DE4038494A1 - Kugelraste fuer die sicherung von verstellpositionen eines stellelementes, insbesondere eines schaltgestaenges fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kugelraste für die Sicherung von Verstellpositionen eines axial und/oder schwenkend bewegbaren Stellelementes, insbesondere eines Gestänges für Schaltgetriebe von Kraftfahrzeugen, mit einem Gehäuse, einem in diesem axial verschiebaren, tiefgezogenen Führungsteil, welchem eine Kugelschale zur Führung der Rastkugel zugeordnet ist, einer Feder, die sich am Gehäuse abstützt und das Führungsteil im Ausschiebesinne beaufschlagt und mit zwischen dem Führungsteil und dem Gehäuse beweglich angeordneten und in einem Käfig geführten Wälzkörpern.

Eine derartige Kugelraste ist beispielsweise aus der EP 03 39 441 A2 bekannt. Dabei ist das Gehäuse massiv ausgebildet. In dieses ist ein Führungsteil eingesetzt, welches ursprünglich geteilt hergetellt wurde. Es besteht aus einem Führungsschaft und der Kugelschale zur Führung der Rastkugeln. Beide Teile sind durch Schweißen miteinander verbunden. Die am nach Montage einsetzbaren Boden des Gehäuses abgestützte Ausschiebefeder beaufschlagt das Führungsteil in Richtung eines am Gehäuse angebrachten Anschlages. Zwischen Führungsteil und Innenwand der Bohrung des Gehäuses ist ein Käfig mit Wälzkörpern angeordnet, um die Reibung zu vermindern. Zur Sicherung der Rastkugel in der Kugelschale ist ein Sprengring vorhanden.

Aus der DE 38 08 375 C1 ist eine Kugelraste bekannt, bei der das Gehäuse geteilt ausgebildet ist und aus einem ersten inneren Teil besteht, welches als Tiefziehteil gestaltet ist, das von einer Hohlschraube umgeben ist. Das Führungsteil ist massiv gestaltet und umfaßt einstückig die Kugelschale. Zwischen Führungsteil und Gehäuse ist ebenfalls ein Käfig mit Wälzkörpern angeordnet. Zur Sicherung des Führungsteils im Gehäuse ist das Gehäuse mit einem nach innen umgebördelten Rand versehen.

Beiden vorgenannten Ausführungsformen ist gemeinsam, daß der Käfig mit den Wälzkörpern hinsichtlich seiner Relativbewegung gegenüber Führungsteil und Gehäuse nicht begrenzt ist. Da das Führungsteil erheblich kürzer als die Führungslänge im Gehäuse ausgebildet ist, besteht die Gefahr, insbesondere beim Auftreten von Erschütterungen, daß der Käfig mit den Wälzkörpern die Führungsfläche des Führungsteils verläßt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß je nach Ausbildung jeweils Teile vorgesehen sind, die mechanisch zu bearbeiten sind.

Von Nachteil ist ferner, daß bei beiden Ausführungsformen zusätzliche Sicherungsmittel für die Sicherung der Rastkugel in der Kugelschale vorzusehen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kugelraste zu schaffen, die einfach herstellbar ist und welche gewährleistet, daß die Kugelschale keiner besonderen Fixierung hinsichtlich der Halterung der Rastkugel bedarf.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Führungsteil als Blechhülse gestaltet ist, welche an ihrem die Rastkugel aufnehmenden Ende mit einem nach innen gerichteten Kragen versehen ist, dessen Öffnungsdurchmesser kleiner als der Durchmesser der Rastkugel ist, daß die Kugelschale in das Führungsteil eingesetzt ist, daß das Gehäuse ein Tiefziehteil ist, das einen Boden aufweist, an dem sich die Ausschiebefeder abstützt und das an seinem Öffnungsende einen nach innen umgebördelten Rand als Anschlag zur Begrenzung der Ausschiebebewegung des Führungsteils dem Gehäuse gegenüber aufweist.

