DE19581769C1 - Rampenkontur für eine Arretiereinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Arretiereinrichtung zur Lagefixierung eines beweglichen Schaltungs- oder Stellelementes, insbesondere für eine Schaltung eines Getriebes, gemäß den oberbegriffsbildenden Merkmalen von Anspruch 1.

Eine derartige Arretiereinrichtung für die Schaltung eines Schaltgetriebes ist aus der DE 42 30 369 A1 vorbekannt, bei der eine federkraftbeaufschlagte Rastkugel in einer V-förmig bzw. dachförmig gestalteten Schaltkulisse geführt ist. Die bekannte Arretiereinrichtung ist weiterhin mit einer Rampenkontur versehen, die unterschiedliche Flankenhöhen aufweist, wodurch sich eine unsymmetrische Rampenkontur einstellt. Für die Rastkugel ist zur Überwindung dieser dachförmig gestalteten Rampenkontur ein unerwünscht großes, linear ansteigendes Schaltmoment erforderlich, wodurch sich richtungsabhängig unterschiedliche Schaltmomente einstellen.

Die DE 30 48 093 A1 zeigt eine Arretiereinrichtung mit einer kurvenförmigen Rampenkontur, an der sich die Rastkugel über zwei Anlenkpunkte abstützt. Der jeweilige Anlagepunkt der Rastkugel ist nicht definiert und damit keine spezifische Anlage festgelegt, an der die Rastkugel an der Rampenkontur abgestützt ist. Die Fig. 5 dieses Dokuments zeigt eine unsymmetrisch gestaltete Rastkontur, mit unterschiedlich geneigten Seiten.

Aufgabe der Erfindung ist es, unter Beibehaltung einer hohen Rastsi­ cherheit den Schaltkraftverlauf zu optimieren und das Verschleißverhalten der sich berührenden Teile zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch die in dem Kennzeichnungsteil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst. Die Erfindung weist gegenüber dem Bekannten einen Anlagepunkt der Rastkugel auf, der im Wendepunkt der Rampenkontur liegt. Der Wendepunkt ergibt sich mathematisch ausgedrückt in dem Bereich der Kurve, in dem die Kurvenkrümmung das Vorzeichen ändert. Der Anlagepunkt ist auch bestimmbar durch einen Verlauf der Rampenkontur in Form einer Kurvenkrümmung, die im Anlagepunkt das Vorzeichen ändert, d. h. in dem Graphen der Kurve schließt sich an einen konvexen Kurventeil ein konkaver Teil an. Eine weitere Definition des Anlagepunktes ist durch eine Tangente gegeben, die durch den Anlagepunkt geführt ist und die übereinstimmt mit der Lage der Rampenkontur und an die sich vom Anlagepunkt ausgehend in beiden Richtungen ein Radiusansatz anschließt.

Auf diese Weise stellt sich für die erfindungsgemäße Arretiereinrichtung, die in einer Getriebeschaltung eingesetzt ist, eine reibungsarme Betätigung dar, die das Verschleißverhalten der sich berührenden Teile in vorteilhafter Weise reduziert, wodurch die Einsatzlebensdauer erhöht werden kann. Aufgrund der Lage des Anlagepunktes der Rastkugel, der mit dem Wendepunkt der Rampenkontur übereinstimmt, läuft bei einer Schaltung, d. h. Bewegung der erfindungsgemäßen Arretiereinrichtung, die Rastkugel unmittelbar auf einer durch den Radiusansatz vorgegebenen Kurvenlauf­ bahn. Damit stellt sich für eine Schaltung ein optimaler Kraft-/Wegverlauf ein, der die Schalthysterese vorteilhaft verringert, wünschenswerte steile und spitze Schaltübergänge ermöglicht und damit ein optimales Schaltgefühl vermittelt bei gleichzeitiger Erfüllung der Rastsicherheit.

In einer Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 2 ist der Anlagepunkt unter einem Winkel von 45° zum Mittelpunkt der Rastkugel angeordnet. Damit stellt sich ebenfalls ein Steigungswinkel von 45° der Rampenkontur zur Vertikalebene der Rastnut ein.

Gemäß Anspruch 3 ist eine zulässige Abweichung vom idealen Anlage­ punkt, die sich beispielsweise durch Fertigungsungenauigkeiten oder Toleranzen ergeben kann, von ±10° zulässig.

Nach Anspruch 4 ist es zweckmäßig, daß die Radien, die sich vom Wende­ punkt der Rampenkontur anschließen, jeweils kleiner sind als der Radius der Rastkugel. Dabei hat es sich als günstig erwiesen, den in Richtung der Rastnut weisenden Radius wiederum größer auszuführen als den Radius, der zum Vorsprung der Rastnut zeigt und der eine seitliche Begrenzung darstellt.

Nach Anspruch 5 ist es zweckdienlich, das Raststück einschließlich der seitlichen äußeren Flanken so zu gestalten, daß es im Querschnitt dem Buchstaben "M" gleicht zur Erreichung von drei Raststellungen, wobei die Übergänge stark gerundet ausgeführt sind. Diese Ausbildung begünstigt den Kraftverlauf und stellt unter den Gesichtspunkten der Festigkeit eine optimale Gestaltung dar.

