DE10230785A1

DE10230785A1 - Shift device for a gearwheel change gear comprises an operating element designed as an annular part with a closed inner periphery between its ends and enclosing a specified central angle

Info

Publication number: DE10230785A1
Application number: DE2002130785
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Ing. Bürger (FH)
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2002-07-09
Filing date: 2002-07-09
Publication date: 2004-01-22

Abstract

Shift device for a gearwheel change gear comprises a shift plate bushing (3) having a lower bushing region (4) arranged below the oil level (5) in a collecting container (6) for lubricating oil and having on its outer periphery a peripheral annular groove (7) for sliding engagement of an operating element (8) of a gear shift fork (9). A lubricating device (10) arranged on the gear shift fork removes quantities of lubricating oil from the oil film wetting the shift plate bushing and transfers them to the engaging parts between the annular groove and the operating element. The operating element is designed as an annular part (14) with a closed inner periphery between its ends (15, 16) and enclosing a central angle (13) of less than 360[deg]. The operating element is arranged in an eccentric manner (E) to the axis of rotation (18-18) of the shift plate bushing with regard to its annular axis (19-19) so that the inner periphery of the annular part forms with the groove base of the annular groove a wedge-shaped lubricating chamber (22) for lubricating oil which narrows in the direction of rotation (21) of the shift plate bushing.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung eines Zahnräderwechselgetriebes mit einer an einer Schaltgabel angeordneten Schmiervorrichtung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a switching device of a Change-speed gearbox with a arranged on a shift fork lubricating device after the The preamble of claim 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.In a known switching device of the type mentioned ( EP 0 513 840 B1 ), the lubricating device has a device part designed in the manner of a scraper and a subsequent Ölleitvorrichtung, wherein the scraper cooperates with a lying outside the annular groove for engagement of the actuating member of the shift fork lateral outer surface of the sliding shift sleeve to at least subsets of lubricating oil of this lateral outer surface wetting To promote oil film in the Ölleitvorrichtung, the outlet opening has the task to drain these subsets of a geodetically in installation position deeper than the scraper lying point of the inner circumference of the annular groove of the sliding shift sleeve for the engagement of the actuator of the shift fork. In this known switching device, the detected by the scraper subsets of lubricating oil must be guided around the sleeve of that sleeve cross-section of the sliding shift sleeve radially outward, which lies between its lateral outer surface and the annular groove for the shift fork. As a result, a greater or lesser proportion of the quantities of oil detected by the scraper is lost on the way to the dropping specifically permitting outlet opening of the guide and flows back before reaching said outlet again in the oil reservoir of the transmission. Finally, in the known switching device also not sure that the finally reaching the annular oil drops also still selectively reach the point of engagement of the actuator of the shift fork on the respective groove side wall of the annular groove.

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.The basis of the present invention Essentially, the underlying task is a continuous one Lubrication of the points of engagement of the actuator of the shift fork at the respective groove side wall of the annular groove of the sliding contact sleeve sure.

Die erläuterte Aufgabe ist gemäß der Erfindung mit den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1 in vorteilhafter Weise gelöst.The explained object is according to the invention with the characterizing features of claim 1 in an advantageous Way solved.

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.In the switching device according to the Invention does not take place as in the known switching device Transport of lubricating oil Radil outside around the contour of the sliding sleeve, but the already the annular groove inside wetting oil film is used for forced lubrication of the point of engagement of the actuator the shift fork mediation one of the action of a hydrodynamic Used lubricating wedge equivalent effect.

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.In the switching device according to the Invention is engaging in the annular groove of the sliding contact sleeve actuator the shift fork is designed in the form of a ring piece enclosing a central angle of less than 360 °, in which the central angle depending on the application, for example, not much smaller than 60 °, preferably greater than 90 ° designed could be and the geometric ring axis of the ring piece to a small axial offset across from the geometric center axis of the sliding sleeve sleeve parallel to the axis is arranged offset. As a result, a wedge-shaped annular gap between the ring piece and the ring groove formed, which is targeted in the direction of rotation of the sliding shift sleeve narrows, whereby the ring groove wetting lubricating oil, which previously in the oil sump has been picked up by the immersed sliding sleeve, now cornered, for lateral leaving the in shape of the wedge-shaped Annular gap trained lubrication chamber is forced, but this only on the way through the two axial annular gaps between the banjo on the one hand and in each case a groove side wall of the annular groove on the other possible is.

