DE102014213599A1

DE102014213599A1 - Arretiervorrichtung für ein Fahrzeuggetriebe sowie Fahrzeuggetriebe mit der Arretiervorrichtung

Info

Publication number: DE102014213599A1
Application number: DE102014213599.0A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Kress
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2014-07-14
Filing date: 2014-07-14
Publication date: 2016-01-14

Abstract

Arretierungen in Schaltgetrieben für Fahrzeuge dienen dazu, einen eingelegten Gang oder einen Schaltzustand zu sichern. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Arretiervorrichtung für ein Fahrzeuggetriebe vorzuschlagen, welche fertigungsgerecht ausgebildet ist und zugleich ein breites Anwendungsspektrum eröffnet. Hierzu wird eine Arretiervorrichtung 1 für ein Fahrzeuggetriebe 2 mit einem Arretiereinsatz 8, mit einer Federeinrichtung 9 und mit einem Gehäuse 7 vorgeschlagen, wobei das Gehäuse 7 einen Gehäuseboden 11 und eine dem Gehäuseboden 11 gegenüberliegende Gehäuseöffnung 12 aufweist, wobei der Arretiereinsatz 8 und die Federeinrichtung 9 in dem Gehäuse 7 angeordnet sind, wobei sich die Federeinrichtung 9 an dem Gehäuseboden 11 abstützt und der Arretiereinsatz 8 an der Gehäuseöffnung 12 verliersicher angeordnet ist, wobei der Arretiereinsatz 8 durch die Federeinrichtung 9 in eine Arretierrichtung 13 vorgespannt ist, wobei die Arretiervorrichtung 1 als eine selbsthaltende Einbaukomponente zum Einbau in das Fahrzeuggetriebe 1 ausgebildet ist, und wobei das Gehäuse 7 einen Hülsenabschnitt 17 und einen Buchsenabschnitt 18 umfasst, wobei der Hülsenabschnitt 17 die Gehäuseöffnung 12 und der Buchsenabschnitt 18 den Gehäuseboden 11 aufweist, wobei der Hülsenabschnitt 17 und der Buchsenabschnitt 18 in einem Überlappbereich 20 über einen Presssitz miteinander verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Arretiervorrichtung für ein Fahrzeuggetriebe mit einem Arretiereinsatz, mit einer Federeinrichtung und mit einem Gehäuse, wobei das Gehäuse einen Gehäuseboden und eine dem Gehäuseboden gegenüberliegende Gehäuseöffnung aufweist, wobei der Arretiereinsatz und die Federeinrichtung in dem Gehäuse angeordnet sind, wobei sich die Federeinrichtung an dem Gehäuseboden abstützt und der Arretiereinsatz an der Gehäuseöffnung verliersicher angeordnet ist, wobei der Arretiereinsatz durch die Federeinrichtung in eine Arretierrichtung vorgespannt ist, wobei die Arretiervorrichtung als eine selbsthaltende Einbaukomponente zum Einbau in das Fahrzeuggetriebe ausgebildet ist, Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrzeuggetriebe mit einer derartigen Arretiervorrichtung.
Arretierungen in Schaltgetrieben für Fahrzeuge dienen dazu, einen eingelegten Gang oder einen Schaltzustand zu sichern. Derartige Arretierungen weisen in der Regel ein Arretierelement auf, welches entlang einer Verschieberichtung verschiebbar gelagert und zudem vorgespannt ist. Die Arretierung drückt mit dem Arretierelement in eine Vertiefung einer Schaltwelle oder dergleichen in dem Schaltgetriebe und sichert auf diese Weise die Schaltwelle formschlüssig.
Die Druckschrift DE 9105 258 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, betrifft einen Arretierbolzen zur Sicherung von Verstellpositionen eines Schaltgestänges in Kraftfahrzeuggetrieben, wobei der Arretierbolzen als eine Baugruppe mit einem hohlzylindrischen, aus dünnwandigem Blech gezogenen Schaftteil und mit einem in dem Schaftteil längsverschiebbar und über eine Feder in einer Rastrichtung vorgespannten Rastelement ausgebildet ist. Das Schaftteil ist als ein einteiliges Umformteil ausgebildet. Der Arretierbolzen wird in seiner Gesamtheit in ein Gehäuse des Kraftfahrzeuggetriebes eingesetzt und zum Beispiel in dieses eingepresst, um kraftschlüssig festgelegt zu werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Arretiervorrichtung für ein Fahrzeuggetriebe vorzuschlagen, welche fertigungsgerecht ausgebildet ist und zugleich ein breites Anwendungsspektrum eröffnet.
