DE19648856A1

DE19648856A1 - Schaltarretierung

Info

Publication number: DE19648856A1
Application number: DE1996148856
Authority: DE
Inventors: Andreas Neudecker; Klaus Kraemer
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1996-11-26
Filing date: 1996-11-26
Publication date: 1998-05-28

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Schaltarretierung zur Lagefixierung eines beweglichen Verstellelementes, insbesondere für eine Schaltstange eines manuell schaltbaren Getriebes von Fahrzeugen, welche ein längsverschiebbares, einerseits mit einer Federkraft beaufschlagbares Führungsteils andererseits ein in einer Kalotte wälzgelagertes von einer Hülse gehaltenes Rastelement aufweist.

Hintergrund der Erfindung

Eine derartige Schaltarretierung, die auch als Kugelraste bzw. als Schaltraste bezeichnet werden kann, ist aus der DE-A 41 41 986 bekannt. Der Aufbau dieser Schaltarretierung umfaßt ein Außenteil, in dessen Innenbohrung ein Führungsteil wälzgelagert verschiebbar ist. In einer endseitigen kalottenförmigen Ausnehmung des Führungsteils ist ein Rastelement bzw. eine Rastkugel wälzge lagert eingesetzt. Das Führungsteil umschließt dabei die Rastkugel über einen Bereich von mehr als 180°. Zur formschlüssigen Halterung der Rastkugel am Führungsteil dient eine Blechhülse, die einen Endbereich des Führungsteils außenseitig umschließt und an einer Stirnseite in eine Umlaufnut des Führungs teils verschnappt. Auf der zur Rastkugel weisenden Stirnseite ist die Hülse unter Einhaltung eines Ringspaltes unterhalb eines Äquatorbereichs bis an die Rastku gel geführt. Diese Bauform erfordert im Bereich der Rastkugel einen relativ großen Außendurchmesser des Führungsteils.

Aufgabe der Erfindung

Ausgehend von der gattungsbildenden Schaltarretierung liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine insbesondere im Bereich des Rastelementes baurau moptimierte Ausführung zu schaffen, die gewichtsreduziert und kostengünstig herstellbar ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Zur Lösung der Aufgabe ist eine Schaltarretierung vorgesehen, die zur wirk samen Führung des Rastelementes eine Hülse vorsieht, die am Führungsteil befestigt dieses in axialer Richtung verlängert. Das Rastelement wird dabei von der Hülse seitlich geführt und gehalten. Die erfindungsgemäße Hülse stellt eine für die Funktion ausreichende Verliersicherung des Rastelementes und der damit in Verbindung stehenden Wälzkörper sicher. Die Anwendung der kostengünstig herstellbaren und montierbaren Hülse erfordert einen geringen Einbauraum und bewirkt außerdem einen Gewichtsvorteil.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Hülse an einem durch messerreduzierten Endbereich des Führungsteils angeordnet. Der zum Rastele ment weisende Endbereich des Führungsteils weist dabei einen Durchmesser auf, der dem des Rastelementes entspricht. Dadurch stellt sich im Vergleich zu bisherigen Schaltarretierungen ein längenreduziertes Führungsteil ein. In vor teilhafter Weise ist damit eine Lösung geschaffen, durch die der Bauraum im Bereich des Rastelementes sich nur durch die Wandstärke der Hülse vergrößert. Der Aufbau der erfindungsgemäßen Schaltarretierung umfaßt danach ein Füh rungsteil, dessen Kalotte das Rastelement im Vergleich zu bisherigen Schaltarre tierungen über einen reduzierten Bereich umschließt. Der wälzgelagerte Ab stützbereich des Rastelementes innerhalb der Kalotte ist dabei zur Optimierung des Bauraums auf einen für die Funktion der Schaltarretierung erforderlichen Umfang begrenzt.

