专利名称：用于支承和至少辅助操作换挡元件的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于支承和至少辅助操作换挡元件的装置，其中，至少借助于在压力室内至少一个纵向移动的以及施加压力的活塞支承的换挡元件，在换挡运动时可相对于薄壁轴承套圈纵向移动，其中，换挡元件借助于在轴承套圈上滚压的滚动体支承在轴承套圈上。
背景技术：
换挡元件例如为换挡滑杆或者换挡叉轴，它作用于变速叉并通过变速叉作用于滑动套筒。借助于液压压力剂或者压缩空气操作活塞传动装置。活塞传动装置一般具有两个相互交替作用的活塞。在此方面，换挡元件借助于在压力室内纵向移动的活塞交替向变速器箱体的一个方向或者另一个方向可纵向有限移动支承。各自一个活塞最好作用于换挡滑杆或者叉轴的对着纵向的末端上。在换挡元件的换挡运动时，压力室之一通过压力剂这样施加压力，使各自限制该压力室的活塞在换挡滑杆上产生一种力。该力利用换挡运动纵向定向，或者纵向移动换挡元件，或者支持换挡元件的移动。该装置因此可在传动机构上使用，其中，换挡元件或者仅利用压力剂操作，或者借助于压力剂助力操作。该助力操作装置主要用于辅助支持手动换挡过程的商用车辆。
EP 1 164 316 A2介绍了一种依据分类的装置。换挡滑杆上的活塞在其外圆周上具有在活塞和大多圆柱体构成的压力室之间的密封件。该密封件由至少一个至少有时紧贴向壁密封的密封唇构成。在此方面，该密封件将单侧由活塞限制的以及通过活塞的行程在其容量上变化的压力室对传动机构其余的周围密封或者以很小的泄漏密封。密封件同时在压力室的壁上引导或支承活塞。换挡元件因此借助于活塞通过密封件逆横向力支承在压力室的壁上。大多由塑料和具有优点地由橡胶弹性材料构成的密封件通过这种与活塞的纵向运动垂直作用的力没有益处地受到负荷。压力室大多密封不够，而且活塞或密封件提前磨损。
EP 1 164 316 A2提出换挡元件借助于由滚动体和对滚动体弹性预张紧滚道组成的无间隙组合轴承导向。在这种支承中，换挡元件大多借助于球体至少线性运动支承在传动机构内。滚动体在薄壁的内圈或外圈的滚道上滚压。这些套圈由钢板制成。在安装支承时，至少轴承套圈之一既补偿传动机构箱体内容纳支承中加工造成的公差，也补偿彼此相对压力室对中的同心度误差。轴承套圈同时将滚动体无间隙预张紧在支承内。换挡元件借助于组合轴承精确，无间隙和无摩擦进行引导。这种支承过去由于很高的装置技术费用被视为没有优点。因此，活塞前面连接一个导向段，活塞通过该导向段在压力室内引导，换挡滑杆通过该导向段支承在压力室内。取消了压力室的覆盖，也就是说，引导活塞的圆筒内径直接装入传动机构的轻金属箱体内。这种自感满意的解决方案的缺点是，来自移动密封件的摩擦力有所增加，在纵向移动的导向段上形成摩擦力。由不均匀的或者过高的摩擦形成的交替力妨碍恒定的压力形成，并因此妨碍换挡元件上的恒定推力以及滑动套筒上的恒定操作力。取决于精确行程或压力行程的换挡控制受到阻碍。安装在传动机构箱体相对壁内的压力室必须彼此精确地定中心。孔彼此对中的位置偏差导致导向段翘曲并因此导致装置内更高的摩擦。将压力室的孔装入传动机构箱体内的费用相当高。
发明内容
本发明的目的因此在于，提供一种可以避免上述缺点的分类构成类型的装置。
