DE10302068B4

DE10302068B4 - Schaltarretierung

Info

Publication number: DE10302068B4
Application number: DE2003102068
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Zernickel Alexander; Norbert Radinger
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2003-01-21
Filing date: 2003-01-21
Publication date: 2014-07-31
Anticipated expiration: 2023-01-22
Also published as: DE10302068A1; FR2850152A1; FR2850152B1

Abstract

Schaltarretierung für die Lagefixierung eines beweglichen Stellelements (11), insbesondere einer Schaltstange eines Kraftfahrzeuges, mit einem in eine Ausnehmung (12) des Stellelements (11) eingreifenden Rastkörper (8), der mittels Laufkugeln eines Wälzlagers (6) an einem Stützkörper (3) gelagert ist, der in Richtung zum Stellelement (11) axial verschiebbar und federbelastet in einem Gehäuse (1) oder Zwischengehäuse (2) geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Rastkörper (8) im Wesentlichen halbkugelförmig ausgebildet ist und mit seiner Kreisfläche (7) mittels eines radiale und axiale Kräfte aufnehmenden Wälzlagers (6) am Stützkörper (3) geführt ist und dass die Verschiebeachse des Stützkörpers (3) zu der quer zu den Ausnehmungen (12) verlaufenden Mittelebene des Stellelements (11) um einen Winkel (α) verschwenkt oder achsversetzt ist, wobei der Rastkörper (8) nicht mehr mittig, sondern außermittig im Berührpunkt (13) die Seitenwand der Ausnehmung (12) berührt, so dass ein Hebelarm (a) zur Mittelebene des Stellelements (11) entsteht.

