DE102006037183A1

DE102006037183A1 - Arretierelement zur Sicherung der Position eines verschiebbaren und/oder schwenkbaren Bauteils

Info

Publication number: DE102006037183A1
Application number: DE200610037183
Authority: DE
Inventors: Matthias Dipl.-Ing. Feuerbach (FH); Klaus Krämer; Uwe Dipl.-Ing. Schwarz (FH); Martin Dipl.-Ing. Schetter
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2006-08-09
Filing date: 2006-08-09
Publication date: 2008-02-14
Also published as: WO2008017564A9; WO2008017564A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Arretierelement (1) zur Sicherung der Position eines verschiebbaren und/oder schwenkbaren Bauteils eines Fahrzeuggetriebes, das ein hülsenförmiges Trägerelement (2) aufweist, in dem ein Rastelement (3) zuwischen mindestens zwei Positionen (A, B) beweglich angeordnet ist. Um das Festsetzen des Rastelements in dem hülsenförmigen Trägerelement infolge Verunreinigungen im Getriebeöl zu verhindern, sieht die Erfindung vor, dass in das hülsenförmige Trägerelement (2) im axialen Bereich (4) des Rastelements (3) mindestens zwei Ausnehmungen (5, 6, 7) eingebracht sind, die das Durchströmen eines Fluids durch die Wandung des hülsenförmigen Trägerelements (2) erlauben. Die Aufgabe kann auch dadurch gelöst werden, dass die Innenwand des hülsenförmigen Trägerelements (2) mindestens eine sich in Richtung der Längsachse (8) des hülsenförmigen Trägerelements (2) erstreckende Nut (9, 10, 11) aufweist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Arretierelement zur Sicherung der Position eines verschiebbaren und/oder schwenkbaren Bauteils insbesondere eines Fahrzeuggetriebes, das ein hülsenförmiges Trägerelement aufweist, in dem ein Rastelement zwischen mindestens zwei Positionen beweglich angeordnet ist.
Hintergrund der Erfindung
Gattungsgemäße Elemente werden insbesondere in einem Getriebe benötigt, um schaltbare bzw. bewegliche Elemente in einer definierten Position festlegen zu können. Hierzu greift zumeist eine federvorgespannte Kugel in eine Ausnehmung in dem festzulegenden Bauteil ein, so dass dieses die gewünschte Position einnimmt und erst dann wieder aus dieser Position weg bewegt werden kann, wenn entsprechende Schaltkräfte aufgebracht werden.
Ein Element der eingangs genannten Art ist aus der DE 201 03 393 U1 bekannt. Dort wird eine Rasteinrichtung für Getriebeteile beschrieben, mit einem im Presssitz in einer Bohrung eines Getriebeteils einzusetzenden Gehäuse, das eine Feder und ein Rastglied zur Rastierung eines anderen Getriebeteils aufnimmt. Das Rastglied ist eine Kugel, die im Inneren des hülsenförmigen Gehäuses sitzt, wobei im einen axialen Endbereich des hülsenförmigen Gehäuses eine Verjüngung angeordnet ist, so dass die Kugel nicht aus dem hülsenförmigen Gehäuse herausfallen kann. Gegen die Kraft der Feder kann sich die Kugel in Achsrichtung des hülsenförmigen Gehäuses bewegen und so die Rastierung bewirken.
Andere Bauformen von Arretierelementen sind beispielsweise aus der DE 44 09 492 B4 , aus der DE 198 33 101 B4 und aus der DE 199 25 032 A1 bekannt. Auch hier kommt als Rastelement eine Kugel zum Einsatz, die sich – in diesen Fällen in einem separaten Halteelement gehaltert – in Achsrichtung eines hülsenförmigen Trägerkörpers bewegen kann. Auch diese Bewegung erfolgt gegen die Widerstandkraft einer Feder, so dass die Kugel den gewünschten Rasteffekt erzeugt.
Bei Arretiervorrichtungen der gattungsgemäßen Art hat es sich als nachteilig herausgestellt, dass im Laufe der Zeit die Beweglichkeit der Kugel in Achsrichtung des hülsenförmigen Trägergehäuses mitunter eingeschränkt wird. Dies ergibt sich daraus, dass in dem Getriebeöl, mit dem die Vorrichtung in Kontakt kommt, Schmutzpartikel enthalten sind, die sich zwischen den relativ zueinander beweglichen Teilen der Vorrichtung ablagern können. Insbesondere durch die Anlagerung von Feinschmutzpartikeln zwischen der Kugel und ihrem Sitz in einer ihrer axialen Endlagen kann es dazu kommen, dass sich die Kugel in ihrem Trägerelement festsetzt, so dass die Arretierung ihre Funktion nicht mehr ausüben kann.
