DD269671A1 - Schaltknauf - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schaltknauf aus einfaerbbaren Polyurethan-Schaumstoff integralen Aufbaus mit schwertfoermiger Aussparung zum verdreh- und verschiebesicheren Befestigen auf dem Schalthebelende von Schaltgetrieben in Personenkraftwagen und Nutzfahrzeugen. Die Lage der Werkzeugtrennebene ermoeglicht eine technologisch guenstige Herstellung und teilt die Oberflaeche des Schaltknaufes in eine glatte und eine strukturierte, schaltbildtragende Teiloberflaeche mit vertieft angeordneter Schaltsymbolik.

Description

Hierzu 4 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Schaltknauf zum Betätigen von Schaltgetrieben in Personenkraftwagen und Nutzkraftfahrzeugen.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es ist eine Vielzahl von Schaltknaufen für PKW und Nutzkraftfahrzeuge aus geschäumten und kompakten Polymeren, aus Holz, Metall, verschiedenen Werkstoffkombinationen usw. bekannt, die ein Betätigen des Schaltgetriebes erleichtern sollen.

Sie sind in der Regel auf dem Schaltstock oder -hebel mittels Gewinde, Kleber, Verstiftung u.a.m. befestigt. Zur Sicherung gegen Umdrehung und unbeabsichtigtes Lösen des Knaufes während der Nutzungsdauer werden federnde Scheiben, selbsthemmende Gewinde, konische Ansätze usw. eingesetzt.

Häufig zeigt sich jedoch während relativer Nutzungsdauer ein Verdrehen, das insbesondere bei ergonomisch geformten Schalthebelknaufen ein angenehmes Schalten des Getriebes verhindert.

Hinzu kommt, daß die veränderte Lage des Schaltbildes zu Irritationen führen kann.

Bereits bei der Herstellung der herkömmlichen Schaltknaufe, die Bohrungen mit Innengewinde besitzen müssen, argeben sich fertigungstechnisch hohe Aufwendungen durch Abspindeln der Gewinde boi der Entformung oder durch nachträgliches Einschneiden derselben in eine vorgefertigte Bohrung.

Gleichem trifft bei der Montage zu, da hier unter Beachtung der Lage des Schaltbildes die Sicherung gegen Verdrehung und Lockern durch Kontern, Verstiften, Selbsthemmung, federnde Scheiben usw. realisiert werden muß, also zusätzlich Aufmerksamkeit und Zeitaufwand erfordert.

Die Herstellung derartiger Knaufe aus geschäumten oder kompakten Polymeren erfordert mehrteilige Werkzeuge, die in den Berührungsflächen der Werkzeughälften exakt gearbeitet sein müssen, um störende Gratbildung und zusätzlich hohen Nacharbeitungsaufwanri zu vermeiden.

Da in der Regel bei Herstellung geschäumter Schaltknaufe Trennmittel zum Einsatz gelangen, ist der Formgestaltung und Produktion derartiger Formteile mit großem Durchmesser- und Längenunterschied Grenzen gesetzt. Das liegt darin begründet, daß erfahrungsgemäß in engen und tiefen Hohlräumen ein Trennmittelaufbau erfolgt, der die Qualität der Formteile, insbesondere die klare Abbildung von Oberflächenstrukturen negativ beeinflußt.

Es wurden deshalb auch Werkzeugteilungen realisiert, die axial zum Schalthebel verlaufen, die jedoch zu störender Gratbildung im Sicht- und Griffbereich führen. Bereits geringo Verschleißerscheinungen an den Schließkanten der Werkzeuge bringen Qualitätsprobleme mit sich.

Zur Überspielung des Grates im Bereich des Schaltbildes wird auch mit eingesprengten Thormonlastschaltbildern gearbeitet, die eine Gratbildung im unmittelbaren Berührungsbereich überdecken, jedoch zusätzlichen Material- und Zeitaufwand erfordern.

Die Offenlegungsschrift DE 3223284 A1 beschreibt eine radiale und axiale Verschiebungssicherung auf einer Welle, die einseitig abgeflacht in eine spiegelbildliche Ausnehmung eines aus Thermoplast hergestellten Lüfterrotors eingeschoben wird.