Diese Aufgabe wird durch eine Arretiervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Fahrzeuggetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
Im Rahmen der Erfindung wird eine Arretiervorrichtung vorgeschlagen, welche für ein Fahrzeuggetriebe geeignet und/oder ausgebildet ist. Insbesondere ist die Arretiervorrichtung ausgebildet, einen Schaltzustand des Fahrzeuggetriebes zu arretieren, insbesondere kraftschlüssig und/oder formschlüssig zu sichern. So ist die Arretiervorrichtung beispielsweise ausgebildet, das Fahrzeuggetriebe bei einem eingelegten Gang, insbesondere Rückwärtsgang, zu formschlüssig und/oder kraftschlüssig zu sichern, indem die Arretiervorrichtung mit einer Arretierkontur zusammenwirkt. Alternativ oder optional ergänzend kann die Arretiervorrichtung ausgebildet sein, um Schaltkräfte und/oder Wählkräfte bei einem Schalt- und/oder Wählvorgang in dem Fahrzeuggetriebe gezielt zu beeinflussen, indem die Arretiervorrichtung mit einer Schalt- und/oder Wählkontur des Fahrzeuggetriebes zusammenwirkt. Insbesondere wirken die Arretiervorrichtung und eine Schaltwelle beziehungsweise ein Aufsatz der Schaltwelle mit der Arretierkontur bzw. der Schalt- und/Wählkontur zum Zweck der Arretierung und/oder Änderung der Schalt- und/oder Wählkraft zusammen.
Die Arretiervorrichtung weist einen Arretiereinsatz auf, wobei der Arretiereinsatz vorzugsweise in eine oder die Arretierkontur des Fahrzeuggetriebes eingreift, wobei die Arretierkontur auf der Schaltwelle bzw. auf einem Aufsatz der Schaltwelle des Fahrzeuggetriebes angeordnet ist. Die Arretierkontur ist insbesondere als eine Vertiefung, wie z.B. eine Mulde, ein Sackloch, eine Aussparung oder dergleichen ausgebildet. Der Arretiereinsatz kann einstückig oder mehrstückig ausgebildet sein. Insbesondere kann der Arretiereinsatz als ein Arretierbolzen, ein Arretierstift oder als eine Arretierkugel realisiert sein oder diese umfassen. So ist es beispielsweise möglich, dass der Arretiereinsatz einen Aufnahmekörper und eine Kugel umfasst, wobei die Kugel in dem Aufnahmekörper drehbar gelagert ist und wobei die Kugel mit der Arretierkontur in Eingriff kommen kann. Ferner weist die Arretiervorrichtung eine Federeinrichtung auf, wobei die Federeinrichtung besonders bevorzugt als eine oder mehrere Spiralfedern ausgebildet ist.
Der Arretiereinsatz und die Federeinrichtung sind in einem Gehäuse angeordnet, welches einen Teil der Arretiervorrichtung bildet. Das Gehäuse ist vorzugsweise aus Metall ausgebildet. Das Gehäuse weist einen Gehäuseboden, insbesondere einen geschlossenen Gehäuseboden, und eine auf der anderen Seite des Gehäuses angeordnete Gehäuseöffnung auf. Insbesondere sind der Gehäuseboden und die Gehäuseöffnung in Bezug auf eine Längserstreckung des Gehäuses und/oder der Arretiervorrichtung, welche eine Hauptachse definiert diametral zueinander angeordnet.
Die Federeinrichtung stützt sich mittelbar oder unmittelbar an dem Gehäuseboden ab, so dass dieses eine Lagerung oder Abstützung für die Federeinrichtung bildet. So ist es im Rahmen der Erfindung möglich, dass die Federeinrichtung unmittelbar körperlich kontaktierend an dem Gehäuseboden anliegt oder, dass ein oder mehrere Zwischenelemente zwischen Federeinrichtung und Gehäuseboden angeordnet sind. Es ist jedoch vorgesehen, dass eine Kraft der Federeinrichtung über den Gehäuseboden in das Gehäuse abgeleitet wird. Der Arretiereinsatz ist dagegen an der Gehäuseöffnung angeordnet. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass der Arretiereinsatz aus dem Gehäuse hervorragt.
Der Arretiereinsatz ist verliersicher in dem Gehäuse und insbesondere in Bezug auf die Gehäuseöffnung angeordnet, so dass der Arretiereinsatz durch die Gehäuseöffnung nicht entfernt werden kann. Die Verliersicherung für den Arretiereinsatz ist insbesondere so ausgebildet, dass der Arretiereinsatz in Arretierrichtung formschlüssig durch das Gehäuse im Bereich der Gehäuseöffnung gehalten wird und dadurch das Gehäuse nicht verlassen kann. Der Arretiereinsatz ist durch die Federeinrichtung in eine Arretierrichtung vorgespannt. Insbesondere wird der Arretiereinsatz durch die Federeinrichtung gegen die Begrenzungen der Gehäuseöffnung gedrückt.
