DE102004013193A1

DE102004013193A1 - Anbindungsvorrichtung für einen Betätigungszug an einen Nehmer

Info

Publication number: DE102004013193A1
Application number: DE200410013193
Authority: DE
Inventors: Stefan Keul
Original assignee: Kuester Automotive Control Systems GmbH
Current assignee: Kuester Automotive Control Systems GmbH
Priority date: 2004-03-17
Filing date: 2004-03-17
Publication date: 2005-10-13

Abstract

Es wird eine Anbindungsvorrichtung (10) für einen Betätigungszug an einen Nehmer beschrieben, mit einem eine Längsachse (12) aufweisenden Grundkörper (14), der mit dem Betätigungszug verbindbar ist und einen Aufnahmekörper (16) zur Anbindung an den Nehmer aufweist, wobei der Aufnahmekörper (16) in einer Schiebeführung (18) des Grundkörpers (14) in Richtung der Längsachse (12) des Grundkörpers (14) linear verschiebbar gelagert und zwischen Aufnahmekörper (16) und Grundkörper (14) wenigstens ein im wesentlichen nur in Richtung der Längsachse (12) beanspruchbares Dämpfungselement (20, 22) angeordnet ist (Figur 2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Anbindungsvorrichtung für einen Betätigungszug an einen Nehmer, wie bspw. eine Zugöse zur Anbindung eines Schalt- oder Wählzuges an ein Schaltgetriebe eines Fahrzeuges, an eine Steuervorrichtung, ein Betätigungsglied oder dergleichen, mit einem eine Längsachse aufweisenden Grundkörper, der insbesondere einendes mit dem Betätigungszug verbindbar ist und einen Aufnahmekörper zur Anbindung an den Nehmer aufweist.
Derartige Anbindungsvorrichtungen werden in der Automobilindustrie eingesetzt, um bspw. bei einem Automatik- oder Handschaltgetriebe die vom Fahrer durch Betätigung des Schalthebels vorgegebene Schaltbewegung auf Wählhebel an dem Getriebegehäuse zu übertragen. Das Ende der Betätigungszüge ist an einen Befestigungsabschnitt des Grundkörpers der Anbindungsvorrichtung befestigt. Im Inneren des Grundkörpers ist ein Aufnahmekörper vorgesehen, der sich über ein Dämpfungselement an dem Grundkörper abstützt. Im inneren Ringbereich des Dämpfungselementes ist ein Befestigungszapfen aufgenommen, der an einem Wählhebel des Getriebes befestigt und der den Ausgleich von Winkelbewegung zwischen dem Befestigungselement und dem Wählhebel ermöglicht. Durch die Dämpfung mittels des elastischen Dämpfungselementes werden die mechanischen Bewegungen und Vibrationen des Wählhebels gedämpft auf den Seilzug übertragen. Hierdurch wird auch die Gefahr einer Vibrationsübertragung in den Schalthebel oder in den Innenraum des Fahrzeuges reduziert.

Eine Anbindungsvorrichtung mit den eingangsgenannten Merkmalen ist bspw. aus der DE 102 16 903 A1 bekannt, die voll inhaltlich in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung mit aufgenommen wird.

Die geometrische Ausgestaltung derartiger Dämpfungselemente ist im allgemeinen sehr komplex. Bei Belastung überlagern sich meist Biegung, Zug und Druck. Häufig werden auch unter Belastung lokale Dehnungen verursacht, welche plastische Deformationen des Dämpfungselementes hervorrufen, wodurch dessen Lebensdauer unter Umständen erheblich reduziert wird.

Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anbindungsvorrichtung für ein Betätigungszug mit vereinfachtem konstruktiven Aufbau bereitzustellen, wobei insbesondere auch die Dämpfungselemente vereinfacht und deren Lebensdauer verlängert werden sollen.

