DE19581769C1

DE19581769C1 - Ramp-shaped contour for locking device e.g. of gear change

Info

Publication number: DE19581769C1
Application number: DE19581769A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Steinberger; Peter Schnapp; Reinhart Malik; Hellmut Adler
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 1994-11-26
Filing date: 1995-10-18
Publication date: 2001-10-04
Anticipated expiration: 2015-10-19
Also published as: DE4442120A1; WO1996017283A1; BR9509767A

Abstract

The locking device (1) includes a retaining bolt with a locating sphere (2) on one end and a compression spring on the other. The spring drives the bolt into a groove (3) in a locating block (4), and positions the bolt onto two siting points (5) located on a turn on a curved ramp contour (6). The locating block is of a formed construction and has a symmetrical "M"-shaped cross-section, with rounded corners having a radius of curvature smaller than that of the locating sphere. The siting points are at an angle of 45 deg. +/- 10 deg. to the centre of the locating block.

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.The invention relates to a locking device for fixing a position movable circuit or actuator, especially for a Circuit of a transmission, according to the features forming the preamble of claim 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.Such a locking device for switching a manual transmission is previously known from DE 42 30 369 A1, in which a spring force is applied Locking ball in a V-shaped or roof-shaped shift gate is led. The known locking device is still with a Provide ramp contour that has different flank heights which creates an asymmetrical ramp contour. For the Locking ball is to overcome this roof-shaped ramp contour an undesirably large, linearly increasing switching torque is required, which results in different switching torques depending on the direction to adjust.

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.DE 30 48 093 A1 shows a locking device with a curved ramp contour, on which the locking ball is supported via two articulation points. The respective contact point of the locking ball is not defined and therefore no specific system is defined, on which the locking ball is supported on the ramp contour. The Fig. 5 of this document shows an asymmetrically shaped detent contour, having differently inclined sides.

Aufgabe der Erfindung ist es, unter Beibehaltung einer hohen Rastsi cherheit den Schaltkraftverlauf zu optimieren und das Verschleißverhalten der sich berührenden Teile zu verbessern.The object of the invention is to maintain a high resting speed to optimize the shifting force curve and wear behavior of the touching parts to improve.

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.This object is achieved by the in the characterizing part of claim 1 mentioned features solved. The invention relates to the known a contact point of the locking ball, which at the turning point of the Ramp contour lies. The turning point is expressed mathematically in the area of the curve where the curve curvature is the sign changes. The contact point can also be determined by a course of the Ramp contour in the form of a curve, which in the contact point Sign changes, d. H. in the graph of the curve follows one convex part of the curve a concave part. Another definition of The point of contact is given by a tangent which is defined by the Is guided and which corresponds to the location of the Ramp contour and from the starting point in both Directions a radius approach connects.

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 this way, for the locking device according to the invention, which is used in a gear shift, a low-friction actuation represents the wear behavior of the touching parts in advantageous Reduced way, which can increase the service life. Due to the location of the contact point of the locking ball, which with the The inflection point of the ramp contour coincides with a shift, i.e. H. Movement of the locking device according to the invention, the locking ball directly on a curve run specified by the radius approach train. This results in an optimal force / displacement curve for a circuit a, which advantageously reduces the switching hysteresis, desirable steep and sharp switching transitions and thus an optimal Shift feeling conveys while at the same time fulfilling the resting safety.

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.In one embodiment of the invention according to claim 2 is the contact point arranged at an angle of 45 ° to the center of the locking ball. This also results in a slope angle of 45 ° for the ramp contour to the vertical plane of the locking groove.

Gemäß Anspruch 3 ist eine zulässige Abweichung vom idealen Anlage punkt, die sich beispielsweise durch Fertigungsungenauigkeiten oder Toleranzen ergeben kann, von ±10° zulässig.According to claim 3 is a permissible deviation from the ideal system point, which can be caused, for example, by manufacturing inaccuracies or Tolerances of ± 10 ° are permissible.

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.According to claim 4, it is appropriate that the radii, which are from the turn Connect the point of the ramp contour, each smaller than the radius the locking ball. It has proven to be beneficial to move towards Make the locking groove radius larger than the radius, which points to the projection of the locking groove and which has a lateral boundary represents.