Der Rotor selbst besitzt auf einer Seite der Bohrung angespritzte federnde Lappen, die in eine Ringnut auf der Welle außerhalb des abgeflachten Teiles einrasten, so daß die Befestigungswirkung ausschließlich durch Formschluß entsteht, die jedoch nur geringen axialen Beanspruchungen standhält.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, einen Schaltknauf aus elastischem Polyurethan-Schaumstoff mit integralem Aufbau zum Betätigen vun Schaltgetrieben in PKW und Nutzkraftfahrzeugen zu entwickeln, der ökonomisch hergestellt, montiert, gegebenenfalls demontiert und mehrfach wiederverwendet werden kann, der durch seine Oberflächengestaltung und ergonomische Formgebung besonders griffig ist, der ohne gesonderte Hilfsmittel in seiner Lage auf dem Schalthebel gegen Verdrehung und axiale Verschiebung gesichert ist und somit gegenüber herkömmlichen Ausführungen einen hohen Gebrauchswert besitzt.

Derlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schaltknauf aus elastischem Polyurethan-Schaumstoff mic integralem Aufbau in einem Stück für PKW und Nutzkraftfahrzeuge herzustellen, der sich verdreh- und verschiebesicher auf dem Schalthebel ohne zusätzliche Sicherungselemente mit minimalem Zeitaufwand befestigen, gegebenenfalls ohne Probleme demontieren und wiederverwenden läßt, der durch seine ergonomische Ausbildung und Oberflächengestaltung höchsten Bedienkomfort bietet.

Er soll außerdem fertigungstechnisch geringe Aufwendungen erfordern, trennmittelgünstig und mit geringem Nacharbeitsaufwand herstellbar sein.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der aus elastischem Polyurethan-Schaumstoff mit integralem Aufbau hergestellte Schaltknauf zur Befestigung eine innere Aussparung erhält, die in ihrer Gestalt grundsätzlich dem schwertförmigen Ansatz des Schalthebelendes und der im zylindrischen Teil desselben eingebrachten Ringnut bzw. Kerbe oder Doppelkerbe entspricht.

Die innere Ausnehmung im SchaUknauf wird in allen ihren Abmessungen senkrecht zur Achse des Schalthebels kleiner ausgeführt, um einen allseitigen Preßsitz zwischen dem Schaltknauf und dem Schalthebelende \\ ι Verbindung mit den Rückstellkräften des eingesetzten elastischen Polyurethan-Schaumstoffes mit integralem Aufbau zu gewährleisten.

Dabei sollte das Untermaß je nach gewähltem Schaumsystem und Foi mteildichte > 2% der dazugehörigen Maße sein. Die Differenz in axialer Richtung zwischen Schalthebelende und dem Schaltknauf von 0,5 bis 1 mm begünstigt eine sichere Montage.

Der Abstand zwischen dom schwertförmigen Ende des Schalthebels zur schaltbildtragenden Oberfläche < 1,5 x Schwertbreite vermittelt auch bei relativ niedriger Dichte des Schaltknaufes das Gefühl eines unnachgiebigen Sitzes des Knaufes auf dem Schalthebel in Schaltrichtung.

Dazu ist auch notwendig, daß die schwertförmige Ausnehmung und das Schwert solbst quer zur Hauptschaltrichtung angeordnet wird.

Zur Gewährleistung eines optisch guten Überganges vom Knauf zum sich evtl. anschließenden Faltenbalg kann ein Bund angeordnet sein, der unte^rhalb des Bereiches der Ringnut, Kerbe oder Doppelkerbe angebracht, einer Aufweitung des relativ dünnwandigen Knaufendes entgegenwirkt.

Im Gegensatz zu rotationssymmetrischer ist bei ergonomischer Formgebung des Knaufes die Vurdrahsicherheit zu garantieren, die durch einfachen Formschluß im elastischen Polyurethan-Schaumstoff mit integralem Aufbau nicht problemlos ist.

Bei Untersuchungen zur Ermittlung der Verdrehsicherheit an Schaltknaufen mit einer Formteildichte von 480 bis 720 kg/m³ ergaben sich nutzbare Abmessungen der Schwertausbildung im Vergleich zum Durchmesser D des in den Schaltknauf einmündenden zylindrischen Teiles des Schalthebelendes:

— für die Schwertlänge § 2,5 D

— für die Schwertbreite = D

— für die Schwertdicke S 0,4 D beidseitig abgeflacht.

