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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer gehärteten Buchse für eine Schaltarretierung, wobei in einem Ziehvorgang aus einem Blech die Buchse mit einem Boden und einer Mantelfläche hergestellt und anschließend gehärtet wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Schaltarretierung mit einer derartigen Buchse und die Buchse selbst.
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Hintergrund der Erfindung
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Schaltarretierungen werden insbesondere für Wechselgetriebe Von Kraftfahrzeugen benötigt. Sie dienen zur Lagefixierung von Schaltstangen oder anderen schaltbaren Elementen. Dazu greift zumeist eine federvorgespannte Kugel oder ein verrundeter Abschnitt eines entlang einer Hülse bewegbaren Arretierelements in eine Ausnehmung in dem festzulegenden Bauteil ein. Dadurch ist die Schaltarretierung in der gewünschten Position verrastbar. Ein Wegbewegen aus dieser Position und damit ein Ausrasten kann erst erfolgen, wenn eine hinreichend große Schaltkraft aufgebracht wird.
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Die
DE 10 2006 042 964 A1 offenbart die Herstellung einer Schaltarretierung mit einem hülsenförmigen Trägerelement, das an einer Längsseite eine Öffnung aufweist. Ein Rastelement ist in dem hülsenförmigen Trägerelement längsverschiebbar gelagert. Das Rastelement durchsetzt die Öffnung des Trägerelements und wird von einem Federelement in Form einer Spiraldruckfeder beaufschlagt, die sich einerseits an der Innenseite des Rastelements und andererseits an dem der Öffnung gegenüberliegenden geschlossenen Boden des Trägerelements abstützt. Das Trägerelement und das Rastelement sind durch Tiefziehen hergestellt und werden zusammen in einer Gehäusebohrung unlösbar fixiert.
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DE 44 09 492 A1 zeigt eine weitere Schaltarretierung, deren Gehäuse als topfförmiges Blechteil ausgebildet ist. In dem Gehäuse ist ein Kalottenbolzen linear wälzgelagert, und die Schaltarretierung weist am Topfende einen als Anschlag dienenden, gebördelten Bund auf.
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Damit eine derartige Schaltarretierung einen Anschlag für eine Schaltgabel bilden kann, bedarf sie zumeist einer Beschichtung oder eines Härtevorgangs. Um einerseits eine anschlagtaugliche Schaltarretierung zu erhalten und andererseits das Arretierelement verliersicher zu montieren, werden die Buchsen lokal angelassen und danach gebördelt, wobei der Bördelrand ein Haltemittel für das Arretierelement bildet.
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Das Anlassen ist aufwändig und birgt auch die Gefahr, dass eine eventuell vorhandene Beschichtung der Buchse beschädigt wird. Eventuell muss dann nachbearbeitet bzw. neu beschichtet werden. Zudem ist bei Buchsen aus dickwandigem Material ein Pressbördeln nur unter Schwierigkeiten oder gar nicht darstellbar.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Schaltarretierung zu schaffen, das die vorstehend genannten Nachteile vermeidet.
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Die Aufgabe wird nach einem Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Zur Lösung der Aufgabe ist vorgesehen, dass die Buchse in einem Ziehvorgang hergestellt wird. Noch bevor die fertig gezogene Buchse gehärtet wird, wird ein Haltemittel für das später einzusetzende Arretierelement in die Buchse eingebracht. Durch das Ausbilden des Halteelements vor dem Härten kann auf ein späteres Anlassen verzichtet werden. Entgegen der Vorstellung, dass das Arretierelement in eine gehärtete Buchse nicht eingepresst werden kann, hat sich herausgestellt, dass eine topfförmigen Buchse, insbesondere wenn das Haltemittel am Mantelrand angeordnet ist, dennoch hinreichend aufgeweitet werden kann, um das Arretierelement aufzunehmen.
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Das Halteelement kann als besonders geringe Durchmesserverengung realisiert sein. Damit ist das Arretierelement bis zur Montage, bis zu der es keinen besonders hohen Kräften ausgesetzt ist, hinreichend verliergesichert. In seiner verbauten, vorgespannten Position ist ein Ausbrechen ebenfalls nicht möglich.
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Die Buchse weist vorzugsweise eine Topfform auf, und das Haltemittel ist bevorzugt am offenen Rand des Topfes eingebracht. Dabei kann es sich in einer Ausgestaltung um eine ringkreisförmige oder stückweise Verengung des Innendurchmessers handeln.
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Das Einbringen des Haltemittels erfolgt vorzugsweise kaltumformtechnisch. Dazu wird bevorzugt im letzten Zieharbeitsgang der Randbereich des Topfes verformt oder vorgeformt.
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Das Haltemittel kann während des Ziehvorgangs bereits so eingebracht werden, dass es seine endgültige geometrische Form bereits beim Ziehen der Buchse erlangt. Alternativ erfolgt ein Ausbilden einer Vorstufe des Haltemittels, die vor oder nach dem Härten zum Haltemittel weiter bearbeitet wird.
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Nachdem die Buchse endseitig mit dem Haltemittel oder der Haltemittelvorstufe versehen ist, wird die Buchse gehärtet und/oder beschichtet. Die Nachbehandlung erfolgt vorzugsweise derart, dass die gesamte Außenkontur der Buchse gehärtet bzw. beschichtet ist.
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In einer Ausgestaltung erfolgt die Herstellung der Buchse aus einem Blech oder einem Bandmaterial. Vorzugsweise ist die Buchse einstückig hergestellt und benötigt demnach keinen Fügeprozess.
