WIESNETH, Thomas (Lessingstrasse 10, Herzogenaurach, 91074, DE)
SCHNAPP, Peter (Gaismannshofstrasse 48, Nürnberg, 90431, DE)
WIESNETH, Thomas (Lessingstrasse 10, Herzogenaurach, 91074, DE)
| Patentansprüche
1. Arretierelement (1 ) für ein bewegliches Stellelement eines ein Getriebe- gehäuse aufweisenden Fahrzeugschaltgetriebes mit zumindest
- einem Arretiergehäuse (10), das in einer zum Arretierelement (1 ) komplementären Aufnahme (14) eines Bauelements (15), welches mit dem Getriebegehäuse in Wirkverbindung steht, geführt ist,
- einem Arretierbolzen (2), der in der Richtung des Stellelements kraft- belastet in dem Arretiergehäuse (10) geführt ist,
- wobei das Arretiergehäuse (10) eine Außenkontur (28) mit einem Kopfabschnitt (1 1 ) und einem Endabschnitt (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontur (28) zwischen Kopfabschnitt (1 1 ) und Endabschnitt (12) zumindest teilweise ein Gewinde (13) aufweist, welches konisch ausgebildet ist.
2. Arretierelement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontur (28) zwischen Gewinde (13) und Endabschnitt (12) eine Fase (26) aufweist.
3. Arretierelement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontur (28) zwischen dem Gewinde (13) und dem Kopfabschnitt (1 1 ) eine Schräge (22) aufweist.
4. Arretierelement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Arretiergehäuse (10) aus Kunststoff besteht, wobei dessen minimale Querschnittsfläche 75 mm 2 beträgt.
5. Arretierelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff einen Glasfaseranteil zwischen 25% und 35% aufweist.
6. Arretierelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Arretiergehäuse (10) durch ein Spritzverfahren hergestellt ist.
7. Arretierelement nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Arretiergehäuse (10) mit einem Sicherungsmittel (25) versehen ist.
8. Arretierelement nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Arretiergehäuse (10) mit einem Abdichtmittel (23) versehen ist. |
Arretierelement
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Arretierelement für ein bewegliches Stellelement eines ein Getriebegehäuse aufweisenden Fahrzeugschaltgetriebes mit zumindest einem Arretiergehäuse, das in einer zum Arretierelement komplementären Aufnahme eines Bauelements, welches mit dem Getriebegehäuse in Wirkverbindung steht, geführt ist, einem Arretierbolzen, der in der Richtung des Stellelements kraftbelastet in dem Arretiergehäuse geführt ist, wobei das Arretiergehäuse eine Außenkontur mit einem Kopfabschnitt und einem Endabschnitt aufweist.
Hintergrund der Erfindung
Eine derartige Schaltarretierung ist aus der DE 38 08 375 bekannt. Bei dieser besteht das eigentliche Gehäuse des Arretierelements aus einer handelsüblichen metallischen Hohlschraube. Diese Hohlschraube ist mit einem Gewinde- und Schlüsselprofil versehen. Ist man nun bestrebt, beispielsweise aus Kostenbzw. Gewichtsgründen, dieses Gehäuse aus einem Leichtbauwerkstoff herzustellen, so ergeben sich Festigkeitsprobleme. Es können dann die für eine dichtende Verbindung geforderten Anzugsmomente nicht eingehalten werden. Weiterhin ergeben sich Dichtigkeitsprobleme.
Zur Lösung dieses Problems schlägt die DE 41 41 986 A1 vor, eine Schaltarretierung mit einem Gehäuse aus Kunststoff zu versehen, welches durch wenigs-
tens eine Armierung verstärkt ist. Dabei ist die Armierung beispielsweise als Hülse mit einem ringförmigen Querschnitt ausgebildet und von Kunststoff umschlossen. Die Herstellung eines derartigen Gehäuses aus mehreren Materialien ist vergleichsweise aufwändig. Auch diese Schaltarretierung dichtet nicht ausreichend ab.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltarretierung mit ei- nem Gehäuse aus einem Leichtbauwerkstoff zu schaffen, bei der die vorstehend genannten Nachteile beseitigt sind und die insbesondere die geforderten Anzugsmomente übertragen kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Außenkontur zwischen Kopfabschnitt und Endabschnitt zumindest teilweise ein Gewinde aufweist, welches konisch ausgebildet ist. Das Arretierelement weist somit zumindest abschnittsweise eine größere Außenkontur auf als die Kontur der Aufnahme. Die Aufnahme ist dabei in ihrer Form komplementär zur Außenkontur des Arretierelements ausgebildet. Sind das Arretierelement und die Aufnahme zylindrisch ausgebildet, besitzt das Arretierelement also zumindest teilweise einen größeren Durchmesser als die Aufnahme. Im Vergleich zu Arretierelementen des Standes der Technik weist das Arretierelement in der Aufnahme eine hohe Dichtwirkung auf, da es beispielsweise beim Einschrauben verquetscht werden kann. Durch das Verquetschen ist zumindest im Bereich des Abschnitts, in dem das Arretierelement eine größere Querschnittsfläche als die Aufnahme besitzt, eine gute Dichtwirkung gegeben.