Von Vorteil bei dieser Ausführungsform ist, daß nach der innen weisende Kragen des Führungsteiles sowohl für die Sicherung der Rastkugel als auch der Sicherung der Kugelschale benutzt werden kann. Ein weiterer Vorteil der Anordnung besteht darin, daß die Rastkugel nur in das Führungsteil eingeschoben zu werden braucht. Hierbei ist nicht einmal eine starre Verbindung erforderlich, da aufgrund der Ausschiebefeder die Kugelschale stets in Richtung auf den nach innen weisenden Kragen gedrückt wird. Die Reibung zwischen dem Führungsteil und der Kugelschale werden stets größer sein, als die Reibung zwischen dem Gehäuse und dem Führungsteil, da diese über Wälzkörper einander gegenüber sind.

Aufgrund der Gestaltung ist eine einfache Bauweise durch tiefziehbare Bauteile erreichbar. Zusätzliche Sicherungsmaßnahmen für die Halterung der Bauteile einander gegenüber entfallen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Führungsteil an seinem in dem Gehäuse liegenden Ende mit einem nach außen weisenden Kragen zur axialen Abstützung des Käfigs versehen ist.

Der nach außen weisende Kragen kann dazu benutzt werden, den Ausschiebeweg des Führungsteiles in dem Gehäuse zu begrenzen. Die Montage ist dadurch gewährleistet, daß nach dem Einlegen des Führungsteils in das Gehäuse und dem Einfädeln des Käfigs der Rand des Gehäuses nach innen zu einem Anschlag umgebördelt wird.

Der Vorteil, der mit dieser Konstruktion verbunden ist, beruht darin, daß stets eine sichere Führung des Käfigs dem Führungsteil und dem Gehäuse gegenüber erfolgt. Der Käfig kann seine Führungsbahn nicht verlassen. Darüberhinaus ist gewährleistet, daß der Käfig jeweils in die Ausgangsbasis zurückgeführt wird, wenn beispielsweise die Rastkugel die entsprechende Rastausnehmung verlassen hat und das Führungsteil in seine äußerste Ausschiebeposition bewegt wird. Es wird also erreicht, daß das Führungsteil über den Kragen am Käfig und über diesen am Anschlag des Gehäuses in der Ausschiebeposition abgestützt ist. Der Käfig wird damit ebenfalls zur Begrenzung der Ausschiebebewegung herangezogen.

Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, das Führungsteil abgesetzt zu gestalten und den Absatz zu nutzen, um die Ausschiebeposition zu begrenzen. Der Absatz kommt in der voll ausgeschobenen Position am Anschlag des Gehäuses zur Anlage. Der Käfig ist dann mit geringem Spiel seiner Stirnflächen zu den Anschlägen gehalten, die durch den nach innen weisenden Rand des Gehäuses und den nach außen weisenden Kragen des Führungsteils gebildet werden. Auch hierdurch erfolgt jeweils eine Rückführung des Käfigs mit den Wälzkörpern in die Ausgangsposition. Ein einseitiges Verschieben oder Anlegen des Käfigs, welches dazu führen könnte, daß eine Gleitreibung eintritt, wenn durch Vibrationen eine Verlagerung des Käfigs stattgefunden hat, wird hierdurch wirksam verhindert.

Um ein Verklemmen der Rastkugel zu vermeiden, ist vorgesehen, daß der Innenrand des nach innen weisenden Kragens des Führungsteils der Außenfläche der Rastkugel angepaßt ist.

Bevorzugt ist vorgesehen, daß die Ausschiebefeder sich an der Kugelschale abstützt und diese gegen die Innenfläche des nach innenweisenden Kragens des Führungsteils anliegt. Hierdurch erübrigt sich eine Verbindung zwischen der Kugelschale und dem Führungsteil. Eine wirksame Halterung ist auch dann gegeben, wenn aufgrund der Lage der Toleranzen ein Spiel zwischen der Kugelschale und dem Führungsteil vorhanden ist.

