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Die Erfindung betrifft eine Rastiervorrichtung, insbesondere für Schaltvorrichtungen zur Betätigung von Getrieben in Kraftfahrzeugen, mit einem Rastier- und Gegenrastelement, wobei das Rastierelement und das Gegenrastelement zwischen wenigstens einer Rast- und Entraststellung relativ zueinander bewegbar sind, wobei das Gegenrastelement mindestens ein elastisch verformbares Dämpfungselement aufweist, mit welchem das Rastierelement in einer Raststellung in Wirkkontakt steht.
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Solche Rastiervorrichtungen werden beispielsweise in Schaltvorrichtungen für die Betätigung von Getrieben in Kraftfahrzeugen verwendet. Dabei wird in der vom Fahrer mit einem Schalthebel angewählten Schaltposition mittels der Rastiervorrichtung der Schalthebel gegenüber einem Schaltgehäuse festgelegt. Beim Wechseln der Schaltpositionen wird ein mit dem Schalthebel wirkverbundener federnd gelagerter Kugelbolzen der Rastiervorrichtung über eine Kontaktoberfläche verfahren und in eine Vertiefung einer Raststellung bewegt. Im Moment des Einrastens des Kugelbolzens in der Vertiefung kommt es aufgrund einer federbelasteten Kraft in axialer Richtung zu einem nicht wertigen, d.h. unerwünschten Geräusch, da der Kugelbolzen ungedämpft in Kontakt mit der Oberfläche der Vertiefung tritt. Dieses Geräusch tritt besonders bei schnellen Schaltvorgängen auf. Zur Vermeidung dieser Geräusche werden Dämpfungselemente zwischen dem Rastier- und dem Gegenrastelement der Rastiervorrichtung eingesetzt.
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Stand der Technik
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Eine derartige Rastiervorrichtung ist in der
DE 103 44 287 B4 beschrieben, wobei die Rastiervorrichtung eine fest mit dem Schalthebel verbundene Halterung mit einer Ausnehmung aufweist, in welche ein beweglicher Stift angeordnet ist. Der Stift steht mit einer Oberfläche in Kontakt, die fest mit dem Schaltgehäuse verbunden ist. Die mit dem Stift in Kontakt tretende Kontaktoberfläche weist eine Zentriervorrichtung auf, die durch eine Vertiefung, in welche der Stift mit seinem Stiftkopf einrastbar ist, gebildet ist. Der Stift ist entlang einer Längsachse der Ausnehmung verschiebbar angeordnet. Durch die Zentriervorrichtung ist eine über den Umfang des Stiftkopfes gleichmäßig radiale Kraftverteilung möglich, so dass eine gleichmäßige und sichere Zentrierung auf die Längsachse der Ausnehmung der Halterung gewährleistet sein soll.
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Nachteilig bei der bekannten Rastiervorrichtung ist, dass zwar der Stift auf die Längsachse der Ausnehmung zentriert wird. Jedoch können, wie oben dargelegt, insbesondere bei Schaltvorgängen ungewollte, Aufschlaggeräusche entstehen. Der Grund hierfür ist, dass der Stiftkopf ungedämpft in der Vertiefung der Zentriervorrichtung aufschlägt und es beim Kontakt von Stiftkopf und der Oberfläche der Vertiefung zu einem ungewollten Aufschlaggeräusch kommt.
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Aufgabe
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Rastiervorrichtung vorzuschlagen, durch welche Geräuschentwicklungen während der Schaltvorgänge weitestgehend vermieden werden.
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Darstellung der Erfindung
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Zur Lösung der Aufgabe wird eine Rastiervorrichtung vorgeschlagen, welche die in Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren.
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Die erfindungsgemäße Rastiervorrichtung weist ein Rastierelement und ein damit zusammenwirkendes Gegenrastelement auf, wobei das Rastierelement und das Gegenrastelement zwischen wenigstens einer Rast- und Endraststellung relativ zueinander bewegbar sind. Bevorzugt wird das Rastierelement bewegt und das Gegenrastelement ist ortsfest bezüglich des Kraftfahrzeuges, denkbar ist aber auch, dass das Gegenrastelement bewegt wird und das Rastierelement feststeht.
