DE19501607A1

DE19501607A1 - Arretiervorrichtung mit einem Ausgleichselement

Info

Publication number: DE19501607A1
Application number: DE19501607A
Authority: DE
Inventors: Peter Schnapp; Reinhart Malik; Klaus Kraemer
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1995-01-20
Filing date: 1995-01-20
Publication date: 1996-07-25
Also published as: KR19980701296A; DE19581490D2; WO1996022480A1; DE19581490B4; JPH08219122A; BR9510273A; US5634375A; KR100267792B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Arretiervorrichtung zur Lagefixierung eines beweglichen Stellelementes für eine Schaltstange eines mecha nisch schaltbaren Zahnräderwechselgetriebes von Fahrzeugen insbesonde re nach den oberbegriffsbildenden Merkmalen von Anspruch 1.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-A 41 03 465 bekannt. Bei dieser Arretiervorrichtung ist in das Außenteil ein elektrisches Schaltelement an dem vom Arretierbolzen entgegengesetzten Ende an geordnet, wobei eine Druckfeder das elektrische Schaltelement koaxial umschließt. Mittels eines im Arretierbolzen eingesetzten Zapfens kann das Schaltelement bei einer Verlagerung des Arretierbolzens betätigt werden. Aus dem Zusammenbau der Arretierung resultieren Längentoleran zen, die Einfluß auf die Hubbewegung des Bolzens nehmen. Der Aufbau und die Anordnung des elektrischen Schaltelementes unterliegen eben falls Längentoleranzen, die Einfluß auf den Schaltkontakt und damit auf die Schaltgenauigkeit nehmen. Eine Addition der Fertigungs- und/ oder der Längentoleranzen kann dazu führen, daß die Arretiervorrich tung die Anforderungen an die Schaltgenauigkeit nicht erfüllt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Arretiervorrichtung zu schaffen, die einen Ausgleich für die bauartbedingten Längentoleranzen aufweist, ohne die äußere Abmessung der Arretiervorrichtung zu ändern und die keinen Einfluß auf die Schalthysterese nimmt sowie kostengünstig her stellbar ist.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, ein Längenausgleichselement zwischen dem beweglich eingesetzten Arretierbolzen und einem starren, lagefi xierten Bauteil der Arretiervorrichtung vorzusehen. Dabei sieht der Erfindungsgedanke ein einfach aufgebautes Ausgleichselement vor, das in den vorgegebenen Bauraum der Arretiervorrichtung integrierbar ist. Das Längenausgleichselement ist dabei so angeordnet, daß dieses die Wirkungsweise der vorhandenen Bauteile nicht beeinträchtigt, wodurch die sensible Schalthysterese nicht beeinflußt wird. Das auf die Funk tion der Arretiervorrichtung abgestimmte Ausgleichselement ist zudem kostengünstig herstellbar.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 2 ist ein Längenausgleichselement vorgesehen, das im Arretierbolzen lagefi xiert ist und am anderen Ende vorzugsweise in einer Bohrung des Bodens vom Außenteil geführt ist.

Es ist zweckmäßig nach Anspruch 3 ein einstellbares, d. h. längenein stellbares Ausgleichselement vorzusehen. Gemäß Anspruch 4 kann die Einstellung nach erfolgter Montage aller die Arretiereinrichtung bildenden Bauteile erfolgen. Diese Möglichkeit gewährleistet eine exakte Bestimmung des Schaltpunktes vom elektrischen Schaltelement mit der die Schaltgenauigkeit beeinflußbar ist und wodurch eine Se rienstreuung vernachlässigbar ist. Erfindungsgemäß kann mit Hilfe des erfindungsgemäßen Ausgleichselementes der Arretiervorrichtung auch die Lagetoleranz bzw. die Längentoleranz berücksichtigt werden, die sich in der Einbaulage, z. B. zwischen der Anlagefläche der Arretiervor richtung am Getriebegehäuse und der Ausnehmung für das Rastelement in der Schaltstange ergibt.