Diese Aufgabe wird bei der Anbindungsvorrichtung mit den eingangs genannten Merkmalen im wesentlichen dadurch gelöst, dass der Aufnahmekörper in einer Schiebeführung des Grundkörper in Richtung der Längsachse des Grundkörpers linear verschiebbar gelagert und zwischen Aufnahmekörper und Grundkörper wenigstens ein, nur in Richtung der Längsachse beanspruchtes Dämpfungselement angeordnet ist.

Aufgrund dieser Maßnahmen kann die Anbindungsvorrichtung konstruktiv äußerst einfach ausgestaltet sein, ebenso wie die Dämpfungselemente. Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, dass die an der Anbindungsvorrichtung angelenkten Seile Kräfte, Vibrationen und dergleichen nur in axialer Richtung, dass heißt in Richtung der Längsachse der Anbindungsvorrichtung bzw. des Grundkörpers übertragen, so dass eine Dämpfung in Richtung quer zu dieser axialen Richtung nicht zwingend notwendig ist. Insofern ist der Aufnahmekörper lediglich in Richtung der Längsachse des Grundkörpers verschiebbar in diesem aufgenommen, wobei dem oder den Dämpfungselemente/n lediglich die Aufgabe zukommt, für eine Dämpfung von Bewegungen bzw. Schwingungen des Aufnahmekörpers relativ zum Grundkörper oder umgekehrt nur in Richtung dieser Längsachse zu sorgen. Grundgedanke der erfindungsgemäßen Anbindungsvorrichtung ist es somit, dass das Dämpfungs-Konzept lediglich für eine Dämpfung von Schwingungen in Richtung der Längsachse des Grundkörper sorgt. Infolge dessen können die Dämpfungselemente besonders einfach aufgebaut sein. In diesem Dämpfungselement herrscht ein eindeutiger Belastungszustand, beispielsweise nur Druckbelastung oder nur Zugbelastung.

Nach einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass zwei einander diametral gegenüberliegende Dämpfungselemente zwischen Aufnahmekörper und Grundkörper angeordnet sind. Je nach Auslenkung des Aufnahmekörpers relativ zum Grundkörper oder umgekehrt werden die Dämpfungselemente ausschließlich auf Druck beansprucht. Die einfache geometrische Ausbildung wie auch die eindeutige Belastung, bspw. Druckbelastung lediglich in Richtung der Längsachse, erlauben eine gute Abschätzung des Hystereseverhaltens der erfindungsgemäßen Anbindungsvorrichtung. Weiterhin sind mit einfachen Mitteln Versuche möglich, mit welchen die theoretischen Abschätzungen verifiziert werden können. Auch kann die geometrische Ausführung von Grundkörper, Aufnahmekörper und Dämpfungselementen derart gewählt werden, dass plastische Verformungen des Elastomers des Dämpfungselementes grundsätzlich vermieden werden. Weiterhin bietet es sich an oder ist in manchen Ausführungsbeispielen bevorzugt, dass die Gestaltung der Anbindungsvorrichtung mit Hilfe der sogenannten Zwei-Komponenten-Spritzgusstechnik durchgeführt wird, wobei bspw. die weichelastischen Dämpfungselemente dem Hartmaterial des Grundkörpers oder auch des Aufnahmekörpers unmittelbar angespritzt werden. Auch besteht die Möglichkeit, die Dämpfungselemente als eigenständig handhabbare Bauteile auszubilden, so dass diese je nach Ausführungsform der Anbindungsvorrichtung zur Erzielung unterschiedlichen Dämpfungsverhaltens gegen andere Dämpfungselemente austauschbar sind.

Bevorzugt ist die Anordnung der Dämpfungselemente derart, dass deren Mittelachse mit der Längsachse des Grundkörpers im wesentlichen zur Deckung gelangt. Aufgrund dieser Maßnahme wird dafür gesorgt, dass die Dämpfungselemente im wesentlichen nur in Richtung der Längsachse beansprucht werden.

Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das oder die Dämpfungselemente in eine an die Schiebeführung anschließende Aussparung des Grundkörpers zumindest teilweise eintauchen. Aufgrund dieser Maßnahme ist für eine definierte Führung der Dämpfungselemente selbst dann gesorgt, wenn diese auf Druck beansprucht werden.

Weiterhin bietet es sich an, dass zwischen dem Dämpfungselement und der zugehörigen Aussparung ein Ausdehnungsraum vorgesehen ist. Aufgrund dieses Ausdehnungsraumes für das Dämpfungselement ist dafür gesorgt, dass das Dämpfungselement bei Beanspruchung und entsprechender Ausdehnung nicht plastisch verformt wird.

Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung weist das Dämpfungselement wenigstens zwei, bevorzugt drei oder mehrere Abschnitte mit unterschiedlichem Dämpfungsverhalten auf. Dies kann in einfacher Weise durch entsprechende geometrische Dimensionierung des Dämpfungselementes über seine axiale Erstreckung erreicht werden. Natürlich besteht grundsätzlich auch die Möglichkeit, das Dämpfungselement homogen auszubilden, so dass dieses nur eine einzige Dämpfungscharakteristik besitzt. Wird jedoch dafür gesorgt, dass das Dämpfungselement zwei oder mehrere Dämpfungscharakteristiken aufweist, besteht bspw. die Möglichkeit, im ersten Abschnitt der Auslenkung des Grundkörpers relativ zum Aufnahmekörper bzw. der Beanspruchung des Dämpfungselementes bspw. für eine weiche Dämpfungscharakteristik zu sorgen, wobei nach weiterem Auslenken bzw. Beanspruchen des Dämpfungselementes die eigentliche Hauptdämpfung durch entsprechende geometrische Gestaltung des Dämpfungselementes eintritt. Schließlich kann dem Hauptdämpfungsbereich bei noch weiterer Auslenkung ein sogenannter Anschlagsdämpfungsbereich zugeordnet sein, der bei äußerst extremen Auslenkungen dafür sorgt, dass Grundkörper und Aufnahmekörper nicht ungebremst und hart gegeneinander schlagen.

Insoweit besitzt das Dämpfungselement nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung einen dem Aufnahmekörper abgewandten Abschnitt mit einer ersten kleinen Dämpfung und einen daran anschließenden zweiten Abschnitt mit größerer Dämpfung sowie ggf. einen daran anschließenden dritten Abschnitt mit noch größerer Dämpfung.

Bevorzugt wird der erste Abschnitt durch einen Zylinder mit einem kleinen Durchmesser, der zweite Abschnitt durch einen Zylinder mit einem größeren Durchmesser und der ggf. dritte Abschnitt durch eine Anschlagplatte gebildet, deren wirksame Fläche bevorzugt größer als die Querschnittsfläche des zweiten Abschnitts des Dämpfungselementes ist.

Obwohl die einzelnen Abschnitte des Dämpfungselementes als eigenständig handhabbare Bauteile ausgebildet sein können, bietet es sich an, dass das Dämpfungselement als Ganzes ein einstückiges Bauteil ist oder, wie bereits erläutert, ggf. dem Aufnahmekörper angespritzt ist.

Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Aufnahmekörper als Schieber mit den Grundkörper hintergreifenden Halte-/Führungsabschnitten ausgebildet ist. Insoweit ist der Aufnahmekörper sicher und verschiebbar in der Schiebeführung des Grundkörpers geführt, so dass sich der Aufnahmekörper in Richtung der Längsachse des Grundkörpers, welche im wesentlichen mit der Anbindungsrichtung des Schalt- oder Wählzuges übereinstimmt, verstellen kann.

Von Vorteil besitzt der Aufnahmekörper federelastische Haltearme, welche in der Raststellung Anschläge des Grundkörpers hintergreifen. Somit kann der Aufnahmekörper in den Grundkörper eingeclipst werden, so dass auch die Montage der Anbindungsvorrichtung erheblich vereinfacht ist. Des weiteren kann ein erster Aufnahmekörper gegen einen zweiten, unterschiedlich ausgestalteten Aufnahmekörper ohne weiteres ausgetauscht werden, so dass eine Anpassung der Anbindungsvorrichtung an unterschiedliche Nehmer ohne weiteren Aufwand möglich ist. Durch Zusammendrücken der federelastischen Haltearme kann der Aufnahmekörper ohne weiteres wieder vom Grundkörper gelöst werden.