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.In one embodiment of the switching device According to the invention, it is advantageous if the ring piece at the entrance the wedge-shaped Lubricating chamber according to claim Has 2 inlet slopes, around the accumulating oil particles in particular to press in said axial annular gaps.

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.In the switching device according to the Invention, it is also advantageous if according to the teaching of claim 3 lubrication grooves on the ring piece and / or the annular groove are provided.

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.In the switching device according to the Invention is particularly to avoid deflections their geometric center axis leading tilting movements of the Shift sliding sleeve advantageous if the ring piece according to the features of claim 4 includes a central angle of approximately 180 °.

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.In the switching device according to the Invention occurs in addition to the achieved forced lubrication nor the beneficial effect on that oil particles, which wet a groove side wall, depending on the position of the axis of rotation Entering the wedge-shaped Lubricating chamber either through the inlet slope in the axial to be lubricated Gap pressed or, if they are close to the bottom of the groove, to any one Place in the area of the central angle, but at the very top of the vertex the wedge-shaped Lubricating chamber in contact come with the groove bottom in conditioning reaching inner shell of the ring piece and in such a way a lubricating function in the forming radial gap between the inner jacket and the groove base are sufficient.

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, bedeutenThe invention is described below an embodiment shown schematically in the drawing described in more detail. In the drawing, in which only the features required for understanding and functions of the switching device are shown, mean

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 1 a cross section through a switching device according to the invention with an actuatable by a shift fork and with its outer contour in an oil sump of their transmission housing dipping sliding contact sleeve, drawn in a radial plane along line II of 2 , and

2 einen Längsschnitt durch die Schaltvorrichtung von 1, gezeichnet in einer axialen Ebene gemäß Linie II-II von 1. 2 a longitudinal section through the switching device of 1 drawn in an axial plane according to line II-II of 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.A sliding sleeve 3 is with its axis of rotation 18-18 pointing to the drawing plane of the 1 vertical, in installation position above the oil level 5 an oil sump 6 arranged in a gear housing, not shown. The sliding sleeve 3 sits in the usual way concentric, rotationally fixed and axially displaceable on a gear shaft, on which both sides of the sliding shift sleeve 3 arranged gears rotatably, but mounted axially immovable and by the sliding switch sleeve 3 alternatively can be coupled with the transmission shaft. The lower outer contour 4 the sliding sleeve 3 dives into the oil sump 6 and is so wetted by an oil film.

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.The sliding sleeve 3 has on its outer circumference a circumferential annular groove 7 in which an actuator 8th a shift fork 9 constantly sliding intervenes. The shift fork 9 is immovably arranged to a shift rod, not shown, which in turn - axially parallel to the transmission shaft - axially slidably mounted in the transmission housing and actuated by selective engagement of a switching element.

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.At the shift fork 9 is a lubrication device 10 arranged or formed, which for lubricating the sliding engagement between the annular groove 7 and actuator 8th is used. For this purpose, the actuator 8th in the form of a ring piece 14 formed, which in the circumferential direction with its ring ends 15 and 16 a central angle 13 of about 180 ° and on its inner circumference a closed cylindrical inner shell 17 includes. The ring piece 14 is with its ring axis 19-19 to the axis of rotation 18-18 the sliding sleeve 3 arranged in parallel and eccentrically so by a small distance E, that the inner shell 17 of the ring piece 14 and the groove bottom 20 the ring groove 7 one in the direction of rotation 21 the sliding sleeve 3 narrowing wedge-shaped lubrication chamber 22 lock in.

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.From this wedge-shaped lubrication chamber 22 is the respective Eingrifsstelle, which is in the form of an axial annular gap 11 respectively. 12 between the adjacent side surfaces 23 and 28 respectively. 24 and 29 from ring piece 14 and ring groove 7 represents, from which the ring groove 7 wetting oil film or from the through the socket contour 4 "entrained" oil particles due to the hydrodynamic wedge effect forcibly supplied under pressure with lubricating oil.

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.This lubricating oil supply is provided by radial lubrication grooves 30 supported, which on the side surfaces 23 and 24 of the ring piece 14 and / or on the side surfaces 28 and 29 the ring groove 7 are formed such that the lubrication grooves 30 at its radially inner Nutenden with the lubrication chamber 22 open or communicate while remaining in the directions of the associated ring axis 19-19 and / or rotation axis 18-18 extending groove side walls in the relevant side surface of ring piece 14 or annular groove 7 pass.