Der erfindungsgemäße Aufbau der Schaltarretierung ermöglicht damit ein relativ kurz gestaltetes Führungsteil, an dem das Rastelement abgestützt ist. Die Füh rung und die Lagesicherung des Rastelements einschließlich der zugehörigen Wälzkörper erfolgt durch die Hülse.

Zur Vermeidung einer nachteiligen Beeinflussung, insbesondere hinsichtlich Reibung und Verschleiß, ist im Äquatorbereich des Rastelementes ein Ringspalt zur Hülse vorgesehen, so daß bei einer Betätigung der Schaltarretierung im eingebauten Zustand das Rastelement ausschließlich über die Wälzkörper abge stützt ist und keinerlei Berührung zur Hülse erfolgt.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, eine Hülse einzusetzen, die an einem durchmesserreduzierten Abschnitt des Führungsteils befestigt ist, wobei der Außendurchmesser der Hülse gleich oder kleiner dem Außendurchmesser des Führungsteils ist.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht eine Hülse vor, in die neben dem Rastelement außerdem das Führungsteil vollständig integriert ist. In dieser Ausführung ist die Schaltarretierung über die Mantelfläche der Hülse geführt. Damit kann ein Führungsteil geschaffen werden mit einer stufenlosen zylin drischen Mantelfläche, zur Erreichung einer optimalen Führung.

Die bauraumoptimierte Gestaltung der erfindungsgemäßen Schaltarretierung unterstreichend ist weiterhin vorgesehen den Durchmesser des Führungsteils im Bereich der Kalotte dem Durchmesser des Rastelementes anzupassen. Damit ist der erforderliche Bauraum im Bereich des Rastelementes lediglich durch die Wanddicke der Hülse vergrößert. Zur Sicherstellung einer, die Funktion verbes sernden reibungsarmen Anordnung übertrifft dabei der Innendurchmesser der Hülse den Durchmesser des Rastelementes, wodurch sich ein für die Funktion erforderlicher Ringspalt ergibt.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein Winkel ≦100° vorgese hen, über den das Rastelement auf Wälzkörpern abgestützt ist. Dieser im Vergleich zu bisherigen Schaltarretierungen reduzierte Winkelwert ermöglicht eine weitere gewünschte Bauraumreduzierung.

Erfindungsgemäß ist weiterhin ein Verhältnis des Außendurchmessers der Hülse zu dem Durchmesser des Rastelementes von 1,1 bis 1,4 vorgesehen.

Zur Schaffung einer formschlüssigen Befestigung der Hülse am Führungsteil bzw. zur Halterung des Rastelementes, ist die Hülse jeweils an den Endseiten mit umlaufenden radial nach innen gerichteten Umbördelungen versehen. Die zum Führungsteil weisende Bördelung ragt dabei in eine Umlaufnut des Füh rungsteils oder liegt stirnseitig an dem Führungsteil an. Zur formschlüssigen Befestigung der Hülse am Führungsteil eignen sich alternativ Verstemmungen, Lappen oder Nasen, die einzeln oder umfangsverteilt an der Hülse radial nach innen zeigend angeordnet sind.

Die erfindungsgemäße Hülse wird zur Schaffung eines kostenoptimierten Bauteils spanlos durch ein Tiefziehverfahren aus einem Stahlblech herstellbar.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der beigefügten Zeichnun gen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 im Längsschnitt eine erfindungsgemäße Schaltarretierung mit einer Hülse, die das Führungsteil teilweise umschließt und

Fig. 2 eine vom Aufbau her mit der Fig. 1 vergleichbare Schaltarre tierung, bei der in einer Hülse sowohl das Rastelement als auch das Führungsteil integriert ist.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

