DE19540039A1

DE19540039A1 - Schaltarretierung

Info

Publication number: DE19540039A1
Application number: DE1995140039
Authority: DE
Inventors: Klaus Kraemer
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1995-10-27
Filing date: 1995-10-27
Publication date: 1997-04-30
Also published as: DE19680920D2; WO1997016778A1; BR9611168A

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltarretierung zur Sicherung von Verstellpositio nen eines beweglichen Stellelementes, insbesondere für eine Schaltstange eines mechanisch schaltbaren Getriebes von Fahrzeugen, bestehend aus einem Gehäuse, an dessen Innenwandung ein Innenelement längsverschiebbar ist, das von einer zwischen einem Boden des Gehäuses und dem Innenelement einge setzten Druckfeder kraftbeaufschlagt wird, wobei das Innenelement stirnseitig an der von der Druckfederanlage abgewandten Seite mit einem wälzgelagerten Rastelement versehen ist und das Innenelement mit eine Entlagensicherung aufweist.

Derartige Schaltarretierungen, die auch als Kugelrasten bzw. Arretierbolzen bezeichnet werden, finden insbesondere in Kfz-Getrieben Anwendung, wobei das Rastelement der Schaltarretierung in entsprechende Ausnehmungen der Schaltstange oder Rastausnehmungen der Schaltelemente eingreift. Die Schalt kraft der Schaltarretierung wird dabei insbesondere durch die Kraft der Druckfe der bestimmt, die zwischen dem Boden des Gehäuses und dem Innenelement eingesetzt ist. Zur Erreichung einer Verliersicherung im nichteingebauten Zu stand der Schaltarretierung bzw. zur Erreichung einer Stellwegbegrenzung des Innenelementes im eingebauten Zustand sind Schaltarretierungen mit einer axialen Sicherung versehen.

Aus der DE 44 09 735 A1 ist ein gattungsbildende Schaltarretierung bekannt, bei der das Innenelement über eine Wälzlagerung im Gehäuse längsverschieb bar geführt ist. Zur Schaffung einer axialen Sicherung ist der Käfig der Wälz lagerung mit radial nach innen oder nach außen gerichteten federnden Ansätzen versehen, die im eingebauten Zustand beispielsweise in Aussparungen des Innenelementes und/oder des Gehäuses verrasten. Alternativ ist zur Schaffung einer Axialsicherung das Innenelement druckfederseitig mit einer Bördelung versehen, die einen Endanschlag für die Wälzlagerung in einer Richtung bildet und wobei zudem die Gehäusewandung mit einem ausgestanzten, radial nach innen gerichteten Lappen versehen ist, der in einen Längsschlitz bzw. in eine längsgerichtete Ausnehmung in der Einbaulage des Innenelementes verrastet. All diesen Varianten gemeinsam ist die Ausbildung eines speziellen Wälzlagerkä figs, zusätzlich zu einer mit relativ hohem mechanischen Aufwand darstellbaren Maßnahme am Innenelement oder am Gehäuse der Schaltarretierung.

Aufgabe der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung ist es, für eine bauteil- und bauraumoptimierte Schaltarretierung eine kostengünstige, wirksame Endlagensicherung zu schaffen.

Zusammenfassung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche 1 und 2 gelöst.

Gemäß der Erfindung nach Anspruch 1 ist eine Schaltarretierung vorgesehen, bei der das Innenelement gleitgelagert im Gehäuse längsverschiebbar ist. Zur Bildung einer axialen Sicherung zwischen den rohrförmig gestalteten Abschnit ten des Innenelementes und des Gehäuses ist erfindungsgemäß eines dieser Bauteile mit einem radial austretenden, federnden Lappen versehen, der mittels einer Scherung in die Wandung eines der Bauteile eingebracht ist, wobei der Lappen im eingebauten Zustand des Innenelementes in eine Aussparung des zugehörigen anderen Bauteils verschnappt. Diese axiale Sicherung eignet sich in vorteilhafter Weise für im Durchmesser reduzierten Schaltarretierungen, bei denen bauraumbedingt auf eine Wälzlagerung verzichtet werden muß und deren Schaftdurchmesser angepaßt ist an die kalottenförmig gestaltete Aufnahme des Rastelementes im Innenelement. Die erfindungsgemäße Sicherung bedarf weiterhin keiner zusätzlichen Bauteile und ist kostengünstig herstellbar, wo durch sich insgesamt ein Kostenvorteil der erfindungsgemäßen Schaltarretierung einstellt, verbunden mit einer Bauteilreduzierung sowie einem Gewichtsvorteil. Der Aufbau der erfindungsgemäßen axialen Sicherung sieht außerdem eine einfache Montage vor, bei der nach Einschieben des Innenelementes in das Gehäuse und Erreichen einer Lageübereinstimmung zwischen dem federnd angeordneten Lappen und der zugehörigen Aussparung im benachbarten Bauteil der Lappen selbsttätig verrastet. Damit ist eine wirksame Verliersicherung der ineinandergeschobenen Bauteile im vormontierten Zustand der Schaltarretierung sicherstellt sowie ein Endanschlag im eingebauten Zustand der Schaltarretierung.