Die Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 5 sieht eine Anordnung des Ausgleichselementes vor, das von der Druckfeder koaxial umgeben ist und damit in einen vorhandenen Hohlraum integriert ist.

Die Verwendung eines zweiteiligen Ausgleichelementes ist im Anspruch 6 unter Schutz gestellt, dessen Einzelteile nach Festlegung des Ein stellmaßes unlösbar gesichert, eine Einheit bilden. Der Anspruch 7 sieht dazu eine im Arretierbolzen lagefixierte Hülse vor, in die ein Zapfen, ausgeführt als Paßstift, eingefügt ist. Die Hülse und der Stift sind dabei form- oder kraftschlüssig gehalten. Alternativ bietet sich dazu ein Verkleben, Verpressen oder auch eine Schrumpfverbindung an zur Schaffung einer unlösbaren Verbindung nach einer Festlegung des Einstellmaßes.

Gemäß dem Anspruch 8 eignet sich insbesondere ein Gewinde oder eine an beiden Bauteilen zueinander ausgerichtet angeordnete Verzahnung, wobei die Verzahnung unter einer Kraftwirkung ein Ineinanderschieben der Bauteile zuläßt.

Nach Anspruch 9 ist es zweckmäßig, die im Arretierbolzen eingesetzte Hülse mit einem Ringflansch zu versehen zur Bildung einer Anlage, an der die Druckfeder abgestützt ist. Dabei besitzt diese Federaufnahme eine radiale Erstreckung, die dem Außenumfang der Druckfeder angepaßt ist. Weiterhin ist es nach Anspruch 10 zweckdienlich, die Druckfeder an der im Arretierbolzen eingesetzten Hülse zu zentrieren. Diese Innenzentrierung bewirkt eine gewünschte Reibungsminderung und damit einen positiven Einfluß auf die Schalthysterese.

Als alternative Ausgestaltung sieht der Anspruch 11 ein einteilig ausgeführtes Ausgleichselement vor. Zur Bauteilverringerung ist dazu der Zapfen des Ausgleichselementes unmittelbar in eine Sacklochbohrung des Arretierbolzens eingesetzt und dort nach Einstellung der Funk tionslänge unlösbar befestigt wird. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 12 ist ein am Arretierbolzen und am Boden lagefixiertes Ausgleichselement vorgesehen, das zur Ein stellung einer gewünschten Länge unter einer Krafteinwirkung bleibend plastisch verformbar ist, oder eine elastische Verformung aufweist, die bei Erreichen einer Endlage fixierbar ist.

Gemäß Anspruch 13 ist das Ausgleichselement aus einem warmfesten Werk stoff hergestellt, zur Vermeidung einer Längenänderung unter Tempera tureinwirkung. In vorteilhafter Weise eignet sich dazu Aluminium oder als Kunststoff, PA 66 GF. Der Erfindungsgedanke schließt auch ein, daß die Hülse und der Zapfen, die gemeinsam das Ausgleichselement bilden, aus verschiedenen Werkstoffen gefertigt sind.

In vorteilhafter Weise dient das erfindungsgemäße Ausgleichselement nach Anspruch 14 zur Betätigung des elektrischen Schaltelementes. Dazu bietet es sich an, das mit einer Scheibe oder einem Ringflansch ver sehene Ausgleichselement gleichzeitig als Betätigungsglied für das elektrische Schaltelement vorzusehen.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen weiter erläutert, die nach folgend beschrieben werden.

Es zeigen:

Fig. 1 in einem Längsschnitt eine Arretiervorrichtung, in der ein erfindungsgemäßes Längen-Ausgleichselement einge setzt ist;

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Arretiervorrichtung, bei der der Zapfen des Ausgleichselementes im Arre tierbolzen verpreßt ist;

Fig. 3 ein zweiteiliges Ausgleichselement, deren Einzelteile miteinander verpreßt sind;

Fig. 4 im Längsschnitt ein zweiteiliges Ausgleichselement, wobei die Einzelteile miteinander verzahnt sind;

Fig. 5 ein einteilig gestaltetes, unter Krafteinwirkung ver formbares Ausgleichselement in der Ausgangslage;

Fig. 6 ein Ausgleichselement gemäß Fig. 5 in der eingestell ten, verformten Endlage.

