专利名称：用于支承轴的轴承装置、带有该轴承装置的换挡穹罩结构单元以及方法
技术领域：
本发明涉及一种用于支承轴的轴承装置，所述轴承装置具有轴承机构、容纳区段、 挡靠元件和用于挡靠元件的支架，其中，所述轴承机构构造为用于以可枢转且/或可移动的方式支承轴，其中，所述轴承机构布置在所述容纳区段的容纳部中，其中，所述挡靠元件布置和/或构造成阻止轴承机构从容纳部移出。此外，本发明涉及一种带有该轴承装置的换挡穹罩结构单元以及方法。使用轴承，以便以可枢转、可旋转且/或可移动的方式来支承可运动的构件，例如轴。为使可运动的组件通过轴承在负载方向上得到充分支撑，不可避免的是，轴承也相应地牢固地接入到周围结构中，因为否则在运行时首先轴承会离开其限定的位置，并且作为后果，可运动的构件会失去构件的结构支承。例如，文献DE 402 55 05 Al涉及一种呈带有多个轴承的压力注塑结构类型的变速器壳体，通过这些轴承来可转动地支撑轴。为达到将轴承在机械上稳定地装入在变速器壳体内的目的，在制造时同时注塑金属的精密内装件，以便将轴承彼此保持在限定的且恒定的轴间距尺寸上。在该公开文献中介绍，轴承的滚动轴承外圈直接以合成材料来包封，从而取消昂贵的轴承座加工和轴承的轴向维持。该公开文献被视为最新的现有技术。发明描述本发明的任务在于，提出一种用于支承轴的轴承装置、一种换挡穹罩结构单元和制造方法，这些允许了简单的装配。该任务通过带有权利要求1的特征的轴承装置、带有权利要求9的特征的换挡穹罩装置以及通过带有权利要求15的特征的方法来解决。本发明的优选的或有利的实施方式从属权利要求、后面的描述以及附图获得。本发明涉及一种用于支承轴的轴承装置，并具有至少一个轴承机构，其中，轴承机构围绕或者说沿着轴的纵向延伸或者说中轴线来构造，用于以可枢转、特别是可旋转且/ 或可移动的方式支承轴。所述轴优选实现为至少区段式的呈棒状的、布置为和/或可以布置为用于传递力的构件。轴承机构在本发明的最普遍的特征属性中可以采用任意形式，则轴承机构例如可以构造为滑动轴承或滚动轴承。优选为支撑结构的容纳区段配属于所述轴承装置，该容纳区段具有可以至少区段式地置入轴承机构的容纳部。容纳区段例如可以构造为壁、中间连接部等。此外，轴承装置包括至少一个一件式或多件式构造的挡靠元件，其中，挡靠元件布置和/或构造成阻止轴承机构特别是在轴或轴承机构的轴向方向上从容纳部移出。容纳部优选以如下方式构造， 即，使轴承机构必须推入和/或压入到容纳区段内。挡靠元件用于特别是以如下方式锁定轴承机构，即，使轴承机构在运行中不会逆着插入方向移出。为容纳挡靠元件，轴承装置具有支架。区分于现有技术地提出以下，S卩，挡靠元件在与轴的纵向延伸成角度的插入方向上推入在支架中。通过支架或挡靠元件的这种特殊构造达到的是，挡靠元件的插入方向不平行于轴承机构从容纳区段轴向移出时的力方向。由此，在简单装配挡靠元件的同时获得轴承机构的形状锁合(fbrmschlilssig)的保持。尤其地，在装配期间，挡靠元件在与轴的纵向延伸成角度的插入方向上推入到支架内。 特别优选的是，挡靠元件在装配时垂直于或几乎垂直于轴的纵向延伸推入到支架内。在这里得出本发明的最好的优点，因为由轴承机构沿轴向方向作用于挡靠元件的力没有逆着挡靠元件的插入方向指向的力分量。 优选地，挡靠元件具有贯通开口，其中，贯通开口的敞开直径一方面构造成至少区段式地小于轴承机构的外直径，以便可以有效阻挡或者说在端侧支撑该轴承机构。