DE8814797U1

DE8814797U1 - Arretierungselement

Info

Publication number: DE8814797U1
Application number: DE8814797U
Authority: DE
Original assignee: Deutsche Star GmbH
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1988-11-28
Filing date: 1988-11-28
Publication date: 1989-01-19

Description

Patentanwälte

Dipl.-IWo: rl'.'WEltiKMANNy b'ffL.-PHYs. Dr. K. Fincke Dipl.-Ino. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huüer Dr.-Ing. H. Liska, Dipl.*Phys. Dr. J. Prechtel

1000 MÖNCHEN 16 POSTFACH 860820

MOHUTRASSE ti TELEPON(OIf) MOJ 32

TELEX 521*21

TELEOKAMM PATENTVEICKMANN MÖNCHEN

CIR

Deutsche Star GmbH

8720 Schweinfurt 1

Arretierungselement

Die Neuerung betrifft ein Arretierungselement.,, insbesondere zur Arretierung eines asit mehreren Ausnehmungen versehenen Sperrstücks bei einem Fahrzeugschaltgetriebe, umfassend ein Gehäuse mit einer Führungsbohrung, einen in dieser Führungsbohrung in deren Achsrichtung verschiebbaren Kolben mit einer axial gerichteten Pfanne, eine von der Pfanne aufgenommene Rastkugel, welche in der Pfanne durch Lagerkugeln drehbar gelagert ist, eine in axialer Richtung auf den Kolben einwirkende an dem Gehäuse abgestützte Feder, welche den Kolben in eine Endstellung vorspannt, in der die Rastkugel über das eine Ende des Gehäuses maximal vorsteht sowie Anschlag- und Sicherungsmittel, welche die Endstellung des Kolbens festlegen und das Herausfallen der Rastkugel und der Lagerkugeln aus der Pfanne verhindern.

Ein solches Arretierungselement ist aus der deutschen Gebrauchsmusterschrj^f*!;*?: Q ^.."befc^innt. Bei dieser

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bekannten Ausführungsform sind in Ausnehmungen an der Innenseite der Pfanne die Lagerkugeln aufgenommen, welche die Rastkugel tragen. Die rollende Beweglichkeit der Lagerkugeln in den für sie bereitgestellten Ausnehmungen ist zumindest beschränkt, so daß die für das Verrasten in Ausnehmungen eines Sperrstückes notwendigen Kuge!drehbewegungen der Rastkugel um senkrecht zur Gehäuseachse liegende Achsen nicht ohne Gleitbewegungen an den Lagerkugeln stattfinden können, überdies ist die Drehbeweglichkeit der Rastkugel um senkrecht zur Gehäuseachse liegende Achsen dadurch eingeschränkt, daß die Lagerkugeln gleichzeitig an der Oberfläche der Rastkugel und an der Innenumfangsflache der Gehäusebohrung anliegen.'

Durch das bei einer Drehbewegung der Rastkugel um eine senkrecht zur Gehäuseachse liegende Drehachse notwendigerweise auftretende Gleiten zwischen der Rastkugel und den Lagerkugeln wird der Drehwiderstand, den die Rastkugel bei solchen Drehbewegungen um senkrecht zur Gehäuseachse liegende Achsen erfährt, vergrößert. Damit wird das Einrasten und Ausrasten der Rastkugel aus den Ausnehmungen des Sperrstücke erschwert.

Weiterhin liegt bei der bekannten Aueführungeform die Rastkugel in der über das eine Gehäuaeende maximal vorstehenden Endeteilung an einem Bund des Gehäuses unter Federkraft an. Dadurch wird der Drehwiderstand der Rastkugel weiter vergrößert, insbesondere dann, wenn es gilt, den Eingriff zwischen Rastkugel und einer Ausnehmung des jeweiligen Sperrstücke zu lösen.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfach

aufgebautes Rastelement zur Verfügung zu stellen, bei welchem die Rastkugel in im wesentlichen rollendem Eingriff mit den Lagerkugeln steht und kein

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wesentlicher Drehwiderstand auf die Rastkugel durch die Sicherungsmittel ausgeübt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird neuerungsgemäß vorgeschlagen, daß in die Pfanne des Kolbens eine Lagerschale mit einer sphärischen, inneren Anlagefläche für die Lagerkugeln eingesetzt ist, daß die Rastkugel und die Lagerschale an dem Kolben in axialer Richtung gesichert sind und daß der Kolben gegen einen Anschlag im Bereich des von der Rastkugel durchsetzten Gehäuseendes abgestützt ist.