Um die Demontage beispielsweise des in das Getriebegehäuse eingepreßten Gehäuses der Kugelraste zu erleichtern, ist das Gehäuse im Bodenbereich, ausgehend vom zylindrischen Abschnitt zur Bildung eines radial nach außen vorstehenden Anschlagrandes gedoppelt ausgebildet. Der Rand kann genutzt werden, um durch Hintergriff eines Werkzeuges das Ausziehen zu erleichtern.

Zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele und die Anwendung bezüglich eines Kraftfahrzeuggetriebes sind in der Zeichnung schematisch dargestellt und anhand derselben näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 den Einbau der Kugelraste in ein Schaltgetriebe,

Fig. 2 eine Seitenansicht zu Fig. 1 und

Fig. 3 eine erste Ausführungsform der Kugelraste im Halbschnitt und

Fig. 4 eine zweite alternative Ausführungsform der Kugelraste im Längsschnitt.

In dem Getriebegehäuse 1 eines Schaltgetriebes ist in Lagern die Schaltstange 2 in Achsrichtung, das heißt, längs der Achse 3 verschieblich und in Umfangsrichtung um die Achse 3 schwenkend bewegbar angeordnet. Die Schaltstange 2 besitzt ein oder mehrere Schaltelemente 4, welche in eine Schaltgabel 5 zur Bewegung derselben eingreifen. Um die einzelnen Stellungen der Schaltstange 2 zu sichern, ist diese oder das Schaltelement mit einer entsprechenden Rastausnehmung 6 versehen. Die Rastkugel 9 der Kugelraste 7 greift in die Rastausnehmung 6 ein. Die Kugelraste 7 ist ortsfest im Getriebegehäuse 1 angeordnet. Hierzu ist sie beispielsweise in eine Bohrung 8 des Getriebegehäuses mit ihrem Gehäuse 10 eingepreßt. Die Rastkugel 9 greift in die Rastausnehmung 6 des Schaltelementes 4 ein, wenn eine übereinstimmende Lage gegeben ist. Bei Bewegung kann die Rastkugel 9 den Sitz in der Rastausnehmung 6 durch Verschiebung gegen die Kraft einer Feder verlassen. Der Aufbau der Kugelraste 7 ist anhand der Fig. 3 und 4 näher beschrieben. In diesem ist die Kugelraste 7 als Einzelteil dargestellt.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 besteht das Gehäuse 10 aus einer aus Blech tiefgezogenen Hülse, deren zylindrische Außenfläche 11 der Bohrung 8 des Getriebegehäuses 1 angepaßt ist. Das Gehäuse 10 besitzt einen Boden 12, der ausgehend von dem zylindrisch verlaufenden Teil der Außenfläche 11 sich zunächst radial nach außen erstreckt, so daß in diesem Bereich ein Anschlagrand 13 mit einer Doppelung des Bodens entsteht. Der Anschlagrand 13 dient zur Begrenzung der Einpreßtiefe in die Bohrung 8 des Getriebegehäuses 1 und gleichzeitig auch als Hilfsmittel für das Hintergreifen durch ein Werkzeug um die Kugelraste 7 zu demontieren.

Im Gehäuse 10 ist das Führungsteil 14 entlang der Achse 19, welche auch die Symmetrieachse für die Ausbildung der Bauteile bildet, verschiebbar geführt. Zur Führung ist im Ringraum zwischen der Außenfläche 15 des Führungsteils 14 und der Innenfläche 16 des Gehäuses 10 ein Käfig 17 mit beabstandet und umfangsverteilt angeordneten Wälzkörpern 18 geführt. Zur Sicherung des Führungsteils 14 gegen Auszug aus dem Gehäuse 10 ist das Gehäuse 10 zum Öffnungsende hin mit einem nach innen gerichteten Rand 20 versehen, der durch Umbördeln nach Beendigung der Montage die Teile zueinander festlegt. Ferner ist das Führungsteil 14 mit einem nach außen weisenden Kragen 22 versehen, der an den im Gehäuse 10 befindlichen Ende des Führungsteils 14 angebracht ist. Die Innenfläche des Randes 20 bildet eine Anschlagfläche 21, an welcher sich der Käfig 17 mit seiner Stirnfläche 25 anlegen kann. Der Kragen 22 besitzt dem Käfig 17 zugewandt eine Anschlagfläche 23, die an der Stirnfläche 24 des Käfigs 17 zur Anlage kommt.