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Erfindungsgemäß ist an dem Gegenrastelement mindestens ein elastisch verformbares Dämpfungselement vorgesehen, wobei das Rastierelement in Raststellung mit dem Dämpfungselement in Wirkkontakt steht. Besonders vorteilhaft dabei ist, dass durch den Wirkkontakt des Rastierelements in Raststellung mit dem Dämpfungselement eine ungewollte Geräuschentwicklung bei Schaltvorgängen vermieden wird. Zusätzlich ist in Raststellung zwischen dem Rastier- und Gegenrastelement ein sicherer Halt gegeben.
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Nach einer ersten besonderen Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Gegenrastelement mindestens eine Vertiefung aufweist, in welche das Rastierelement in Raststellung eingreift und dabei in Wirkkontakt mit dem Dämpfungselement tritt. Diese Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, da das Rastierelement auf Grund der Vertiefung im Gegenrastelement sicher in die Raststellung überführt werden kann, sicher in dieser Vertiefung sitzt und dabei Wirkkontakt mit dem Dämpfungselement hat. Hierdurch wird ein direkter, vorzugsweise erster direkter Kontakt zwischen Rastierelement und Gegenrastelement verhindert und ungewollte Geräusche können vermieden werden.
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Damit die vom Fahrer eines Kraftfahrzeuges mittels eines Schalthebels angewählten Schaltpositionen erreicht werden können, ist ein Verschwenken des Rastierelementes vorgesehen. Durch das wahlweise Einbringen des Rastierelementes in Raststellung des Gegenrastelementes können verschiedene Schaltpositionen erreicht werden, so dass das Rastierelement wahlweise in eine Vertiefung eines Gegenrastelementes eingreift und mit dieser zusammen mit dem Dämpfungselement in Wirkkontakt tritt. Dadurch sind wahlweise mehrere Schaltpositionen erreichbar, ein leichtes Verstellen und eine sichere Rastierung des Rastierelementes sind somit möglich.
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Nach einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Rastierelement einen etwa kugelsegmentförmigen Kopf, insbesondere Kugelbolzen, auf, wobei die Vertiefung vorzugsweise korrespondierend zum kugelsegmentförmigen Kopf des Rastierelementes ausgebildet ist. Durch die Ausbildung des Rastierelementes ist es möglich, dass das Rastierelement leicht auf dem Gegenrastelement, insbesondere zwischen unterschiedlichen Schaltpositionen, gleiten kann, da die Kontaktstelle zwischen Rastierelement und Gegenrastelement auf Grund der Ausbildung des Rastierelementkopfes als kugelsegmentförmigen Kopf bzw. mit einem Kugelbolzen möglichst klein gehalten ist, so dass unerwünschte Reibungseffekte zwischen dem Rastierelement und dem Gegenrastelement vermieden werden. Auf Grund der korrespondierend zum kugelsegmentförmigen Kopf des Rastierelementes ausgebildeten Vertiefung des Gegenrastelementes ist es möglich, dass insbesondere in Raststellung ein guter Kontakt zwischen Rast- und Dämpfungselement gewährleistet ist, weil das Dämpfungselement in der korrespondierenden Vertiefung zu Liegen kommt und sich dadurch von mehreren Seiten an das Rastierelement anschmiegt. Auch ist durch die kugelsegmentartige Ausbildung des Rastierkopfes eine Selbstfindung des Rastierelementes in der jeweiligen Vertiefung erreicht.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Rastierelement in Raststellung an wenigstens zwei Kontaktstellen mit dem Dämpfungselement in Wirkkontakt steht. Auf Grund der wenigstens zwei Kontaktstellen zwischen Rastierelement und Dämpfungselement ist gewährleistet, dass das Rastierelement an mindestens zwei Stellen gedämpft ist und somit beim Aufschlagen des Rastierelementes direkt auf das Gegenrastelement Aufschlaggeräusche vermieden werden. Das Rastierelement gelangt gedämpft in die Raststellung.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass bei zwei Kontaktstellen diese sich diametral gegenüberliegend auf dem Umfang eines Kugelsegmentschnittes des Rastierelements befinden, und dass bei mindestens drei Kontaktstellen diese sich gleichmäßig über den Umfang eines Schnittes des Kugelsegmentes verteilt finden. Dies ist deshalb besonders vorteilhaft, da sich eine homogene Verteilung der Kontaktstellen zwischen Rastier- und Dämpfungselement ergibt und das Rastierelement sehr stabil, sicher und besonders gedämpft gehalten wird. Bei beispielsweise drei Dämpfungselementen findet eine gleichmäßige Verteilung dadurch statt, dass die Dämpfungselemente etwa im 120 °-Winkel zueinander über den Umfang eines Schnittes des Kugelsegmentes angeordnet sind. Aufgrund von drei Kontaktstellen zwischen Rastier- und Dämpfungselement ist auch eine besonders stabile Halterung des Rastierelementes in Raststellung möglich, da durch insbesondere drei Kontaktpunkte eine stabile Lage definiert ist. Ein Aufschlagen des Rastierelementes direkt auf die Oberfläche des Gegenrastelementes bei Schaltvorgängen und eine damit verbundene Geräuschentwicklung können somit vermieden werden.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das wenigstens eine Dämpfungselement in Bohrungen des Gegenrastelements aufgenommen ist. Durch die Bohrungen wird ein guter Halt des Dämpfungselementes in den Vertiefungen gewährleistet. Darüber hinaus ist das Dämpfungselement leicht zu montieren. Auch die Bohrungen selbst sind einfach anzufertigen. Es ist kein zusätzliches Material wie beispielsweise Kleber oder Ähnliches notwendig, um das Dämpfungselement in den Vertiefungen zu fixieren, denn diese werden in die Bohrungen eingebracht und dort gehalten.