Die Erfindung gemäß Anspruch 2 sieht zur Bildung einer Endlagensicherung, die eine axialen Sicherung für ein wälzgelagertes Innenelement sicherstellt, daß dieses druckfederseitig eine radial nach außen gerichtete Bördelung umfaßt, die eine Innenkontur der Wälzlagerung radial übergreift. Außerdem ist die axiale Sicherung mit einem formschlüssigen Endanschlag zwischen dem Käfig und dem Gehäuse versehen. Diese axiale Sicherung verlangt keinerlei zusätzliche Bauteile und kann außerdem innerhalb des von den Bauteilen, Gehäuse, Wälz lagerung und Innenelement vorgegeben Bauraums integriert werden. Die Ausge staltung der axialen Sicherung nimmt dabei keinen oder nur einen geringen Einfluß auf die Ausbildung des Wälzlagerkäfigs und ermöglicht außerdem durch einen geringen Fertigungsaufwand am Gehäuse bzw. am Innenelement eine kostengünstig darstellbare Axialsicherung.

Der durch eine Scherung gebildete radial vorstehende federnde Lappen ergibt zwischen den zylindrisch ausgebildeten Bauteilen, dem Gehäuse und dem Innenelement im Bereich rohrförmiger Abschnitte eine vorteilhafte, kostengün stig herstellbare, wirksame Entlagensicherung, die ein selbsttätiges Einspreitzen des Lappens in die entsprechende Aussparung ermöglicht.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der gehäuse seitig angeordnete Lappen radial nach innen in eine entsprechende Aussparung des Innenelements verrastet. Dagegen bildet ein einstückig am Innenelement angeordneter, radial nach außen gerichteter Lappen einen Endanschlag, in dem dieser in eine entsprechende Aussparung des Gehäuses verrastet. Als eine weitere Variante, insbesondere für eine wälzgelagerte Schaltarretierung bietet es sich an, daß der am Gehäuse angeordnete, radial nach innen gerichtete Lappen zur Bildung eines Axialanschlages stirnseitig an dem Wälzkörperkäfig anliegt.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zur Bildung der Lappen sieht vor, daß jeder Lappen mit einer Umschneidung versehen ist, die den gesamten abgebogenen Abschnitt, d. h. den radial austretenden Bereich des Lappens umfaßt. Diese Maßnahme begünstigt das Verbiegen des Lappens und stellt damit eine Fertigungsvereinfachung dar.

Ein verbessertes Einspreitzverhalten des Lappens in die Aussparung ist erzielbar durch einen halbrundartig geformten Endbereich des Lappens in Form einer Zunge. Diese Ausgestaltung begünstigt außerdem, daß beim Einführen des Innenelementes in das Gehäuse auch bei einer nicht exakten Lageüberein stimmung zwischen dem Lappen und der Aussparung, der federnd vorgespannte Lappen über den schmaleren Endbereich selbsttätig in die Aussparung ver schnappt.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht eine Längserstreckung der Lappen vor, die einem halben Wert der maximalen Führungslänge des Innen elementes im Gehäuse entspricht. Diese Ausbildung nimmt Einfluß, d. h. verringert die radiale Vorspannung des Lappens, wodurch die Einschiebekraft des Innenelements in das Gehäuse nahezu ausschließlich von der Kraft der Druckfeder bestimmt wird.

Zur weiteren Verbesserung des Einspreitzverhaltens der Bauteile, sowie zur Vermeidung einer Funktionsbeeinträchtigung der Schaltarretierung durch die axiale Sicherung besitzt die Aussparung ein Längenmaß, das größer ist als ein maximaler Hub des Innenelementes, so daß im eingebauten Zustand der Schal tarretierung bei einem funktionsbedingten Einschieben des Innenelementes in das Gehäuse dieser Stellweg nicht durch eine Anlage des Lappens am Ende der Aussparung begrenzt wird. Außerdem ist es von Vorteil, daß die Breite der Aussparung ein Breitenmaß des Lappens deutlich übersteigt, wodurch das Innenelement vorteilhaft eine gewisse Drehbeweglichkeit und damit einen Freiraum besitzt.