该目的按权利要求1特征部分的主题由此得以实现，即压力室至少圆周面上至少部分通过组合轴承支承在外壳上的外轴承套圈限制，其中，活塞纵向移动设置在轴承套圈内。该装置因此具有至少一个组合轴承，它既纵向移动支承换挡元件，也容纳用于换挡元件压力剂支持的或压力剂传动的纵向移动的压力室和活塞。也常称为外圈的外轴承套圈具有至少一个用于滚动体的滚动面或者滚道，并至少圆周面上也限制压力室。外轴承套圈或套圈的一段与传动机构内箱体的相应支座相配合。在此方面，薄壁的轴承套圈部分或者全部覆盖箱体的支座。压力室借助于轴承套圈圆周面上压力密封封闭。也可选择轴承圆周面上不密封。然后压力室通过支座壁圆周面上压力密封封闭。
在杯状构成的外圈上还可借助于底部封闭压力室的纵向侧面之一。杯状物的底部和/或者还有外轴承套圈的圆柱体段具有优点地具有必要的开口，通过这些开口压力剂进入压力室并从该压力室排出。滚动体在轴承套圈优选圆柱体构成的内部外表面上支承和滚压。该外表面同时构成纵向导轨和需要时与一个或者多个活塞配合的密封面。压力室内外轴承套圈的自由内径与活塞的所需横断面相配合，用于将压力转换成换挡元件上确定的操作力。滚动体运动区域内的自由内径例如取决于对所需承载量的要求，并取决于换挡元件支座，滚动体支座，需要时轴承保持架支座和内轴承套圈支座所需的结构空间。外轴承套圈内部或者加工成梯形件，带有与活塞导筒/压力室到滚动体的运动区域不同的直径，或者具有对所有段贯通的横截面。套筒的长度至少与活塞的行程和换挡元件与活塞同步纵向移动的支承行程相应。
外轴承套圈优选作为由钢板制成的套筒状或者杯状拉伸件构成。活塞套筒/密封面和滚动支承表面所要求的精密质量，或者通过选择具有相应表面质量的原始材料加以保证，或者通过拉伸过程中钢板表面的伸长和/或者硬化得到确保。不需要金属切削的精密加工。外轴承套圈特别是在批量生产或者大量制造时，可利用相当简单的工具成本低廉地制造。
依据本发明的构成，组合轴承具有内轴承套圈以及外轴承套圈。内轴承套圈圆周面上至少部分环绕换挡元件。在此方面，换挡元件上与换挡元件的纵向垂直的负荷由内轴承套圈通过外壳内外轴承套圈上的滚动体支承。轴承或组合轴承借助于内轴承套圈无间隙调整。为此内轴承套圈支承在换挡元件上，并将滚动体径向向外向外轴承套圈弹性预张紧。
一个或者两个组合轴承利用内轴承套圈大多分别与换挡元件的一个末端配合并支承在变速箱体的支座内。因为这种轴承用于换挡元件的纵向移动支承，所以滚道大多安装在由钢板常常无切削成型的内轴承套圈内。轴承套圈在切线方向上完全或者部分环绕换挡元件的末端。组合轴承的滚动体大多为球体，但也有圆柱体的滚动体，常常在保持架内保持和引导。保持架可选择由塑料或者钢板构成，并完全或者部分环绕或搭接内轴承套圈。这些轴承套圈常具有不同于圆形的横截面，并因此与组合轴承支座上杆的例如矩形横截面的横截面相配合。这种轴承无间隙构成，也就是说，换挡元件借助于轴承无径向游隙支承在外壳内。为此组合轴承本身预张紧。为此具有在至少滚动体的滚动区域内弹性预张紧的和弹性的轴承套圈。一般内轴承套圈整体由相当薄的钢板冲压或切割制成，随后通过弯曲或者卷边成型。轴承套圈环绕换挡元件并向一侧槽状敞开。轴承套圈的横截面与组合轴承上换挡元件大多为矩形横截面的横截面相配合，并通过向内凸缘状凸起构成的以及由钢板构成的支柱支承在换挡元件的表面上。最好球体在轴承套圈上成型的滚道内滑动，并分别成对在保持架的槽内引导。一般在保持架的圆周上构成三个槽。对此也可选择保持架具有球循环，球体在里面以无尽的顺序循环。
