DE19581490B4

DE19581490B4 - Arretiervorrichtung mit einem Ausgleichselement

Info

Publication number: DE19581490B4
Application number: DE19581490T
Authority: DE
Inventors: Peter Schnapp; Reinhart Malik; Klaus Krämer
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 1995-01-20
Filing date: 1995-11-10
Publication date: 2010-02-25
Anticipated expiration: 2015-11-11
Also published as: WO1996022480A1; DE19581490D2; JPH08219122A; DE19501607A1; BR9510273A; US5634375A; KR100267792B1; KR19980701296A

Abstract

Arretiervorrichtung zur Lagefixierung einer beweglichen Schaltstange eines mechanisch schaltbaren Zahnräderwechselgetriebes von Fahrzeugen, bestehend aus einem Außengehäuse (2), in dem ein Arretierbolzen (8a, 8b) verschiebbar geführt ist, der an einer Stirnseite von einer Druckfeder (14) beaufschlagt wird, die sich an einem mit dem Außengehäuse (2) verbundenen Boden (15) abstützt und eine Hubbewegung des Arretierbolzens (8a, 8b) auslöst, wobei die Schaltstange eine Ausnehmung aufweist, in die ein kugelförmiges Rastelement (11) eingreift, das stirnseitig an der von der Druckfeder (14) abgewandten Seite im Arretierbolzen (8a, 8b) gehalten ist, und wobei die Arretiervorrichtung (1) ein elektrisches Schaltelement (25) beinhaltet, welches über ein am Arretierbolzen (8a, 8b) angeordnetes Betätigungselement aktivierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Betätigungselement verbundenes längeneinstellbares Ausgleichselement (16a bis 16e) einen einteilig ausgebildeten Zapfen (18a bis 18d) einschließt, der unmittelbar in einer Sacklochbohrung (36) des Arretierbolzens (8b) oder in einer Hülse (17a bis 17c), die an einer Stirnfläche (13) einer Sacklochbohrung...