Zusammenfassend ist vorgesehen, dass die Arretiervorrichtung als eine selbsthaltende Einbaukomponente zum Einbau in das Fahrzeuggetriebe ausgebildet ist. Selbsthaltend bedeutet insbesondere, dass die Arretiervorrichtung auch ohne das Fahrzeuggetriebe oder ohne weitere Komponenten in dem vorgespannten Zustand zum Beispiel lagerfähig ist.
Die Arretiervorrichtung weist die Form eines geraden Zylinders auf. An einem Ende des Zylinders ist der Arretiereinsatz, an dem anderen Ende ist der Gehäuseboden angeordnet. Zwischen dem Gehäuseboden und der Gehäuseöffnung erstreckt sich ein bevorzugt zylinderförmiger Aufnahmeraum, wobei in dem Aufnahmeraum die Federeinrichtung und zumindest abschnittsweise der Arretiereinsatz angeordnet ist. Die Hauptachse der Arretiervorrichtung ist koaxial zu der Längserstreckung und/oder zu dem Zylinder ausgerichtet.
Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Gehäuse einen Hülsenabschnitt und einen Buchsenabschnitt aufweist. Der Hülsenabschnitt bildet die Gehäuseöffnung aus, der Buchsenabschnitt umfasst den Gehäuseboden. Hülsenabschnitt und der Buchsenabschnitt sind insbesondere teleskopartig ineinander geschoben und in einem Überlappbereich über einen Presssitz miteinander verbunden. Somit ist insbesondere vorgesehen, dass der Hülsenabschnitt und der Buchsenabschnitt koaxial und abschnittsweise konzentrisch zueinander angeordnet sind, wobei in einem in radialer Richtung zu der Hauptachse liegenden Bereich der Hülsenabschnitt und der Buchsenabschnitt aufeinanderliegen. In dem Überlappbereich wird der Presssitz realisiert, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass der Presssitz sich über eine die Hauptachse umlaufende Zylinderfläche erstreckt. Insbesondere liegt der Presssitz in Umlaufrichtung ununterbrochen und in axialer Richtung über mindestens 10 Millimeter, vorzugsweise über mindestens 15 Millimeter, vor. Unter Presssitz wird insbesondere eine mechanische Verbindungstechnik verstanden, wobei die zu verbindenden Teile so hergestellt werden, dass nach dem Fügen an den Verbindungsstellen, in diesem Beispiel in dem Überlappbereich, eine Presspassung entsteht. Unter einer Presspassung – auch Übermaßpassung genannt – wird in dem Überlappbereich der Umstand bezeichnet, dass der Außendurchmesser des radial innen liegenden Abschnitts größer ist als der Innendurchmesser des radial außen liegenden Abschnitts. Insbesondere ist die Presspassung so ausgeführt, dass ein Druck größer als 200 N, vorzugsweise größer als 300 N zum Fügen von Hülsenabschnitt und Buchsenabschnitt benötigt ist. Insbesondere liegt mindestens eine Presspassung dH7/p6, dH7/r6 oder sogar dH7/s6 vor. Insbesondere ist die Reibkraft der Presspassung größer als die Vorspannkraft der Arretiervorrichtung ausgebildet, sodass die Arretiervorrichtung nach der Montage als eine selbsthaltende Einbaukomponente ausgebildet ist.
Es ist eine Überlegung der Erfindung, dass die aus dem Stand der Technik bekannten Arretierungen aufgrund von umformtechnischen Grenzen in der Länge beschränkt sind. So ist es insbesondere bei Blechumformteilen nicht möglich, diese beliebig lang zu gestalten. Liegt bei Anwendungsgebieten ein Fahrzeuggetriebe mit einer Geometrie vor, die eine sehr lange Arretiervorrichtung erfordert, so ist diese nach dem Stand der Technik zumindest umformtechnisch nicht mehr herstellbar. Um dieser Problematik abzuhelfen wird vorgeschlagen, dass das Gehäuse mindestens oder genau zweiteilig ausgebildet ist und einen Hülsenabschnitt und einen Buchsenabschnitt aufweist. Dadurch ist es möglich, das Gehäuse länger zu gestalten, ohne dass zugleich durch Fertigungsprozesse definiert Grenzen überschritten werden müssen.
Somit ist es besonders bevorzugt, dass der Hülsenabschnitt als ein Blechteil, insbesondere als ein Blechumformteil oder Blechziehteil und im Speziellen als eine gezogene Hülse ausgebildet ist. In dieser Ausgestaltung ist es möglich, den Hülsenabschnitt kostengünstig mittels Umformen zu fertigen und durch den zweiteiligen Aufbau des Gehäuses trotzdem auch längere Arretiervorrichtungen schaffen zu können.