Bei der neuerungsgemäßen Ausbildung können sich die Lagerkugeln bei jeder Drehbewegung der Rastkugel an der sphärischen inneren Anlagefläche der Lagerschale einerseits und an der Oberfläche der Rastkugel andererseits abwälzen. Eine reibende Anlage der Rastkugel an den Sicherungsmitteln unter der Wirkung der Feder ist auch dann weitestgehend auegeschlossen, wenn der Kolben seine Endstellung einnimmt, in der die Rastkugel über das eine Gehäueeende maximal vorsteht. Es ist deshalb Gewähr dafür gegeben, daß bei einein Bewegen des Sperrstücks relativ zu dem Arretierungselement die Rastkugel unter allen Umständen leichtgängig dreht. Der einer solchen Relativbewegung entgegenwirkende Bewegungewiderstand ist dann im wenentliehen nur durch das Oberwinden der Ausnehmungen, d. h. durch die Axialverschiebung des Kolbens gegen den Federwiderstand der Feder bestimmt, was erwünscht ist. Eine unkontrollierbare Veränderung des Bewegungswiderstandes gegen eine Relativbewegung vom Arretlerungselerannt und Sperrstück durch mehr oder minder große Drehbehinderung der Rastkugel ist vermieden. Dabei wird man natürlich Sorge tragen müssen, daß der Kolben an dem Gehäuse zum Anschlag kommt, bevor ein reibender Eingriff der Rastkugel mit dem Gehäuse zustande kommt.

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Um eine Festlegung der Endstellung des Kolbens ohne Mitwirkung der Rastkugel zu ermöglichen, kann man vorsehen, daß der Kolben in Verlängerung der Pfanne einen Kragen besitzt, welcher in der Endstellung des Kolbens gegen einen radial einwärts gerichteten Bund des Gehäuses an dessen von der Rastkugel durchsetzten Ende anschlägt.

Diesen Kragen kann man gleichzeitig dazu benutzen, um die Rastkugel in der Lagerschale und die Lagerschale in der Pfanne zu sichern, etwa in der Weise, daß innerhalb des Kragens ein Sicherungsring aufgenommen ist, welcher die Sicherung der Lagerschale in der Pfanne und die Sicherung der Rastkugel in der Lagerschale übernimmt.

Eine von der Raumausnutzung optimale Art Jer Sicherung für die Lagerschale und fur die Rastkugel ergibt sich dadurch, daß der Sicherungsring in einem die Achse des Gehäuses enthaltenden Querschnitt ein annähernd z-förmiges Profil besitzt mit einem ersten von der Achse weg gerichteten an dem Kragen axial gesicherten Außenschenkel, einem im wesentlichen axial gerichteten Mittelschenkel und einem zweiten zur Achse hin we.isen.Vn Außenschenkel, welcher der Rastkugel diese In der Lagerschale sichernd gegenüberliegt. Bei dieser Ausführung überlappen sich der Bund des Gehäuses und der Sicherungsring in axialer Richtung, wodurch axialer Bauraum eingespart wird. Dabei kann der Kragen einen radial einwärts gerichteten Wulst aufweisen, welcher den ersten AuBenschenkel des Sicherungsringes übergreift.

Axiale Bauraumelnsparung läßt sich auch dadurch erzielen, dad der Kolben in seinem von der Lagerschale abgelegenen Endbereich als ein Hohlkolben ausgeführt ist, welcher einen Teil der, insbesondere als Schraubendruckfeder ausgebildeten, Feder aufnimmt. Diese Bauart hat auch den Vorteil, daß der Materialaufwand für den Kolben reduziert wird, gleich-

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zeitig aber eine große axiale Führungslänge für den Kolben bereitgestellt wird, welche für eine verkantungsfreie und deshalb leichtgängige Führung des Kolbens in der Gehäusebohrung sorgt.