Aufgabe der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Arretierelement der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass der genannte nachteilige Effekt nicht mehr auftreten kann. Es soll also sichergestellt werden, dass auch bei Kontaktnahme des Arretierelements mit schmutzpartikelbehaftetem Öl, insbesondere Getriebeöl, langfristig keine Festsetzung der Kugel in ihrem hülsenförmigen Trägerelement erfolgen kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in das hülsenförmige Trägerelement des Arretierelements im axialen Bereich des Rastelements mindestens zwei Ausnehmungen eingebracht sind, die das Durchströmen eines Fluids durch die Wandung des hülsenförmigen Trägerelements erlauben.
Unter axialem Bereich des Rastelements ist zu verstehen, dass die Ausnehmungen etwa in derjenigen axialen Position des hülsenförmigen Körpers angeordnet sind, in der sich das Rastelement bei seiner relativ geringen axialen Verschiebung im hülsenförmigen Trägerelement befindet.
Vorzugsweise sind mehrere Ausnehmungen um den Umfang des hülsenförmigen Trägerelements herum angeordnet. Diese sind bevorzugt äquidistant um den Umfang herum angeordnet. Die Ausnehmungen können beispielsweise eine rechteckige Grundkontur (mit Ausrundungen in den Ecken) oder eine runde Grundkontur aufweisen.
Das gattungsgemäße Arretierelement kann auch alternativ oder additiv zu der genannten Ausgestaltung dadurch gekennzeichnet sein, dass die Innenwand des hülsenförmigen Trägerelements des Arretierelements mindestens eine sich in Richtung der Längsachse des hülsenförmigen Trägerelements erstreckende Nut aufweist.
Die Nut kann eine im Verhältnis zur Wanddicke des hülsenförmigen Trägerelements geringe Tiefe aufweisen, z. B. zwischen 5% und 25% der Wanddicke. Die Breite der Nut kann zwischen einem Umfangswinkel von 5° und 70° liegen. Bevorzugt sind mehrere Nuten um den Umfang des hülsenförmigen Trägerelements herum angeordnet, wobei diese insbesondere äquidistant um den Umfang herum angeordnet sind.
In allen genannten Ausgestaltungen des Arretierelements kommt vorzugsweise als Rastelement – wie üblich – eine Kugel zum Einsatz.
Am axialen Ende des hülsenförmigen Trägerelements kann mindestens eine Verprägung angeordnet sein, die ein Herausfallen des Rastelements, d. h. der Kugel, aus dem hülsenförmigen Trägerelement verhindert. Vorzugsweise sind drei Verprägungen äquidistant um den Umfang des hülsenförmigen Trägerelements herum angeordnet.
Eine alternative Ausgestaltung hierzu kann vorsehen, dass auf eine Verprägung (Bördelung) verzichtet wird und statt dessen ein Boden des hülsenförmigen Trägerelements mit einem Durchmesser kleiner als der Kugeldurchmesser ausgestanzt wird. Somit hat auch in diesem Falle die Kugel im unbetätigten Zustand einen Anschlag, bei dem die Kugel mit Linienkontakt an dem ausgestanzten Hülsenboden anliegt.
Wie zumeist üblich, kann das Rastelement durch ein Federelement in Achsrichtung des hülsenförmigen Trägerelements vorgespannt in diesem angeordnet sein.
Durch die Ausnehmungen (Durchbrüche) in der Wandung des hülsenförmigen Trägerelements und/oder durch die Nuten, die sich entlang der Innenwand des hülsenförmigen Trägerelements in Achsrichtung erstrecken, wird erreicht, dass eine Durchspülung des Kontaktbereichs zwischen Rastelement (Kugel) und seiner hülsenförmigen Aufnahme mit Öl, im Falle einer Anwendung in einem Getriebe mit Getriebeöl, stattfindet. Hierdurch wird es schwer bzw. unmöglich, dass sich Schmutzpartikel im Öl am Sitz der Kugel in der Hülse ablagert. Hierdurch wird die Gängigkeit der Kugel langfristig sichergestellt, und das Arretierelement kann langfristig seine Funktion ausüben.
Kurze Beschreibung der Figuren
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
1 in perspektivischer Ansicht ein Arretierelement nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
2 die Seitenansicht des Arretierelements nach 1, teilweise im Schnitt dargestellt, wobei sich ein als Kugel ausgebildetes Rastelement in einer ersten Position befindet,
3 dieselbe Darstellung wie 2, wobei sich das Rastelement in einer zweiten Position befindet,
4 in perspektivischer Ansicht das hülsenförmige Trägerelement eines Arretierelements ohne Rastelement nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
5 die Seitenansicht des Arretierelements nach 4, teilweise im Schnitt dargestellt, und
6 die Einzelheit Z gemäß 5 in vergrößerter Darstellung.