In dem Hülsenabschnitt ist der Arretiereinsatz angeordnet, sodass dieser seitlich oder in radialer Richtung zur Hauptachse der Arretiervorrichtung durch den Hülsenabschnitt geführt ist. Insbesondere bildet der Hülsenabschnitt an der inneren Zylinderfläche eine Gleitfläche für den Arretiereinsatz aus. Es ist besonders bevorzugt, dass der Hülsenabschnitt mindestens im Bereich der Gleitfläche, bevorzugt jedoch vollständig gehärtet ist. Auch hier zeigt sich ein Vorteil der Erfindung, da durch den zweiteiligen Aufbau nur der Hülsenabschnitt, nicht jedoch der Buchsenabschnitt gehärtet werden muss. Dadurch werden weitere Fertigungskosten eingespart. Es ist z.B. auch möglich, dass der Hülsenabschnitt und der Buchsenabschnitt aus unterschiedlichen Werkstoffen gefertigt sind.
Bei einer bevorzugten Auslegung der Erfindung ist die Gesamtlänge des Gehäuses zwischen der Gehäuseöffnung und dem Gehäuseboden größer als die Maximallänge des Hülsenabschnitts, die aufgrund eines maximalen Umformgrads des Hülsenabschnitts erreichbar ist. Mit dieser Auslegung wird unterstrichen, dass bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung die Arretiervorrichtung in Längserstreckung so lang ausgebildet ist, dass diese Länge nicht mittels eines einzigen Umformteils, insbesondere nicht mittels einer einzigen gezogenen Hülse erreicht werden kann. Die Maximallänge einer gezogenen Hülle ist durch den maximalen Umformgrad und/oder die Streckgrenze des Materials bestimmt, wird der Umformgrad oder die Streckgrenze überschritten, so entstehen Risse oder ein anderes Materialversagen an dem Hülsenabschnitt. Beispielsweise ist das Verhältnis zwischen der Gesamtlänge des Gehäuses wie oben definiert zu dem Innendurchmesser des Gehäuses größer als 6:1.
Bei einer bevorzugten Realisierung der Erfindung beträgt die ursprüngliche Blechdicke im nicht-umgeformten Zustand des Hülsenabschnitts weniger als 1,5 Millimeter. Die Gesamtlänge des Gehäuses zwischen der Gehäuseöffnung und dem Gehäuseboden beträgt dagegen mehr als 100 Millimeter. Mit diesen Randwerten ist eine Gestaltungssituation geschaffen, bei der es nicht mehr möglich ist, die Gesamtlänge durch den Hülsenabschnitt bereitzustellen, da der maximale Umformgrad dann deutlich überschritten wäre.
Es ist besonders bevorzugt, dass der Überlappbereich mittig in Bezug auf die Gesamtlänge des Gehäuses oder sogar ausgehend von der Mitte der Gesamtlänge in Richtung des Gehäusebodens verschoben angeordnet ist. Insbesondere wird die Gesamtlänge, welche zwischen dem Gehäuseboden und der Gehäuseöffnung gemessen wird, mindestens 30 Prozent der Gesamtlänge durch den Hülsenabschnitt, mindestens 30 Prozent durch den Buchsenabschnitt und mindestens 10 Prozent durch den Überlappbereich überbrückt wird. Besonders bevorzugt sind Hülsenabschnitt und Buchsenabschnitt gleich lang oder unterscheiden sich in der Länge weniger als 20 Prozent, vorzugsweise weniger als 10 Prozent. Damit wird erreicht, dass das Umformvermögen des Hülsenabschnitts weitgehend ausgenutzt wird, der Buchsenabschnitt jedoch zur Verlängerung der Arretiervorrichtung, insbesondere der Gesamtlänge der Arretiervorrichtung beziehungsweise des Gehäuses, eingesetzt wird.
Bei einer bevorzugten Realisierung der Erfindung ist der Buchsenabschnitt ebenfalls als ein Umformteil ausgebildet. In dieser Ausgestaltung kann die Arretiervorrichtung besonders kostengünstig hergestellt werden. Optional kann vorgesehen sein, dass Hülsenteil und Buchsenteil gleich lang ausgebildet sind, um bei beiden Abschnitten den Umformgrad gleich auszunutzen.
