DE9411472U1

DE9411472U1 - Schaltarretierung

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Publication number: DE9411472U1
Application number: DE19949411472
Authority: DE
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1994-07-15
Filing date: 1994-07-15
Publication date: 1994-09-08
Anticipated expiration: 2004-07-16

Description

V:·

INA Wälzlager Schaeffler KG₅ 91072 Herzogenaurach

ANR 17 17 332

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Schaltarretierung

Die Neuerung betrifft eine Schaltarretierung für die Lagefixierung eines beweglichen Stellelementes, insbesondere für eine Schaltstange eines Kraftfahrzeuggetriebes, mit einem in eine Ausnehmung der Schaltstange eingreifenden, vorzugsweise kugelförmigen Rastelement, welches in einer Aufnahme eines zylindrischen Rastkolbens angeordnet ist, wobei der Rastkolben in einer Bohrung eines Gehäuses über Wälzkörper axial verschieblich geführt und in Richtung der Schaltstange durch eine Feder belastet ist.

Eine derartige Schaltarretierung ist aus der DE 38 08 375 Cl bekannt. Diese besteht aus einem Rastkolben, welcher über eine wälzgelagerte Längsführung in einem Gehäuse axial beweglich angeordnet ist. Eine Stirnseite des Rastkolbens weist eine kalottenförmige Ausnehmung auf, die mit Wälzkörpern gefüllt ist, auf die sich ein kugelförmiges Rastelement abstützt. Der Nachteil dieser vorbekannten Arretierung liegt darin, daß durch die Vielzahl von Kugeln kein ungestörter Kugelumlauf möglich ist, d. h. bei einer Längsbewegung der Schaltstange besteht die Gefahr des Verklemmens der das Rastelement tragenden Wälzkörper.

Während eines Schaltvorganges sind unter Umständen hohe Schaltkräfte erforderlich. Dies wirkt sich zumindest negativ auf das subjektive Schaltempfinden des die Schaltung Betätigenden aus. Durch diese Art der Ausbildung der Arretierung kann sich außerdem die Verschiebebewegung der Schaltstange ruckartig gestalten.

In diesem Zusammenhang ist nach dem DE-GM 93 16 348 eine Arretierung bekannt, die ein ruckfreies Verfahren der Schaltwelle bei einem in einer Kalotte über Wälzkörper gelagertem Rastelement ermöglichen soll. Dies wird dadurch erreicht, daß in der kartenförmigen Aussparung durch tragende bzw. nichttragende Kanäle ein Zwangsumlauf der das Rastelement tragenden Wälzkörper erfolgt. Ein Nachteil dieser Arretierung besteht darin, daß die kalottenförmige Ausnehmung einschließlich ihrer tragenden bzw. nichttragenden Kanäle mit hoher Präzision gefer-

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tigt werden muß und daher teuer ist. Ein weiterer Nachteil ist der, daß für die Lagerung der Rastkugel in der kartenförmigen Ausnehmung eine Vielzahl von Wälzkörpern erforderlich ist.

Aufgabe der Neuerung ist es daher, eine Arretierung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die aufgezeigten Nachteile beseitigt sind, d. h. die sich kostengünstig fertigen läßt und weniger Wälzkörper zur Lagerung der Rastkugel benötigt.

Neuerungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß das Rastelement in der Aufnahme über einem Kugelkranz abrollt, dessen Laufbahn von einer Kreisfläche gebildet ist, und daß eine durch das Rastelement und zum Kugelkranz verlaufende Mittellinie mit einer senkrecht zur Schaltstange angeordneten Linie einen Winkel &agr; von bis zu 45° einschließt.

Durch diese neuerungsgemäße Ausbildung der Arretierung wird ein Zwangsumlauf der das Rastelement tragenden Wälzkörper auf der ihnen vorgegebenen kreisförmigen Laufbahn realisiert, so daß ein ruckfreies Verfahren der Schaltstange bei gleichzeitig hoher Verfahrgeschwindigkeit möglich ist. Gegenüber dem bisherigen Stand der Technik weist diese Anordnung entscheidende Vorteile auf. Zum einen wird durch die ebene, kreisförmige Ausbildung der Laufbahn der das Rastelement tragenden Wälzkörper, eine wesentliche Vereinfachung der Fertigung des Innenelementes ermöglicht. Es liegt auf der Hand, daß die bisher erforderliche kartenförmige Ausbildung der Aufnahme sich nur ungleich aufwendiger realisieren läßt. Zum anderen wälzt das Rastelement nur auf einem Kugelkranz ab, d. h. es können gegenüber der kalottenförmigen Ausbildung der Aufnahme bis zu 80 % an Wälzkörpern eingespart werden. Dies ist insbesondere bei kleineren Bauformen von Schaltarretierungen von Bedeutung, da Wälzkörper mit einem Durchmesser unter 2 mm gegenüber Wälzkörpern mit einem größeren Durchmesser wesentlich teuerer sind.