Im Hinblick auf eine einfache Montage wird empfohlen, daß die Feder im Bereich des anderen Endes des Gehäuses an diesem durch einen Stützring abgestützt ist.

Um die Feder zu zentrieren und damit die Führungsreibung zwischen Kolben und Gehäusebohrung zu minimieren wird welter vorgeschlagen, daß der Stützring mit einen» Hutprofil ausgeführt ist, dessen Topfbereich in eine &Ggr;ehraubendruckfeder eintaucht und dessen Krempenbereich an der Innenseite des Gehäuses gesichert ist. Dies bedeutet, daß die Feder an beiden Enden zentriert sein kann, nämlich einerseits durch den Topfbereich des Stützrings und andererseits durch die bevorzugt sphärische Form des Zwischenboden.

Der Krempenbereich des Stützringes kann im Hinblick auf eine einfache Montage mit seinem radial äußeren Rand in eine radial innere Ringnut der Führungsbohrung eingerastet sein.

Om das Arretierungselement leicht an einen Träger, insbesondere einem das Sperretück führenden Träger, befestigen zu können, wird vorgeschlagen, daß an dem Gehäuse Befestigungsmittel zur Befestigung an einem Träger, insbesondere an einem das Sperrstück führenden Träger, angebracht sind.

Eine besonders einfache Befestigungslüftung für das Arretierstück in bezug auf einen Träger besteht darin, daß das Gehäuse mit einem Außengewinde versehen let. Dabei kann zum Erleichtern des Einschraubens des Außengewindes in ein Innengewinde einer daa Gehäuse aufnehmenden Bohrung vorgesehen sein, daß

an dem anderen Ende des Gehäuses ein Außenmehrkant angebracht ist.

Besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn das Gehäuse aus Metall und der Kolben aus Kunststoff gefertigt ist. Die metallische Ausbildung des Gehäuses sorgt für lange Lebensdauer und zuverlässigen Sitz des Arretierungselement in seinem Träger. Die Fertigung des Kolben aus Kunststoff sorgt für geringe Herstellungskosten eines relativ schwach belasteten Bauteiles und bei gleichseitiger Herstellung des Gehäuses aus Metall für eine gieitgünstige Materiaipaarung zwischen der Innenumfangsfläche der Gehäusebohrung und der Außenumfangsfläche des Kolbens. Dies wird dadurch ermöglicht, daß die Lage rkuge In nicht auf dem Kolben laufen, sondern auf einer besonderen Lagerschale, diese wiederum wird bevorzugt aus Metall und insbesondere aus Strbl gefertigt.

Die Leichtgängigkeit der Abrollbewegung der Lagerkugeln kann noch dadurch erhöht werden, daß der radiale Zwischenraum zwischen der Lagerfläche der Lagerschale und der Rastkugel nur teilweise mit Lagerkugeln gefüllt ist.

Die beiliegende Figur erläutert die Neuerung anhand eines Ausführungsbeispiels.

In der Figur ist mit 10 ein Träger bezeichnet, auf dem ein Sperrstück, nämlich eine Schaltstange 12 eines Fahrzeugschaltgetriebes in Richtung des Doppelpfeiles 14 hin und her verschiebbar ist. Der Träger 10 weist eine Gewindebohrung 16 auf, welche ein Gehäuse 18 des insgesamt mit 17 bezeichneten Arretierungselements im Schraubsitz aufnimmt. Das Gehäuse 18 weist an seinem unteren Ende einen Außenmehrkant 20 auf. In einer Führungsbohrung 22 des Gehäuses 18 ist ein aus Kunststoff gefertigter Kolben 24 aufgenommen. Dieser Kolben 24 weist einen