Bei einer Alternative der Erfindung ist vorgesehen, dass der Buchsenabschnitt als ein Massivbauteil realisiert ist und beispielsweise an seiner Außenseite ein Einschraubgewinde zum Einschrauben in ein Getriebegehäuse des Fahrzeuggetriebes aufweist. Diese letztgenannte Alternative ist in der Fertigung deutlich teurer, nutzt jedoch immer noch den Vorteil, die Gesamtlänge durch ein Zusammenwirken von Hülsenabschnitt und Buchsenabschnitt zu erreichen.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Fahrzeuggetriebe mit einem Getriebegehäuse und einer Arretiervorrichtung wie diese zuvor beschrieben wurde beziehungsweise nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Es ist vorgesehen, dass das Getriebegehäuse einen Aufnahmebereich aufweist, wobei die Arretiervorrichtung in dem Aufnahmebereich angeordnet ist.
Vorzugsweise weist das Fahrzeuggetriebe mindestens eine Schaltwelle mit einer Arretierkontur auf, wobei die Arretierkontur stationär oder ortsfest auf der Schaltwelle angeordnet ist. Beispielsweise kann die Arretierkontur als eine Ausnehmung in der Schaltwelle ausgebildet sein. Alternativ oder ergänzend kann die Arretierkontur auch auf einer Hülse, insbesondere Rastierhülse, welche auf die Schaltwelle aufgesetzt und mit dieser starr verbunden ist, angeordnet sein. Die Arretierkontur kann als eine einfache Vertiefung oder als eine komplexe Wähl- und/oder Schaltkontur ausgebildet sein.
Für die Befestigung der Arretiervorrichtung in dem Aufnahmebereich des Getriebegehäuses können unterschiedliche Varianten vorgesehen sein:
Für den Fall, dass der Hülsenabschnitt und der Buchsenabschnitt beide als Umformteile ausgebildet sind, können zwei Untervarianten unterschieden werden:
Bei einer ersten Untervariante ist der Buchsenabschnitt konzentrisch innenliegend zu dem Hülsenabschnitt angeordnet. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass der Hülsenabschnitt von dem Getriebegehäuse in radialer Richtung besonders gut abgestützt werden kann. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die axiale Fixierung der Arretiervorrichtung in dem Getriebegehäuse durch ein Fixierelement, wie zum Beispiel einem Schraubstopfen, umgesetzt ist. In dieser Ausgestaltung bildet die Zylinderaußenfläche des Hülsenabschnitts eine Anlagefläche der Arretiervorrichtung an das Getriebegehäuse.
Bei einer zweiten Untervariante ist vorgesehen, dass der Hülsenabschnitt konzentrisch innerhalb des Buchsenabschnitts angeordnet ist. Diese zweite Untervariante hat den Vorteil, dass die Arretiervorrichtung in das Getriebegehäuse eingepresst werden kann, wobei die Außenmantelfläche des Buchsenabschnitts die Pressfläche bildet, da der Druck zum Einpressen unmittelbar auf den Buchsenabschnitt beaufschlagt werden kann.
Bei einer zweiten Hauptvariante ist vorgesehen, dass der Buchsenabschnitt als ein Massivbauteil ausgebildet ist und ein Einschraubgewinde aufweist, wobei die Arretiervorrichtung in das Getriebegehäuse eingeschraubt wird.
Bei allen zuvor genannten Haupt- und Untervarianten ist jedoch vorgesehen, dass die Vorspannung des Arretiereinsatzes bereits beim Zusammenbau der Arretiervorrichtung erzeugt wird und nicht erst beim Einsetzen der Arretiervorrichtung in das Getriebegehäuse eingestellt werden muss. Dies hat den Vorteil, dass Montagefehler bei der Montage der Arretiervorrichtung in dem Getriebegehäuse minimiert werden können.
Besonders bevorzugt ist, dass die Arretiervorrichtung eine Gesamtlänge von größer als 100 Millimetern aufweist, um größere Abstände in dem Getriebegehäuse überbrücken zu können.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:
1 eine schematische Längsschnittdarstellung einer Arretiervorrichtung als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 in gleicher Darstellung wie in 1 ein zweites Ausführungsbeispiel der Arretiervorrichtung;
3 in gleicher Darstellung wie die vorhergehenden Figuren ein drittes Ausführungsbeispiel der Arretiervorrichtung;
4 in gleicher Darstellung wie die vorhergehenden Figuren ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die 1 zeigt in einer schematischen Längsschnittdarstellung eine Arretiervorrichtung 1 für ein Fahrzeuggetriebe 2 als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Von dem Fahrzeuggetriebe 2 ist nur ein Abschnitt des Getriebegehäuses 3 und ein Abschnitt einer Schaltwelle 4 gezeigt. Das Getriebegehäuse 3 kann auch als ein Schaltdom ausgebildet sein.