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.According to claim 5, it is appropriate to the locking piece including the lateral outer flanks so that it is in cross section Letter "M" equals three rest positions, the Transitions are very rounded. This training favors the course of force and represents a from the point of view of strength optimal design.

Gemäß Anspruch 6 ist das Raststück spanlos zu fertigen und damit auch für Großserien kostengünstig herstellbar.According to claim 6, the locking piece is without cutting manufacture and thus inexpensive to manufacture for large series.

Der Erfindungsgegenstand wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The object of the invention is explained in more detail with reference to the drawing. Show it:

Fig. 1 in einem vergrößerten Maßstab die in einer Rastnut geführte Rastkugel einer Arretiereinrichtung; Figure 1 on an enlarged scale, the locking ball guided in a locking groove of a locking device.

Fig. 2 den Kurvenverlauf bisheriger Arretiereinrichtungen; Figure 2 shows the curve of previous locking devices.

Fig. 3 den Kurvenverlauf einer erfindungsgemäßen Arre tiereinrichtung. Fig. 3 shows the curve of a Arre animal device according to the invention.

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.Of a locking device 1 is of conventional construction 1 in Fig. 2 a detent ball enlarged imaged, which is held in a locking groove 3, which is in a catch part 4, for example of a shifting gate, is introduced. The detent ball 2 is supported on a ramp contour 6 via two contact points 5 . The contact point 5 corresponds to a turning point of the curved ramp contour 6 . In order to achieve an optimized switching force curve and to achieve a secure fixation of the detent ball, the ramp contour 6 is matched to the detent ball 2 according to the invention. For this purpose, the contact point 5 coincides with a turning point of the ramp contour 6 . A radius of the approach ramp contour 6 serves for accurately defining the position of the fixed point 5 guided by the abutment point 5 tangent 8, from the starting in both directions is connected. The contact point 5 is at an angle α of 45 ° to a center 7 of the detent ball 2 . Accordingly, a slope angle γ of 45 ° of the ramp contour 6 also arises, which corresponds to the angle α. The angle β indicates a permissible deviation from the ideal contact point 5 , which is a maximum of 10 ° in both directions.

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. In FIG. 2, the space required for the actuation of a previous locking torque curve is shown, which is established at a transmission circuit, that during a gear change. The swivel angle is plotted on the abscissa and the ordinate can be taken from the torque to be applied for switching. A zero point is specified for the swivel angle as well as for the moment, from which a swivel angle and also the torque curve that matches the absolute value are established in both directions. The distance between the two curves shows the degree of switching hysteresis.

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. Fig. 3 shows the optimized curve of the invention. In contrast to FIG. 2, there is a significant reduction in the required switching force, which is illustrated by the torque curve, and a reduced switching hysteresis. In addition, the curve shows a desirable sharp, sharp-edged moment curve at the transitions.

Claims

1. Locking device ( 1 ) for fixing the position of a movable circuit or control element, in particular for a circuit of a transmission, with a positionally positioned in the transmission housing outer part, in which a locking bolt is slidably guided ver, which has a locking ball ( 2 ) on one end face and at on the opposite side there is a compression spring inserted in the outer part, which triggers a displacement of the locking bolt in the direction of a locking groove ( 3 ) formed in a locking piece ( 4 ), the locking ball ( 2 ) having two curved points ( 5 ) on a curved one Ram contour ( 6 ) is present, characterized in that the contact point ( 5 ) coincides with an inflection point of the symmetrically designed ramp contour ( 6 ).

2. Locking device according to claim 1, characterized in that an opti painter contact point ( 5 ) at an angle "α" of about 45 ° to a center point ( 7 ) and a vertical axis of the locking ball ( 4 ) is arranged.

3. Locking device according to claim 2, characterized in that a different contact of the locking ball ( 2 ) on the ramp contour ( 6 ) of a maximum of ± 10 ° from the optimal contact point ( 5 ) is permitted.

4. Locking device according to claim 1, characterized in that starting from the contact point ( 5 ), at least to the outside, a radius of curvature adjoins that is smaller than a radius of the detent ball ( 2 ).

5. Locking device according to claim 1, characterized in that the latching piece ( 4 ) has a cross-section similar to the letter "M", the transitions being rounded.

6. Locking device according to claim 5, characterized in that the locking piece ( 4 ) is made without cutting.