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.At the entrance of the wedge-shaped lubrication chamber 22 are for receiving in the radially middle to outer region of the groove side surfaces 28 and 29 adherent oil particles inlet slopes 25 and 26 provided, each consisting of a preferably flat inclined surface of the ring piece 14 exist in the direction of rotation 21 at an acute helix angle with respect to the plane normal to the axis of rotation, in which the abutting side surface 23 respectively. 24 of the ring piece 14 lies in this abutting side surface and in the opposite direction with a distance dependent on the helix angle 27 from this abutting side surface in the front ring end 15 passes.

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.Due to the continuously narrowing cross section of the lubrication chamber 22 is also in the circumferential direction between the lubrication grooves 30 lying sections of the ring piece 14 a pressure lubrication for the annular gaps 11 and 12 according to the arrow symbols 31 reached.

Claims

Switching device of a gear change transmission, in which a sliding shift sleeve ( 3 ) with a lower sleeve area in the installed position ( 4 ) below the oil level ( 5 ) in a collecting container ( 6 ) is arranged for lubricating oil and at its outer periphery a circumferential annular groove ( 7 ) for the sliding engagement of an actuator ( 8th ) a shift fork ( 9 ), and in which one on the shift fork ( 9 ) arranged lubricating device ( 10 ) Subsets of lubricating oil from which the sliding sleeve ( 3 ) wetting oil film and to the intervention site ( 11 respectively. 12 ) between annular groove ( 7 ) and actuator ( 8th ), characterized in that the actuator ( 8th ) as a central angle ( 13 ) small 360 ° enclosing ring piece ( 14 ) with one between its front ends ( 15 . 16 ) closed inner circumference ( 17 ) and with respect to its ring axis ( 19-19 ) so eccentric (E) to the axis of rotation ( 18-18 ) of the shift gate sleeve ( 3 ) is arranged, that the inner circumference ( 17 ) of the ring piece ( 14 ) together with the groove bottom ( 20 ) of the annular groove ( 7 ) one in the direction of rotation ( 21 ) the sliding sleeve ( 3 ) narrowing wedge-shaped lubrication chamber ( 22 ) for lubricating oil.

Switching device according to claim 1, characterized in that the ring piece ( 14 ) at its in installation position in the direction of rotation ( 21 ) the sliding sleeve ( 3 ) in front of the lubrication chamber ( 22 ) lying ring end ( 15 ) at at least one of its two in each case lying in a drehachsnormalen plane side surfaces ( 23 respectively. 24 ) an inlet slope ( 25 respectively. 26 ), which is formed by a preferably flat inclined surface, in the direction of rotation ( 21 ) the sliding sleeve ( 3 ) at an acute helix angle with respect to the plane of rotation normal to the abutting side surface ( 23 respectively. 24 ) and in the opposite circumferential direction of the axis of rotation ( 18-18 ) the sliding sleeve ( 3 ) by in the direction of rotation ( 21 ) in front of the lubricator ( 22 ) lying ring end ( 15 ) is limited, wherein the inclined surface ( 25 respectively. 26 ) with respect to the axis of rotation ( 18 - 18 ) with a helix angle dependent axial distance ( 27 ) to the rotational axis normal plane of the abutting side surface ( 23 respectively. 24 ) in the ring end ( 15 ) passes over.

Switching device according to Patent Claim 1 or 2, characterized in that at least one lateral surface lying in each case in a plane of rotation axis normal ( 23 respectively. 24 and or 28 respectively. 29 ) of the ring piece ( 14 ) and / or the annular groove ( 7 ) at least one radial lubrication groove ( 30 ) is provided, which at its radially inner Nutende with the wedge-shaped lubrication chamber ( 22 ) is openly connected or arrives and with their remaining in the directions of the associated ring axis ( 19-19 ) and / or axis of rotation ( 18-18 ) extending groove side walls in their associated side surface ( 23 respectively. 24 and or 28 respectively. 29 ) on the ring piece ( 14 ) and / or on the annular groove ( 7 ) passes over.

Switching device according to one of the claims 1 to 3 , characterized in that the central angle ( 13 ) of the ring piece ( 14 ) is about 180 °.