Die Arretiervorrichtung 1 ist in dem Getriebegehäuse 3 als eine Einbaukomponente angeordnet. Das Getriebegehäuse 3 weist einen Aufnahmeraum 5 auf, in dem die Arretiervorrichtung 1 angeordnet und festgelegt ist. Die Schaltwelle 4 ist für Schalt- und/oder Wählbewegungen in einer Längsrichtung verschiebbar und in einer Umlaufrichtung schwenkbar angeordnet. Die Schaltwelle 4 weist eine Arretierkontur 6 auf, welche in der 1 beispielhaft als eine Ausnehmung in der Schaltwelle 4 angedeutet ist. Alternativ hierzu kann die Arretierkontur 6 auch komplexer ausgebildet sein oder auf einem Aufsatzteil der Schaltwelle, insbesondere auf einer Rastierhülse (nicht gezeigt) angeordnet sein.
Die Arretiervorrichtung 1 weist ein Gehäuse 7 auf, wobei in dem Gehäuse 7 ein Arretiereinsatz 8 und eine Federeinrichtung 9 angeordnet sind. Das Gehäuse 7 und/oder die Arretiervorrichtung 1 weist eine Zylinderform mit einer Hauptachse 10 auf, wobei sich die Federeinrichtung 9 ausgebildet als eine Spiralfeder entlang der Hauptachse 10 erstreckt.
Das Gehäuse 7 weist einen Gehäuseboden 11 sowie an der gegenüberliegenden Seite eine Gehäuseöffnung 12 auf. Die Federeinrichtung 9 stützt sich mit ihrem einen freien Ende an dem Gehäuseboden 11 ab und drückt mit ihrem anderen freien Ende gegen den Arretiereinsatz 8. Durch das Einwirken der Federeinrichtung 9 wird der Arretiereinsatz 8 in eine Arretierrichtung 13, welche parallel und/oder koaxial zur Hauptachse 10 ausgerichtet ist und in Richtung der Schaltwelle 4 und/oder der Arretierkontur 6 weist, vorgespannt. Der Arretiereinsatz 8 ist jedoch in dem Gehäuse 7 in Richtung bzw. Gegenrichtung zu der Hauptachse 10 verschiebbar angeordnet, sodass dieser in Zusammenwirkung mit der Federeinrichtung 9 elastisch gegen die Arretierrichtung 13 nachgeben kann.
Die Gehäuseöffnung 12 weist eine Durchmesserverjüngung 14 auf, welche bei diesem Ausführungsbeispiel durch einen Bördelbereich oder Umformkragen realisiert ist und welche so gestaltet ist, dass der Arretiereinsatz 8 in dem Gehäuse 7 verliersicher gehalten wird. Insbesondere wird durch die Durchmesserverjüngung 14 der Arretiereinsatz 8 in der Arretierrichtung 13 formschlüssig gehalten. Bei einem Herauswandern des Arretiereinsatzes 8 aus der Arretierkontur 6 weicht der Arretiereinsatz 8 gegen die Vorspannung der Federeinrichtung 9 in das Gehäuse 7 zurück. Dagegen wird bei einem Eingreifen des Arretiereinsatzes 8 in die Arretierkontur 6 der Arretiereinsatz 8 ausgefahren und arretiert dadurch die Schaltwelle 4 und mit der Schaltwelle 4 das Fahrzeuggetriebe 2 in einer vorgegebenen Schaltstellung.
Der Arretiereinsatz 8 weist bei diesem Ausführungsbeispiel einen Bolzenabschnitt 15, welcher das Tastende des Arretiereinsatzes 8 bildet sowie einen Aufnahmeabschnitt 16, welcher in Richtung der Federeinrichtung 9 geöffnet ist und diese abschnittsweise aufnimmt, auf.
Das Gehäuse 7 ist zweiteilig ausgebildet und weist einen Hülsenabschnitt 17 und einen Buchsenabschnitt 18 auf. Der Hülsenabschnitt 17 ist als ein Blechumformteil ausgebildet und als eine gezogene Hülse realisiert. Der Hülsenabschnitt 17 weist somit eine hohlzylindrische Form auf, welche koaxial zu der Hauptachse 10 ausgerichtet ist. An ihrem freien Ende ist die Gehäuseöffnung 12 angeordnet. Der Buchsenabschnitt 18 ist ebenso als ein Blechumformteil und in diesem Beispiel als eine gezogene Buchse ausgebildet. Der Buchsenabschnitt 18 weist ebenfalls einen hohlzylinderförmigen Teil auf, welcher koaxial zu der Hauptachse 10 ausgerichtet ist und welcher einstückig mit dem Gehäuseboden 11 verbunden ist. Hülsenabschnitt 17 und Buchsenabschnitt 18 bilden gemeinsam einen zylinderförmigen Innenraum 19 aus, in dem die Federeinrichtung 9 und der Arretiereinsatz 8 zumindest teilweise angeordnet ist.