Einseitige Abflachungen sind ungeeignet.

Eine Kreuzprofilausführung anstelle des Schwertes bringt günstige Werte bezüglich des Verdrehwiderstandes, steht aber einer günstigen ökonomischen Fertigung des Schalthebelendes entgegen.

Die durch die Werkzeugteilung entstehende Formteilungsebene ist so gelegt, daß Schäumwerkzeughälften mit relativ geringer Hohlraumtiefe für die Herstellung notwendig sind und dadurch der Trennmitteleintrag und auch die Trennmittelentfernung einfach und problemlos erfolgen kann.

Darüber hinaus wird eine störende Gratbildung im Hauptsicht- und Griffbereich vermieden.

Besonders attraktiv und griffig wird dsr Schaltknauf dann, wenn die Hauptsicht- und Hauptgrifffläche narbig im Gegensatz zur glatten, teilverdeckten Oberfläche ausgeführt ist.

Das trifft auch auf die Erkennbarkeit des Schaltbildes zu, wenn dieses erhaben aus der strukturtragenden Werkzeugoberfläche hervorsteht, sich also als Vertiefung im Formteil darstellt.

Zur Vereinfachung evtl. Entgratung der geschäumten Schaltknaufe hat es sich als günstig erwiesen, die genarbte Oberfläche gegenüber der glatten Oberfläche mit einem gleichmäßigen Überstand von 0,05-0,5mm auszuführen.

Es ist auch möglich, das Schaltbild als dünnwandige Platte im Spritzgußverfahren herzustellen und in eine Aussparung mit Hinterschnitt einzusprengen.

Ausführungsbelsplele

Im folgenden soll die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1: einen erfindungsgemäßen Schaltknauf mit schwertförmiger Aussparung und umlaufender Ringnut mit eingepaßtem Schalthebnlendo

Fig. 2: einen erfindungsgemäßen Schaltknauf mit einzusprengendem Schaltbild Fig. 3: einen erfindungsgemäßen Schaltknauf mit schwertförmiger Aussparung, einseitiger Kerbe und Manschettenansatz Fig. 4: einen erfindungsgemäßen Schaltknauf mit schwertförmiger Aussparung und Doppelkerbe.

Beispiel 1

Die Figur 1 zeigt einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Schaltknauf, wie er für eine Kombination mit einem Faltenbalg konzipiert und aus einem handelsüblichen elastischen Polyurethan-Schaumstoffsystam mit integralem Aufbau und einer Formteildichte von 630kg/m³ hergestellt wurde.

Zum Einsatz gelangt das \n VEB Syntiiesewerk Schwarzheide produzierte System SI 5555. Der Schaltknauf I wurde in seinen Innenmaßen quer zur Längsachse mit 4% Untermaß ausgeführt und ist auf das Schalthebelende 2 aufgesteckt. Das Schaithebelendd 2 ist als Schwert 3 ousgebildot und besitzt eine Ringnut 4 in die der Schaltknauf bei der Montage einrastet. Die Differenz 8 in axialer Richtung wurde mit 1 mm gewählt und begünstigt die Montaqe.

Der Verlauf der Formteilungsebene 5 teilt die Gesamtoberfläche in eine strukturierte. Oberfläche 8 und in eine glatte Oberfläche 9, wobei die strukturierte Oberfläche die glatte Oberfläche mit einem umlaufend gleichen Überstand 10 von 0,2 mm überragt.

Die Schaltbildmarkierungon 11 sind ebenfalls 0,2mm in die Oberfläche eingelassen.

Der Bund 7 bildet den Abschluß des Knaufes vom Einsteckende her und stimmt im Durchmesser des Bundes der späteren Faltenbalgabdeckung überein.

Beispiel 2

Die Figur 2 ?eigt eine Schnittdarstellung dos Griffben tichcs des Schaltknaufes, wie er bereits im Beispiel 1 und mit Figur 1 erläutert wurde.

