DE4428073C2 - Käfig für ein Lager für eine Dreh- und/oder eine Längsbewegung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Käfig für ein Lager für eine Dreh- und/oder eine Längsbewegung mit mindestens zwei in axialer Richtung nebeneinanderliegenden Taschen zur Aufnahme von Wälzkörpern, wobei zumindest die Wälzkörper in den außenliegenden Taschen als Kugeln ausgebildet sind.

Derartige Käfige bzw. Lagerungen werden beispielsweise bei Kugelrasten für die Sicherung von Verstellpositionen eines Schaltgestänges für Kraftfahrzeuge benutzt. So ist der DE-PS 36 39 120 eine Kugelraste beschrieben, die aus einem Gehäuse und einem darin längs- und drehver­ schieblich gelagerten Führungsteil besteht. Das die Rastkugel tragende Führungsteil ist über einen zwischen der Außenfläche des Führungs­ teiles und der Innenfläche des Gehäuses angeordneten Käfig mit Wälz­ körpern längs- und drehverschieblich geführt.

Der Nachteil dieser Lagerung besteht darin, daß der Käfig an seinen beiden Stirnseiten Endborde aufweist. Diese Endborde verringern die maximale Längsverschiebbarkeit des Führungsteiles um den Betrag ihrer Ausdehnung, d. h. der Hub des Führungsteiles wird verringert. Um eine gleiche Hublänge zu erzielen, ist eine größere Bauhöhe erforderlich.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Käfig für eine Dreh- und/­ oder eine Längsbewegung zu entwickeln, der eine maximale Längsver­ schiebung eines solchen Lagers zuläßt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die außenliegen­ den Taschen als Schnapptaschen ohne Endbord ausgebildet sind.

Durch Wegfall der Endborde erfolgt eine effektivere Ausnützung des vorhandenen Bauraumes hinsichtlich des Axialhubes des Käfigs, d. h. dieser vergrößert sich um den Betrag der räumlichen Ausdehnung der Borde. Im Vergleich zum bisherigen Stand der Technik ist durch die neuerungsgemäße Lösung bei gleichem Axialhub eine geringere Bauhöhe und bei gleicher Bauhöhe ein größerer Axialhub möglich.

In Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 ist vorgesehen, daß die außenliegenden Taschen zusätzlich mit einer Schwimmhaut versehen sind. Darunter ist die Anformung eines dünnen Bändchens in Umfangsrichtung des Käfigs zu verstehen, das die einander zugewandten und den Wälzkör­ per haltenden Käfigkrallen miteinander verbindet, so daß die als Schnapptasche ausgebildete Tasche nach allen Seiten geschlossen ist. Durch diese Maßnahme wird ein mögliches Herausschnappen der Kugel bei extrem schneller axialer Verschiebung des Käfigs vermieden.

Aus Anspruch 3 geht hervor, daß die innenliegenden Taschen eine recht­ eckige bzw. nahezu rechteckige Form aufweisen und mit zylindrischen Wälzkörpern bzw. mit unmittelbar aneinanderliegenden Kugeln bestückt sind. Beide Ausführungsvarianten stehen gleichberechtigt nebeneinander und werden dann angewendet, wenn eine möglichst hohe Tragzahl ge­ wünscht wird.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung nach Anspruch 4 sollen die innenliegenden Taschen eine den Lagerkugeln angepaßte Form aufweisen und durch Stege voneinander getrennt sein.

Schließlich soll nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung nach Anspruch 5 der Käfig aus Kunststoff durch Spritzgießen herge­ stellt sein. Käfige aus Kunststoff lassen sich einerseits sehr günstig herstellen, und andererseits erlaubt die große Anzahl von gebräuchli­ chen Kunststoffen einen Käfig, der beispielsweise eine große Hitzebe­ ständigkeit, eine hohe chemische Beständigkeit sowie eine gute Ölbe­ ständigkeit aufweist.

Die Erfindung wird anhand einer Kugelraste für die Sicherung eines Schaltgestänges sowie anhand der Lagerung einer Schaltstange für Kraftfahrzeuge näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den Einbau einer Kugelraste in ein Schaltgetriebe;

Fig. 2 eine Ausführungsform der Kugelraste im Längsschnitt;

Fig. 3a eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Käfig;

Fig. 3b eine Draufsicht auf einen Käfig nach dem bisherigen Stand der Technik;

Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Käfig;

Fig. 5 einen Ausschnitt aus einer Draufsicht eines erfindungsgemäßen Käfigs;

Fig. 6 einen Ausschnitt aus einer Draufsicht eines erfindungsgemäßen Käfigs;

Fig. 7 eine Lagerung einer Schaltstange im Längsschnitt.

Zur Darstellung des Gesamtzusammenhanges sei zunächst auf Fig. 1 verwiesen.