Es hat sich herausgestellt, dass ein konisches Gewinde zum Verquetschen besonders geeignet ist, da es sich besonders einfach und sicher in der Aufnahme befestigen lässt. Von der Erfindung sind aber auch konische Außenge-
häuse umfasst, die kein Gewinde aufweisen und anderweitig mit dem Bauelement verbunden sind. Eine konische Außenkontur kann auch unabhängig von dem Außengewinde realisiert werden. Zweckmäßigerweise ist die Konizität nicht stärker ausgeprägt, als es zur Erzielung der gewünschten Dichtwirkung erforderlich ist. Die Aufnahme weist idealerweise die gleiche Konizität auf. Alternativ weist die Außenkontur einen Abschnitt zwischen Kopfabschnitt und Gewinde eine sich zum Stellelement hin verjüngende Schräge auf. Die Schräge wird durch das Einschrauben des Gewindekörpers in die Aufnahme verquetscht und dichtet somit zusätzlich ab.
Der Arretierbolzen und das Arretiergehäuse brauchen dabei nicht aus dem gleichen Material hergestellt zu sein. Als besonders geeignet für ein Verquetschen hat sich Kunststoff erwiesen, der gleichzeitig gegenüber Arretierelementen aus Metall vorteilhafterweise eine geringe Masse aufweist, so dass das Ar- retierelement besonders leicht ist. Ein derartiges Arretierelement ist ohne spanende Bearbeitung herstellbar. Insbesondere in einem Spritzverfahren lässt es sich sehr kostengünstig fertigen.
Besonders vorteilhaft ist es, Anspruch 7, das Gewinde mit einem Abdicht- und/oder einem Sicherungsmittel zu versehen. Dieses Abdichtmittel verstärkt noch einmal die Abdichtung, sofern besonders hohe und besonders tiefe Betriebstemperaturen vorherrschen können. Durch das Arbeiten des Kunststoffs gegenüber der Metallumgebung, welche von Temperaturschwankungen herrühren, die ihrerseits beispielsweise aufgrund unterschiedlicher Bethebszustände entstehen, kann der Festsitz des Arretierelements nachlassen. Dabei können das Abdichtmittel oder das Sicherungsmittel zusätzlich mit den vorstehend genannten Maßnahmen kombiniert werden. Als Dichtmittel kann beispielsweise ein Dichtring eingesetzt werden. Es kann aber auch ein die Außenkontur selbst durch Ausformung einer Nase ein Dichtmittel darstellen, indem das Arretierele- ment mit einer Dichtlippe bzw. Dichtkante versehen ist.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Arretierelement, das ein Arretiergehäuse mit einem Gewindekörper aufweist, welches vollständig aus Kunststoff
ausgebildet ist, wobei dessen minimale Querschnittsfläche 75 mm 2 beträgt. Es hat sich herausgestellt, dass eine derartige minimale Querschnittsfläche ermöglicht, dass einerseits ein Anzugsmoment von mindestens 20 Nm sicher übertragen werden kann und andererseits auf stabilisierende Hülsen aus Metall ver- ziehtet werden kann. Die Querschnittsfläche ist in Bezug auf die kraftbelastete Achse des Arretierelements vorzugsweise kreisförmig ausgebildet, was eine einfache Herstellung und eine möglichst gleichmäßige Material belastung zur Folge hat. Ein derartiges Arretierelement kann selbstverständlich zusätzlich mit den zuvor erläuterten vorteilhaften Merkmalen versehen werden.