Der Schaltknauf besitzt an der Stelle des Schaltbildes eine Aussparung 13 mit hinterschnittenen Rändern, in die eine schaltbildtragende Platte eingesprengt wird. Damit wird gewährleistet, daß bei Veränderung der Ganglagen und/oder bei Veränderung der Gangzahl nur die einzusprengende Platte und nicht die Schäumwerkzeuge verändert werden müssen.

Beispiel 3

Die Figur 3 zeigt den erfindungsgemäßen Schaltknauf in Schrvttdarstellnng. Der Schnitt wurde axial in Hauptschaltrichtung geführt.

Bei diesem Schaltknauf wird die axialo Verschiebesicherung durch eine einseitige Kerbe 17 gewährleistet, die vorzugsweise als Sinuslinie ausgebildet ist.

Bei Einsatz des handelsüblichen SI 5555 vom VEB Synthesewerk Schwarzheide und Schäumwerkzeugtemperaturen zwischen 326 bis 331⁰K ergeben sich unterschiedlich verdichtete Zonen. Der elastische Schaumkern 15 wird von einer lederartigen Außenhaut 14 umhüllt, die sich auch am metallische. Kern des Werkzeuges ausbildet.

Dadurch wird das SchaUnebelende 2 in seinem zylindrischen Tei! von fast kompak'em Material umschlossen, was bei Einhaltung von 4% Untermaß zu einem festen Kraftschluß führt. Die Differenz 6 zwischp-. ochalthebelende 2 und dem Schaltknauf wurde hier mit 1 mm eingehalten, dient als Verdrängungsraum für die eingeschlossene Luft und ermöglicht eine sichere Montage.

Durch Annäherung des schwertförmigen Schalthebelendes 2 bis auf 8 mm an die schaltbildtragende Oberfläche, wird in diesem Bereich eine hohe Schaumstoffdichte erreicht und somit ein nahezu unnachgiebiger Sitz in Schaltrichtung gewährleistet. Der Bund 7 is,t mit dem Ansatz der Manschette 16 maßlich abgestimmt.

Beispiel 4

Die Figur 4 zeigt einen axialen Schnitt in Hauptschaltrichtung durch einen erfindungsgemäßen Schaltknauf in gedrungener Form wie er für den Einsatz ohne Manschettenverbindung vorgesehen ist.

Die Sicherung gegen axiale Verschiebung des Schaltknaufes wird durch parallel verlaufende Kerben 18 mit vorzugsweise sinusförmigen Konturen erreicht.

Eine möglichst dichte Annäherung des schwertförmigen Schalthebelendes an die schaltbildtragende Außenhaut ist wegen des relativ hohen Schaumkernanteils 16 von entscheidender Bedeutung.

Claims (4)

1. Schaltknauf zum Betätigen von Schaltgetrieben bei Personenkraftwagen und Nutzkraftfahrzeugen bestehend aus elastischem Polyurethan-Schaumstoff mit integralem Aufbau zum verdreh- und verschiebesicheren Aufstecken auf den Schalthebel, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltknauf (1)

— eine quer zur Hauptschaltrichtung liegende, schwertförmige Aussparung (3) besitzt, deren Länge mehr als das 2,5fache ihrer Breite beträgt, deren Dicke weniger als 45% und deren Abstand bis zur schaltbildtragenden Oberfläche (11) weniger als das 1,5fache ihrer Breite beträgt,

— an die sich eine Aussparung als Ringnut (4) anschließt

— und sich als zylindrische Aussparung (2) fortsetzt;

— wobei die Gesamtanssparung, ausgenommen deren Länge, ein Untermaß von größer als 2% besitzt

— und die durch die Formteilungsebene (5) begrenzten Knaufoberflächen (8,9) unterschiedlich gestaltete Oberflächen aufweisen.

2. Schaltknauf gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Werkzeugteilung entstehenden Teiloberflächen untereinander im Bereich der durch die Formteilungsebene entstehenden Trennlinie einen gleichförmigen Überstand (10) von weniger als 0,5mm aufweisen.

3. Schaltknauf gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im zylindrischen Teil verlaufende ringnutförmige Aussparung (4) durch eine (17) oder zwei parallel (18) zueinander verlaufende Kerben ersetzt ist.

4. Schaltknauf gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des Knaufes als Bund 7 ausgebildet ist.