由外轴成套圈，内轴成套圈，滚动体，需要时保持件和活塞组成的装置可作为一个安装单元预安装。装置技术的费用降到最低限度。组合轴承内弹性变形的内圈补偿组合轴承彼此相对的支座在传动机构箱体内对中的同心度误差。用于将支座安装到传动机构箱体内的加工技术费用有所降低。外轴承套圈内部的活塞不受来自换挡元件上径向负荷力的影响并在外轴承套圈内准确引导。由于从横向力中活塞的不均匀负荷到换挡元件上的摩擦损耗并因此压力形成中的散射得到避免。传动机构箱体内的支座可以更大的公差制造。取消了支座的精密加工，因为活塞在外轴承套圈内引导以及需要时利用密封件紧贴在外轴承套圈的壁上。
下面借助附图的实施例对本发明作详细说明。其中图1示出依据本发明装置的一个实施例；图2示出依据本发明装置的另一个实施例；图3示出图2装置沿III-III线段的剖面。
具体实施例方式
图1示出装置1的实施例，用于支承和至少辅助操作换挡元件2。换挡元件2为换挡轴3。在外轴承套圈4内，借助于保持架5支承球体方式受到引导的滚动体6以及活塞7。外轴承套圈4在圆周面上限制压力室8。活塞7限制向换挡轴3的压力室8并在外轴承套圈4内纵向移动。密封件7a固定在由钢板无切削构成的活塞上并环形紧贴在外轴承套圈4上。换挡元件2逆与换挡元件2的纵轴线2a垂直的力借助于滚动体6支承在外轴承套圈4内。保持架5具有多个设置在换挡轴3圆周上的槽，里面引导一个或者一排滚动体6。外轴承套圈4由薄壁钢板套筒状拉伸制成并具有圆柱体的横截面。外轴承套圈4上的定中卷边4a便于将活塞7以及带有滚动体6的保持架5安装在外轴承套圈4内。
通过外轴承套圈4远离定中卷边4a侧面上的开口4b，压力室8注满未示出的压力剂，例如空气或者液压液。液压液例如为变速器油。活塞7借助于施加的压力在定中卷边4a的方向上移动，与此同时将开关主轴3在纵向上移动。在此方面，开关主轴3通过在外轴承套圈4圆柱体构成的外表面上滚压的滚动体6支承在外轴承套圈4上。按图1所示，活塞7处于活塞7最大行程H的位置上。活塞7从这一位置借助于换挡轴3纵向移动到开4b方向的相反方向上。在此方面，换挡轴3例如借助于换挡轴另一端上的另一依据本发明和未示出的装置操作。
图2示出依据本发明装置9的另一实施例。在外轴承套圈10内纵向移动支承换挡元件2。换挡元件2为换挡滑杆11，通过内轴承套圈12支承在滚动体13上并通过滚动体13支承在外轴承套圈10上。滚动体13在保持架16内引导。此外，活塞14在外轴承套圈10内纵向移动。外轴承套圈10为由钢板杯状-圆柱体构成的拉伸件。定中卷边10a便于将单个部件组装成一个单元。压力室15对着换挡滑杆11借助于活塞14限制。活塞14上固定连接活塞14和外轴承套圈10之间环形槽的密封件14a。压力室对着另一侧面通过轴承套圈10的底部10b封闭。底部10b具有一个或者多个例如变速器油的液压液进入孔或排放孔10c。通过液压液施加压力的活塞14在定中卷边10a的方向上移动，与此同时纵向移动换挡滑杆11。图2示出活塞14处于活塞14的最大行程H的位置上。活塞14从这一位置通过换挡滑杆11施压可纵向移动到相反方向上。与此同时活塞将液压液从压力室15排出。
从示出装置9剖面图的图3中可以看出，换挡滑杆11至少在其末端上具有矩形的横截面。内轴承套圈12由钢板制成，在其上侧开槽并因此在切线方向上部分环绕环绕换挡滑杆11。从内轴承套圈12的钢板中弯曲凸出紧贴在换挡滑杆11上的支柱12a。内轴承套圈12内装有滚道12b。滚道12b弹性变形构成，并分别将一排滚动体13向外轴承套圈10预张紧。在此方面，内轴承套圈12支承在换挡滑杆11上。支柱12a使该设置稳定。滚动体13仍为球体。保持架16为便于安装在内轴承套圈12上在纵向上开槽构成。组合轴承无间隙设置。