Description

Gebiet der Erfindung
Schaltarretierung für die Lagefixierung eines beweglichen Stellelements, insbesondere einer Schaltstange eines Kraftfahrzeuggetriebes, mit einem in eine Ausnehmung des Schaltelements eingreifenden Rastkörper, der mittels Laufkugeln an einem Stützkörper gelagert ist, der verschiebbar und in Richtung zum Stellelement federbelastet in einem Gehäuse oder Zwischengehäuse geführt ist.
Hintergrund der Erfindung
Derartige Schaltarretierungen sind beispielsweise aus der DE 199 50 611 A1 , DE 33 07 988 A1 , DE 94 18 971 U1 , DE 94 11 472 U1 und DE 88 14 844 U1 bekannt. Üblicherweise ist der Rastkörper hierbei als Kugel ausgebildet. Der Stützkörper weist eine Kalotte auf, wobei zwischen Kalotte und Kugel Laufkugeln angeordnet sind.
Es hat sich gezeigt, dass die Toleranzen, insbesondere auf der Kalottenoberfläche und bei den Abmessungen der Laufkugeln nicht so genau eingehalten werden, dass sich ein gleichmäßiger Lauf der Laufkugeln ergibt. Dadurch schwankt der Verschiebewiderstand beim Betätigen des Stellelements erheblich. Darüber hinaus ist die Schaltarretierung auch aufwendig in der Herstellung.
Es ist weiterhin bekannt, DE 94 11 472 U1 , die Kugel in einer Ausnehmung des Stützkörpers mittels Laufkugeln zu lagern, die als Lagerring angeordnet sind.
Um ein sicheres Abrollen der Laufkugeln zu verwirklichen, ist die Mittelachse des Lagerrings gegenüber der Achse des Stützkörpers verschwenkt. Dies führt allerdings zu einer Abstützung des als Kugel ausgebildeten Rastkörpers auf einer nur geringen Anzahl von Laufkugeln und damit zu hohen Flächenpressungen in diesem Bereich.
In einem Ausführungsbeispiels dieses Dokuments ist weiterhin vorgeschlagen, das Stellelement außerhalb der Mittelachse des Stützkörpers bei sonst unveränderten Bauteilen anzuordnen. Dies führt dann zu einer gleichmäßigeren Lastverteilung auf die Laufkugeln, nicht aber zu einem hinreichend gleichmäßigen Abrollen mit möglichst geringem gleichmäßigem Verschiebewiderstand des Stellelements.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schaltarretierung zur Verfügung zu stellen, bei der die vorgenannten Nachteile behoben sind, ein gleichmäßiger Verschiebewiderstand auf niedrigem Kraftniveau erreicht wird, wobei die Schaltarretierung preisgünstig herstellbar sein soll und nur geringen Bauraum beansprucht.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe wird durch eine Schaltarretierung mit allen Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. eines radiale und axiale Kräfte aufnehmenden Wälzlagers am Stützkörper geführt, wobei die Verschiebeachse des Stützkörpers zu der quer zu den Ausnehmungen verlaufenden Mittelebene des Stellelements soweit um einen Winkel verschwenkt oder achsversetzt ist, dass der Berührungspunkt zwischen den Ausnehmungen und dem Rastkörper außerhalb der Drehachse des Rastkörpers liegt.
Durch diese Ausgestaltung wird sichergestellt, dass ein gleichmäßiger Verschiebewiderstand auf niedrigem Kraftniveau für die Schaltarretierung gegeben ist und eine im Wesentlichen gleichmäßige Belastung des Wälzlagers gegeben ist, wobei eine Drehung des Rastkörpers um seine Drehachse beim Verschieben des Stellelements erfolgt.
Darüber hinaus hat diese Ausgestaltung den Vorteil, dass der halbkugelförmige Rastkörper nicht zwangsweise der Kugelform angeglichen sein muss, sondern auch eine andere Oberflächenform aufweisen kann, z. B. eine größere Abflachung oder auch einen stärkeren bzw. kleineren Krümmungsradius aufweisen kann, um der Vorgabe eines gleichmäßigen Verschiebewiderstandes auf niedrigem Kraftniveau besser gerecht werden zu können.
In vorteilhafter Weise ist das radiale und axiale Kräfte aufnehmende Wälzlager ein Axialrillenlager mit Rillen in der Kreisfläche des halbkugelförmigen Rastkörpers und in einer Stirnfläche des Stützkörpers. Dadurch wird eine sehr raumsparende und günstig herzustellende Lagerung gewährleistet.
Um ein kompaktes, in sich geschlossenes Bauteil zur Verfügung zu stellen, wird vorgeschlagen, dass das Zwischengehäuse topfförmig ausgebildet ist und einen Stützrand aufweist, der einen der Kreisfläche des halbkugelförmigen Rastkörpers benachbarten Wulst hintergreift. Dieser Stützrand kann nach Einsetzen der Feder, des Stützkörpers, des Lagers und des halbkugelförmigen Rastkörpers in das Zwischengehäuse durch Bördeln hergestellt werden, so dass ein als Baueinheit lieferbare Schaltarretierung zur Verfügung gestellt wird.
In einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass im Bereich des Wulstes des Rastkörpers vorzugsweise ein Radiallager zur Abstützung des Rastkörpers gegenüber dem Zwischengehäuse vorgesehen ist. Dann kann beispielsweise das Wälzlager so ausgebildet sein, dass es nur axiale Kräfte aufnimmt und z. B. eine der Rillen in der Kreisfläche oder an der Stirnfläche des Stützkörpers entfällt. Das radiale und axiale Kräfte aufnehmende Wälzlager kann aber auch als Schrägschulterlager ausgeführt sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt ist.
Es zeigen:
1 einen Schnitt durch eine Schaltarretierung parallel zum Stellelement und
2 einen Schnitt durch die Schaltarretierung quer zum Stellelement.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
In den 1 und 2 ist, soweit im einzelnen dargestellt, mit 1 ein Gehäuse bezeichnet, in dem ein Zwischengehäuse 2 eingesetzt ist, das topfförmig ausgeführt ist. In dem Zwischengehäuse 2 ist ein Stützkörper 3 angeordnet, der axial verschiebbar eingesetzt und durch eine Feder 4 vorgespannt ist. Der Stützkörper 3 besitzt eine Stirnfläche 5, in der Rillen für ein Wälzlager 6 eingearbeitet sind. Das Wälzlager 6 korrespondiert mit Rillen in einer Kreisfläche 7, die Bestandteil eines im wesentlichen halbkugelförmig ausgebildeten Rastkörpers 8 ist. Der Rastkörper 8 weist im Bereich der Kreisfläche 7 einen Wulst 9 auf, der in Verbindung mit einem Stützrand 10 am Zwischengehäuse 2 einen Anschlag bildet und ein Austreten des Rastkörpers aus dem Zwischengehäuse verhindert.
Der Rastkörper steht mit einem Stellelement 11 in Wirkverbindung, das als Schaltstange eines Kraftfahrzeuggetriebes ausgebildet ist. Das Stellelement 11 weist Ausnehmungen 12 auf, die Schaltstellungen des nicht dargestellten Kraftfahrzeuggetriebes zugeordnet sind. Die Ausnehmungen 12 sind als Ausschnitte in das Stellelement 11 ausgebildet.
Wie insbesondere 2 zu entnehmen ist, bildet die Achse des rotationssymmetrisch ausgebildeten Zwischengehäuses, Stützkörpers und Rastkörpers einen Winkel α mit der Mittelebene des Stellelements, die quer zu den Ausnehmungen verläuft. Durch diese Schrägstellung berührt der Rastkörper 8 nicht mehr mittig sondern außermittig im Punkt 13 die Seitenwand der Ausnehmung 12, so dass ein Hebelarm a zur Mittelebene entsteht, durch die der Rastkörper 8 beim Entrasten in Drehbewegung versetzt wird, so dass ein gleichmäßiger Verschiebewiderstand auf niedrigem Kraftniveau entsteht.
Die geometrischen Verhältnisse zwischen Stellelement 11 und Rastkörper 8 bzw. Schaltarretierung lassen sich durch Variationen des Winkels α und Variation der Form des Rastkörpers 8 verändern. Der Rastkörper kann von der Form einer Halbkugel abweichen und flacher ausgebildet sein oder mehr als die Hälfte einer Kugel einnehmen bzw. einen kleineren Krümmungsradius haben.
Bezugszeichenliste

