse umfaßt, die als ein Trägerbauteil für die Wälzlager dient. Diese Zwischenhülse ist dabei in einem kreisringförmigen Ringraum zwischen der Schaltstange und dem Gehäuse eingesetzt.

Zur Schaffung einer spielfreien Stangenführung ist gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen, die Zwischenhülse mit zumindest einem axialen Schlitz zu versehen, zur Erreichung einer gezielten Vorspannung der Wälzlager. Vor zugsweise ist zur Erzielung einer über den Umfang gleich verteilten Radialkraft die Zwischenhülse mit mehreren, beispielsweise drei Axialschlitzen versehen.

Die erfindungsgemäße Zwischenhülse, deren axiale Länge weitestgehend einer Gehäusebreite entspricht, in der die Zwischenhülse eingesetzt ist, ist zur Errei chung einer einfachen sicheren Montage mittels einer Verschnappung form schlüssig am Gehäuse befestigt. Die Verschnappung ist dabei an der von den Wälzlagern abgewandten Seite der Zwischenhülse angeordnet.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

In den Zeichnungen sind vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 einen Ausschnitt einer manuellen Getriebeschaltung, deren Schaltstange eine erfindungsgemäße Stangenführung umfaßt;

Fig. 2 in einer vergrößerten Abbildung die Einzelheit "Z", gemäß Fig. 1 in einer Vorderansicht;

Fig. 3 in einem Halbschnitt die erfindungsgemäße Stangenführung;

Fig. 4 die Vorderansicht einer in Fig. 3 abgebildeten Zwischenhülse in einem vergrößerten Maßstab;

Fig. 5 eine erfindungsgemäße Wälzlagerung im Halbschnitt, die einen aus Blech geformten Außenring aufweist, der von einem Stützring umschlossen ist;

Fig. 6 eine weitere erfindungsgemäße Wälzlagerung, die einen aus Stahl hergestellten Außenring aufweist mit nur einem einseiti gen Bord, und der Außenring ebenfalls von einem einen Bord aufweisenden Stützring umschlossen ist;

Fig. 7 eine Wälzlagerung mit einem aus Kunststoff hergestellten Außenring, der gleichzeitig die Funktion eines Stützrings übernimmt;

Fig. 8 ein Wälzlager gemäß Fig. 7, wobei ein Bord als separate Scheibe ausgebildet ist, die durch ein Ultraschall-Schweißver fahren unlösbar am Außenring befestigt ist;

Fig. 9 eine der Fig. 7 vergleichbare Wälzlagerung mit jedoch nur einem einseitigen Bord, wobei die Wälzkörper in einer Ein baulage gegenseitig vom Bord des Außenrings an einer Schul ter einer Achse abgestützt sind.

Ausführliche Figurenbeschreibung

Die Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt einer Schaltung 1 für ein mechanisches Zahnräderwechselgetriebe von Fahrzeugen. Die Schaltung 1 umfaßt einen Schalthebel 2, der schwenkbar endseitig in einer Aufnahme 3 gelagert ist. Beabstandet von der Aufnahme 3 ist der Schalthebel 2 über ein Gelenk 4 mit einem Zwischenhebel 5 versehen, der drehstarr mit einer Schaltstange 6 ver bunden ist, die mit in Fig. 1 nicht abgebildeten Schaltgliedern der Getriebe schaltung in Verbindung stehen. Zur Führung der Schaltstange 6 in einem Getriebegehäuse 7 dient eine Stangenführung 8. Zur Sicherstellung einer Längs- und/oder einer Drehbewegung der Schaltstange 6 umfaßt die Stangenführung 8 mehrere umfangsverteilt angeordnete Wälzlager 9c, die an einer Mantelfläche 16 der Schaltstange 6 anliegen. Die Wälzlager 9c sind dabei in einer Zwischen hülse 10 gehalten, welche formschlüssig in einem rotationssymmetrisch ausge bildeten die Schaltstange 6 konzentrisch umschließenden Gehäuse 11 eingesetzt ist.

