DE3024451A1

DE3024451A1 - Schaltraste fuer fahrzeugschaltgetriebe

Info

Publication number: DE3024451A1
Application number: DE19803024451
Authority: DE
Inventors: Ulrich 7410 Reutlingen Beutter; Oswald 7120 Bietigheim-Bissingen Kraiss
Original assignee: Elring Dichtungswerke GmbH
Current assignee: Elring Dichtungswerke GmbH
Priority date: 1980-06-28
Filing date: 1980-06-28
Publication date: 1982-01-21
Also published as: IT8122439A0; GB2079387A; GB2079387B; DE3024451C2; IT1137098B

Description

DiPL.-lNG. Wilfrid RAt=CK

PATENTANWALT 7 STUTTGART 1, MOSERSTRASSE 8 - TELEFON (0711) 244003

ELRING Dichtungswerke GmbH

D-7o12 Fellbach — E 49 -

Schaltraste für Fahrzeugschaltgetriebe

Die Erfindung betrifft eine Schaltraste für Fahrzeug-Schaltgetriebe, bestehend aus einem mit einer Schaltbetätigungseinrichtung, z. B. einem Schalthebel in Verbindung stehenden dreh- oder längsverschieblichen Bauteil, dessen Oberfläche mehrere, den definierten Schaltstellungen des Schalthebels zugeordnete Ausnehmungen enthält, und aus einem gegen die Oberfläche des verschieblichen Bauteils federnd vorgespannten Rollkörper, der längs einer ortsfesten, parallel zur Richtung der Federkraft verlaufenden Führung beweglich gehalten ist und an seinem freien Ende mit jeweils einer der Ausnehmungen eine Rastverbindung eingeht, die er nur unter Überwindung eines am Schalthebel fühlbaren Widerstandes verlassen kann.

Beispielsweise bei elektrisch betätigten, mechanischen Schaltgetrieben für Kraftfahrzeuge besteht die Aufgabe, einen durch Bewegungen des Schalthebels angetriebenen Bauteil in definierten, den einzelnen Untersetzungsstufen des Getriebes zugeordneten Schaltstellungen so

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zu arretieren, daß dadurch auch der mit dem Bauteil in Verbindung stehende Schalthebel festgehalten wird und der Fahrer aus der Schalthebelstellung ohne weiteres den jeweils eingestellten Gang oder Schaltzustand des Getriebes erkennen kann. Zu.diesem Zweck enthält der vom Schalthebel angetrieber.~- verschxebbar geführte Bauteil Bast ausneh.nungen, c _e den verschiedenen Schaltzuständer des Getriebes zugeordnet sind, mit denen der Bauteil a.r. einem ortsfester-, unter Federspannung stehender. Rastkörper vorbei bewegt wird, so daß der verschiebbare Baut il in e ?.r definierten Sc altstellung von der Rastanordnang rrestx malten wird. Nachzailig ist be^J. diese - bekannten Ausfv : u~xersf orir> einerseits der Herstellungsaufwand und die Vf»rsc.'~leißanfälliakeit des Rastkörper? (Rollkörpers) '--.·>^ se.⁴ n<?r Lagerung ind andererseits die Schwergä.ngic _vsic. /enn '>=■! Betätigung des Schalther-^is die Rastver.Qi - "'löst werden muß.

Unabhängig von dem vorbesch .e.jer.^r spezieller Einsatzgebiet sind Rastverbr.ndunge . al. rs >e. η bekann . insbesondere sogenannte Kugelras ;er>, .. 7. -snen eine Stahlkugel in einer Bohrung g-führt ur '■ durc e. ie innerhalb der Bohrung abgestützte und an isr KureT. anliegende Feder nach außer vorgespannt ist, um χλγ.ζ einer an einem beweglich«, π Teil vorhandenen Jast? j.orjebmung in Eingriff zu treten.

Der Erfindung lieg: die Aufgabe zugrunde, für eine Schaltraste der eingangs anceg -.-raen Art eine Konstruktion zu schaffen, mit der die Scr?. -* ste bei beabsichtigten Bewegungen des Schalthebels l^^^htgängig gemacht wird, ohne daß dabei die ar^'inscht« ia^-tekraft der Schaltraste im Ruhezustar 5 'erring ".t. vn.rd. Nach dem

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Grundgedanken der Erfindung wird diese Aufgabe durch folgende Merkmale gelöst

A) der Rollkörper besteht aus einer Kugel;

B) die Kugel ist in einer sich etwa über den halben Kugelumfang erstreckenden Kalotte eines Kolbens aufgenommen und abgestützt?