但另一方面，敞开直径选择为大于轴的外直径，以便在挡靠元件与轴之间不产生不必要的摩擦。贯通开口优选具有闭合的边缘，从而使得挡靠元件结构稳定。尤其优选的是，轴承机构在周向上完全地且/或闭合地通过挡靠元件来支撑。在本发明的优选的结构实现方式中，挡靠元件构造为板状体和/或具有至少一个呈板状的区段，该区段形成用于轴承机构端侧的间接的或优选为直接的接触。原则上可行的是，轴承机构在两侧均分别利用这种挡靠元件来防止沿轴向方向从容纳部移出。在这种情况下，在置入或压入轴承机构时，在两侧均沿插入方向推入这种挡靠元件。但出于减少构件的目的而优选的是，容纳部在容纳区段内以如下方式构造，即，使该容纳部在一个轴向方向上形状锁合地阻止所述移出。这例如可以通过容纳部空间的变窄或突出部在该轴向上来实现。与此相反，另一轴向方向(轴承机构逆着该另一轴向方向推入和/或压入到容纳区段内)则利用挡靠元件来封锁。同样可行的是，容纳部构造为盲孔，从而使得仅需在一个轴向方向上对轴承机构加以维持。在另一种优选的实施方式中，容纳部通过形成用于轴承机构的止挡的功能元件来界定。该功能元件例如旋入、粘接或焊接在容纳部内。在一种举例的实施方式中，功能元件是密封圈，例如带有相对于容纳区段密封轴的接触型唇式密封件。在本发明一种特别优选的实施方式中，容纳区段和/或挡靠元件由合成材料构造。特别优选的是，一个或两个部件以压力注塑法制造。恰恰是在以合成材料构造时，显示有必要将轴承机构不仅通过按压或推入到容纳区段中来固定，而且补充地设置为利用挡靠元件来进行形状锁合的锁定，以便实现轴承机构位置的持久限定。用于挡靠元件的支架原则上可以处于任意位置上，但在生产技术上优选的是，支架和容纳区段一体式地相互连接。这种构造的优点是，例如在以合成材料实施时，支架和容纳区段可以在一个共同的工具内注塑。虽然在本发明优选的实施方式中，挡靠元件在轴装配后通过轴防脱落地保持在支架上，但同样优选的是，挡靠元件与支架和/或容纳区段以不会脱落的方式连接。这种连接例如可以是材料锁合(stoffschlilssig)的，方法是对挡靠元件加以粘接、焊接，作为选择， 挡靠元件能以摩擦锁合(reibschlilssig)的方式来维持住，方法例如是压入。在备选方案或补充方案中，挡靠元件也可以例如通过夹入来形状锁合地固定。本发明的另一个主题涉及一种换挡穹罩结构单元，该换挡穹罩结构单元具有至少一个上面介绍的轴承装置。该换挡穹罩结构单元适用和/或构造为用于将换挡运动和/或选挡运动从车辆的使用者或从执行器传递到车辆的换挡变速器。换挡穹罩结构单元包括优选由合成材料构造成的换挡穹罩壳体。在换挡穹罩结构单元内装入换挡轴，该换挡轴作为轴以可枢转和/或可移动的方式支承在轴承装置内。为实现成本低廉的制造而优选的是， 容纳区段与换挡穹罩壳体一体式地构造。如果换挡穹罩壳体通过压力注塑法来制造，那么换挡穹罩壳体可与整合的容纳区段在原始形式的框架内制成。在本发明的一种优选的结构设计方案中，轴承机构实现为滚动轴承。在这种情况下，优选是一种线性旋转滚动轴承，其中，无论是转动运动还是移动运动，均通过滚动轴承的滚动体的滚压和/或翻滚来转换。特别优选的是，滚动轴承具有球支承的、可沿轴的轴向方向纵向移动的内装件，特别是保持架。在这种优选的设计方案中特别有利的是，轴承机构依据本发明地固定在由合成材料构成的容纳区段内。在轴承机构无维持地配合在容纳区段中时需要担心的是，由于滚动轴承金属与容纳区段合成材料的材料混合且由于材料的不同热膨胀系数，轴承机构在运行时在温度变化负载下从容纳区段中松脱和移出。