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ringförmigen Zwischenboden 26 auf, der eine Pfanne bildet, über der Pfanne 28 erhebt sich ein Kragen Der Kragen 30 liegt mit seinem oberen Ende an einen radial einwärts gerichteten Bund 32 des Gehäuses 18 an. Auf der Pfanne 28 liegt eine Lagerschale 34 auf. In der Lagerschale 34 sind Lagerkugeln 36 aufgenommen, welche eine Rastkugel 38 lagern. Die Lagerschale 34 ist in der Pfanne 28 durch einen Sicherungsring 40 festgehalten. Dieser Sicherungsring 40 weist einen ersten Außenschenkel 42, einen Mittelschenkel 44 und einen zweiten Außenschenkel 46 auf. Der erste Äueenschenkei 42 ist durch einen radial einwärts gerichteten Wulst 48 des Kragens 30 gesichert ; er wird nach Einlegen der Lagerschale 34 in die Pfanne 28 hinter den Wulst 48 eingeschnappt. Dabei legt sich der zweite Außenschenkel 46 über den horizontalen Großkreis der Rastkugel 38, so daß die Rastkugel 38 gegen Ausheben aus der Lagerschale 34 gesichert ist. In dem Hohlraum 50 des Kolbens 24 ist eine Schraubendruckfeder 52 aufgenommen. Diese Schraubendruckfeder 52 stützt sich an einem hutförmigen Stützring 54 ab, dessen Topfbereich 56 in die Schiraubendruckfeder 52 eintaucht und dessen Krampenbereich 58 in eine Ringnut 60 des Gehäuses 18 eingeschnappt ist. Die Schraubendruckfeder 52 wirkt auf den zwischenboden 26 ein und druckt den Kolben 24 mit dem oberen Ende des Kragens 30 gegen den radial einwärts gerichteten Bund 32 an.

In der Schaltstange 12 ist eine Ausnehmung 62 vorgesehen, in welche die Rastkugel 38 einschnappt, um die Schaltstange 12 gegenüber dem Träger 10 festzulegen. Weitere Ausnehmungen 62 der Schaltstange 12 sind vorgesehen, aber nicht eingezeichnet.

Das gesamte Arretierungselement 17 ist als Einheit vormontiert und kann als solche in den Träger 10

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eingeschraubt werden. Die Rastkugel 38 ist leichtgängig drehbar, da die Federkraft nicht auf die Rastkugel einwirkt und der Sicherungsring 40 ein Laufspiel für die Rastkugel 38 gewährleistet. Der Kolben 24 ist leichtgängig an der Führungsbohrung 22 geführt dank der Gleitflächenpaarung Kunststoff, Metall.

Claims

Patentanwälte Di:pl.-Ing. H. Weickmann, D1PL.-PHYS. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A-Weickmann, Dipl.-Chem. B. Hüber Dr.-Ing. H. Liska, Dipl.-Phys. Dr. J. Prechtel

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Scheinfurt 1

Axretierungselement

Schutzansprüche

1. Arretierungselcnient, insbesondere zur Arretierung ei· nes mit mehrere« Ausnehmungen (62) versehenen Sperretücke (12) bei einem Pahrzeugschaltgetriebe, umfassend ein Gehäuse (18) mit einer Führungsbohrung (22), einen in dieser Führungsbohrung (22) in deren Achsrichtung verschiebbaren Kolben (24) mit einer axial gerichteten Pfanne (28), eine von der Pfanne (28) aufgenommene Rastkugel !38), welche in der Pfanne (28) durch Lagerkugeln (36) drehbar gelagert ist, eine in axialer Richtung auf den Kolben (24) einwirkende an dem Gehäuse (18) abgestützte Feder (52), welche den Kolben (24) in eine Endstellung vorspannt, in der die Rastkugei (38) über das eine Ende des Gehäuses (18) maximal vorsteht sowie Anschlag- und Sicherungsmittel (30, 32, 48, 40),