Description

Die Erfindung betrifft eine Arretiervorrichtung zur Lagefixierung eines beweglichen Stellelementes für eine Schaltstange eines mechanisch schaltbaren Zahnräderwechselgetriebes von Fahrzeugen insbesondere 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 angeordnet, 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 Längentoleranzen, die Einfluß auf die Hubbewegung des Bolzens nehmen. Der Aufbau und die Anordnung des elektrischen Schaltelementes unterliegen ebenfalls 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 Arretiervorrichtung die Anforderungen an die Schaltgenauigkeit nicht erfüllt.
DE 43 07 596 A1 zeigt eine Kugelraste mit einer in einer Führung angeordneten Druckfeder, wobei mit der Kugelraste über ein Betätigungselement ein Schalter in Wirkverbindung steht. Auch bei dieser Kugelraste können fertigungsbedingte Längentoleranzen nicht ausgeglichen werden.
DE 32 30 414 A1 beschreibt einen Stößelschalter für Bremslichter, dessen Stößel mit einem Schlitten längeneinstellbar ist. Der Aufbau ist komplex, und eine Integration in eine Arretiervorrichtung ohne Änderung der äußeren Abmessungen ohne Einfluss auf die Schaltgenauigkeit ist nicht möglich.
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 herstellbar ist.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, ein Längenausgleichselement zwischen dem beweglich eingesetzten Arretierbolzen und einem starren, lagefixierten 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 Funktion der Arretiervorrichtung abgestimmte Ausgleichselement ist zudem kostengünstig herstellbar.
Das Ausgleichselement ist längeneinstellbar und schließt einen einteilig ausgebildeten Zapfen ein.
Zur Bauteilverringerung ist dazu der Zapfen des Ausgleichselementes unmittelbar in eine Sacklochbohrung des Arretierbolzens eingesetzt und dort nach Einstellung der Funktionslänge unlösbar befestigt wird.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 2 ist ein Längenausgleichselement vorgesehen, das im Arretierbolzen lagefixiert ist und am anderen Ende vorzugsweise in einer Bohrung des Bodens vom Außenteil geführt ist.
Gemäß Anspruch 3 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 Serienstreuung 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 Arretiervorrichtung am Getriebegehäuse und der Ausnehmung für das Rastelement in der Schaltstange ergibt.
Die Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 4 sieht eine Anordnung des Ausgleichselementes vor, das von der Druckfeder koaxial umgeben ist und damit in einen vorhandenen Hohlraum integriert ist.
Gemäß dem Anspruch 5 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 6 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 7 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.
Gemäß Anspruch 8 ist das Ausgleichselement aus einem warmfesten Werkstoff hergestellt, zur Vermeidung einer Längenänderung unter Temperatureinwirkung. 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 9 zur Betätigung des elektrischen Schaltelementes. Dazu bietet es sich an, das mit einer Scheibe oder einem Ringflansch versehene Ausgleichselement gleichzeitig als Betätigungsglied für das elektrische Schaltelement vorzusehen.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen weiter erläutert, die nachfolgend beschrieben werden.
Es zeigen:
1 in einem Längsschnitt eine Arretiervorrichtung, in der ein erfindungsgemäßes Längen-Ausgleichselement eingesetzt ist;
2 eine der 1 entsprechende Arretiervorrichtung, bei der der Zapfen des Ausgleichselementes im Arretierbolzen verpreßt ist;
3 ein zweiteiliges Ausgleichselement, deren Einzelteile miteinander verpreßt sind;
4 im Längsschnitt ein zweiteiliges Ausgleichselement, wobei die Einzelteile miteinander verzahnt sind;
5 ein einteilig gestaltetes, unter Krafteinwirkung verformbares Ausgleichselement in der Ausgangslage;
6 ein Ausgleichselement gemäß 5 in der eingestellten, verformten Endlage.
Eine Arretiervorrichtung 1 wird anhand der 1 näher erläutert, die ein Außengehäuse 2 aufweist, das mit einem Gewinde 3 zum Beispiel in ein in 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 Arretierbolzen 8a geführt sind. Der rotationssymmetrisch gestaltete Arretierbolzen 8a besitzt an einem aus dem Außengehäuse 2 ragenden Ende eine kalottenartige Ausnehmung 9, in die über Wälzlager 10 ein Rastelement 11 drehbar eingesetzt und gehalten ist. An dem vom Rastelement entgegengesetzten Ende ist der Arretierbolzen 8a mit einer Sacklochbohrung 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 eingesetzt. Das aus einer am Arretierbolzen 8 befestigten Hülse 17a und einem in der Hülse 17a lagepositionierbaren Zapfen 18a gebildete Ausgleichselement 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 Veränderung 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 Kontaktfläche 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 Schaltelementes 25 eine gewünschte verbesserte Schaltgenauigkeit des Schaltelementes 25 erreicht werden, mit dem z. B. die Schaltfunktion der Arretiervorrichtung 1 überwacht werden kann und/oder eine optische oder akustische Anzeige auslösbar ist.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel (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 Ausführungsbeispiel verwiesen werden kann.
Abweichend zu 1 besteht das Ausgleichselement 16b gemäß 2 aus dem Zapfen 18b, der unmittelbar in eine Sacklochbohrung 36 des Arretierbolzens 8b gehalten ist. Zur dauerhaften Lagesicherung des Zapfens 18b im Arretierbolzen 8b kann beispielsweise eine Preßpassung oder Verklebung vorgesehen werden. Alternativ bietet sich auch eine Schrumpfverbindung an zwischen dem Zapfen 18b und der Sacklochbohrung 36.
In 3 ist das Ausgleichselement 16c abgebildet, bei dem die Hülse 17c im Unterschied zu 1 mit einer Auflage 27 für die Druckfeder 14 versehen ist. Dieser Figur ist außerdem eine Bohrung 28 in der Hülse 17c zu entnehmen, durch die Luft aus dem Innenraum der Hülse 17c entweichen kann während des Einpressens des Zapfens 18c.
Das Ausgleichselement 16d in 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 leichtgängiges Einschieben des Zapfens 18d in die Hülse 17d ermöglicht und damit für einen sicheren Halt beider Teile in jeder Halteposition sorgt.
Die 5 und 6 zeigen ein einteilig gestaltetes Ausgleichselement 16e, das plastisch verformbar ist oder alternativ eine elastische Verformbarkeit besitzt und bei Erreichen einer Funktionslänge lagefixierbar ist, mit dem die erforderliche Länge dauerhaft eingestellt werden kann. Das Ausgleichselement 16e besitzt in der Ausgangslage eine haubenartige Formgebung mit seitlichen Ausnehmungen, die übergehend in ein Ringelement 29, das einen Schaft 30 des Ausgleichselementes 16e konzentrisch beabstandet umgibt. Ausgehend von dem Ringelement 29, das vorteilhaft am Arretierbolzen 8 bzw. 8a befestigt ist, schließen 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 wellenförmigen 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 verformbarer warmfester Kunststoff.