1: Gehäuse
2: Zwischengehäuse
3: Stützkörper
4: Feder
5: Stirnfläche
6: Wälzlager
7: Kreisfläche
8: Rastkörper
9: Wulst
10: Stützrand
11: Stellelement
12: Ausnehmungen
13: Berührungspunkt
a: Hebelarm

Claims

Schaltarretierung für die Lagefixierung eines beweglichen Stellelements (11), insbesondere einer Schaltstange eines Kraftfahrzeuges, mit einem in eine Ausnehmung (12) des Stellelements (11) eingreifenden Rastkörper (8), der mittels Laufkugeln eines Wälzlagers (6) an einem Stützkörper (3) gelagert ist, der in Richtung zum Stellelement (11) axial verschiebbar und federbelastet in einem Gehäuse (1) oder Zwischengehäuse (2) geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Rastkörper (8) im Wesentlichen halbkugelförmig ausgebildet ist und mit seiner Kreisfläche (7) mittels eines radiale und axiale Kräfte aufnehmenden Wälzlagers (6) am Stützkörper (3) geführt ist und dass die Verschiebeachse des Stützkörpers (3) zu der quer zu den Ausnehmungen (12) verlaufenden Mittelebene des Stellelements (11) um einen Winkel (α) verschwenkt oder achsversetzt ist, wobei der Rastkörper (8) nicht mehr mittig, sondern außermittig im Berührpunkt (13) die Seitenwand der Ausnehmung (12) berührt, so dass ein Hebelarm (a) zur Mittelebene des Stellelements (11) entsteht.
Schaltarretierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das radiale und axiale Kräfte aufnehmende Wälzlager (6) ein Axialrillenlager mit Rillen in der Kreisfläche (7) des halbkugelförmigen Rastkörpers (8) und in einer Stirnfläche (5) des Stützkörpers (3) ist.
Schaltarretierung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischengehäuse (2) topfförmig ausgebildet ist und einen Stützrand (10) aufweist, der einen der Kreisfläche (7) des halbkugelförmigen Rastkörpers (8) benachbarten Wulst (9) hintergreift.
Schaltarretierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Wulstes (9) zwischen dem halbkugelförmigen Rastkörper (8) und dem Zwischengehäuse (2) ein Axialbewegungen zulassendes Radiallager vorgesehen ist.