In einem Getriebegehäuse 1 eines Schaltgetriebes ist in Lagern eine Schaltstange 2 in Achsrichtung, d. h. längs der Achse 3 verschieblich und in Umfangsrichtung um die Achse 3 schwenkend bewegbar angeordnet. Die Schaltstange 2 besitzt ein oder mehrere Schaltelemente 4, die in eine Schaltgabel 5 zur Bewegung derselben eingreifen. Um die einzelnen Stellungen der Schaltstange 2 zu sichern, ist diese bzw. das Schalt­ element 4 mit einer Rastausnehmung 6 versehen. Die Rastkugel 9 der Kugelraste 7 greift in die Rastausnehmung 6 ein. Die Kugelraste 7 ist mit ihrer Außenfläche 11 des Gehäuses 10 in einer Bohrung 8 des Ge­ triebegehäuses 11 ortsfest angeordnet. Die Rastkugel 9 greift in die Rastausnehmung 6 des Schaltelementes 4 ein, wenn eine übereinstimmende Lage vorhanden ist. Bei Bewegung des Schaltelementes 4 kann die Rast­ kugel 9 ihren Sitz in der Rastausnehmung 6 durch Verschiebung gegen die Kraft einer Feder verlassen.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Kugelraste 7 ist das Gehäuse 10 spanend gefertigt und in seinem unteren Teil mit einem Gewinde 13 versehen, mit dem es in die Bohrung 8 des Getriebegehäuses 1 einge­ schraubt wird.

Im Gehäuse 10 ist ein Führungsteil 14 entlang einer Achse 15, die gleichzeitig die Symmetrieachse für die Bauteile bildet, dreh- und längsverschiebbar geführt. Zur Führung ist im Ringraum 16 zwischen der Außenfläche des Führungsteiles 14 und einer im Gehäuse 10 eingepreßten Hülse 17 ein zylindrischer Käfig 18a, 18b mit Wälzkörpern in Form von Lagerkugeln 19 geführt. Zur Sicherung gegen ein Herausgleiten des Führungsteiles 14 aus dem Gehäuse 10 ist die Hülse 17 an ihrem unteren Ende mit einem nach innen gerichteten Kragen 20 versehen, dessen Innenradius bzw. Innendurchmesser geringfügig kleiner als der äußere Hüllkreis der Lagerkugeln 19 ist. Das Führungsteil 14 wird durch die Feder 12 in eine äußere Anschlagstellung gebracht und kann unter Aufhebung der Federkraft längs- und drehverschieblich in Richtung Gehäuseboden bewegt werden.

Zum besseren Verständnis der Erfindung ist die Kugelraste 7 in Fig. 2 geteilt dargestellt. Während linksseitig ein Käfig 18a gemäß der Erfindung gezeigt ist, ist rechtseitig ein Käfig 18b nach dem bisheri­ gen Stand der Technik dargestellt.

Der Käfig 18b weist an beiden Stirnseiten Endborde 21 auf und schränkt somit den axialen Verschiebeweg des Führungsteils 14 ein. Wie aus der rechten Zeichnungshälfte erkennbar, wird die untere Anschlagstellung des Führungsteiles 14 durch die Anlage der unteren Lagerkugeln 19 am Kragen 20 der Hülse 17 sowie durch die Anlage der Stirnfläche des oberen Endbordes 21 an einem radialen Kragen des Führungsteiles 14 bestimmt.

Im Gegensatz dazu zeigt die linke Bildhälfte, daß durch die erfin­ dungsgemäße Ausbildung des Käfigs 18a ohne Endborde 21 der axiale Verschiebeweg des Führungsteiles 14 bei gleicher räumlicher Ausdehnung größer ist. Da in diesem Fall die untere Anschlagstellung des Füh­ rungsteils 14 zwar ebenfalls durch die Anlage der unteren Lagerkugeln 19 am Kragen 20 der Hülse 17 aber durch die Anlage der oberen Lagerku­ geln 19 am radialen Kragen 22 des Führungsteiles 14 bestimmt ist, ergibt sich ein um den Betrag eines Endbordes verlängerter axialer Verschiebeweg des Führungsteiles 14.

In den Fig. 3a und 3b ist ein zylindrischer Käfig 18a bzw. 18b dargestellt, wie er in der in Fig. 2 gezeichneten Kugelraste 7 links- bzw. rechtsseitig eingebaut sein könnte. Beide Käfige 18a, 18b weisen in gleichen Abständen nebeneinander angeordnete Reihen von Kugelta­ schen 23 auf, die sich wiederum in gleichmäßigen Abständen um den gesamten Umfang des Käfigs 18a, 18b erstrecken. Im Gegensatz zum Käfig nach 18b sind erfindungsgemäß beim Käfig 18a die außenliegenden Ta­ schen als Schnapptaschen 24, d. h. ohne Endborde 21 ausgebildet.