Das aus dem Gehäuse 10 herausragende Ende des Führungsteiles 14 ist ebenfalls mit einem nach innen weisenden Kragen 28 versehen, dessen Innenrand 29 zur Stützung bzw. Führung der Rastkugel 9 ausgebildet ist. Der freie Durchmesser, der durch den Innenrand 29 gebildet wird, ist geringer als der Durchmesser der Rastkugel 9.

Die Rastkugel 9 ist ferner in der Kugelschale 26 abgestützt, welche ebenfalls als Tiefziehteil gestaltet ist und die mit ihrer Außenfläche 32 in der zylindrischen Bohrung des Führungsteils 14 aufgenommen ist. Die Kugelschale 26 weist eine Stirnfläche 27 auf, mit der sie sich an der Innenfläche 30 des nach innen weisenden Kragens 28 des Führungsteils 10 abstützt. Die Bemessung der Kugelschale 26 ist so gewählt, daß genügend Laufspiel für die Rastkugel 9 zwischen der Innenfläche der Kugelschale bzw. den der Reibungsverminderung dienenden und verteilt angeordneten und sich in der Innenfläche der Kugelschale abstützenden Stützkugeln 31, an denen sich die Rastkugel 9 mit ihrer Außenfläche abstützt, und dem Innenrand 29 gebildet ist.

In der Bohrung des Führungsteils 10 ist ferner die Ausschiebefeder 33 angeordnet, welche sich einerseits an der Innenfläche des Bodens 12 des Gehäuses 10 und andererseits an der Außenfläche 32 der Kugelschale 26 abstützt. Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß die Kugelschale 26 stets in Richtung auf die Innenfläche 30 des Kragens 28 hin beaufschlagt wird, so daß es keiner besonderen Fixiermaßnahmen zwischen der Kugelschale 26 und dem Führungsteil 14 bedarf. Ferner wird erreicht, daß der Käfig 17 dann, wenn die Rastkugel 9 die gegenüberliegende Rastausnehmung verlassen hat, stets in die Ausgangsposition zurückgeführt wird, weil der Kragen 22 des Führungsteils 14 eine Mitnahme des Käfigs 17 in Richtung auf die Anschlagfläche 21 des Randes 21 des Gehäuses 10 bewirkt.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 besteht zu dem nach Fig. 3 der Unterschied lediglich darin, daß nicht der Käfig 17 zur Bewegungsbegrenzung der Ausschiebeposition des Führungsteils 14 dem Gehäuse 10 gegenüber genutzt wird, sondern das Führungsteil 14 zusätzlich an dem aus dem Gehäuse 10 herausragenden Ende, an welchem die Rastkugel 9 angebracht ist, mit einem verringerten Außendurchmesser versehen ist, so daß sich ein Absatz 34 bildet, der zur Anlage an der Anschlagfläche 21 des Randes 20 des Gehäuses 10 gelangt. Trotzdem ist weiterhin der Kragen 22 am Führungsteil 14 vorhanden. Der Abstand der Anschlagfläche 23 des Kragens 22 zur Anschlagfläche 21 des Randes 20 ist jedoch axial kleiner bemessen, als die Länge des Käfigs 17, so daß ein geringes Spiel zwischen den Stirnflächen 24, 25 des Käfigs 17 und den Anschlagflächen 21 und 23 gegeben ist.