C) die Kalotte enthält einen Gleitbelag aus reibungsarmem Material auf der Basis von PoIytetrafluoräthylen;

D) der Gleitbelag steht im Festverbund mit einem der Kalottenform entsprechenden Leichtmetall-, insbesondere Aluminiumblech, das in die Kalotte eingelegt ist;

E) der Kolben ist in einem gegenüber dem verschieblichen Bauteil ortsfest angeordneten Rohr geführt;

F) die dem verschiebliehen Bauteil gegenüberliegende Stirnseite des Rohres besitzt einen radial einwärts gerichteten Flansch, dessen öffnung etwas kleiner ist als der Kugeldurchmesser;

G) zwischen der Rückseite des Kolbens und der verschließbaren Rückseite des Rohres ist die Feder angeordnet, welche die Kugel normalerweise in einer über die Flanschöffnung hinausragenden Stellung hält.

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Mit dieser vorgeschlagenen neuen Bauart entsteht eine Schaltraste, die gegenüber dem vom Schalthebel quer zu der Kugel- oder Kolbenführung bewegten Bauteil bzw. der Anlauffläche der in dem Bauteil befindlichen Rastausnehmung leichtgängig ausweicht, ohne daß dadurch die erwünschte Haltekraft im Ruhezustand der Rastverbindung vermindert wird. Das leichtgängige Ausweichen der Schaltraste gegenüber der quer angreifenden Schaltkraft wird vor allem dadurch erzielt, daß die Kugel nahezu über ihren halben Umfang in der Kalotte abgestützt und auf einem hochgleitfähigen Belag unter Verwendung von Polytetrafluoräthylen gelagert ist. Die Querkräfte werden somit zwangsläufig über die Kalotte abgestützt, so daß die Kugel keine Veranlassung hat, von dem Gleitbelag abzuheben und mit dem Rand der Flanschöffnung in Eingriff zu treten. Reibungserhöhende Verklemmungen der Kugel bleiben ausgeschlossen, da die sorgfältig gefaßte bzw. gelagerte Kugel die auf sie wirkenden Kräfte mittig bzw. zentrisch in den Kolben weiterleitet, und zwar auch während der reibungsarmen Abrollbewegung auf dem Gleitbelag, so daß bei den Ausweichbewegungen der Schaltraste der Kolben weitgehend ohne Verkantungen verbleibt, die sonst zu höheren Reibungskräften führen würden. Weitere Vorteile ergeben sich auch in herstellungstechnischer Hinsicht aufgrund des einfach verformbaren und günstig mit dem PTFE-Material, z. B. unter Anwendung von Temperatur und Druck zu beschichtenden Leichtmetallbleches, das sich aufgrund seiner Duktilität an etwaige Bodenungenauigkeiten der Kalotte im Kolben anschmiegt bzw. diese ausgleicht.

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In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der mit größerem Durchmesser als die Kugel ausgeführte Kolben zwischen der Kalotte und seinem Außendurchmesser einen etwa radial verlaufenden, stirnseitigen Randabschnitt aufweist, der mit einem konvex gerundeten Übergang an die Kalotte angeschlossen ist. Die radial verlaufenden Randabschnitt von Kalotte und beschichtetem Leichtmetallblech sind vorteilhaft, weil in der Ruhestellung der Schaltraste der Gleitbelag an der Innenseite des Flansches anliegt und dort noch bei Beginn des Querkraft-Angriffes festgehalten wird, bis die drehende Ausweichbewegung der Kugel begonnen hat.

Gemäß einem weiteren Merkmal kann die Planschöffnung des Rohres einen solchen Durchmesser aufweisen, daß bei Anlage des abgedeckten, stirnseitigen Randabschnittes des Kolbens an der Innenseite des Flansches zwischen Flanschöffnung und Kugel noch ein ümfangsspiel verbleibt. Die Flanschöffnung kann über die axiale Länge des Flansches mit Spiel ungefähr der Kugelform angepaßt sein und sich dementsprechend etwa von der Innenseite nach der Außenseite des Flansches hin verjüngen.