Eine Arretiervorrichtung 1 wird anhand der Fig. 1 näher erläutert, die ein Außengehäuse 2 aufweist, das mit einem Gewinde 3 zum Beispiel in ein in Fig. 1 nicht abgebildetes Getriebegehäuse eingesetzt ist. In einer Innenbohrung 4 des Außengehäuses 2 ist eine Laufbuchse 5 lagefixiert, an der Wälzkörper 6 einer Wälzlagerung 7 für einen Arre tierbolzen 8a geführt sind. Der rotationssymmetrisch gestaltete Arre tierbolzen 8a besitzt an einem aus dem Außengehäuse 2 ragenden Ende eine kalottenartige Ausnehmung 9, in die über Wälzlager 10 ein Rast element 11 drehbar eingesetzt und gehalten ist. An dem vom Rastelement entgegengesetzten Ende ist der Arretierbolzen 8a mit einer Sackloch bohrung 12 versehen, an dessen Stirnfläche 13 eine Druckfeder 14 mit einem Ende abgestützt ist. Das weitere Ende liegt an einem Boden 15 an, der vorzugsweise als ein Tiefziehteil spanlos aus Blech geformt und verdrehgesichert am Außengehäuse 2 befestigt ist. Zwischen den Boden 15 und die Stirnfläche 13 ist ein Ausgleichselement 16a einge setzt. Das aus einer am Arretierbolzen 8 befestigten Hülse 17a und einem in der Hülse 16 lagepositionierbaren Zapfen 18a gebildete Aus gleichselement 16a dient zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen und zur Einstellung eines Maßes "X", zwischen einer Funktionslage 20 des Rastelementes 11 und der Stirnseite des Zapfenkopfes 22. Eine Ver änderung des Maßes "X" bewirkt folglich eine Änderung des aus dem Außengehäuse 2 austretenden Abschnittes vom Arretierbolzen 8. Aus der vom Boden 15 abgewandten Seite des konvex gestalteten Zapfenkopfes 22 ist in der Arretiervorrichtung 1 ein Kontaktglied 24 angeordnet. Diese beispielsweise eine Doppelfunktion als Dichtungsgummi und Kontakt fläche ausübende Bauteil ist in Richtung des Ausgleichselementes 16a gewölbt, d. h. vorgespannt eingesetzt. Bei einer Verschiebung des Arretierbolzens 8a in Pfeilrichtung kommt es zunächst zu einer Anlage des Zapfenkopfes 22 am Kontaktglied 24, das bei einem weiteren Hub des Arretierbolzens 8a die Kontakte 26 des Schaltelementes 25 verbindet. Das Schaltelement 25 ist dabei an den vom Rastelement 11 abgewandten Ende der Arretiervorrichtung 1 in eine Bohrung 34 eingesetzt und durch eine Bördelung 35 lagefixiert. Mit Hilfe des Ausgleichselementes 16a kann durch Ausgleich der Summentoleranzen einzelner Bauteile der Arretiervorrichtung unter Einbeziehung von Einbautoleranzen des Schal telementes 25 eine gewünschte verbesserte Schaltgenauigkeit des Schal telementes 25 erreicht werden, mit dem z. B. die Schaltfunktion der Arretiervorrichtung 1 überwacht werden kann und/oder eine optische oder akustische Anzeige aus lösbar ist.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel (Fig. 2) einer erfindungsgemäßen Arretiervorrichtung 1 sind die mit dem ersten Ausführungsbeispiel übereinstimmenden Bauteile mit gleichen Bezugsziffern versehen, so daß bezüglich deren Beschreibung auf die Ausführung zum ersten Ausfüh rungsbeispiel verwiesen werden kann.

