DE10230785A1 - Schaltvorrichtung eines Zahnräderwechselgetriebes mit einer an einer Schaltgabel angeordneten Schmiervorrichtung - Google Patents

Abstract

Bei einer Schaltvorrichtung eines Zahnräderwechselgetriebes ist eine Schaltschiebemuffe mit einem in Einbaulage unteren Muffenbereich unterhalb des Ölspiegels in einem Sammelbehälter für Schmieröl angeordnet und an ihrem Außenumfang mit einer umlaufenden Ringnut für den gleitenden Eingriff eines Betätigungsgliedes einer Schaltgabel versehen. Eine an der Schaltgabel angeordnete Schmiervorrichtung nimmt Teilmengen von Schmieröl aus dem die Schaltschiebemuffe benetzenden Ölfilm auf und leitet diese an die Eingriffsstelle zwischen Betätigungsglied und Ringnut weiter. Das Betätigungsglied ist als ein einen Zentrierwinkel kleiner 360 DEG einschließendes Ringstück mit einem zwischen seinen Stirnenden geschlossenen Innenumfang ausgebildet und in Bezug auf seine Ringachse derart exzentrisch zur Drehachse der Schaltschiebemuffe angeordnet, daß der Innenumfang des Ringstückes zusammen mit dem Nutgrund der Ringnut eine sich in Drehrichtung der Schaltschiebemuffe verengende keilförmige Schmierkammer für Schmieröl bildet.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung eines Zahnräderwechselgetriebes mit einer an einer Schaltgabel angeordneten Schmiervorrichtung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
• Bei einer bekannten Schaltvorrichtung der eingangs genannten Art ( EP 0 513 840 B1 ) weist die Schmiervorrichtung einen nach Art eines Schabers ausgebildeten Vorrichtungsteil und eine sich anschließende Ölleitvorrichtung auf, wobei der Schaber mit einer außerhalb der Ringnut für den Eingriff des Betätigungsgliedes der Schaltgabel liegenden seitlichen Außenfläche der Schaltschiebemuffe zusammenarbeitet, um zumindest Teilmengen von Schmieröl des diese seitliche Außenfläche benetzenden Ölfilmes in die Ölleitvorrichtung zu fördern, deren Austrittsöffnung die Aufgabe hat, diese Teilmengen an eine in Einbaulage geodätisch tiefer als der Schaber liegende Stelle des Innenumfanges der Ringnut der Schaltschiebemuffe für den Eingriff des Betätigungsgliedes der Schaltgabel abtropfen zu lassen. Bei dieser bekannten Schaltvorrichtung müssen die vom Schaber erfaßten Teilmengen von Schmieröl von der Leitvorrichtung um denjenigen Muffenquerschnitt der Schaltschiebemuffe radial außen herumgeführt werden, der zwischen ihrer seitlichen Außenfläche und der Ringnut für die Schaltgabel liegt. Infolgedessen geht ein mehr oder weniger großer Anteil der vom Schaber erfaßten Ölmengen auf dem Wege zu der das Abtropfen gezielt ermöglichenden Austrittsöffnung der Leitvorrichtung verloren und fließt vor Erreichen der besagten Austrittsöffnung wieder in den Ölsammelbehälter des Getriebes zurück. Schließlich ist bei der bekannten Schaltvorrichtung auch nicht sichergestellt, daß die die Ringnut schließlich noch erreichenden Öltropfen auch noch punktuell zu der Eingriffstelle des Betätigungsgliedes der Schaltgabel an der jeweiligen Nutseitenwand der Ringnut gelangen.
• Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist im Wesentlichen darin zu sehen, eine kontinuierliche Schmierung der Eingriffsstellen des Betätigungsgliedes der Schaltgabel an der jeweiligen Nutseitenwand der Ringnut der Schaltschiebemuffe sicherzustellen.
• Die erläuterte Aufgabe ist gemäß der Erfindung mit den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1 in vorteilhafter Weise gelöst.
• Bei der Schaltvorrichtung nach der Erfindung findet nicht wie bei der bekannten Schaltvorrichtung ein Transport von Schmieröl radil außen um die Kontur der Schaltschiebemuffe herum statt, sondern der bereits die Ringnut innen benetzende Ölfilm wird zur Zwangsschmierung der Eingriffsstelle des Betätigungsgliedes der Schaltgabel unter Vermittlung eines der Wirkung eines hydrodynamischen Schmierkeiles gleichenden Effektes genutzt.