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Darüber hinaus ist das Einbringen der Dämpfungselemente in Bohrungen unabhängig von der Temperatur innerhalb des Kraftfahrzeugs, wohingegen die Verwendung anderer Mittel zur Montage des Dämpfungselementes, wie beispielsweise Kleber oder Ähnliches, sich nachteilig im Hinblick auf insbesondere hohe Temperaturen im Kraftfahrzeug, beispielsweise bei Sonneneinstrahlung, auswirkt.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das wenigstens eine Dämpfungselement im Wesentlichen in der Vertiefung liegt, vorzugsweise sich über den Boden der Vertiefung erstreckt. Dadurch ist gewährleistet, dass nicht nur an zwei Kontaktpunkten zwischen Rastierelement und Dämpfungselement sondern auch über einen weiten Bereich des Rastierelementes Kontakt zum Dämpfungselement, das sich über den Boden der Vertiefung erstreckt, hergestellt wird und sich das Rastierelement an das Dämpfungselement anschmiegt. Dadurch wird eine ungewollte Geräuschentwicklung durch den sonst zeitweisen Kontakt zwischen dem Rastierelement und dem Gegenrastelement vermieden. Des Weiteren findet das Rastierelement sicheren Halt in den mit dem Dämpfungselement versehenen Vertiefungen des Gegenrastelementes.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das elastische Dämpfungselement als Schnur ausgebildet ist, welche sich durch die Bohrungen der mindestens einen Vertiefung erstreckt. Diese Ausführungsform ist ganz besonders vorteilhaft, weil nur ein als Schnur ausgebildetes Dämpfungselement verwendet wird, das durch die Vertiefung des Gegenrastelementes gezogen wird. Dadurch ist ein leichtes Verlegen des als Schnur ausgebildeten Dämpfungselementes möglich. Auch die Herstellung des Dämpfungselementes als Schnur ist besonders vorteilhaft, da diese nur wenige Arbeitsschritte erfordert. Dies wirkt sich insbesondere kostenmindernd bei der Herstellung aus.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bohrungen in den Vertiefungen derart angeordnet sind, dass sie von dem als Schnur ausgebildeten Dämpfungselement nacheinander durchzogen sind. Durch diese besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist ein leichtes Verlegen der Schnur als Dämpfungselement in den Bohrungen der Vertiefung des Gegenrastelementes möglich, da die Schnur durch die Bohrungen leichtgängig hindurch gezogen werden kann. Somit ist eine schnelle Montage des Dämpfungselementes in dem Gegenrastelement möglich, was sich ebenfalls kostenmindernd auswirkt.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Rastierelement aus Kunststoff, vorzugsweise aus Polyamid, insbesondere Polyamid 6.6, und der Kopf des Rastierelementes vorzugsweise aus Polyoxymethylen bestehen. Die Verwendung dieses Materials ist besonders deshalb vorteilhaft, da es besonders stabil, einfach zu bearbeiten und sehr leicht ist. Auch besitzt das Material sehr gute tribologische Eigenschaften.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Stärke des Dämpfungselementes in Entraststellung der Rastiervorrichtung etwa ein Verhältnis von 1:1 zum Radius des kugelsegmentförmigen Kopfes des Rastierelementes aufweist. Dies ist besonders deshalb vorteilhaft, da das Verhältnis von etwa 1:1 zwischen dem Dämpfungselement und dem Radius des kugelsegmentförmigen Kopfes des Rastierelementes eine optimale Kraftübertragung und damit eine Lagerung des als Kugelbolzen ausgebildeten Rastierelements auf dem Dämpfungselement ermöglicht, so dass sich das Dämpfungselement optimal an den Kugelbolzen anschmiegt und die Dämpfungseigenschaften des Dämpfungselementes sehr gut ausgeschöpft werden.