Aus Fig. 2, die in einem vergrößerten Maßstab die Einzelheit "Z" aus Fig. 1 in einer Vorderansicht, siehe Pfeil, darstellt, verdeutlicht den Aufbau der Stan genführung 8. Danach sind die Wälzlager 9c jeweils auf einer Achse 12 an geordnet, welche in eine Bohrung 13 des Zwischengehäuses 10 eingesetzt sind. Die Achse 12 verläuft dabei rechtwinkelig zur Längserstreckung der Schalt stange 6. Das Zwischengehäuse 10, welches die Funktion eines Wälzlagerhal ters übernimmt, ist jeweils radial beabstandet zur Schaltstange 6 und zum Gehäuse 11 angeordnet. Zur Erreichung einer bauraumoptimierten Anordnung des Wälzlagers 9 sind dessen Wälzkörper 14 unmittelbar auf der Achse 12 geführt. Ein Stützring 15 des Wälzlagers 9c ist mit einer konkav ausgebildeten Kontaktfläche 17 versehen, deren Krümmungsradius angepaßt ist an die Mantel fläche 16 der Schaltstange 6.

Die Anordnung der Zwischenhülse 10 im Gehäuse 11 zeigt die Fig. 3. Danach besitzt die Zwischenhülse 10 eine Längserstreckung, die übereinstimmt mit der Breite des Gehäuses 11. An einem Ende ist die Zwischenhülse 10 im Bereich der Wälzlager 9c einstückig mit einem radial nach außen tretenden Bund 18 verbunden, der radiale Aussparungen 19 aufweist, in denen jeweils ein Wälz lager 9c eingesetzt ist. An dem von dem Wälzlager 9c abgewandten Ende ist die Zwischenhülse 10 mit einem radial nach außen gerichteten Ansatz 20 versehen, der in einer Einbaulage an einer Schulter 21 des Gehäuses 10 form schlüssig verrastet.

In Fig. 4 ist die Zwischenhülse 10 in einer Vorderansicht, siehe Pfeil, Fig. 3, in einem vergrößerten Maßstab abgebildet. Aus dieser Darstellung ist zu entneh men, daß die Zwischenhülse 10 mit drei umfangsverteilt angeordneten Längs schlitzen 22 versehen ist. Diese in einer aus Kunststoff hergestellten Zwischen hülse 10 eingebrachten Längsschlitze 22, ermöglichen einen vorgespannten Einbau der Zwischenhülse 10, wodurch sich eine gewünschte spielfreie Stan genführung 8 ergibt.

In den Fig. 5 bis 9 sind einige Ausführungsbeispiele zur Gestaltung von Außenringen des Wälzlagers 9a bis 9c dargestellt.

Die Fig. 5 zeigt das Wälzlager 9a, deren Wälzkörper 14 von einem aus Blech spanlos geformten Außenring 23a umgeben sind, der an beiden Endseiten radial nach innen gerichtete Borde 24, 25 aufweist. Der Außenring 23a einschließlich der Borde 24, 25 wird seinerseits vom Stützring 15a umschlossen. Durch die Zuordnung des Außenrings 23a mit dem Stützring 15a in Verbindung mit der konkav gestalteten Kontaktfläche 17 des Stützrings 15a ist das Wälzlager 9a im eingebauten Zustand lagefixiert auf der Schaltstange 6 geführt.

Das Wälzlager 9b gemäß Fig. 6 ist versehen mit einem Außenring 23b, wel cher nur einseitig einen Bord 25 aufweist. Auf den Außenring 23b ist der Stützring 15b aufgepreßt bzw. unlösbar mit dem Außenring 23b verbunden. Der Stützring 15b verfügt ebenfalls über nur einen radial nach innen weisenden Bord 26, der im eingebauten Zustand gegenüberliegend vom Bord 25 des Außenrings 23b angeordnet ist.

Das in Fig. 7 abgebildete Wälzlager 9c sieht einen unmittelbar die Wälzkörper 14 umschließenden Stützring 15c vor. Mit dem Wälzlager 9c ist eine bauteilop timierte Ausführung geschaffen, da die Wälzkörper 14 unmittelbar am Stützring 15c anliegen. Der einteilige Aufbau des Kunststoffrings 15c beinhaltet dabei die Borde 26, 27.

Der in Fig. 8 abgebildete Stützring 15d umschließt ebenfalls unmittelbar die Wälzkörper 14. Im Unterschied zu Fig. 7 ist der Stützring 15d mit nur einem Bord 26 versehen und verfügt weiterhin über eine aus Kunststoff hergestellte Scheibe 28, die beispielsweise durch eine Ultraschall-Schweißung unlösbar am Stützring 15d befestigt ist.