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In die erfindungsgemäß hergestellte Buchse können eine Feder und das Arretierelement eingesetzt werden, um eine komplette Schaltarretierung zu bilden. Das Arretierelement ist beispielsweise eine Kugel, deren Durchmesser minimal größer ist als der Innendurchmesser der Buchse im Bereich des Haltemittels. Das Haltemittel ragt nur so weit in den Innendurchmesser der Buchse, dass das Arretierelement bei der Montage die Buchse lokal weitet und in der Buchse hinter dem Haltemittel verliersicher verschnappt.
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Die Schaltarretierung kann neben der Buchse, dem Arretierelement und der Feder noch weitere Bauteile aufweisen. Beispielsweise kann das Arretierelement als Kugel ausgebildet sein, die in einer Kalotte eines Schafts gelagert ist. Der Schaft kann sowohl zum Arretierelement als auch zur Buchse wälzgelagert sein.
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Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Schaltarretierung weist eine Außenmantelfläche auf, die frei von Bördelspuren ist. Ferner weist die Buchse keine Anlassspuren auf, sie bleibt komplett hart bzw. eine eventuell aufgebrachte Beschichtung bleibt auf der gesamten Außenoberfläche unbeschädigt erhalten. Damit sinkt die Gefahr, dass sich Teile der Beschichtung lösen könnten und sich als unerwünschte Partikel im Getriebe ablagern.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
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1 eine Buchse, die nach dem Stand der Technik hergestellt wurde in einem Längsschnitt,
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2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Buchse für eine Schaltarretierung in einem Längsschnitt und
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3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Buchse für eine Schaltarretierung in einem Längsschnitt.
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
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1 (Stand der Technik) zeigt eine Buchse 1, die Bestandteil einer Schaltarretierung für ein Kraftfahrzeuggetriebe ist, unmmittelbar vor der Montage des Arretierelements. Die Buchse 1 ist auf einer Ziehmaschine hergestellt worden und weist eine Topfform mit einem Boden 2, einer Mantelfläche 3 und einem kreisringförmigen Mantelrand 4 auf. Nach dem Ziehvorgang ist die Buchse 1 gehärtet worden.
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Ein nur in 4 (Stand der Technik) dargestelltes Arretierelement 5 wird mit einer nur in 4 dargestellten Feder 6 zur Anfederung des Arretierelements 5 in das Buchseninnere 7 eingesetzt. Anschließend ist die gehärtete Buchse 1 bördelfähig angelassen und der Mantelrand 4 gebördelt worden, so dass das Arretierelement 5 in Form einer Kugel verliersicher gehalten ist. Die Kugel ist durch die als Schraubendruckfeder ausgebildete Feder 6 beaufschlagt und vorgespannt. Ihr Windungsdurchmesser entspricht dem Innendurchmesser des Topfes, so dass die Schaltarretierung 4 kompakt baut. Mit ihrem einen Ende stützt sich die Feder 6 am Boden 2 ab, und mit ihrem anderen Ende beaufschlagt sie einen zwischen der Feder 6 und dem Arretierelement 5 angeordneten Bolzen 13.
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2 zeigt eine erfindungsgemäß hergestellte Buchse 1. Die Buchse 1 ist zylindersymmetrisch zu ihrer Längsachse 8. Sie weist ein topfartig gestaltetes, spanlos hergestelltes und komplett gehärtetes Gehäuse auf. Das Gehäuse ist aus einem Blech tiefgezogen und weist in seinem Boden 2 eine durch eine Stanzung eingebrachte Öffnung 9 auf. Die sich nicht über die gesamte Fläche des Bodens 2 erstreckende Öffnung 9 wird dabei von einem Bord 12 begrenzt. Zur Erzielung einer optimalen Führung des Arretierelements 5 ist dieses an der Innenwandung der Mantelfläche 3 der Buchse 1 geführt.
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Die gehärtete Buchse kann vorteilhaft mit einer engeren Passung, d. h. einer Übergangspassung oder einem Pressverband sicher beispielsweise in eine Aufnahme des Getriebegehäuses eingepresst werden, ohne Gefahr zu laufen, dass die Buchse 1 plastisch verformt wird. Dieser Festsitz kompensiert vorteilhaft gleichzeitig nachteilige Toleranzlagen, die eine dauerhafte definierte Einbaulage verhindern.
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Durch die gehärtete Buchse 1 kann diese gerade in ihrem dem Mantelrand 4 benachbarten Bereich als Anschlag für ein relativ bewegtes Element wie eine Schaltgabel dienen.
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3 zeigt eine weitere Buchse 1, die an ihrem Mantelrand 4 im Gegensatz zu der Ausführungsform nach 2 keine Bördelstufe 11 aufweist. Diese Variante eignet sich insbesondere für relativ dickwandige Bleche. In beiden Ausführungsformen ist das Haltemittel 10 durch eine ins Buchseninnere 7 gerichtete Durchmesserverengung gebildet, die jeweils am Mantelrand 4 und damit dem Boden 2 axial gegenüberliegend angeordnet ist. Das Haltemittel 10 bildet eine Verliersicherung für ein hinter dem Halteelement 10 im Buchseninneren 7 verschnappbaren Arretierelement 5. Die Buchsen 1 sind fertig gehärtet, so dass ihre Oberflächenstruktur auf ihrer Außenseite gleichmäßig ist. Insbesondere sind die Buchsen 1 im Bereich des Haltemittels 10 nicht angelassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Buchse
- 2
- Boden
- 3
- Mantelfläche
- 4
- Mantelrand
- 5
- Arretierelement
- 6
- Feder
- 7
- Buchseninneres
- 8
- Längsachse
- 9
- Öffnung
- 10
- Haltemittel
- 11
- Bördelstufe
- 12
- Bord
- 13
- Bolzen
- 14
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006042964 A1 [0003]
- DE 4409492 A1 [0004]