Abweichend zu Fig. 1 besteht das Ausgleichselement 16b gemäß Fig. 2 aus dem Zapfen 18b, der unmittelbar in eine Sacklochbohrung 36 des Arretierbolzens 8b gehalten ist. Zur dauerhaften Lagesicherung des Zapfens 18b im Arretierbolzen 18a kann beispielsweise eine Preßpassung oder Verklebung vorgesehen werden. Alternativ bietet sich auch eine Schrumpfverbindung an zwischen dem Zapfen 18b und der Sacklochbohrung 36.

In Fig. 3 ist das Ausgleichselement 16c abgebildet, bei dem die Hülse 17c im Unterschied zu Fig. 1 mit einer Auflage 27 für die Druckfeder 14 versehen ist. Dieser Figur ist außerdem eine Bohrung 28 in der Hülse 17b zu entnehmen, durch die Luft aus dem Innenraum der Hülse 17c entweichen kann während des Einpressens des Zapfens 18c.

Das Ausgleichselement 16d in Fig. 4 zeigt die Hülse 17d und den Zapfen 18d, die jeweils mit einer zueinander ausgerichteten Verzahnung versehen sind zur Schaffung einer Verbindung, die ein relativ leicht gängiges Einschieben des Zapfens 18d in die Hülse 17d ermöglicht und damit für einen sicheren Halt beider Teile in jeder Halteposition sorgt.

Die Fig. 5 und 6 zeigen ein einteilig gestaltetes Ausgleichselement 16e, das plastisch verformbar ist oder alternativ eine elastische Verformbarkeit besitzt und bei Erreichen einer Funktionslänge lagefi xierbar ist, mit dem die erforderliche Länge dauerhaft eingestellt werden kann. Das Ausgleichselement 16e besitzt in der Ausgangslage eine haubenartige Formgebung mit seitlichen Ausnehmungen, die überge hend in ein Ringelement 29, das einen Schaft 30 des Ausgleichselemen tes 16e konzentrisch beabstandet umgibt. Ausgehend von dem Ringelement 29, das vorteilhaft am Arretierbolzen 8 bzw. 8a befestigt ist, schlie ßen sich am Außenumfang verteilt angeordnete Stege 31 an, die zu einem Deckel 32 geführt sind. Der Deckel 32 ist dabei endseitig am Schaft 30 angeordnet. Durch eine Krafteinwirkung kann eine bleibende Verformung erreicht werden, bei der die Stege 30 radial nach außen gerichtet ausweichen, wodurch sich der Deckel 32 axial näher an das Ringelement 29 verlagert. Zur Fixierung des Ringelementes 29 in der vorgegebenen Lage und zur dauerhaften Einhaltung einer Funktionslänge, bei der sich eine Kopfhöhe "K" einstellt, ist der Schaft an dem zum Deckel 32 gerichteten Ende mit einem hülsenartig geformten außenseitig wellen förmigen Sicherungselement 33 versehen, auf dem das Ringelement 29 lagefixiert verrastet. Als Werkstoff für das Ausgleichselement 16e eignet sich z. B. Stahlblech, Leichtmetall oder ein bleibend verform barer warmfester Kunststoff.

Bezugszeichenliste

1 Arretiervorrichtung
2 Außengehäuse
3 Gewinde
4 Innenbohrungen
5 Laufbuchse
6 Wälzkörper
7 Wälzlager
8a Arretierbolzen
8b Arretierbolzen
9 Ausnehmung
10 Wälzkörper
11 Rastelement
12 Sacklochbohrung
13 Stirnfläche
14 Druckfeder
15 Boden
16a Ausgleichselement
16b Ausgleichselement
16c Ausgleichselement
16d Ausgleichselement
16e Ausgleichselement
17a Hülse
17c Hülse
17d Hülse
18a Zapfen
18b Zapfen
18c Zapfen
18d Zapfen
19 Auflage
20 Funktionslage
21 Bohrung
22 Zapfenkopf
23 Ausgangslage
24 Kontaktglied
25 Schaltelement
26 Kontakt
27 Auflage
28 Bohrung
29 Ringelement
30 Schaft
31 Steg
32 Deckel
33 Sicherungselement
34 Bohrung
35 Bördelung
36 Sacklochbohrung.