Der in Fig. 9 abgebildete Stützring 15e des Wälzlagers 9e weist ebenfalls nur einen Bord 26 auf. Im eingebauten Zustand des Wälzlagers 9e liegt der Bord 26 des Stützrings 15e an einer Stirnseite der Wälzkörper 14 an, die von einer Schulter 29 der Welle 12 gegenüberliegend angeordnet ist, an der die Wälzkör per 14 eine weitere Axialbegrenzung erfahren.

Bezugszeichenliste

1

Schaltung

2

Schalthebel

3

Aufnahme

4

Gelenk

5

Zwischenhebel

6

Schaltstange

7

Getriebegehäuse

8

Stangenführung

9

a Wälzlager

9

b Wälzlager

9

c Wälzlager

9

d Wälzlager

9

e Wälzlager

10

Zwischenhülse

11

Gehäuse

12

Achse

13

Bohrung

14

Wälzkörper

15

a Stützring

15

b Stützring

15

c Stützring

15

d Stützring

15

e Stützring

16

Mantelfläche

17

Kontaktfläche

18

Bund

19

Aussparung

20

Ansatz

21

Schulter

22

Längsschlitz

23

a Außenring

23

b Außenring

24

Bord

25

Bord

26

Bord

27

Bord

28

Scheibe

29

Schulter

Claims

1. Stangenführung (8) für eine Längs- und/oder eine Drehbewegung ausübende Maschinenteile, insbesondere für eine Schaltstange (6) einer Gangschaltung von Zahn räderwechselgetrieben in Fahrzeugen, wobei die Stangenführung (8) mehrere umfangsverteilt angeordnete Wälzlager (9a bis 9e) umfaßt, die in einem die Schaltstange (6) konzentrisch umschließenden Gehäuse (11) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzlager (9a bis 9e) jeweils von einem Stützring (15a bis 15e) aus Kunststoff umschlossen sind, auf dem die Schalt stange (6) geführt ist, wobei der Stützring (15a bis 15e) eine konkav ausgebilde te Kontaktfläche (17) aufweist, deren Krümmungsradius dem einer Mantelfläche (16) der Schaltstange (6) entspricht.

2. Stangenführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Außen ring (23a, 23b) aus Stahl des Wälzlagers (9a, 9b) von dem aus Kunststoff herge stellten Stützring (15a, 15b) umhüllt ist.

3. Stangenführung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (15a) den Außenring (23a) einschließlich seitlicher Borde (24, 25) umschließt.

4. Stangenführung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außen ring (23b) und der Stützring (15b) über einen radial nach innen weisenden Bord (25, 26) verfügen und nach einem Einpressen des Außenrings (23b) in den Stützring (15b) der Bord (26) des Stützrings (15b) und der Bord (25) des Außen rings (23b) an gegenüberliegenden Stirnseiten von Wälzkörpern (14) des Wälz lagers (9e) an liegen (Fig. 6).

5. Stangenführung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Wälzlager (9c), bei dem die Wälzkörper (14) unmittelbar am Stützring (15c) geführt sind (Fig. 7).

6. Stangenführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der einen Bord (26) aufweisende Stützring (15d) auf der vom Bord (26) abgewandten Seite mit einer Scheibe (28) versehen ist, die unlösbar am Stützring (15d) befestigt ist (Fig. 8).

7. Stangenführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Wälzlager (9e), dessen Wälzkörper (14) im eingebauten Zustand an einer Schulter (29) einer Achse (12) geführt sind, wobei die Wälzkörper (14) außen unmittelbar am Stützring (15e) anliegen und der Stützring (15e) einen gegenüberliegend von der Schulter (29) radial nach innen gerichteten Bord (26) aufweist (Fig. 9).

8. Stangenführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stangen führung (8) eine Zwischenhülse (10) umfaßt, die in einen kreisringförmigen Einbauraum zwischen der Schaltstange (6) und dem Gehäuse (11) eingesetzt ist.

9. Stangenführung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwi schenhülse (10) mit zumindest einem axial verlaufenden Längsschnitt (22) versehen ist.

10. Stangenführung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwi schenhülse (10) an dem von der Wälzlageranordnung abgewandten Ende einen Ansatz (20) aufweist, der in einer Einbaulage formschlüssig an einer Schulter (21) des Gehäuses (11) verschnappt.