Gemäß Anspruch 7 besteht das Arretierelement aus einem Kunststoff, wobei der Kunststoff einen Glasfaseranteil zwischen 25 % und 35 % aufweist. Damit ist sichergestellt, dass bei einer Querschnittsfläche nahe 75 mm 2 zum einen das gewünschte Anzugsmoment sicher übertragen werden kann und zum anderen Kunststoff nicht so sehr arbeitet, dass die Dichtwirkung mit der Zeit nachlässt. Das Spritzverfahren gemäß Anspruch 6 ermöglicht eine besonders einfache und damit kostengünstige Herstellung des erfindungsgemäßen Arretierelements. Die vorgestellten Ausgestaltungen der Erfindung können auch miteinander kombiniert werden, um das Arretierelement optimal an seinen Einsatzort anzupassen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Figur 1 einen Längsschnitt eines ersten erfindungsgemäßen Arretierelements, bei dem die integrierte Druckfeder unmittelbar an einem
Bauteil abgestützt ist, in das das Arretierelement eingepresst ist und
Figur 2 einen Längsschnitt eines zweiten erfindungsgemäßen Arretier- elements,
Figur 3 eine Vergrößerung des mit III bezeichneten Ausschnitts aus Figur
2,
Figur 4 eine perspektivische Ansicht des Arretierelements nach Figur 2.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Figur 1 zeigt ein Arretierelement 1 mit einem Arretiergehäuse 10, das eine Au- ßenkontur 28 aufweist, und einem rotationssymmetrischen, im Wesentlichen zylindrischen Arretierbolzen 2, der einen hohlzylindrischen Innenhohlraum 3 mit einem Hohlraumboden 5 und eine Wandung 24 aufweist, an dem sich eine Druckfeder 4 mit einer ersten axialen Endfläche 6 abstützt. Eine zweite Endfläche 7 der Druckfeder 4 übt eine Kraft in eine zur ersten Endfläche 6 abgewand- te Richtung aus und wirkt auf einen Boden 8 einer Bolzenaufnahme 9 des rotationssymmetrischen Arretiergehäuses 10. Dieses besteht vorteilhafterweise aus einem polymeren, glasfaserverstärktem Kunststoff. Ein oberer, in seinem Durchmesser stärkerer Kopfabschnitt 1 1 des Arretiergehäuses 10 ist sechs- kantartig ausgebildet. Das Arretierelement 1 lässt sich damit sicher in seine bestimmungsgemäße Position verschrauben. Der Kopfabschnitt 1 1 geht in einen mittleren Abschnitt 21 über, der in einen Endabschnitt 12 des Arretiergehäuses 10 mündet. Der mittlere Abschnitt 21 weist teilweise ein Gewinde 13 auf. Das Gewinde 13 in Figur 1 ist konisch ausgebildet, so dass sich das Arretierelement 1 von dem Kopfabschnitt 1 1 bis zum Endabschnitt 12 verjüngt.
Dem Gewinde 13 in Richtung eines nicht dargestellten Stellelements nachfolgend schließt sich eine Fase 26 an. Diese dient zum leichteren Einschrauben des Arretierelements 1 in ein Bauelement 15, das eine zum Arretierelement 1
komplementäre Aufnahme 14 aufweist. An die Fase 26 schließt noch ein Ab- schluss 25 an, der der Führung des Arretierbolzens 2 dient.
Weiterhin ist zwischen Gewinde 13 und Kopfabschnitt 11 eine Schräge 22 an- geordnet, durch welche eine zusätzliche Abdichtwirkung erzielt wird. Im Bereich der Schräge 22 ist die Aufnahme ebenfalls angeschrägt.
Das Arretierelement 1 dient zum Arretieren eines nicht dargestellten, beweglichen Stellelements, vorzugsweise einer Schaltstange, welche mit einem mit diesem zusammenwirkenden Rastgebirge versehen ist. An dem dem Stellelement zugewandten Ende 16 weist der Arretierbolzen 2 eine Kalotte 27 auf, in der Kalottenkugeln 17 angeordnet sind, die die Lagerung und Führung einer Arretierkugel 18 übernehmen. Der Arretierbolzen 2 ist weiterhin mittels Wälzkörpern 19, die als Kugeln ausgebildet sind und in zwei Käfigringen 20 geführt sind, in dem Arretiergehäuse 10 angeordnet. Der Arretierbolzen 2 wird in diesem Ausführungsbeispiel von einen dünnen Wandung 24 zum Arretiergehäuse 10 begrenzt, die an ihrem Ende 16 den Käfigring 20 fixiert. Der Arretierbolzen 2 kann auch einteilig mit dem Arretiergehäuse 10 ausgebildet sein.
Die Figuren 2 und 4 zeigen ein Arretierelement 1 , das zwischen dem mittleren Abschnitt 21 und dem Kopfabschnitt 1 1 eine umlaufende Nut 29 aufweist. Die Nut 29 kann dabei einen Dichtring aufnehmen. Der Nut 29 radial gegenüberliegend ist eine Nase 30, die als Verlängerung des mittleren Abschnitts 21 eine Dichtkante bildet, wobei die Nase 30 umlaufend ist (Figur 3). Beim Verschrau- ben des Arretierelements 1 kommt der Nase 30 somit eine zusätzliche Abdichtwirkung zu.
Bezugszahlenliste
1 Arretierelement 29 Nut
2 Arretierbolzen 30 Nase
3 Innenhohlraum
4 Druckfeder
5 Hohlraumboden
6 erste axiale Endfläche
7 zweite axiale Endfläche
8 Boden
9 Bolzenaufnahme
10 Arretiergehäuse
11 Kopfabschnitt
12 Endabschnitt
13 Gewindeabschnitt
14 Aufnahme
15 Bauelement
16 Ende
17 Kalottenkugeln
18 Arretierkugel
19 Wälzkörper
20 Käfig ring
21 mittlerer Abschnitt
22 Schräge
23 Abdichtmittel
24 Wandung
25 Sicherungsmittel
26 Fase
27 Kalotte
28 Außenkontur