附图符号1装置2换挡元件2a 纵向轴线3换挡轴4轴承套圈4a 定中卷边4b 开口5保持架5a 槽6滚动体7活塞7a 密封件8压力室9装置10 轴承套圈10a 定中卷边10b 底部10c 开口11 换挡滑杆12 轴承套圈12a 支柱12b 滚道13 滚动体14 活塞14a 密封件15 压力室16 保持架
权利要求
1.用于支承和至少辅助操作换挡元件(2)的装置(1，9)，其中，至少借助于在压力室(8，15)内至少一个纵向移动的以及施加压力的活塞(7，14)支承的换挡元件(2)在换挡运动时可相对于薄壁轴承套圈(4，10)纵向移动，并且其中，换挡元件(2)借助于在轴承套圈(4，12)上滚压的滚动体(6，13)支承在轴承套圈(4，10)上，其特征在于，压力室(8，15)至少在圆周面上通过支承换挡元件(2)的外轴承套圈至少部分限制，其中，活塞(7，14)纵向移动设置在外轴承套圈(4，12)内。
2.按权利要求1所述的装置，其中，装置(9)具有内轴承套圈(12)以及外轴承套圈(10)，其中，内轴承套圈(12)圆周面上至少部分环绕换挡元件(2)，与此同时通过滚动体(13)支承在外轴承套圈(10)上，其中，支承在换挡元件(2)上的内轴承套圈(12)将滚动体(13)径向向外地向外轴承套圈(10)弹性无间隙预张紧。
3.按权利要求2所述的装置，其中，内轴承套圈(12)圆周面上至少部分在换挡元件(2)横截面的矩形末端上环绕换挡元件(2)，内轴承套圈(12)具有用于滚动体(13)的至少三个纵向分布的滚道(12b)。
4.按权利要求1所述的装置，其中，外轴承套圈(4)套筒状构成，其中，压力室(8)由圆柱体构成的并且圆周面上封闭环绕压力室(8)的外轴承套圈(4)限制，活塞(7)在外轴承套圈(4)内纵向引导。
5.按权利要求1所述的装置，其中，外轴承套圈(10)杯状构成，其中，压力室(15)径向外侧由圆柱体构成的轴承套圈(12)以及在纵侧上通过外轴承套圈(10)的底部(10b)限制，活塞(14)在圆柱体构成的轴承套圈(12)内纵向引导。
6.按权利要求1所述的装置，其中，压力借助于液压液体产生，活塞(7，14)具有密封件(7a，14a)，其中，密封件(7a，14a)在切线方向上环形至少有时紧贴在外轴承套圈(4，12)上。
7.按权利要求1所述的装置，其中，换挡元件(2)为换挡轴(3)，其中，换挡轴(3)通过两个交替作用的装置(1)可纵向来回移动。
8.按权利要求1所述的装置，其中，换挡元件(2)为换挡滑杆(11)，其中，换挡滑杆(11)通过两个相互交替作用的装置(9)可来回移动，其中，压力室(15)之一各自在取决于移动方向的情况下，借助于压力室(15)内的液压液体这样施加压力，使各自限制压力室(15)的活塞(14)产生至少支持换挡运动的以及在换挡滑杆(11)上利用换挡运动纵向定向的力。
全文摘要
本发明涉及用于支承和至少辅助操作换挡元件(2)的装置，其具有外轴承套圈(4)，该轴承套圈限制压力室(8)并容纳可纵向移动的活塞(7)以及支承换挡元件(2)的滚动体(6)。
文档编号F16H63/30GK1646839SQ03808151
公开日2005年7月27日 申请日期2003年3月20日 优先权日2002年4月11日
发明者彼得·施纳普, 梅拉妮·柏拉特柴克 申请人:依纳-谢夫勒两合公司