在本发明一种优选的改进方案中，换挡穹罩结构单元具有两个彼此相间隔的轴承装置，通过这些轴承装置来支承换挡轴，其中，至少一个、优选两个轴承装置如前面介绍的那样构造。特别优选的是，换挡轴以带有一个自由端部的方式来支承，其中，在该自由端部上布置有功能元件。例如，换挡穹罩壳体可以具有两个室区段，其中，在每个室区段内布置有一个功能元件。优选的是，第一轴承机构布置在换挡穹罩壳体上或内部，第二轴承机构定位在两个室段之间。作为功能元件，优选使用止动指、止动板、滑轨指或换挡滑轨，用于传递换挡运动和/或选挡运动。在本发明的一种优选的结构转换方案中，换挡穹罩壳体具有用于与变速器壳体联接的联接开口，其中，联接开口的面延伸和换挡轴的纵向延伸是同向的。尤其地，换挡轴布置为平放的，且不相对于变速器壳体刺出。本发明的另一主题涉及一种用于装配轴承机构的方法。本发明的其它特征、优点和作用由以下对本发明优选实施例的描述得出。在此
图1示出作为本发明实施例的换挡穹罩结构单元的示意性三维俯视图；图2示出按照图1的换挡穹罩结构单元的从下方的示意性三维视图；图3示出按照图1的换挡穹罩结构单元的一体式换挡穹罩壳体从下方的示意性三维视图；图4示出按照图1的换挡穹罩结构单元的从下方的在部分剖面中的示意性三维视图；图5示出用于将轴承内装件阻挡在按照图1的换挡穹罩结构单元内的挡靠元件的示意性三维图示；图6示出在按照图1的换挡穹罩结构单元内的轴承内装件的示意性三维图示；图7示出在已安装情况下挡靠元件和轴承内装件的构件组的示意性三维图示；图8示出在第二轴承区域的区域内的图2的详细图示；图9示出在第一轴承区域的区域内的图2的详细图示；图10-12示出第一轴承区域的装配的示意性图示。相同或彼此相应的部件分别设有相同或彼此相应的附图标记。下划线表示单个构件组或单个组件也可以在其它装置中使用。图1以示意性三维图示示出作为本发明实施例的换挡穹罩结构单元1。构造换挡穹罩结构单元1，以便转换由使用者或执行器导入的选挡运动和/或换挡运动并继续传递到后接的特别是齿轮变速器的变速器上。换挡穹罩结构单元1特别构造为用于在车辆中使用。为导入换挡运动和/或选挡运动，换挡穹罩结构单元1示出有杠杆机构2，该杠杆机构具有例如呈球头3形式的、用于与例如鲍登线缆或换挡杆机械联接的机械接口。选挡运动和/或换挡运动传递到在图2中可看出的换挡轴4上。图2同样以示意性三维图示从底侧示出换挡穹罩结构单元1。换挡轴4在换挡穹罩壳体5内或者说通过换挡穹罩壳体5而在该换挡穹罩壳体的轴向延伸方面以可移动且可枢转的方式支承。换挡穹罩壳体5由合成材料构造成并优选以合成材料注塑法制造。在换挡轴4上固着有换挡拨指区段6，该换挡拨指区段将在此期间转换的换挡运动和/或选挡运动传递到未示出的换挡滑杆或其它元件上。换挡滑杆垂直于换挡轴4延伸，从而使得该换挡轴在换挡拨指区段6 围绕本身的纵轴线枢转运动时在换挡滑杆的纵向上移动。换挡拨指区段6可以有选择地直接作用于换挡滑杆或通过同步元件作用于换挡滑杆。例如每个换挡拨指区段6分配有多个换挡滑杆，例如三个换挡滑杆，这些换挡滑杆在取决于换挡轴4的轴向位置的情况下由换挡拨指有选择地操作，并且这些换挡滑杆各分配有特别是除了倒挡之外的两个可选择的挡位，例如第一、第二挡或第三、第四挡。换挡穹罩壳体5具有两个空间上彼此分开的室区域7和8，换挡轴4通过这两个室区域或延伸到这两个室区域内。