In der Fig. 1 ist in einem Längsschnitt eine Schaltarretierung 1a abgebildet, die im eingebauten Zustand in einer in Fig. 1 nicht abgebildeten Bohrung eines Gehäuses längsverschiebbar eingesetzt ist. Die Schaltarretierung 1a umfaßt ein zylindrisches Führungsteil 2a, dessen eine Stirnseite als Kalotte 3 ausgebildet ist. Die Kalotte 3 dient als Führungsbahn für Wälzkörper 4, an denen ein Rast element 5 abgestützt ist. Mittels einer hohlzylindrischen Hülse 6a ist das Rast element 5 am Führungsteil gehalten. Die Hülse 6a überragt dabei einen Äquator 7 des Rastelementes 5 und ist endseitig mit einer radial nach innen gerichteten, umlaufenden Umbördelung 8a versehen, deren Innendurchmesser "d_i" kleiner ist als ein Rastelementdurchmesser "D_R". Zur Befestigung der Hülse 6a am Füh rungsteil 2 ist dieses mit einer Umlaufnut 9 versehen, in die eine weitere Umbördelung 10a der Hülse 6a verrastet. Alternativ zu einer vorzugsweise umlaufenden Umbördelung 10a kann die Hülse 6a mittels einer Verstemmung 10c am Führungsteils 2 befestigt werden. Die Verstemmung 10c kann dabei als eine Nase oder als ein Lappen gestaltet sein, die radial nach innen gerichtet ist. Bedarfsabhängig kann die Hülse 6a mit einer Verstemmung 10c oder umfangsver teilt mit mehreren Verstemmungen 10c am Führungsteil 2 gesichert sein. Das Führungsteil 2 ist auf der von dem Rastelement 5 abgewandten Seite mit einer Sacklochbohrung 11 versehen, die zur Erreichung einer druckbeaufschlagten Anlage der Schaltarretierung 1a im eingebauten Zustand zur Aufnahme einer Druckfeder dient. Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist der im Bereich des Rast elementes 5 erforderliche Bauraum der Schaltarretierung 1a bestimmt durch den Rastelementdurchmesser "D_R" und das Maß der Wandstärke der Hülse 6a. Zur Erreichung dieser bauraumoptimierten Bauweise weist das Führungsteil 2 in einem Endbereich 18 einen Durchmesser "d_K" auf, der geringfügig größer ist als der Rastelementdurchmesser "D_R". Das Differenzmaß ergibt einen gewünschten Ringspalt 12 zwischen dem Rastelement 5 und einer Innenwandung der Hülse 6a. Die erfindungsgemäße Schaltarretierung 1a ist versehen mit einem Rast element 5, das sich über einen Winkel "α" von <100° auf Wälzkörpern 4 abstützt. In der Einbaulage ist das Führungsteil 2 über eine Mantelfläche 13 in einer Aufnahmebohrung längsverschiebbar. Zur Schaffung einer definierten Führungsfläche ist der Außendurchmesser "D_F" des Führungsteils 2 gleich oder größer dem Außendurchmesser "D_H" der Hülse 6a. Das Führungsteil 2a ist weiterhin mit einem im Scheitelpunkt der Kalotte 3 angeordneten Ansatz 15 versehen, der ein Verlagern von Wälzköpern 4 in den Bereich des Scheitelpunk tes verhindert. Außerdem ist zwischen der Sacklochbohrung 11 und einem für die Wälzkörper 4 vorgesehenen Einbauraum 17 eine Längsbohrung 16 vor gesehen, die eine die Funktion der Schaltarretierung 1a verbessernde Entlüftung ermöglicht.

Die Fig. 2 zeigt eine alternativ gestaltete Schaltvorrichtung 1b, deren maßliche Zuordnung zwischen dem Rastelement 5 und der Kalotte 3 übereinstimmt mit der in Fig. 1 abgebildeten Schaltarretierung 1a. Die Beschreibung der Fig. 1 bezieht sich daher auf die unterschiedlich gestalteten Bauteile. Danach ist eine Hülse 6b vorgesehen, in der sowohl das Führungsteil 2b, die Wälzkörper 4 als auch das Rastelement 5 integriert sind. Demzufolge dient die Mantelfläche 14 der Hülse 6b als Führungsfläche der Schaltarretierung 1b im eingebauten Zustand. Zur Schaffung einer Lagefixierung der Hülse 6b am Führungsteil 2b dient die Umbördelung 10b, die an der von dem Rastelement 5 abgewandten Seite das Führungsteil 2b stirnseitig umschließt.