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welche die Endstellung des Kolbens (24) festlegen und das Herausfallen der Rastkugel '38) und der Lagerkugeln (36) aus der Pfanne (28) verhindern, dadurch gekennzeichnet,

daß in die Pfanne (28) des Kolbens (24) eine Lagerschale (34) mit einer sphärischen, inneren Anlagefläche für die Lagerkugeln (36) eingesetzt ist, daß die Rastkugel (38) und die Lagerschale (34) an dem Kolben (24) in axialer Richtung gesichert sind und daß der Kolben (24) gegen einen Anschlag (32) im Bereich des von der Rastkugel (38) durchsetzten Gehäuseendes abgestützt ist.
2. Arretierungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der Kolben (24) in Verlängerung der Pfanne (28) einen Kragen (30) besitzt, welcher in der Bndstellung des Kolbens i24) gegen einen radial einwärcs gerichteten Bund (32) des Gehäuses (18) an dessen von der Rastkugel (38) durchsetztem Ende anschlägt.
3. Arretierungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß innerhalb des Kragens (30) ein Sicherungsring (40) aufgenommen ist, welcher die Sicherung der Lagerachale (34) in der Pfanne (28) und die Sicherung der Rastkugel (3&bgr;) in der Lagerschale (34) fibernimmt.
4. Arretierungselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß der Sicherungsring (401 Vn einem die Achse des Gehäuses (18) enthaltenden Querschnitt ein annähernd z-förmiges Profil besitzt mit einem ersten von der Achse weggerichteten an dem Kragen (30) axial gesicherten Au3«nschenkel (42), einem im wesentlichen axial gerichteten Mittelschenkel (44) und einem zweiten zur Achse hinweisenden Außenschenkel (46),

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welcher der Rastkugel (38) diese in der Lagerschale (34) sichernd gegenüberliegt.
5. Arretierungselement nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet,

daß der Kragen (30) einen radial einwärts gerichteten Wulst (48) aufweist, welcher den ersten Außenschenkel (42) des Sicherungsringes (40) übergreift.
6. Arretierungeelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

daß der Kolben (24) in seinem von der Lagerschale (34) abgelegenen Endbereich als ein Hohlkolben (Hohlraum SO) ausgeführt ist, welcher einen Teil der, insbesondere als Schraubendruckfeder ausgebildeten, Feder (52) aufnimmt.
7. Arretierungselement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

daß der Kolben (24) an mittlerer Stelle seiner axialen Länge einen zur Anlage der Lagerschale (34) einerseits und der Feder (52) andererseits gestalteten ringförmigen und insbesondere sphärischen Zwischenboden (26) aufweist.
8. Arretierungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,

daß die Feder (52) im Bereich des anderen Endes des Gehäuses (18) an diese ; durch einen Stützring (54) abgestutzt ist.
9. Arretierungselement nach Anspruch 8, | dadurch gekennzeichnet, !^: daß der Stützring (54) mit einem Hutprofil ausgeführt | ist, dessen Topfbereich (56) in eine Schraubendruck- f feder (52) eintaucht und dessen Krempenbereich (58) ,·, an der Innenseite des Gehäuses (18) gesichert ist. _t
10. Arretierungselement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Krempenbereich (58) des Stützrings (54) mit seinem radial äußeren Rand in eine radial innere Ringnut (60) der Führungsbohrung (22) eingerastet ist.
11. Arretierungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (24) aus Kunststoff hergestellt ist.
12. Arretierungeelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsring (40) hinter den Wulst (48) des Kragens (30) eingeschnappt ist.
13. Arretierungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gehäuse (18) Befestigungsmittel zur Befestigung an einem Träger (10), insbesondere an einem das Sperrstück (12) führenden Träger (10), angebracht sind.
14. Arretierungselement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (18) mit einem Außengewinde versehen ist.
15. Arretierungselement nach einem der Ansprüche oder 14,

dadurch gekennzeichnet, daß an dem anderen Ende des Gehäuses (18) ein Außenmehrkant (20) angebracht ist.
16. Arretierungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (18) aus Metall und der Kolben (24) aus Kunststoff gefertigt ist.

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17. Arretierungseleitiient nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet,

daß die Lagerschale (34) aus Metall, insbesondere Stahl, gefertigt ist.
18. Arretierumjseleinent nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet,

daß der radiale Zwischenraum zwischen der Lagerfläche der Lagerschale (34) und der Rastkugel (38) nur teilweise mit Lagerkugeln (36) gefüllt ist.