• Bei der Schaltvorrichtung nach der Erfindung ist das in die Ringnut der Schaltschiebemuffe eingreifende Betätigungsglied der Schaltgabel in Form eines einen Zentriwinkel kleiner 360° einschließenden Ringstückes ausgebildet, bei welchem der Zentriwinkel je nach Anwendungsfall bspw. nicht wesentlich kleiner als 60°, vorzugsweise größer als 90° ausgelegt sein könnte sowie die geometrische Ringachse des Ringstückes um einen geringen Achsversatz gegenüber der geometrischen Mittelachse der Schaltschiebemuffe achsparallel versetzt angeordnet ist. Dadurch ist ein keilförmiger Ringspalt zwischen Ringstück und Ringnut gebildet, welcher sich gezielt in Drehrichtung der Schaltschiebemuffe verengt, wodurch das die Ringnut benetzende Schmieröl, welches zuvor im Ölsumpf von der eintauchenden Schaltschiebemuffe aufgenommen worden ist, nun in die Enge getrieben, zum seitlichen Verlassen der in Form des keilförmigen Ringspaltes ausgebildeten Schmierkammer gezwungen wird, dieses aber nur auf dem Wege durch die beiden axialen Ringspalte zwischen dem Ringstück einerseits und jeweils einer Nutseitenwand der Ringnut andererseits möglich ist.
• Bei einer Ausführungsform der Schaltvorrichtung nach der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn das Ringstück am Eingang der keilförmigen Schmierkammer gemäß Patentanspruch 2 Einlaufschrägen aufweist, um die sich anstauenden Ölteilchen insbesondere in die besagten axialen Ringspalte zu drücken.
• Bei der Schaltvorrichtung nach der Erfindung ist es weiterhin vorteilhaft, wenn gemäß der Lehre von Patentanspruch 3 Schmiernuten an dem Ringstück und/oder der Ringnut vorgesehen sind.
• Bei der Schaltvorrichtung nach der Erfindung ist es insbesondere zur Vermeidung von zu Auslenkungen ihrer geometrischen Mittelachse führenden Kippbewegungen der Schaltschiebemuffe vorteilhaft, wenn das Ringstück gemäß den Merkmalen von Patentanspruch 4 einen Zentriwinkel von annähernd 180° einschließt.
• Bei der Schaltvorrichtung nach der Erfindung tritt zusätzlich zu der erreichten Zwangsschmierung noch der vorteilhafte Effekt auf, daß Ölteilchen, welche eine Nutseitenwand benetzen, je nach Lage zur Drehachse beim Eintreten in die keilförmige Schmierkammer entweder durch die Einlaufschräge in den zu schmierenden axialen Spalt gedrückt werden oder, wenn sie sich nahe am Nutgrund befinden, an irgend einer Stelle im Bereich des Zentriwinkels, spätestens jedoch im Scheitel der keilförmigen Schmierkammer in Berührung mit dem am Nutgrund in Anlage gelangenden Innenmantel des Ringstückes kommen und auf solche Weise einer Schmierfunktion in dem sich bildenden radialen Spalt zwischen Innenmantel und Nutgrund Genüge tun.
• Die Erfindung ist nachstehend anhand einer in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsform näher beschrieben. In der Zeichnung, in welcher lediglich die zum Verständnis erforderlichen Merkmale und Funktionen der Schaltvorrichtung gezeigt sind, bedeuten
• 1 einen Querschnitt durch eine Schaltvorrichtung nach der Erfindung mit einer durch eine Schaltgabel betätigbaren und mit ihrer Außenkontur in einen Ölsumpf ihres Getriebegehäuses eintauchenden Schaltschiebemuffe, gezeichnet in einer radialen Ebene gemäß Linie I-I von 2, und
• 2 einen Längsschnitt durch die Schaltvorrichtung von 1, gezeichnet in einer axialen Ebene gemäß Linie II-II von 1.