Unter dem aus Polytetrafluoräthylen bestehenden Gleitbelag sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht nur dieser Werkstoff allein, sondern darüberhinaus insbesondere auch Compunds auf der Basis von PTFE zu verstehen, z. B. solche mit Einmischungen aus Glasfasern, Kohle oder Graphit oder dergleichen. Vorzugsweise kann der im Festverbund auf dem Leicht-

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metallblech aufgebrachte Gleitbelag eine geringe Schichtdicke aufweisen, bei der unter dem Einfluß der. Flächenpressung der Kugel im wesentlichen noch keine Fließverformung des Gleitbelagmaterials stattfindet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert, die einen vergrößerten schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Schaltraste widergibt.

Ein mit dem nicht gezeigten Schalthebel eines Getriebes in Verbindung stehender und beispielsweise parallel zur Zeichenebene in Richtung des Pfeiles A verschiebbar geführter Bauteil 1o enthält mehrere, definierten Schaltstellungen zugeordnete Rastausnehmungen, von denen eine Rastausnehmung 3o gezeigt ist. Die Rastausnehmung kann z. B. als Längsnut ausgeführt sein, deren Seitenwände Anlaufschrägen 32 bilden.

Mit der Rastausnehmung 3o steht eine Kugel 12 einer ortsfesten Schaltraste in Eingriff. Die Kugel 12 ist auf ihrer der Rastausnehmung 3o gegenüberliegenden Seite in einer sich über den halben Kugelumfang erstreckenden Kalotte aufgenommen. Die Kalotte 16 befindet sich in der einen Stirnseite eines Kolbens 14, der innerhalb eines ortsfest angeordneten Rohres 22 verschiebbar geführt ist. Zwischen dem nicht gezeigten Boden des Rohres 22 und der der Kalotte abgewandten Stirnseite des Kolbens 14 ist eine Druckfeder 26 eingespannt, die in einer ringförmigen Ausnehmung 28 am Kolben 14 zentriert wird.

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Die dem verschiebbaren Bauteil 1o gegenüberliegende Stirnseite des Rohres ist durch einen radial einwärts weisenden Flansch 24 teilweise verschlossen. Der Flansch bildet eine zentrische öffnung 25, durch die der obere Abschnitt der Kugel 12 in die Rastausnehmung 3o des Bauteils 1o hineinragt.

In die Kalotte 16 des Kolbens 14 ist ein Leichtmetallblech 2o eingelegt, das mit einem Gleitbelag 18 aus Polytetrafluoräthylen belegt ist. Der Gleitbelag 18 steht im Festverbund mit dem Leichtmetallblech 18, das vollständig der Kalottenform angepaßt ist. Da der Kolben 14 einen größeren Durchmesser als die Kugel aufweist, ist zwischen der Kalotte 16 und dem Außendurchmesser des Kolbens ein etwa radial verlaufender Randabschnitt 34 vorgesehen, der mit konvex gerundetem übergang 35 an die Kalotte angeschlossen ist. Der Randabschnitt 34 und der gerundete übergang 35 des Kolbens 14 ist durch das Leichtmetallblech 2o mit dem Gleitbelag abgedeckt.

In der gezeigten Ruhestellung der Schaltraste wird der Kolben 14 mit Leichtmetallblech 2o und Gleitbelag 18 durch die Feder 26 an die Innenseite 3 6 des Flansches angedrückt. Gleichzeitig ist die auf dem Gleitbelag aufliegende Kugel 12 in der Rastausnehmung 3o aufgenommen, wo sie an den schrägen Anlaufflächen 32 anliegt. Man erkennt aus der Zeichnung, daß die Flanschöffnung 25 des Rohres 22 einen solchen Durchmesser aufweist, daß zu ihr die in der Kalotte zentrierte Kugel noch ein ümfangsspiel aufweist. Die Flanschöffnung 25 ist über die Länge des Flansches 24 ungefähr der Kugelform

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angepaßt und verjüngt sich dementsprechend von der Innenseite nach der Außenseite des Flansches, so daß die Kugel 12 vor einem Herausfallen geschützt ist, wenn der verschiebbare Bauteil Io entfernt wird.