Claims

1. Arretiervorrichtung zur Lagefixierung eines beweglichen Stellele mentes, insbesondere für eine Schaltstange eines mechanisch schalt baren Zahnräderwechselgetriebes von Fahrzeugen, bestehend aus einem Außengehäuse (2), in dem ein Arretierbolzen (8) verschiebbar geführt ist, der an einer Stirnseite von einer Druckfeder (14) beaufschlagt wird, die sich an einem Boden (15) abstützt und eine Hubbewegung des Arretierbolzens (8) auslöst, wobei die Schaltstange eine Ausnehmung aufweist, in die ein kugelförmiges Rastelement (11) eingreift, das stirnseitig an der von der Druckfeder abgewandten Seite im Arretier bolzen (8) gehalten ist, und wobei die Arretiervorrichtung (1) ein elektrisches Schaltelement (25) beinhaltet, welches über ein am Arre tierbolzen (8) angeordnetes Betätigungselement aktivierbar ist, da durch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement ein Ausgleichselement (16a bis 16d) aufweist.

2. Arretiervorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Betätigungselement, daß mit dem Ausgleichselement (16a bis 16c) im Arretierbolzen (8) lagefixiert ist und in einem vom Arretierbolzen (8) separaten Bauteil eine Führung erfährt.

3. Arretiervorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein län geneinstellbares Ausgleichselement (16a bis 16d), dessen die Einbau länge bestimmenden Bauteile form- und/oder kraftschlüssig gehalten sind.

4. Arretiervorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein Ausgleichselement (16a bis 16d), das nach erfolgter Montage aller die Arretiervorrichtung (1) bildenden Bauteile einstellbar ist.

5. Arretiervorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Ausgleichselement (16a, 16b), das von der Druckfeder (14) koaxial umschlossen ist.

6. Arretiervorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein zweiteiliges Ausgleichselement (16a, 16c, 16d), dessen Einzelteile in einer Endlage gehalten werden.

7. Arretiervorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein Ausgleichselement (16a, 16c, 16d), das eine im Arretierbolzen (8a) lagefixierte Hülse (17a, 17c, 17d) aufweist, in die ein Zapfen (18a, 18c, 18d) eingefügt ist.

8. Arretiervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verzahnung oder ein Gewinde zwischen den Einzelteilen des Aus gleichselementes (16d) vorgesehen sind.

9. Arretiervorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Hülse (17b), die an dem zum Arretierbolzen (8) weisenden Ende eine Auflage (27) für die Druckfeder (14) aufweist.

10. Arretiervorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Innenzentrierung der Druckfeder (14) an der Hülse (17b).

11. Arretiervorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein Ausgleichselement (16b) mit einem einteiligen Aufbau, dessen Zapfen (18b) unmittelbar in einer Sacklochbohrung (36) des Arretierbolzens (8b) gehalten ist.

12. Arretiervorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein einteilig ausgeführtes Ausgleichselement (16e), das im eingebauten Zustand plastisch verformbar ist oder eine elastische Verformung aufweist, die in einer beliebigen Endlage fixierbar ist.

13. Arretiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein warmfester Werkstoff z. B. Leicht metall (Aluminium) oder Kunststoff PA 66 GF zur Herstellung des Aus gleichselementes (16a bis 16d) Anwendung findet.

14. Arretiervorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein endseitig an einem Zapfen (18c) des Ausgleichselementes (16c) ange formten Zapfenkopf (22), mit der ein Betätigungsglied (24) des elek trischen Schaltelementes (25) aktivierbar ist.