In einfacher Weise kann eine wälzgelagerte Schaltarretierung mit einer Axialsi cherung versehen sein, bei der der Wälzkörperkäfig mit zumindest einem radial nach außen gerichteten Ansatz versehen ist, der in eine entsprechende Aus sparung des Gehäuses verrastet. Dazu bietet es sich an, den in Form einer Nase ausgebildeten Ansatz stirnseitig an dem vom Rastkörper abgewandten Ende des Wälzlagerkäfigs anzuordnen. Funktionsbedingt stellt sich bei einer Verschiebung des Innenelements für die als Linearlager dienende Wälzlagerung eine Halbie rung des Verstellweges vom Innenelement ein. Entsprechend dazu besitzt die Aussparung eine Längserstreckung, die gleich oder größer ist als der maximale Hub des Innenelementes.

Zur Schaffung einer funktionssicheren, dauerhaften Endlagensicherung ist weiterhin zwischen den, die Endlagensicherung bildenden Bauteilen eine Mindestüberdeckung vorgesehen.

Dabei hat sich ein Überdeckungsgrad zwischen dem Lappen bzw. dem Ansatz und der Wandung des Gehäuses bzw. des Innenelementes von zumindest der halben Wandstärke des Bauteils bewährt, an dem der Lappen verrastet.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der beigefügten Zeichnun gen nachstehend erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in einem Längsschnitt eine gleitgelagerte Schaltarretierung, die zur Bildung einer axialen Sicherung mit einem einstückig am Innenelement angeordneten Lappen versehen ist, der radial in eine Aussparung des Gehäuses verrastet;

Fig. 2 einen Teillängsschnitt durch eine gleitgelagerte Schaltarretie rung, bei der ein am Gehäuse angeordneter Lappen radial nach innen in eine Aussparung des Innenelements verrastet;

Fig. 3 eine Schnittansicht durch die in Fig. 2 abgebildete Schaltarre tierung gemäß der Linie III-III;

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine wälzgelagerte Schaltarretierung, bei der zur Axialsicherung der Wälzlagerkäfig endseitig einen radial nach außen gerichteten Ansatz aufweist, der in eine Aussparung des Gehäuses verrastet;

Fig. 5 eine mit der Fig. 4 vergleichbare Schaltarretierung, die ab weichend einen einstückig am Gehäuse radial nach innen gerichteten Lappen aufweist, der zur Bildung einer Axialsiche rung stirnseitig am Wälzlagerkäfig anliegt.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Die Fig. 1 zeigt in einem Längsschnitt eine Schaltarretierung 1a, die ein durch ein Tiefziehverfahren aus Blech spanlos hergestelltes, rohrförmig ausgestaltetes Gehäuse 2a umfaßt, in dem ein Innenelement 3a über eine Gleitlagerung 4 längsverschiebbar geführt ist. Zwischen einem Boden 5 des Gehäuses 2a und dem Innenelement 3a ist eine Druckfeder 6 eingesetzt, wobei diese in einer Sacklochbohrung 7 des Innenelementes 3a geführt ist. An dem vom Gehäuse 2a abgewandten Ende ist ein über Wälzkörper 9 gelagertes Rastelement 8 form schlüssig gehalten, das im eingebauten Zustand der Schaltarretierung 1a zur Sicherung einer Verstellposition in eine entsprechende Ausnehmung einer Schaltwelle verrastet. Zur Schaffung einer Endlagensicherung 10a ist das Innen element 3a mit einem radial nach außen federnd angeordneten Lappen 11a versehen, der in eine Aussparung 12a des Gehäuses 2a verrastet. Eine Längser streckung "L" der Aussparung 12a ist dabei größer ausgelegt als ein Hub "S" des Innenelementes 3a, wodurch die Endlagensicherung 10a keinerlei Funktions beeinträchtigung für das Innenelement 3a im eingebauten Zustand auslöst.