Bezugszeichenliste

1

a Schaltarretierung

1

b Schaltarretierung

2

a Führungsteil

2

b Führungsteil

3

Kalotte

4

Wälzkörper

5

Rastelement

6

a Hülse

6

b Hülse

7

Äquator

8

a Umbördelung

8

b Umbördelung

9

Umlaufnut

10

a Umbördelung

10

b Umbördelung

10

c Verstemmung

11

Sacklochbohrung

12

Ringspalt

13

Mantelfläche

14

Mantelfläche

15

Ansatz

16

Längsbohrung

17

Einbauraum

18

Endbereich
α Winkel (Wälzkörperanordnung)
d_i

Innendurchmesser (Hülsenumbördelung)
d_K

Durchmesser des Führungsteils im Kalottenbereich
D_F

Außendurchmesser des Führungsteils
D_H

Außendurchmesser der Hülse
D_R

Durchmesser des Rastelementes.

Claims

1. Schaltarretierung (1a, 1b) zur Lagefixierung eines beweglichen Verstellele mentes, insbesondere für eine Schaltstange eines manuell schaltbaren Getriebes von Fahrzeugen, welche ein längsverschiebbares, einerseits mit einer Federkraft beaufschlagbares Führungsteil (2a, 2b) umfaßt, das andererseits ein in einer Kalotte (3) wälzgelagertes, von einer Hülse (6a, 6b) gehaltenes Rastelement (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Rastelement (5) mittels einer Hülse (6a, 6b) gehalten ist, die am Führungsteil (2a, 2b) befestigt ist und dieses axial verlängert.

2. Schaltarretierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (6a, 6b) an einem durchmesserreduzierten Endbereich (18) des Führungsteils (2a, 2b) angeordnet ist.

3. Schaltarretierung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durch messer des Endbereichs (18) dem des Rastelementes (5) entspricht.

4. Schaltarretierung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rast element (5) am Führungsteil (2a, 2b) abgestützt und an der Hülse (6a, 6b) geführt ist.

5. Schaltarretierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ring spalt (12) zwischen dem Rastelement (5) und der Hülse (6a, 6b) vorgesehen ist.

6. Schaltarretierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (6a) einen Außendurchmesser "D_H" aufweist, welcher gleich oder kleiner ist als ein Außendurchmesser "D_F" des Führungsteils (2a) (Fig. 1).

7. Schaltarretierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Füh rungsteil (2b) in die Hülse (6b) vollständig integriert ist und die Schaltarretierung (1b) über eine Mantelfläche (14) der Hülse (6b) geführt ist.

8. Schaltarretierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Durch messer "d_K" des Führungsteils (1a) im Bereich der Kalotte (3) den Durchmesser "D_R" des Rastelementes (5) übertrifft.

9. Schaltarretierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rast element (5) über einen Winkel "α" von ≦100° auf Wälzkörpern (4) abgestützt ist.

10. Schaltarretierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Außendurchmessers "D_H" der Hülse (6a, 6b) zu dem Durch messer "D_R" vom Rastelement (5) 1,1 bis 1,4 beträgt.

11. Schaltarretierung nach Anspruch 1 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeich net, daß die Hülse (6a, 6b) an beiden Stirnseiten jeweils umlaufende, radial nach innen gerichtete Umbördelungen (8a, 8b; 10a, 10b) aufweist.

12. Schaltarretierung nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Sicherung der Hülse (6a, 6b) diese stirnseitig mit zumindest einer radial nach innen gerichteten Verstemmung (10c) versehen ist, die beispielsweise als Lappen oder Nase gestaltet ist.

13. Schaltarretierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (6a, 6b) spanlos durch ein Tiefziehverfahren aus Stahlblech hergestellt ist.