Es kann zusätzlich noch eine Eindrückung 35 im Boden 12 des Gehäuses 10 vorgesehen sein, welche nach innen vorspringt und zur radialen Führung der Ausschiebefeder 33 genutzt werden kann.

Bezugszeichenliste

 1 Getriebegehäuse
 2 Schaltstange
 3 Längsachse
 4 Schaltelement
 5 Schaltgabel
 6 Rastausnehmung
 7 Kugelraste
 8 Bohrung im Getriebegehäuse
 9 Rastkugel
10 Gehäuse
11 Außenfläche des Gehäuses
12 Boden des Gehäuses
13 Anschlagrand
14 Führungsteil
15 Außenfläche des Führungsteils
16 Innenfläche des Gehäuses
17 Käfig
18 Wälzkörper
19 Achse
20 Rand des Gehäuses
21 Anschlagfläche des Randes
22 Kragen des Führungsteils
23 Anschlagfläche des Kragens des Führungsteils
24, 25 Stirnfläche des Käfigs
26 Kugelschale
27 Stirnfläche der Kugelschale
28 nach innen weisender Kragen des Führungsteiles
29 Innenrand
30 Innenfläche des Kragens
31 Stützkugeln
32 Außenfläche der Kugelschale
33 Ausschiebefeder
34 Absatz
35 Eindrückung

Claims (7)

1. Kugelraste für die Sicherung von Verstellpositionen eines axial und/oder schwenkend bewegbaren Stellelementes, insbesondere eines Gestänges für Schaltgetriebe von Kraftfahrzeugen, mit einem Gehäuse, einem in diesem axial verschiebaren, tiefgezogenen Führungsteil, welchem eine Kugelschale zur Führung der Rastkugel zugeordnet ist, einer Feder, die sich am Gehäuse abstützt und das Führungsteil im Ausschiebesinne beaufschlagt und mit zwischen dem Führungsteil und dem Gehäuse beweglich angeordneten und in einem Käfig geführten Wälzkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsteil (14) als Blechhülse gestaltet ist, welche an ihrem die Rastkugel (9) aufnehmenden Ende mit einem nach innen gerichteten Kragen (28) versehen ist, dessen Öffnungsdurchmesser kleiner als der Durchmesser der Rastkugel (9) ist, daß die Kugelschale (26) in das Führungsteil (14) eingesetzt ist, daß das Gehäuse (10) ein Tiefziehteil ist, das einen Boden (12) aufweist, an dem sich die Ausschiebefeder (33) abstützt und das an seinem Öffnungsende einen nach innen umgebördelten Rand (20) als Anschlag zur Begrenzung der Ausschiebebewegung des Führungsteils (14) dem Gehäuse (10) gegenüber aufweist.

2. Kugelraste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsteil (14) an seinem in dem Gehäuse (10) liegenden Ende mit einem nach außen weisenden Kragen (22) zur axialen Abstützung des Käfigs (17) versehen ist.

3. Kugelrast nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsteil (14) in der Ausschiebeposition über den Kragen (22) am Käfig (17) und über diesen am Anschlag (20) des Gehäuses (10) abgestützt ist.

4. Kugelraste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsteil (14) abgesetzt ist und der Absatz (34) am Anschlag (20) des Gehäuses (10) in der Ausschiebeposition anliegt.

5. Kugelraste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenrand (29) des nach innen weisenden Kragens (28) des Führungsteils (14) der Außenfläche der Rastkugel (9) angepaßt ist.

6. Kugelraste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausschiebefeder (33) sich an der Kugelschale (26) abstützt und diese gegen die Innenfläche (30) des nach innen weisenden Kragens (28) des Führungsteils (14) anliegt.

7. Kugelraste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) im Bodenbereich, ausgehend vom zylindrischen Abschnitt zur Bildung eines radial nach außen vorstehenden Anschlagrandes (13) gedoppelt ist.