Ausführliche Beschreibung der Figuren
In den 1 bis 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung zu sehen. Das dargestellte Arretierelement 1 dient dazu, ein nicht dargestelltes Bauteil, das beweglich angeordnet ist, in einer definierten Position zu rastieren. Das Arretierelement 1 weist ein im wesentlichen hülsenförmig ausgebildetes Trägerelement 2 auf, in dessen Inneren ein Rastelement 3 in Form einer Kugel angeordnet ist. Die Kugel 3 ragt am einen axialen Ende des hülsenförmigen Trägerelements 2 teilweise aus diesem heraus, wodurch die Kugel das festzulegende Bauteil kontaktieren kann. Hiermit kann die Kugel 3 in eine Nut oder Kerbe des festzulegenden Bauteils eingreifen, wie es beispielsweise in der oben erwähnten DE 198 33 101 B4 illustriert ist, auf die hiermit Bezug genommen wird. In den Figuren nicht dargestellt ist, dass die Kugel 3 mittels einer im hülsenförmigen Trägerelement 2 angeordneten Feder vorgespannt wird, so dass die Kugel stets gegen das in 2 und 3 dargestellte obere axiale Ende des hülsenförmigen Trägerelements 2 gedrückt ist. Damit die Kugel 3 durch die Federkraft nicht aus dem hülsenförmigen Trägerelement 2 herausfallen kann, sind im einen axialen Endbereich Verprägungen 12, 13, 14 angeordnet, d. h. hier ist das hülsenförmige Trägerelement 2 gebördelt, so dass für die Kugel 3 ein axialer Anschlag bzw. ein Hinterschnitt vorhanden ist.
Wie in den 2 und 3 gesehen werden kann, kann sich die Kugel 3 zwischen zwei Positionen A (Arretierung ungeschaltet) und B (Arretierung geschaltet) bewegen. In 2 ist die Position A der Kugel 3 in ihrem endseitigen Anschlag im hülsenförmigen Trägerelement 2 dargestellt. In 3 ist die Kugel 3 aufgrund der Gegenkraft des nicht dargestellten zu rastierenden Bauteils gegen die Kraft der Feder in die untere Position B gedrückt. Die Kugel 3 wird dabei von einem Halter 15 gehaltert, unter dem die nicht dargestellte Feder angeordnet ist, die sich am unteren axialen Ende des hülsenförmigen Trägerelements 2 abstützt.
Um sicherzustellen, dass die Kugel 3 nicht infolge sich ablagernder Schmutzpartikel im Getriebeöl allmählich in ihrer Bewegungsmöglichkeit eingeschränkt wird, sind im Bereich 4 des hülsenförmigen Trägerelements 2, in dem die Kugel 3 angeordnet ist, Ausnehmungen 5, 6 und 7 in die Wandung des hülsenförmigen Trägerelements 2 eingebracht. Hierbei handelt es sich um Durchbrüche in der Wand der Hülse 2, die es ermöglichen, dass das Innere des hülsenförmigen Trägerelements 2 im Bereich der Kugel 3 von Öl durchströmt werden kann. Hierdurch werden Schmutzpartikel, die in den Sitzbereich der Kugel 3 gelangen, gleich wieder ausgespült, so dass es zu keiner Funktionsstörung des Arretierelements 1 kommen kann.
Bei geschalteter Arretierung kann es also zu einem Durchströmen der Ausnehmungen 5, 6, 7 mit Getriebeöl kommen, so dass Schmutzpartikel, die sich im Sitz der Kugel 3 anzulagern drohen, weggespült werden.
Wie es in 1 ersichtlich ist, kann eine Anzahl Ausnehmungen 5, 6, 7 um den Umfang des hülsenförmigen Trägerelements 2 äquidistant herum eingebracht sein, z. B. 6 oder 8 Ausnehmungen. Diese haben im Ausführungsbeispiel eine im wesentlichen rechteckige Form, wobei die Ecken des Rechtecks ausgerundet sind.
Eine alternative Ausgestaltung der Erfindung ist in den 4, 5 und 6 dargestellt. Es sei angemerkt, dass die dort dargestellte Lösung für sich eingesetzt werden kann oder auch in Kombination mit der Lösung gemäß der 1 bis 3.