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Dämpfungselement aus einem Elastomer, wie beispielsweise Ethylen-Propylen-Dien (EPDM), Silikon, Nitrilkautschuk (Nitrile Butadiene Rubber, NBR) oder hydriertem Acrylnitrilbutadien-Kautschuk (HNBR) besteht. Dies ist besonders deshalb vorteilhaft, da dieses Material besonders elastisch ist und sich somit bei Wirkkontakt zwischen Rastierelement und Dämpfungselement gleichmäßig an den Kontaktflächen verteilt. Darüber hinaus ist die Wahl dieses Materials deshalb vorteilhaft, weil es sich um ein einfach zu verarbeitendes und kostengünstiges Material handelt.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Dämpfungselement als Zwei-Komponenten-Gemisch aus TPE (thermoplastisches Elastomer z.B. PP/EPDM) oder TPU (thermoplastisches Urethan) besteht und über die als Einspritzkanäle dienenden Bohrungen eingespritzt ist. Das Einspritzen über die Einspritzkanäle ist herstellungstechnisch besonders vorteilhaft, denn es kann ein Zweikomponentenwerkzeug genutzt werden, wodurch ein vollständig verbaufertiges Werkstück erzeugt wird. Die wirkt sich kostenreduzierend bei der Herstellung aus.
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Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
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Es zeigen:
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1 eine Detailansicht in Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Rastiervorrichtung in Entraststellung,
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2 eine Detailansicht in Schnittdarstellung der Rastiervorrichtung in Raststellung gemäß 1 und
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3 eine Detailansicht in Schnittdarstellung von oben auf die Rastiervorrichtung gemäß 1.
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In 1 ist ein beispielhafter Aufbau der erfindungsgemäßen Rastiervorrichtung 10 mit einem Rastierelement 1 und einem Gegenrastelement 2 in einer Entraststellung 4 für das wahlweise Einbringen des Rastierelementes 1 in Raststellung 3 des Gegenrastelementes 2 dargestellt, wodurch verschiedene Schaltpositionen erreicht werden können.
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Das Gegenrastelement 2 ist fest mit einem nicht dargestellten Schaltgehäuse verbunden. Das schwenkbar gelagerte Rastierelement 1 ist im Fahrzeug mit einem nicht dargestellten Schalthebel verbunden. Das Rastierelement 1 weist einen kugelsegmentförmigen Kopf, insbesondere einen Kugelbolzen 6 auf, der mit einer Kontaktoberfläche 12 des Gegenrastelementes 2 in Wirkkontakt steht. Die mit dem Rastierelement 1 in Wirkkontakt stehende Kontaktoberfläche 12 des Gegenrastelementes 2 weist Vertiefungen 7 auf, in welche der Kopf 6 des Rastierelementes 1 einrastbar ist. Die Vertiefungen 7 sind korrespondierend zu dem Rastierelement 1 ausgebildet, so dass, wie 2 zeigt, das Rastierelement 1 sich in diese Vertiefungen 7 einrastet und dort gehalten wird, bevor es über die Kontaktoberfläche 12 zu einer weiteren Schaltposition und damit zu einer weiteren Vertiefung 7 geführt wird, in welcher das Rastierelement 1 dann erneut einrastet. Die einzelnen Vertiefungen 7 stehen für unterschiedliche Schaltstellungen. Durch das wahlweise Einbringen des Rastierelementes 1 in Raststellung 3 des Gegenrastelementes 2 können verschiedene Schaltpositionen erreicht werden, so dass das Rastierelement 1 wahlweise in eine Vertiefung 7 eines Gegenrastelementes 2 eingreift und mit dieser zusammen mit dem Dämpfungselement 5 in Wirkkontakt tritt. Dadurch sind wahlweise mehrere Schaltpositionen erreichbar, ein leichtes Verstellen und eine sichere Rastierung des Rastierelementes 1 sind somit möglich.