• Eine Schaltschiebemuffe 3 ist mit ihrer Drehachse 18-18, welche zur Zeichenebene der 1 senkrecht liegt, in Einbaulage oberhalb des Ölspiegels 5 eines Ölsumpfes 6 in einem nicht mehr dargestellten Getriebegehäuse angeordnet. Die Schaltschiebemuffe 3 sitzt in der üblichen Weise konzentrisch, drehfest sowie axialverschiebbar auf einer Getriebewelle, auf welcher beiderseits der Schaltschiebemuffe 3 angeordnete Zahnräder drehbar, jedoch axial unverschiebbar gelagert und durch die Schaltschiebemuffe 3 alternativ mit der Getriebewelle kuppelbar sind. Die jeweils untere Außenkontur 4 der Schaltschiebemuffe 3 taucht in den Ölsumpf 6 ein und wird so durch einen Ölfilm benetzt.
• Die Schaltschiebemuffe 3 weist an ihrem Außenumfang eine umlaufende Ringnut 7 auf, in welche ein Betätigungsglied 8 einer Schaltgabel 9 ständig gleitend eingreift. Die Schaltgabel 9 ist bewegungsfest zu einer nicht mehr dargestellten Schaltstange angeordnet, welche ihrerseits – achsparallel zur Getriebewelle angeordnet – axialverschiebbar im Getriebegehäuse gelagert und durch wahlweisen Eingriff eines Schaltelementes betätigbar ist.
• An der Schaltgabel 9 ist eine Schmiervorrichtung 10 angeordnet bzw. ausgebildet, welche zur Schmierung des gleitenden Eingriffes zwischen Ringnut 7 und Betätigungsglied 8 verwendet ist. Zu diesem Zweck ist das Betätigungsglied 8 in Form eines Ringstückes 14 ausgebildet, welches in Umfangsrichtung mit seinen Ringenden 15 und 16 einen Zentriwinkel 13 von etwa 180° sowie an seinem Innenumfang einen geschlossenen zylindrischen Innenmantel 17 einschließt. Das Ringstück 14 ist mit seiner Ringachse 19-19 zur Drehachse 18-18 der Schaltschiebemuffe 3 parallel sowie derart um einen kleinen Abstand E exzentrisch angeordnet, daß der Innenmantel 17 des Ringstückes 14 und der Nutgrund 20 der Ringnut 7 eine sich in der Drehrichtung 21 der Schaltschiebemuffe 3 verengende keilförmige Schmierkammer 22 einschließen.
• Von dieser keilförmigen Schmierkammer 22 wird die jeweilige Eingrifsstelle, die sich in Form eines axialen Ringspaltes 11 bzw. 12 zwischen den benachbarten Seitenflächen 23 und 28 bzw. 24 und 29 von Ringstück 14 und Ringnut 7 darstellt, aus dem die Ringnut 7 benetzenden Ölfilm bzw. aus den durch die Muffenkontur 4 "mitgerissenen" Ölteilchen aufgrund des hydrodynamischen Schmierkeil-Effektes zwangsweise unter Druck mit Schmieröl versorgt.
• Diese Schmierölversorgung wird durch radiale Schmiernuten 30 unterstützt, welche an den Seitenflächen 23 und 24 des Ringstückes 14 und/oder an den Seitenflächen 28 und 29 der Ringnut 7 derart ausgebildet sind, daß die Schmiernuten 30 an ihren radial inneren Nutenden mit der Schmierkammer 22 offen in Verbindung stehen oder gelangen, während die übrigen sich in den Richtungen der zugehörigen Ringachse 19-19 und/oder Drehachse 18-18 sich erstreckenden Nutseitenwände in die betreffende Seitenfläche von Ringstück 14 bzw. Ringnut 7 übergehen.
• Am Eintritt der keilförmigen Schmierkammer 22 sind zur Aufnahme von im radial mittleren bis äußeren Bereich der Nutseitenflächen 28 und 29 haftenden Ölteilchen Einlaufschrägen 25 und 26 vorgesehen, welche jeweils aus einer vorzugsweise ebenen Schrägfläche des Ringstückes 14 bestehen, die in der Drehrichtung 21 unter einem spitzen Schrägungswinkel gegenüber der drehachsnormalen Ebene, in welcher die anstoßende Seitenfläche 23 bzw. 24 des Ringstückes 14 liegt, in diese anstoßende Seitenfläche und in der entgegengesetzten Richtung mit einem vom Schrägungsinkel abhängigen Abstand 27 von dieser anstoßenden Seitenfläche in das vordere Ringende 15 übergeht.