在换挡轴4完全或贯通地延伸穿过的第一室区域7内，实现有在移动运动和/或枢转运动方面限定换挡轴4的强制引导或滑轨引导的滑轨装置9。 止动装置10定位在第二室区域内，该止动装置实现换挡轴4在确定的位置时，特别是在与所选择的和/或所挂入的挡位相一致的位置时的卡锁。此外，通过止动装置10来控制要使用的换挡力或选挡力。在第二室区域8内，换挡轴4以自由的、无支承的端部结束。换挡轴4通过两个轴承区域11、12支承，其中，第一轴承区域11布置在换挡穹罩壳体5中的贯通开口 13的区域内，且第二轴承区域12布置在第一室区域7与第二室区域 8之间的中间连接部14内。通过这种轴承装置，换挡轴4在自由端部方面浮动地支承在止动装置10的区域内。图3以等度量的示意性图示从底侧示出一体式的换挡穹罩壳体5。从该图示中可以获知的是，贯通开口 13由一体式套装或成型的接管15形成。图4以换挡穹罩壳体5的通过未示出的换挡轴4的示意性纵剖面示出第一轴承区域11和第二轴承区域12的结构。在第一轴承区域11内布置有第一 RLF轴承件 (RLF-Lagerung) 16，该RLF轴承件在接管15内开始，一直延伸到第一支架17的区域内。RLF 轴承件16构造为线性的旋转滚动轴承件，并且具有特别由金属构成的套管18，带有四排呈球形的滚动体20的保持架19以如下方式滚压支承在该套管内，即，使得保持架19 一方面在回转方向上以旋转的且/或可枢转的方式支承换挡轴4，且另一方面在换挡轴4的纵向延伸中提供线性移动运动。在工艺上高要求地将金属的RLF轴承件16直接固定在由合成材料构成的换挡穹罩壳体5内后，将RLF轴承件16推入到呈圆柱形的内腔21内，其中，在外侧的方向上密封圈22作为RFL轴承16的第一端部止挡来起作用。密封圈22例如实施为由合成材料构成， 并且实现为用于换挡轴4的接触型唇式密封件。为了可以利用作为端部止挡的功能，例如通过焊接、粘接、夹接或这类方法将密封圈22固定在内腔21内。在相反置的一侧上，RLF轴承件16通过呈板23形式的挡靠元件来防止移出，该板在垂直于换挡轴4的纵向延伸的插入方向上推入到支架17内。为此，支架17示出呈扁平通道状的容纳腔24，该容纳腔在垂直于板23的插入方向的横截面中成矩形地、以沿插入方向恒定的横截面轮廓来构造。图5以示意性三维示图示出由合成材料构成的板23，该板具有用于容纳换挡轴4 的贯通开口 25。侧向上，沿插入方向分布地，成型有两个连接部沈，这些连接部从图5中所示的上侧出发在换挡轴5的纵向延伸上变窄或者说呈斜坡状地构造。连接部沈用于将板 23在完全推入后卡紧地固持在容纳腔M内。作为对此的选择，板23也可以以其它方法固定，例如粘接、焊接、夹入等。贯通开口 25的敞开直径以如下方式决定，S卩，使换挡轴4在其边缘处无摩擦地隔开。不必担心板23脱落，因为在推入换挡轴4后，板23防脱落地保持住。从图6可以看到RLF轴承件16的示意性三维示图，其中，可再次看出的是，保持架 19在换挡轴4的纵向延伸方向上通过滚动体20以行程d可移动地支承。图7示出在安装位中的板23和RLF轴承件16，其中可以获知的是，板23的敞开贯通开口 25实施为相比RLF轴承件16的端侧的、相邻的外直径更小。按照这种方式，RLF轴承件16在内腔21内通过板23以形状锁合的方式防止了沿轴向方向的移出。为避免不可控制的公差而优选的是，RLF轴承件16无间隙地布置在密封圈22与板23之间。