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In die Vertiefungen 7 sind Bohrungen 8 eingebracht, durch welche sich mindestens ein elastisch verformbares Dämpfungselement 5 erstreckt. In dem hier gewählten Ausführungsbeispiel ist dieses Dämpfungselement als Schnur 5 ausgebildet, welche sich durch die Bohrungen 8 erstreckt. Die Schnur 5 verläuft dabei durch eine Bohrung 8 auf einer Seite der Vertiefung 7, erstreckt sich über den Boden 11 der Vertiefung 7, ehe sie durch eine Bohrung 8 auf der anderen Seite der Vertiefung 7 austritt und durch weitere Bohrungen 8 weiterer Vertiefungen 7 geführt wird.
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2 zeigt die Rastiervorrichtung in Raststellung 3, welche eine mögliche Schaltposition des Getriebes eines Kraftfahrzeuges darstellt. Der Kugelbolzen 6 ist dabei in eine Vertiefung 7 des Gegenrastelementes 2 eingerastet. Dabei tritt der Kugelbolzen 6 in Wirkkontakt mit dem als Schnur ausgebildeten elastischen Dämpfungselement 5, welches an den Kontaktstellen 9 von Rastierelement 1 und Schnur 5 dämpfend auf das Rastierelement 1 wirkt, so dass eine ungewollte Geräuschentwicklung, wie beispielsweise nicht wertige Geräusche bei Schaltvorgängen, vermieden wird.
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Die Schnur 5 besteht beispielsweise aus einem Elastomer. Sie wird durch das Gewicht des Rastierelementes 1 in Raststellung 3 derart verformt, dass insgesamt eine große und gleichmäßige Kontaktfläche oder auch mehrere gleichmäßig verteilte Kontaktflächen und damit ein guter Kontakt zwischen Schnur 5 und Rastierelement 1 erreicht wird.
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Durch die Anordnung des Dämpfungselementes 5 an beispielsweise zwei sich diametral gegenüberliegenden Stellen in der Vertiefung 7 ist eine gleichmäßige Kontaktierung zwischen Rastierelement 1 und Dämpfungselement 5 gewährleistet.
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In 3 ist die erfindungsgemäße Rastiervorrichtung 10 in Draufsicht wiedergegeben. Dabei sind in einem Ausführungsbeispiel fünf Vertiefungen 7 dargestellt, in welchen ein hier nicht wiedergegebenes Rastierelement 1 in eine Raststellung 3 bringbar ist. 3 entspricht einem Linkslenker Fahrzeug, es gibt das Gleiche gespiegelt für den Rechtslenker sowie ein Rastierelement mit sechs Vertiefungen für wahlweise Rechts- oder Linkslenker, um für sowohl Rechts- als auch Linkslenker Gleichteile einsetzen zu können. Es können beliebig viele Rastierstellungen gedämpft werden. Das Rastierelement 1 wird dabei über die Kontaktoberfläche 12 bewegt. Vier der Vertiefungen 7 erstrecken sich dabei entlang einer Längsachse des Gegenrastelements 2. Diese sind auch in den 1 und 2 zu erkennen. Eine Vertiefung 7 liegt parallel zu dieser Längsachse und ist in den 1 und 2 von den davorliegenden Vertiefungen verdeckt. In dem Ausführungsbeispiel gemäß der 3 befinden sich als Schnur ausgebildete Dämpfungselemente 5 in den Vertiefungen 7. Das Gegenrastelement 2 ist fest mit einem Schaltgehäuse verbunden.
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Das Rastierelement 1 ist in einer Nut der Kontaktoberfläche 12 in Entraststellung 4 geführt und kann in die vier Stellpositionen entlang der Längsachse des Gegenrastelementes 2 in Raststellung 3 gebracht werden, wie dies beispielsweise in 1 und 2 dargestellt ist. Über eine weitere Nut eines Bereiches der Kontaktoberfläche kann das Rastierelement 1 auch in die einzelne, parallel zu den vier Vertiefungen 7 angeordnete Raststellung 3 gemäß 3 gebracht werden. Die Wahl dieser einzelnen Vertiefung ist für das manuelle Auf- und Abschalten des Getriebes vorgesehen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rastierelement
- 2
- Gegenrastelement
- 3
- Raststellung
- 4
- Entraststellung
- 5
- elastisch verformbares Dämpfungselement
- 6
- Kopf
- 7
- Vertiefung
- 8
- Bohrung
- 9
- Kontaktpunkt
- 10
- Rastiervorrichtung
- 11
- Boden der Vertiefung
- 12
- Kontaktoberfläche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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