Wenn im Betrieb der Bauteil 1o mit Hilfe des nicht gezeigten Schalthebels in der Richtung des Pfeiles A verschoben wird, wird über eine der Anlaufflächen 32 der Rastausnehmung auf die Kugel eine Querkraft ausgeübt. Bei Beginn des Kraftangriffes versucht die in der Kalotte auf dem Gleitbelag abgestützte Kugel eine Auswelch-Drehbewegung auszuführen, wodurch der Schaltvorgang wesentlich erleichtert wird. Gleichzeitig wird die Querkraft von der Kugel zentrisch in die Kalotte übertragen, so daß der Kolben 14 entgegen der Kraft der Feder 26 ohne Verkantung zentrisch verschoben wird. Auch dadurch wird die Reibung weitgehend verringert und eine leichtgängige Schaltbevegung gewährleistet. Die weitgehende Aufnahme der Kugel 12 in der Kalotte stellt außerdem sicher, daß eine reibungserhohende Anlage der Kugel 12 an der Innenseite 38 des Flansches praktisch ausgeschlc si;en bleibt

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Leerseite

Claims

302U51 DiPL.-lNG. Wilfrid RAECK PATENTANWALT 7 STUTTGART 1, MOSERSTRASSE 8 · TELEFON (0711) 244003 - E 49 - ELRING Dichtungswerke GmbH 7o12 Fellbach Patentansprüche

1.) Schaltraste für Fahrzeug-Schaltgetriebe, bestehend aus einem mit einer Schaltbetätigungseinrichtung, z. B. einem Schalthebel in Verbindung stehenden dreh- oder längsverschieblichen Bauteil, dessen Oberfläche mehrere, den definierten Schaltstellungen des Schalthebels zugeordnete Ausnehmungen enthält, und aus einem gegen die Oberfläche des verschieblichen Bauteils federnd vorgespannten Rollkörper, der längs einer ortsfesten, parallel zur Richtung der Federkraft verlaufenden Führung beweglich gehalten ist und an seinem freien Ende mit jeweils einer der Ausnehmungen eine Rastverbindung eingeht, die er nur unter Überwindung eines am Schalthebel fühlbaren Widerstandes verlassen kann,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale

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ORIGINALJNSPECTED

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A) der Rollkörper besteht aus einer Kugel (1o);

B) die Kugel (1o) ist in einer sich etwa über den halben Kugelumfang erstreckenden Kalotte (16) eines Kolbens (14) aufgenommen und abgestützt;

C) die Kalotte (16) enthält einen Gleitbelag (18) aus einem reibungsarmen Material auf der Basis von Polytetrafluoräthylen;

D) der Gleitbelag (18) steht im Festverbund mit · einem der Kalottenform entsprechenden Leichtmetall-, insbesondere Aluminiumblech (2o), das in die Kalotte (16) eingelegt ist;

E) der Kolben (1.4) ist in einem gegenüber dem verschieblichen Bauteil (1o) ortsfest angeordneten Rohr (22) geführt;

F) die dem verschieblichen Bauteil (1o) gegenüberliegende Stirnseite des Rohres (22) besitzt einen radial einwärts gerichteten Flansch (24), dessen öffnung (25) etwas kleiner ist als der Kugeldurchmesser;

G) zwischen der Rückseite des Kolbens (14) und der verschließbaren Rückseite des Rohres (22) ist die Feder (26) angeordnet, welche die Kugel normalerweise in einer über die Flanschöffnung (25) hinausragenden Stellung hält.

2. Schaltraste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit größerem Durchmesser als die Kugel (12) ausgeführte Kolben (14) zwischen der Kalotte (16) und

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seinem Außendurchmesser einen etwa radial verlaufenden, stirnseitigen Randabschnitt (34) aufweist, der mit einem konvex gerundeten Übergang (35) an die Kalotte angeschlossen ist.

3. Schaltraste nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Leichtmetallblech (2o) die Kalotte (16), den gerundeten Übergang (35) und den stirnseitigen , Randabschnitt (34) des Kolbens (14) abdeckt.

4. Schaltraste nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanschöffnung (25) des Rohres (22) einen solchen Durchmesser aufweist, daß bei Anlage des abgedeckten, stirnseitigen Randabschnittes (34) des Kolbens an der Innenseite des Flansches (24) zwischen Flanschöffnung (25) und Kugel (12) noch ein Umfangsspiel verbleibt.

5. Schaltraste nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanschöffnung (25) über die axiale Länge des Flansches (24) mit Spiel ungefähr der Kugelform angepaßt ist und sich dementsprechend etwa von der Innenseite nach der Außenseite des Flansches verjüngt.

6. Schaltraste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitbelag (18) auf dem Leichtmetallblech (2o) eine geringe Schichtdicke aufweist, bei der unter dem Einfluß der Flächenpressung durch die Kugel (12) im wesentlichen noch keine Fließverformung des Gleitbelagmaterials stattfindet.

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