Der Hülsenabschnitt 17 und der Buchsenabschnitt 18 sind in einem Überlappbereich 20 ineinandergesteckt, wobei bei dem Ausführungsbeispiel in der 1 der Buchsenabschnitt 18 in den Hülsenabschnitt 17 eingesteckt ist, sodass der Hülsenabschnitt 17 den Buchsenabschnitt 18 umlaufend in dem Überlappbereich 20 umgibt. Der Außendurchmesser des Buchsenabschnitts 18 und der Innendurchmesser des Hülsenabschnitts 17 sind so bemessen, dass diese gemeinsam eine Presspassung und damit im Überlappbereich 20 einen Presssitz bilden. Der Presssitz ist so dimensioniert, dass die durch den Presssitz gebildete Reibkraft größer als die Vorspannkraft der Federeinrichtung 9 ist. Dadurch ist die Arretiervorrichtung 1 als eine selbsthaltende, jedoch vorgespannte Einbaukomponente ausgebildet. Beispielsweise kann die Arretiervorrichtung 1 in dem vorgespannten Zustand unabhängig von dem Getriebegehäuse 3 vorgefertigt und temporär zwischengelagert werden. Beispielsweise kann die Reibkraft größer als 400 N und die Vorspannkraft in einem Bereich zwischen 300 N und 380 N gewählt sein.
Diese Vorfertigung als selbsthaltende Einbaukomponente hat den Vorteil, dass bei einer Montage der Arretiervorrichtung 1 in dem Getriebegehäuse 3 die Vorspannkraft nicht durch etwaige Fixierelemente erzeugt werden muss. Dies kann nämlich zur Folge haben, dass bei einem unvorsichtigen oder unsachgemäßen Anbringen des Fixierelements gegen die Vorspannkraft eine Beschädigung von einem Gewinde in dem Getriebegehäuse 3 erfolgen kann. Stattdessen wird die Arretiervorrichtung 1 in den Aufnahmeraum 5 eingeführt und kann in einfacher Weise fixiert werden.
Allerdings ist es schwierig, gerade bei schlecht zugänglichen Bereichen und komplizierten Einbausituationen, eine ausreichend lange Arretiervorrichtung 1 bereitzustellen. Dies hat die Ursache, dass bei der Fertigung von Metallumformteilen nur eine begrenzte Länge in Richtung der Hauptachse 10 erreicht werden kann, da die Maximallänge durch einen maximalen Umformgrad begrenzt ist. Versucht man Teile länger zu gestalten, so hat dies Risse oder dergleichen als Fehlstellen zur Folge. Diesen Fehlstellen wird dadurch entgegengewirkt, dass das Gehäuse 7 aus zwei Teilen, nämlich dem Hülsenabschnitt 17 und dem Buchsenabschnitt 18 zusammengefügt ist. Der Überlappbereich 20 ist mittig angeordnet, wobei in Bezug auf die Gesamtlänge, welche zwischen dem Gehäuseboden 11 und der Gehäuseöffnung 12 gemessen wird, mindestens 30 Prozent der Gesamtlänge durch den Hülsenabschnitt 17, mindestens 30 Prozent durch den Buchsenabschnitt 18 und mindestens 10 Prozent durch den Überlappbereich 20 überbrückt wird. Besonders bevorzugt sind Hülsenabschnitt 17 und Buchsenabschnitt 18 gleich lang oder unterscheiden sich in der Länge weniger als 20 Prozent, vorzugsweise weniger als 10 Prozent.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel liegt der Hülsenabschnitt 17 mit seiner Außenfläche flächig an der Innenfläche des Aufnahmeraumes 5 an, sodass die Arretiervorrichtung 1 in radialer Richtung durch das Getriebegehäuse 3 abgestützt ist. Der Hülsenabschnitt 17 kann gehärtet, insbesondere durchgehärtet, ausgebildet sein. Die axiale Festlegung der Arretiervorrichtung 1 erfolgt durch ein Fixierelement 21, z.B. einen Scharubstopfen.
In der 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Arretiervorrichtung 1 gezeigt, wobei gleiche Bezugszeichen die gleichen Teile und Abschnitte bezeichnen. Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel in der 1 bildet der Buchsenabschnitt 18 in dem Überlappbereich 20 den äußeren Abschnitt und nimmt den Hülsenabschnitt 17 koaxial und konzentrisch auf. Die Arretiervorrichtung 1 in der 2 kann als Einbaukomponente in das Getriebegehäuse 3 eingepresst werden, da der Einpressdruck auf den Gehäuseboden 11 aufgebracht werden kann. Die Außenfläche des Buchsenabschnitts 18 bildet zusammen mit einer Innenfläche des Aufnahmeraums 5 des Getriebegehäuses 3 einen Pressverband aus.