Bei der Lösung gemäß 4 bis 6 sind in die Innenwand des hülsenförmigen Trägerelements 2 sich in Richtung der Längsachse 8 des hülsenförmigen Trägerelements 2 erstreckende Nuten 9, 10 und 11 eingebracht, beispielsweise eingeschliffen. Der verbleibende Steg zwischen den Nuten 9, 10, 11 ist im Ausführungsbeispiel dazu genutzt, um axial endseitig umbördelt zu werden, d. h. hier sind die Verprägungen 12, 13, 14 angeordnet, um die Kugel 3 im hülsenförmigen Trägerelement 2 zu halten.
Im Ausführungsbeispiel gemäß 4 sind fünf Nuten 9, 10, 11 um den Innenumfang des hülsenförmigen Trägerelements 2 herum angeordnet. Jede Nut 9, 10, 11 erstreckt sich hinsichtlich ihrer Breite um einen Umfangswinkel von ca. 50°. Der verbleibende Steg, der endseitig die Verprägung 12, 13, 14 aufweist, hat damit eine Breite, die einem Umfangswinkel von ca. 22° entspricht.
Die Tiefe der Nut 9, 10, 11 ist so gewählt, dass es problemlos zu einem Durchströmen von Öl durch die Nuten kommen kann. Vorliegend beträgt die Nuttiefe ca. 25% der Wanddicke des hülsenförmigen Trägerelements 2.
Details der Verprägung 12, 13, 14 sind in 6 zu sehen. Zur Herstellung der Verprägungen 12, 13, 14 wird stirnseitig ein Umformwerkzeug auf den axialen Endbereich des hülsenförmigen Trägerelements 2 gepresst. Die sich bildenden Einpressungen 16 formen die radial nach innen vorspringenden Verprägungen 12, 13, 14 aus, die einen Hinterschnitt für die Kugel 3 darstellen.
Wenngleich das vorgeschlagene Arretierelement bevorzugt in Getrieben zum Einsatz kommt, sind grundsätzlich auch andere Einsatzfälle möglich, bei denen es zu einer Kontaktnahme mit Öl kommt.

1: Arretierelement
2: hülsenförmiges Trägerelement
3: Rastelement (Kugel)
4: axialer Bereich des hülsenförmigen Trägerelements
5: Ausnehmung
6: Ausnehmung
7: Ausnehmung
8: Längsachse
9: Nut
10: Nut
11: Nut
12: Verprägung
13: Verprägung
14: Verprägung
15: Halter
16: Einpressung
A: erste Position
B: zweite Position

Claims

Arretierelement (1) zur Sicherung der Position eines verschiebbaren und/oder schwenkbaren Bauteils insbesondere eines Fahrzeuggetriebes, das ein hülsenförmiges Trägerelement (2) aufweist, in dem ein Rastelement (3) zwischen mindestens zwei Positionen (A, B) beweglich angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in das hülsenförmige Trägerelement (2) im axialen Bereich (4) des Rastelements (3) mindestens zwei Ausnehmungen (5, 6, 7) eingebracht sind, die das Durchströmen eines Fluids durch die Wandung des hülsenförmigen Trägerelements (2) erlauben.
Arretierelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Ausnehmungen (5, 6, 7) um den Umfang des hülsenförmigen Trägerelements (2) herum angeordnet sind.
Arretierelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (5, 6, 7) äquidistant um den Umfang herum angeordnet sind.
Arretierelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (5, 6, 7) eine rechteckige Grundkontur aufweisen.
Arretierelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (5, 6, 7) eine runde Grundkontur aufweisen.
Arretierelement (1) zur Sicherung der Position eines verschiebbaren und/oder schwenkbaren Bauteils insbesondere eines Fahrzeuggetriebes, das ein hülsenförmiges Trägerelement (2) aufweist, in dem ein Rastelement (3) zwischen mindestens zwei Positionen (A, B) beweglich angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwand des hülsenförmigen Trägerelements (2) mindestens eine sich in Richtung der Längsachse (8) des hülsenförmigen Trägerelements (2) erstreckende Nut (9, 10, 11) aufweist.
Arretierelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Nuten (9, 10, 11) um den Umfang des hülsenförmigen Trägerelements (2) herum angeordnet sind.
Arretierelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (9, 10, 11) äquidistant um den Umfang herum angeordnet sind.
Arretierelement nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (3) eine Kugel ist.
Arretierelement nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass am axialen Ende des hülsenförmigen Trägerelements (2) mindestens eine Verprägung (12, 13, 14) angeordnet ist, die ein Herausfallen des Rastelements (3) aus dem hülsenförmigen Trägerelement (2) verhindert.
Arretierelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass drei Verprägungen (12, 13, 14) äquidistant um den Umfang des hülsenförmigen Trägerelements (2) herum angeordnet sind.
Arretierelement nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (3) durch ein Federelement in Achsrichtung des hülsenförmigen Trägerelements (2) vorgespannt in diesem angeordnet ist.