Gemäß Anspruch 6 ist das Raststück spanlos zu fertigen und damit auch für Großserien kostengünstig herstellbar.

Der Erfindungsgegenstand wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in einem vergrößerten Maßstab die in einer Rastnut geführte Rastkugel einer Arretiereinrichtung;

Fig. 2 den Kurvenverlauf bisheriger Arretiereinrichtungen;

Fig. 3 den Kurvenverlauf einer erfindungsgemäßen Arre­ tiereinrichtung.

Von einer Arretiereinrichtung 1 üblicher Bauart ist in Fig. 1 eine Rastkugel 2 vergrößert abgebildet, die in einer Rastnut 3 gehalten ist, welche in einem Raststück 4, beispielsweise einer Schaltkulisse, eingebracht ist. Die Rastkugel 2 stützt sich über zwei Anlagepunkte 5 an einer Rampenkontur 6 ab. Der Anlagepunkt 5 entspricht dabei jeweils einem Wendepunkt der kurvenförmig gestalteten Rampenkontur 6. Zur Erreichung eines optimierten Schaltkraftverlaufs sowie zur Erreichung einer sicheren Fixierung der Rastkugel ist erfindungsgemäß die Rampenkontur 6 auf die Rastkugel 2 abgestimmt. Dazu stimmt der Anlagepunkt 5 überein mit einem Wendepunkt der Rampenkontur 6. Zur genauen Lagedefinition des Anlagepunktes 5 dient eine durch den Anlagepunkt 5 geführte Tangente 8, von der ausgehend sich in beiden Richtungen ein Radiusansatz der Rampenkontur 6 anschließt. Der Anlagepunkt 5 steht dabei unter einem Winkel α von 45° zu einem Mittelpunkt 7 der Rastkugel 2. Dementsprechend stellt sich ebenfalls ein Steigungswinkel γ von 45° der Rampenkontur 6 ein, der damit übereinstimmt mit dem Winkel α. Der Winkel β gibt eine zulässige Abweichung vom idealen Anlagepunkt 5 an, die in beiden Richtungen maximal 10° beträgt.

In Fig. 2 ist der für die Betätigung einer bisherigen Arretiereinrichtung erforderliche Momentenverlauf gezeigt, der sich einstellt bei einer Getriebeschaltung, d. h. bei einem Gangwechsel. Auf der Abzisse ist der Schwenkwinkel aufgetragen und das zur Schaltung aufzubringende Moment kann der Ordinate entnommen werden. Dabei ist sowohl für den Schwenkwinkel als auch für das Moment ein Nullpunkt angegeben, von dem ausgehend in beiden Richtungen sich ein vom absoluten Wert her wei­ testgehend übereinstimmender Schwenkwinkel und auch Momentenverlauf einstellt. Die Beabstandung zwischen den beiden Kurvenverläufen stellt den Grad der Schalthysterese dar.

Die Fig. 3 zeigt den erfindungsgemäßen optimierten Kurvenverlauf. Abweichend zu Fig. 2 ergibt sich eine deutliche Reduzierung der erforderlichen Schaltkraft, - verdeutlicht durch den Momentenverlauf - sowie eine verringerte Schalthysterese. Außerdem zeigt der Kurvenverlauf einen wünschenswerten spitzen, scharfkantigen Momentenverlauf an den Übergängen.

Claims (6)

1. Arretiereinrichtung (1) zur Lagefixierung eines beweglichen Schaltungs- oder Stellelementes, insbesondere für eine Schaltung eines Getriebes, mit einem im Getriebegehäuse lagepositionierten Außenteil, in dem ein Arretierbolzen ver­ schiebbar geführt ist, der an einer Stirnseite eine Rastkugel (2) aufweist und bei dem an der gegenüberliegenden Seite eine im Außenteil eingesetzte Druckfeder anliegt, die eine Verlagerung des Arretierbolzens in Richtung einer in einem Raststück (4) ausgebildeten Rastnut (3) auslöst, wobei die Rastkugel (2) über insbesondere zwei Anlagepunkte (5) an einer kurvenförmig ausgebildeten Ram­ penkontur (6) anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlagepunkt (5) mit ei­ nem Wendepunkt der symmetrisch gestalteten Rampenkontur (6) übereinstimmt.

2. Arretiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein opti­ maler Anlagepunkt (5) unter einem Winkel "α" von etwa 45° zu einem Mittel­ punkt (7) und einer Vertikalachse der Rastkugel (4) angeordnet ist.

3. Arretiereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine abweichende Anlage der Rastkugel (2) an der Rampenkontur (6) von maximal ±10° vom optimalen Anlagepunkt (5) zulässig ist.

4. Arretiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vom Anlagepunkt (5) ausgehend sich zumindest nach außen ein Krümmungsradius anschließt, der kleiner ist als ein Radius der Rastkugel (2).

5. Arretiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Raststück (4) ein dem Buchstaben "M" gleichendes Querschnitt­ profil aufweist, wobei die Übergänge gerundet ausgeführt sind.

6. Arretiereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rast­ stück (4), spanlos gefertigt ist.