In der 3 ist eine weitere Alternative gezeigt, wobei der Hülsenabschnitt 17 und der Buchsenabschnitt 18 wie in der 2 ausgebildet ist. Im Gegensatz zu den vorhergehenden Figuren ist der Arretiereinsatz 8 als eine Kugel ausgebildet. Optional ergänzend kann zwischen Kugel und Federeinrichtung 9 auch ein Zwischenteil, insbesondere eine Lagerung für die Kugel, angeordnet sein.
Die 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, wobei der Buchsenabschnitt 18 als ein Massivbauteil ausgebildet ist und den Hülsenabschnitt 17 übergreift und einen Pressverband bildet. Diese Ausgestaltung ist nur für begrenzte Längen des Hülsenabschnitts 17 umsetzbar, da die Maximallänge des Hülsenabschnitts durch den maximalen Umformgrad begrenzt ist. In dem Buchsenabschnitt 18 ist ein Außengewinde angebracht, sodass die Arretiervorrichtung 1 in das Getriebegehäuse 3 eingeschraubt und dadurch fixiert werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Arretiervorrichtung
2: Fahrzeuggetriebe
3: Getriebegehäuse
4: Schaltwelle
5: Aufnahmeraum
6: Arretierkontur
7: Gehäuse
8: Arretiereinsatz
9: Federeinrichtung
10: Hauptachse
11: Gehäuseboden
12: Gehäuseöffnung
13: Arretierrichtung
14: Durchmesserverjüngung
15: Bolzenabschnitt
16: Aufnahmeabschnitt
17: Hülsenabschnitt
18: Buchsenabschnitt
19: Innenraum
20: Überlappbereich
21: Fixierelement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 9105258 [0003]

Claims

Arretiervorrichtung (1) für ein Fahrzeuggetriebe (2) mit einem Arretiereinsatz (8), mit einer Federeinrichtung (9) und mit einem Gehäuse (7), wobei das Gehäuse (7) einen Gehäuseboden (11) und eine dem Gehäuseboden (11) gegenüberliegende Gehäuseöffnung (12) aufweist, wobei der Arretiereinsatz (8) und die Federeinrichtung (9) in dem Gehäuse (7) angeordnet sind, wobei sich die Federeinrichtung (9) an dem Gehäuseboden (11) abstützt und der Arretiereinsatz (8) an der Gehäuseöffnung (12) verliersicher angeordnet ist, wobei der Arretiereinsatz (8) durch die Federeinrichtung (9) in eine Arretierrichtung (13) vorgespannt ist und wobei die Arretiervorrichtung (1) als eine selbsthaltende Einbaukomponente zum Einbau in das Fahrzeuggetriebe (1) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (7) einen Hülsenabschnitt (17) und einen Buchsenabschnitt (18) umfasst, wobei der Hülsenabschnitt (17) die Gehäuseöffnung (12) und der Buchsenabschnitt (18) den Gehäuseboden (11) aufweist, wobei der Hülsenabschnitt (17) und der Buchsenabschnitt (18) in einem Überlappbereich (20) über einen Presssitz miteinander verbunden sind.
Arretiervorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hülsenabschnitt (17) als ein Umformteil ausgebildet ist.
Arretiervorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hülsenabschnitt (17) gehärtet ist.
Arretiervorrichtung (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtlänge des Gehäuses (7) zwischen der Gehäuseöffnung (12) und dem Gehäuseboden (11) größer als die Maximallänge des Hülsenabschnitts (17) ist, die aufgrund eines maximalen Umformgrads des Hülsenabschnitts erreichbar ist.
Arretiervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechdicke des Hülsenabschnitts (17) kleiner als 1,5 mm ist und die Gesamtlänge des Gehäuses (7) zwischen der Gehäuseöffnung (12) und dem Gehäuseboden (11) mehr als 100 mm beträgt.
Arretiervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Überlappbereich (20) mittig oder in Richtung des Gehäusebodens (11) verschoben angeordnet ist.
Arretiervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Buchsenabschnitt (18) als ein Umformteil ausgebildet ist.
Arretiervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Buchsenabschnitt (18) als ein Massivbauteil ausgebildet ist und ein Einschraubgewinde aufweist.
Fahrzeuggetriebe (2) mit einem Getriebegehäuse (3) und einer Arretiervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebegehäuse (3) einen Aufnahmeraum (5) aufweist, wobei die Arretiervorrichtung (1) in dem Aufnahmeraum (5) angeordnet ist.
Fahrzeuggetriebe (2) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände des Aufnahmeraums (5) eine Führung für den Hülsenabschnitt oder eine Pressfläche für den Buchsenabschnitt (18) bilden.