In Fig. 2 ist die Schaltarretierung 1b teilweise abgebildet, die weitestgehend vom Aufbau her mit der Schaltarretierung 1a übereinstimmt, so daß nachfolgend nur die Unterscheidungsmerkmale beschrieben werden. Zur Bildung der Endla gensicherung 10b ist das Gehäuse 2b mit einem radial nach innen gerichteten Lappen 11b versehen, der in eine Aussparung 12b des Innenelementes 3b verrastet. Die Längserstreckung "L" der Aussparung 12b in Verbindung mit dem radial abgebogenen Bereich des Lappens 11b ermöglicht ein ungehindertes Ein schieben des Innenelementes 3b, entsprechend dem Hub "S" im eingebauten Zustand der Schaltarretierung 1b. Durch die Schnittansicht in Fig. 3 gemäß der Linie 3-3 in Fig. 2 wird die geometrische Ausbildung der Endlagensicherung 10b weiter verdeutlicht. Zur Fertigungsvereinfachung, insbesondere zur Verbes serung der Biegung des Lappens 11b ist dieser beidseitig mit einer Umschnei dung 13 versehen, die einen Freiraum zumindest im Bereich des radial nach innen gebogenen Bereichs des Lappens 11b ergibt. In Fig. 3 ist weiterhin die radiale Überdeckung des Lappens 11b bis in den mittleren Bereich der Wan dung des Innenelements 3b erkennbar, wodurch sich eine ausreichende Endla gensicherung einstellt. Außerdem zeigt die Fig. 3 die Breitenverhältnisse zwischen dem Lappen 11b und der Aussparung 12b, wobei zur Verbesserung des Einspreitzverhaltens die Breite "B" der Aussparung 12b deutlich größer dimensioniert ist als die Breite "b" des Lappens 11b.

Eine wälzgelagerte Schaltarretierung 1c ist in Fig. 4 abgebildet. Der grundsätz liche Aufbau ist der in Fig. 1 gezeigten Schaltarretierung 1a vergleichbar, so daß die nachfolgende Beschreibung sich auf die unterschiedlichen Bauteile bezieht. Zur Lagerung des Innenelementes 3c im Gehäuse 2c ist eine Wälz lagerung 14 vorgesehen, die als Linearlagerung dient und einen Käfig 15c sowie Wälzkörper 16 umfaßt. Zur Bildung der Endlagensicherung 10c ist der Käfig 1 5c stirnseitig an dem zum Boden 5 gerichteten Ende mit einem radial nach außen gerichteten Ansatz 17 versehen, der einen nasenartigen Querschnitt aufweist und der in eine Aussparung 12c des Gehäuses 2c verrastet. Zudem ist das Innenelement 3c druckfederseitig mit einer radial umlaufenden, nach außen gerichteten Bördelung 18 versehen, an der sich der Ansatz 17 abstützt und gleichzeitig eine die Radialkraft des Ansatz 17 verstärkende Wirkung auslöst.

Die in Fig. 5 abgebildete Schaltarretierung 1d ist bis auf die unterschiedlich ausgebildete Endlagensicherung 10d der Schaltarretierung 1c gemäß Fig. 4 vergleichbar, so daß die nachfolgende Beschreibung sich ausschließlich auf die Endlagensicherung 10d bezieht. Dazu ist das Gehäuse 2d an dem zum Rast element 8 gerichteten Ende mit einem Lappen 11d versehen, der nach Einschub des Innenelementes 3d radial nach innen gebogen wird und an dem der Käfig 15d der Wälzlagerung 14 eine Stellwegbegrenzung erfährt. Außerdem bildet die Bördelung 18 des Innenelements 3d in Verbindung mit dem Käfig 15d einen axialen Anschlag für das Innenelement 3d.

Bezugszeichenliste

1a Schaltarretierung
1b Schaltarretierung
1c Schaltarretierung
1d Schaltarretierung
2a Gehäuse
2b Gehäuse
2c Gehäuse
2d Gehäuse
3a Innenelement
3b Innenelement
3c Innenelement
3d Innenelement
4 Gleitlagerung
5 Boden
6 Druckfeder
7 Sacklochbohrung
8 Rastelement
9 Wälzkörper
10a Endlagensicherung
10b Endlagensicherung
10c Endlagensicherung
10d Endlagensicherung
11a Lappen
11b Lappen
11d Lappen
12a Aussparung
12b Aussparung
12c Aussparung
13 Umschneidung
14 Wälzlagerung
15c Käfig
15d Käfig
16 Wälzkörper
17 Ansatz
18 Bördelung