In Weiterbildung der Neuerung nach Anspruch 2 ist vorgesehen, daß die Schaltstange unter einem Winkel &bgr; zu einer Mittelsenkrechten des Innenelementes angeordnet ist. Eine derartige Anordnung kann unter

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bestimmten Bedingungen für eine spezielle Einbausituation von Vorteil sein und ist selbstverständlich auch für Schaltarretierungen nach dem bisherigen Stand der Technik, d. h. für Rastelemente mit einer kalottenförmigen Ausnehmung des Rastkolbens brauchbar. 5

Auch ist es nach Anspruch 3 möglich, daß die Aufnahme in einem abgewinkelten Teil des Innenelementes angeordnet und die Feder je nach Anordnung der Aufnahme als eine Zug- oder Druckfeder ausgebildet ist. Auch eine derartige Konstruktion kann in bestimmten Anwendungsfällen von Vorteil sein und ist ebenfalls für Rastelemente mit kalottenförmiger Ausnehmung des Rastkolbens ist anwendbar.

Die Neuerung wird an nachstehenden Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
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Figur 1 einen Längsschnitt durch eine neuerungsgemäße Schaltarretierung;

Figur 2 eine Draufsicht auf die Aufnahme der Schaltarretierung nach Figur 1 ohne Rastkugel;

Figur 3 einen teilweisen Längsschnitt durch eine Schaltarretierung mit schräg gestelltem Stellelement und

Figur 4 einen teilweisen Längsschnitt durch eine Schaltarre-

tierung mit hakenförmiger Ausbildung des Innenelementes.

Die in Figur 1 dargestellte Schaltarretierung 1 besteht aus einem Innenelement 2, das über in einem Käfig 3 geführte Wälzkörper 4 in einem Gehäuse 5 axial verschieblich geführt ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel rollen die Wälzkörper 4 auf einer Innenseite einer im Gehäuse 5 angeordneten Hülse 6 ab. An seiner einem Boden 7 des Gehäuses 5 zugewandten Seite weist das Innenelement 2 eine Ausnehmung 8 auf, in der eine Feder 9 angeordnet ist, die sich einerseits am Boden 7 des Gehäuses 5 und andererseits an einem Boden 10 des Innenelementes 2 abstützt. An seiner dem Boden 10 abgewandten Seite ist das Innen-

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element 2 mit einer Aufnahme 11 versehen, in der ein Rastelement 12 angeordnet ist. Das Rastelement 12 wird in der Aufnahme 11 durch eine Kappe 13 gehalten und durch die Feder 9 beim Verfahren einer Schaltstange 14 in deren Ausnehmung 15 eingerastet. 5

Wie aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich, ist das Rastelement 12 in der Aufnahme 11 auf einem Kugelkranz 17 gelagert, dessen Wälzkörper 16 auf einer kreisförmigen Laufbahn 18 abwälzen. Diese kreisringförmige Laufbahn 18 ist unter einem Winkel &agr; angeordnet, der von einer durch das Rastelement 12 und zum Kugelkranz 17 verlaufenden Mittellinie sowie einer senkrecht zur Schaltstange 14 verlaufenden Linie gebildet ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel nimmt der Winkel &agr; einen Wert von 40 ° an. Durch diese Anordnung der Laufbahn 18 wird bei Bewegen der Schaltstange 14 in Pfeilrichtung 19 bzw. in entgegengesetzer Richtung ein ruckfreies Abwälzen der Rastkugel 12 auf den in einem Zwangsumlauf geführten Wälzkörpern 16 erreicht.