• Aufgrund des kontinuierlich sich verengenden Querschnittes der Schmierkammer 22 wird auch in den in Umfangsrichtung zwischen den Schmiernuten 30 liegenden Abschnitten des Ringstückes 14 eine Druckschmierung für die Ringspalte 11 und 12 entsprechend den Pfeilsymbolen 31 erreicht.

Claims (4)

1. Schaltvorrichtung eines Zahnräderwechselgetriebes, bei der eine Schaltschiebemuffe (3) mit einem in Einbaulage unteren Muffenbereich (4) unterhalb des Ölspiegels (5) in einem Sammelbehälter (6) für Schmieröl angeordnet ist und an ihrem Außenumfang eine umlaufende Ringnut (7) für den gleitenden Eingriff eines Betätigungsgliedes (8) einer Schaltgabel (9) aufweist, und bei der eine an der Schaltgabel (9) angeordnete Schmiervorrichtung (10) Teilmengen von Schmieröl aus dem die Schaltschiebemuffe (3) benetzenden Ölfilm aufnimmt und an die Eingriffsstelle (11 bzw. 12) zwischen Ringnut (7) und Betätigungsglied (8) weiterleitet, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (8) als ein einen Zentriwinkel (13) kleiner 360° einschließendes Ringstück (14) mit einem zwischen seinen Stirnenden (15, 16) geschlossenen Innenumfang (17) ausgebildet und in Bezug auf seine Ringachse (19-19) derart exzentrisch (E) zur Drehachse (18-18) der Schaltschiebemuffe (3) angeordnet ist, daß der Innenumfang (17) des Ringstückes (14) zusammen mit dem Nutgrund (20) der Ringnut (7) eine sich in Drehrichtung (21) der Schaltschiebemuffe (3) verengende keilförmige Schmierkammer (22) für Schmieröl bildet.
2. Schaltvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringstück (14) an seinem in Einbaulage in Drehrichtung (21) der Schaltschiebemuffe (3) vor der Schmierkammer (22) liegenden Ringende (15) an wenigstens einer seiner beiden jeweils in einer drehachsnormalen Ebene liegenden Seitenflächen (23 bzw. 24) eine Einlaufschräge (25 bzw. 26) aufweist, welche durch eine vorzugsweise ebene Schrägfläche gebildet wird, die in Drehrichtung (21) der Schaltschiebemuffe (3) unter einem spitzen Schrägungswinkel gegenüber der drehachsnormalen Ebene in die anstoßende Seitenfläche (23 bzw. 24) übergeht und in der entgegengesetzten Umfangsrichtung der Drehachse (18-18) der Schaltschiebemuffe (3) durch das in Drehrichtung (21) vor der Schmierkamer (22) liegenden Ringende (15) begrenzt wird, wobei die Schrägfläche (25 bzw. 26) in Bezug auf die Drehachse (18-18) mit einem vom Schrägungswinkel abhängigen axialen Abstand (27) zur drehachsnormalen Ebene der anstoßenden Seitenfläche (23 bzw. 24) in das Ringende (15) übergeht.
3. Schaltvorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an wenigstens einer jeweils in einer drehachsnormalen Ebene liegenden Seitenfläche (23 bzw. 24 und/oder 28 bzw. 29) des Ringstückes (14) und/oder der Ringnut (7) wenigstens eine radiale Schmiernut (30) vorgesehen ist, welche an ihrem radial inneren Nutende mit der keilförmigen Schmierkammer (22) offen in Verbindung steht oder gelangt sowie mit ihren übrigen in den Richtungen der zugehörigen Ringachse (19-19) und/oder Drehachse (18-18) sich erstreckenden Nutseitenwänden in ihre zugehörige Seitenfläche (23 bzw. 24 und/oder 28 bzw. 29) an dem Ringstück (14) und/oder an der Ringnut (7) übergeht.
4. Schaltvorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentriwinkel (13) des Ringstückes (14) etwa 180° beträgt.