1: Arretiervorrichtung
2: Außengehäuse
3: Gewinde
4: Innenbohrung
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

Arretiervorrichtung zur Lagefixierung einer beweglichen Schaltstange eines mechanisch schaltbaren Zahnräderwechselgetriebes von Fahrzeugen, bestehend aus einem Außengehäuse (2), in dem ein Arretierbolzen (8a, 8b) verschiebbar geführt ist, der an einer Stirnseite von einer Druckfeder (14) beaufschlagt wird, die sich an einem mit dem Außengehäuse (2) verbundenen Boden (15) abstützt und eine Hubbewegung des Arretierbolzens (8a, 8b) auslöst, wobei die Schaltstange eine Ausnehmung aufweist, in die ein kugelförmiges Rastelement (11) eingreift, das stirnseitig an der von der Druckfeder (14) abgewandten Seite im Arretierbolzen (8a, 8b) gehalten ist, und wobei die Arretiervorrichtung (1) ein elektrisches Schaltelement (25) beinhaltet, welches über ein am Arretierbolzen (8a, 8b) angeordnetes Betätigungselement aktivierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Betätigungselement verbundenes längeneinstellbares Ausgleichselement (16a bis 16e) einen einteilig ausgebildeten Zapfen (18a bis 18d) einschließt, der unmittelbar in einer Sacklochbohrung (36) des Arretierbolzens (8b) oder in einer Hülse (17a bis 17c), die an einer Stirnfläche (13) einer Sacklochbohrung (12) des Arretierbolzens (8a) anliegt, form- oder kraftschlüssig gehalten ist und der in einer Einbaulage in einer Bohrung (21) des Bodens (15) geführt ist und mit einem in der Arretiervorrichtung (1) integrierten Kontaktglied (24) des Schaltelementes (25) zusammenwirkt.
Arretiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement, das mit dem Ausgleichselement (16a, 16c) im Arretierbolzen (8a, 8b) lagefixiert ist, in einem vom Arretierbolzen (8a, 8b) separaten Bauteil geführt ist.
Arretiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichselement (16a bis 16e) nach Montage aller die Arretiervorrichtung (1) bildenden Bauteile einstellbar ist.
Arretiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichselement (16a, 16b, 16c) von der Druckfeder (14) koaxial umschlossen ist.
Arretiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile des Ausgleichselementes (16d) zusammenarbeitende Verzahnungen oder Gewinde aufweisen.
Arretiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (17c) an dem zum Arretierbolzen weisenden Ende eine Auflage (27) für die Druckfeder (14) aufweist.
Arretiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (17a, 17c) eine Innenzentrierung für die Druckfeder (14) bildet.
Arretiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichselement (16a bis 16e) aus einem warmfesten Stahlblech oder Leichtmetall oder aus einem bleibend verformbaren, warmfesten Kunststoff besteht.
Arretiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (18a, 18c, 18d) einen angeformten Zapfenkopf (22) aufweist, mit dem das Kontaktglied (24) des elektrischen Schaltelementes (25) aktivierbar ist.