Beim Verschieben der Schaltstange 14 in Bewegungsrichtung vollzieht das Innenelement 2 eine Relativbewegung, hervorgerufen durch eine Ausrastbewegung der Schaltstange 14 gegenüber einem nicht dargestellten Gehäuse, beispielsweise einem Getriebegehäuse. Zugleich rotiert das Rastelement 12 um eine gedachte Achse und ist über den Kugelkranz 17 bzw. dessen Wälzkörper 16 abgestützt. Aufgrund der gerichteten Anordnung der Laufbahn 18 vollziehen diese Wälzkörper 16 eine gerichtete und ungehinderte Abroll bewegung auf dieser Laufbahn.

Die in den Figuren 3 und 4 schematisch dargestellten Schaltarretierungen 1 gleichen sich hinsichtlicher der Anordnung der Wälzkörper 16 bzw. der Kugelkränze 17 mit der in Figur 1. Aus diesem Grund wurden auch die gleichen Bezugszeichen verwendet.

In Figur 3 ist die Schaltstange 14 unter einem Winkel &bgr; zu einer Längsmittelebene des Innenelementes 2 angeordnet. Dies kann bei speziellen Einbaufällen von Bedeutung sein. Nach Figur 4 geht das Innenelement 2 in einen abgewinkelten Teil 20 über, dessen Aufnahme 11 in Richtung des Gehäuses 5 weist. Um in diesem Fall ein sicheres Einschnappen des Rastelementes 12 in die Ausnehmung 15 der Schaltstange

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14 zu gewährleisten, muß die Feder 9 nicht als Druck-, sondern als Zugfeder ausgebildet sein. Auch diese Variante kann für besondere Einbaufälle ihre Bedeutung haben. Natürlich kann in nicht dargestellter Weise die Aufnahme 11 auch um einen Winkel von 180 ° gedreht angeordnet sein, d. h. vom Gehäuse 5 wegweisen. In diesem Fall ist die Feder 9 als Druckfeder auszubilden. Auch kann zusätzlich das Innenelment 2 zur Realisierung einer Verdrehsicherung mit einer Nase oder einem Stift versehen sein, die bzw. der in einer nicht dargestellten Nut im Gehäuse 5 gleiten.

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Bezugszeichen

I Schaltarretierung 2 Innenelement

3 Käfig

4 Wälzkörper

5 Gehäuse

6 Hülse
7 Boden

8 Ausnehmung

9 Feder

10 Boden

II Aufnahme

12 Rastelement

13 Kappe

14 Schaltstange

15 Ausnehmung

16 Wälzkörper 17 Kugelkranz

18 Laufbahn

19 Pfeilspitze

20 abgewinkelter Teil

&agr; Winkel zwischen einer durch das Rastelement 12 und zum Kugelkranz 17 verlaufenden Mittellinie und einer senkrecht zur Schaltstange angeordneten Linie

&bgr; Winkel zwischen einer Längsmittelebene des Innenelementes und einer Längsmittelebene des Stellelementes

Claims

INA Wälzlager Schaeffler KG, 91072 Herzogenaurach ANR 17 17 332 2627-11-DE Ansprüche

1. Schaltarretierung (1) für die Lagefixierung eines beweglichen Stellelementes, insbesondere für eine Schaltstange (14) eines Kraftfahrzeuggetriebs, mit einem in eine Ausnehmung (15) der Schaltstange (14) eingreifenden, vorzugsweise kugelförmigen Rastelement (12), welches in einer Aufnahme (11) eines zylindrischen Innenelementes (2) angeordnet ist, wobei das Innenelement (2) in einer Bohrung eines Gehäuses (5) über Wälzkörper (4) axial verschieblich geführt und in Richtung des Rastelementes (12) durch eine Feder (9) belastet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Rastelement (12) in der Aufnahme (11) über einem Kugelkranz (17) abrollt, dessen Laufbahn (18) von einer Kreisfläche gebildet ist und daß eine durch das Rastelement (12) und zum Kugelkranz (17) verlaufende Mittellinie mit einer senkrecht zur Schaltstange (14) angeordneten Linie einen Winkel &agr; von bis zu 45 ° einschließt.

2. Schaltarretierung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstange (14) unter einem Winkel &bgr; zu einer Längsmittelebene des Innenelementes (2) angeordnet ist.

3. Schalteinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (11) in einem abgewinkelten Teil (20) des Innenelementes (2) angeordnet ist und die Feder (9) je nach Anordnung der Aufnahme (11) als eine Zug- oder Druckfeder ausgebildet ist.