In den Fig. 4 bis 6 sind verschiedene Ausführungsformen des be­ anspruchten Käfigs für ein Lager für eine Dreh- und/oder eine Längs­ bewegung gezeigt.

Der im Längsschnitt gemäß Fig. 4 dargestellte Käfig 18a weist über seine gesamte Länge den Lagerkugeln 19 in ihrer Form angepaßte Taschen 23 auf, die durch die Stege 25 voneinander getrennt sind. An seinen beiden Stirnseiten sind Schnapptaschen 24 angeordnet, die ohne einen Endbord 21 enden.

Der in Fig. 5 dargestellte Ausschnitt aus einer Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Käfig 18a zeigt, daß die Taschen 23 eine solche Ausdehnung aufweisen können, daß in ihnen mehrere, einander sich an ihren Umfangsflächen berührende Lagerkugeln 19 Platz finden.

Aus Fig. 6 ist erkennbar, daß die außenliegenden Schnapptaschen 24 mit einer Schwimmhaut 26 versehen sind, die in Umfangsrichtung betrachtet die Käfigkrallen 27 miteinander verbindet, so daß eine quasi geschlossene Tasche 24 entsteht.

Die in Fig. 7 dargestellte Schaltstange 2 ist längs der Achse 3 verschieblich und in Umfangsrichtung um diese schwenkend bewegbar angeordnet. Die Schaltstange 2 ist wiederum auf Kugeln 19 gelagert, deren Laufbahnen einerseits von der Mantelfläche der Schaltstange 2 und andererseits von der inneren Umfangsfläche der Hülse 28 gebildet werden. Die Hülse 28 ist spanlos geformt und an ihren beiden Enden mit Borden 29 versehen.

Zur Führung der Lagerkugeln 19 ist im Ringraum 16 zwischen der Mantel­ fläche der Schaltstange 2 und der inneren Umfangsfläche der Hülse 28 der Käfig 18a, 18b angeordnet, wobei der Käfig 18a erfindungsgemäß und der Käfig 18b nach dem bisherigen Stand der Technik gestaltet ist. Der Käfig 18b weist an beiden Stirnseiten Endborde 21 auf und schränkt somit den axialen Verschiebeweg der Schaltstange 2 ein. Wie aus der rechten Bildhälfte erkennbar, wird die obere und untere Anschlagstel­ lung der Schaltstange 2 durch die Anlage der Endborde 21 an den Borden 29 der Hülse 28 bestimmt.

Im Gegensatz dazu ist aus der linken Bildhälfte ersichtlich, daß durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Käfigs 18a ohne Endborde der axiale Verschiebeweg der Schaltstange 2 in beiden Richtungen um den Betrag des Endbordes 21 größer ist.

Bezugszeichen

1

Getriebegehäuse

2

Schaltstange

3

Längsachse

4

Schaltelement

5

Schaltgabel

6

Rastausnehmung

7

Kugelraste

8

Bohrung

9

Rastkugel

10

Gehäuse

11

Außenfläche des Gehäuses

12

Feder

13

Gewinde

14

Führungsteil

15

Längsachse

16

Ringraum

17

Hülse

18

a,

18

b Käfig

19

Kugel

20

Kragen

21

Endbord

22

Kragen

23

Tasche

24

Schnapptasche

25

Steg

26

Schwimmhaut

27

Käfigkralle

28

Hülse

29

Bord

Claims (5)

1. Käfig für ein Lager für eine Dreh- und/oder eine Längsbewegung mit mindestens zwei in axialer Richtung nebeneinanderliegenden Taschen (23, 24) zur Aufnahme von Wälzkörpern, wobei zumindest die Wälzkörper in den außenliegenden Taschen als Kugeln (19) ausgebildet sind, da­ durch gekennzeichnet, daß die außenliegenden Taschen als Schnappta­ schen (24) ohne Endbord (21) ausgebildet sind.

2. Käfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnapp­ taschen (24) zusätzlich mit einer Schwimmhaut (26) versehen sind, die die einander zugewandten Käfigkrallen (27) miteinander verbindet.

3. Käfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innenliegen­ den Taschen (23) eine rechteckige bzw. nahezu rechteckige Form auf­ weisen und mit zylindrischen Wälzkörpern bzw. mit unmittelbar anein­ anderliegenden Lagerkugeln (19) bestückt sind.

4. Käfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innenliegen­ den Taschen (23) eine den Lagerkugeln (19) angepaßte Form aufweisen und durch Stege (25) voneinander getrennt sind.

5. Käfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser aus Kunststoff durch Spritzgießen hergestellt ist.