返回到图4可以看出，第二轴承区域12同样具有RLF轴承件16，该第二轴承区域类似于第一 RLF轴承件16地构造，从而参照该第一 RLF轴承件的介绍。RLF轴承件16完全容纳在中间连接部14内，其中，在朝向第一轴承区域11的一侧上布置有第二支架27，第二板观在与第一板23相同的插入方向上推入到该第二支架内。由于支架27实施为类似于支架17，所以同样参照那里的介绍。但RLF轴承件16在第二轴承区域12内形状锁合的固定，在相反置的面上也通过变窄或突出部四实现，其减少了容纳RLF轴承件16的内腔30 的敞开直径，从而使得RLF轴承件16的端侧形状锁合地贴靠。图8和图9以示意性的三维俯视图示出了第一轴承区域11和第二轴承区域12，其中，可以看出导入的板23或观。板23或观所配属的连接部26各自转向相邻的RLF轴承件16方向，从而使得RLF轴承件16在端侧上形状锁合地支撑在板23或观上，并因此大面积地支撑在支架17或27上。换挡穹罩壳体5在外壁中的换挡穹罩壳体端侧上具有在视图中遮盖住的排气孔，该排气孔与第一轴承区域11相邻地布置。支架17的另一个优点可见于如下，即，该排气孔和此外第一轴承区域11通过支架17来防止油喷溅。图10至图12以第一轴承区域11为例而图示出组装。在图10中，板23与换挡穹罩壳体5有一些距离，并且即将沿插入方向31推入到第一支架17内。图11示出在支架17的推入位置上的板23。在下个操作步骤中，如图12中所示， 然后换挡轴4沿着换挡轴的纵向延伸推穿过接管15、RLF轴承件16、支架17和板23，从而使得板23接下来通过换挡轴4来防脱落地相对维持住。需要指出的是，在图8至图10中在图示上压低了单个组件的数量，这些组件在实际装配过程中有可能在装配换挡轴4之前就已经装入。附图标记列表1 换挡穹罩结构单元2 杠杆机构3 球头
4换挡轴
5换挡穹罩壳体
6换挡拨指区段
7第一室区域
8第二室区域
9滑轨装置
10止动装置
11第一轴承区域
12第二轴承区域
13贯通开口
14中间连接部
15接管
16RLF轴承件
17第一支架
18套管
19保持架
20滚动体、球
21呈圆柱形的内腔
22密封圈
23板
24容纳腔
25贯通开口
26连接部
27第二支架
28第二板
29突出部
30内腔
31插入方向
权利要求
1.用于支承轴的轴承装置(11、12)，所述轴承装置具有轴承机构(16)、容纳区段 (14、15)、挡靠元件(23,28)和用于所述挡靠元件(23,28)的支架(17、27)，其中，所述轴承机构(16)构造为用于以能枢转且/或能移动的方式支承所述轴G)，其中，所述轴承机构 (16)布置在所述容纳区段(14,15)的容纳部(21)内，其中，所述挡靠元件(23,28)布置和/ 或构造成阻止所述轴承机构(16)从所述容纳部移出，其特征在于，所述挡靠元件03、 28)在与所述轴的纵向延伸成角度的插入方向(30)上推入到所述支架(17、27)中。
2.按权利要求1所述的轴承装置(11、12)，其特征在于，所述挡靠元件(23、28)在装配时垂直于所述轴的纵向延伸地推入到所述支架(17、27)内。
3.按权利要求1或2所述的轴承装置(11、12)，其特征在于，所述挡靠元件(23、28) 具有贯通开口(25)，其中，所述贯通开口 05)的敞开直径至少区段式地小于所述轴承机构 (16)的外直径。
4.按前述权利要求之一所述的轴承装置(11、12)，其特征在于，所述挡靠元件构造为板状体(23,28) ο