Claims

1. Schaltarretierung (1a, 1b) zur Sicherung von Verstellpositionen eines be weglichen Verstellelementes, insbesondere für eine Schaltstange eines mecha nisch schaltbaren Getriebes von Fahrzeugen, bestehend aus einem hohlzylin drischen Gehäuse (2a, 2b), an dessen Innenwandung ein Innenelement (3a, 3b) längsverschiebbar ist, das von einer zwischen einem Boden (5) des Gehäuses (2a, 2b) und dem Innenelement (3a, 3b) eingesetzten Druckfeder (6) kraftbeauf schlagt wird, wobei das Innenelement (3a, 3b) stirnseitig an der von der Druck federanlage abgewandten Seite mit einem wälzgelagerten Rastelement (8) versehen ist und zwischen dem Gehäuse (2a, 2b) und dem Innenelement (3a, 3b) zur Schaffung einer Stellwegbegrenzung des Innenelements (3a, 3b) eine Endlagensicherung (10a, 10b) vorgesehen ist, gekennzeichnet durch ein Innen element (3a, 3b), das über eine Gleitlagerung (4) im Gehäuse (2a, 2b) längsver schiebbar ist und zwischen den rohrförmig gestalteten Abschnitten des Innen elementes (3a, 3b) und des Gehäuses (2a, 2b) als Endlagensicherung (10a, 10b) ein Bauteil mit einem radial austretenden, federnden Lappen (10a, 10b) ver sehen ist, der in eine Aussparung (12a, 12b) des anderen Bauteils verrastet.

2. Schaltarretierung (1c, 1d) zur Sicherung von Verstellpositionen eines be weglichen Stellelementes, insbesondere für eine Schaltstange eines mechanisch schaltbaren Getriebes von Fahrzeugen, bestehend aus einem hohlzylindrischen Gehäuse (2c, 2d), an dessen Innenwandung über eine Wälzlagerung (14) ein Innenelement (3c, 3d) längsverschiebbar ist und das von einer zwischen einem Boden (5) des Gehäuses (2c, 2d) und dem Innenelement (3c, 3d) eingesetzten Druckfeder (6) kraftbeaufschlagt wird, wobei das Innenelement (3c, 3d) stirnsei tig an der von der Druckfederanlage abgewandten Seite mit einem wälzgelager ten Rastelement (8) versehen ist und zwischen den Bauteilen Gehäuse (2c, 2d), Innenelement (3c, 3d) und der Wälzlagerung (14) eine Endlagensicherung (10c, 10d) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Endlagensicherung (10c, 10d) ein Innenelement (3c, 3d) umfaßt, das druckfederseitig eine radial nach außen gerichtete Bördelung (18) aufweist, die eine Innenkontur der Wälzlage rung (14) radial übergreift und weiterhin eine formschlüssige Sicherung zwi schen einem Käfig (15c, 15d) der Wälzlagerung (14) und dem Gehäuse (2c, 2d) besteht.

3. Schaltarretierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ein stückig am Innenelement (3a) angeordnete Lappen (11a) radial nach außen gerichtet in die Aussparung (12a) verrastet (Fig. 1).

4. Schaltarretierung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß die Endlagensicherung (10b, 10d) einen gehäuseseitigen Lappen (11b, 11d) umfaßt, der in eine Aussparung (12b, 12d) des Innenelementes (3b, 3d) oder stirnseitig am Käfig (15d) verrastet (Fig. 2 und Fig. 5).

5. Schaltarretierung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß die Lappen (11a, 11b, 11d) eine Umschneidung (13) aufweisen, die einen abgebogenen Abschnitt des Lappens (11a, 11b, 11d) umfaßt.

6. Schaltarretierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß der Lappen (11a, 11b, 11d) einen halbrundartig geformten Endbereich in Form einer Zunge aufweist.

7. Schaltarretierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lappen (11a, 11b, 11d) eine Längserstreckung auf weist, die einem halben Wert einer maximalen Führungslänge des Innenelemen tes (3a, 3b, 3d) entspricht.

8. Schaltarretierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Längenmaß "L" der Aussparung (12a, 12b) größer ist als ein Hub "S" des Innenelementes (3a, 3b).

9. Schaltarretierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Breite "B" der Aussparung (12a, 12b, 12c) ein ent sprechendes Breitenmaß "b" des Lappens (11a, 11b, 11d) übertrifft.

10. Schaltarretierung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (15c) an dem zur Bördelung (18) weisenden Ende zumindest mit einem radial nach außen gerichteten Ansatz (17) versehen ist, der in eine Aussparung (12c) des Gehäuses (2c) verrastet.

11. Schaltarretierung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Längserstreckung "L" der Aussparung (12c) gleich oder größer ist als ein halber Hub "S" des Innenelementes (3c).

12. Schaltarretierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine radiale Überdeckung zwischen den die Endlagensi cherung (10a, 10b, 10d) bildenden Bauteilen, dem Lappen (11a, 11b, 11d) bzw. dem Ansatz (17) mit dem zugehörigen Bauteil von zumindest der halben Wand stärke des Bauteils besteht, an dem der Lappen (11a, 11b, 11d) verrastet.