5.按前述权利要求之一所述的轴承装置(11、12)，其特征在于，所述轴承机构(16)在一侧或两侧分别利用这种挡靠元件(23、28)来防止从所述容纳部移出。
6.按前述权利要求之一所述的轴承装置(11、12)，其特征在于，所述轴承机构(16)在一个轴向方向上利用所述挡靠元件(23、28)而在另一轴向方向上通过突出部和/或通过功能元件来维持在所述容纳部内。
7.按前述权利要求之一所述的轴承装置(11、12)，其特征在于，所述挡靠元件(23、28) 与所述支架和/或所述容纳区段以材料锁合和/或形状锁合的方式连接。
8.换挡穹罩结构单元(1)，所述换挡穹罩结构单元具有优选由合成材料构成的换挡穹罩壳体(5)、按前述权利要求之一所述的轴承装置(11、12)以及作为轴以能枢转且/或能移动的方式支承在所述轴承装置(11、12)内的换挡轴G)，其特征在于，所述容纳区段(14、 15) 一体式地构造在所述换挡穹罩壳体(5)内。
9.按权利要求8所述的换挡穹罩结构单元(1)，其特征在于，所述换挡轴(2)通过两个彼此相间隔的轴承装置(11、1幻来支承，其中，这两个轴承装置构造为按前述权利要求1至 7之一所述的轴承装置(11、12)。
10.按前述权利要求之一所述的换挡穹罩结构单元(1)和/或轴承装置(11、12)，其特征在于，所述轴承机构构造为滚动轴承(16)。
11.按权利要求10所述的换挡穹罩结构单元(1)和/或轴承装置(11、12)，其特征在于，所述滚动轴承具有球支承的、能转动且能纵向移动的内装件(19)。
12.按权利要求8至11之一所述的换挡穹罩结构单元(1)，其特征在于，所述换挡轴 (4)以带有自由端部的方式来支承，其中，在所述自由端部上布置有功能元件(10)。
13.按前述权利要求之一所述的换挡穹罩结构单元(1)，其特征在于，所述换挡穹罩壳体(5)具有用于与变速器壳体联接的联接开口，其中，所述联接开口的面延伸和所述换挡轴的纵向延伸是同向的。
14.用于将轴承机构(16)固定在按前述权利要求之一所述的轴承装置(11、12)和/ 或换挡穹罩结构单元(1)内的方法，其特征在于，在第一步骤中，将所述轴承机构(16)导入到，特别是压入到所述容纳区段(14、15)内，在进一步的步骤中，将所述挡靠元件(23、28)导入到所述支架(17、27)内，并且最后装入轴，特别是换挡轴G)。
全文摘要
本发明的任务在于，提出一种用于支承轴的轴承装置、一种换挡穹罩结构单元和加工方法，这些允许了简单的装配。为此提出一种用于支承轴(4)的轴承装置(11、12)，所述轴承装置具有轴承机构(16)、容纳区段(14、15)、挡靠元件(23、28)和用于所述挡靠元件(23、28)的支架(17、27)，其中，轴承机构(16)构造为用于以可枢转且/或可移动的方式支承轴(4)，其中，轴承机构(16)布置在容纳区段(14、15)的容纳部(21)内，其中，挡靠元件(23、28)布置和/或构造成阻止轴承机构(16)从容纳部(21)移出，其中，挡靠元件(23、28)在与轴(4)的纵向延伸成角度的插入方向(30)上推入到支架(17、27)内。
文档编号F16C35/067GK102245917SQ200980149827
公开日2011年11月16日 申请日期2009年12月2日 优先权日2008年12月11日
发明者瓦尔德马·迈尔, 蒂诺·贝克, 迪特尔·尧尔尼希 申请人:谢夫勒科技有限两合公司