Dabei bietet es sich an, den Aufnahmekörper bspw. als Kugelkopfaufnahme oder mit einer durchgängigen, insbesondere kreisförmigen Durchbrechung auszubilden. Die Ausbildung des Aufnahmekörpers liegt im Ermessen des zuständigen Fachmanns und wird idealer Weise den individuellen Einsatzbedingungen angepasst. Weiterhin bietet es sich an, dass die Kugelkopfaufnahme mittels Rastelementen mit dem Aufnahmekörper verrastbar ist, so dass der Aufnahmekörper ohne weiteres an Kugelköpfe mit unterschiedlichen Durchmessern angepasst werden kann.

Zusammenfassend sei festgehalten, dass bei der erfindungsgemäßen Anbindungsvorrichtung bevorzugt zwei Dämpfungselemente eingesetzt werden, die jeweils nur in axialer Richtung, dass heißt in Richtung ihrer Mittellängsachse bzw. der Längsachse des Grundkörpers beansprucht werden. Insbesondere werden für den Fall, dass zwei Dämpfungselemente eingesetzt werden, diese nur in einer Richtung auf Druck belastet, wodurch die Lebensdauer erheblich erhöht wird, da plastische Verformungen nicht mehr gegeben sind. Dadurch, dass ein Dämpfungselement von Vorteil zwei oder mehr Dämpfungsbereiche besitzt, wird ein Anschlagen bzw. Klappern verhindert. Im Regelbetrieb ist der dritte Dämpfungsbereich des Dämpfungselementes nicht unbedingt erforderlich, dient jedoch zur Sicherheit und zum Verhindern von ungewollten Anschlägen oder sonstigen Klappergeräuschen.

Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Es zeigen
1 und 2 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anbindungsvorrichtung in perspektivischer Ansicht von unten und oben,
3 eine Draufsicht auf die Anbindungsvorrichtung der 1,
4 eine Schnittdarstellung der Anbindungsvorrichtung gemäß 3 entlang der Schnittlinie B-B und
5 eine Schnittansicht der Anbindungsvorrichtung gemäß
4 entlang der Schnittlinie C-C.
Die in den Figuren dargestellte Anbindungsvorrichtung 10 dient zur Anbindung eines Betätigungszuges an einen Nehmer. Dabei kann der als Schalt- oder Wählzug ausgebildete Betätigungszug an das freie Ende der Anbindungsvorrichtung, welches eine Bohrung und eine außen umlaufende Nut aufweist, angelenkt werden. Weiterhin wird die Anbindungsvorrichtung 10 mit einem Nehmer, bspw, eines Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeuges, einer Steuervorrichtung oder einem Stellglied gekoppelt.
Die Anbindungsvorrichtung 10 weist einen Grundkörper 14 mit einer Längsachse 12 auf. Der Grundkörper besitzt im wesentlichen die Form einer Platte, wobei das anbindungsseitige Ende für den Betätigungszug verdickt ausgebildet ist. Weiterhin ist der Grundkörper 14 im wesentlichen symmetrisch zur Längsachse 12 ausgebildet. In dem Grundkörper 14 ist ein Aufnahmekörper 16 zur Anbindung an den Nehmer aufgenommen. Der Aufnahmekörper 16 ist in einer Schiebeführung 18 des Grundkörpers 14 in Richtung der Längsachse 12 des Grundkörpers 14 linear verschiebbar, ausgehend von einer in den Figuren dargestellten mittleren Neutralstellung.
Zwischen dem Aufnahmekörper 16 und dem Grundkörper 14 ist wenigstens ein Dämpfungselement 20, 22 angeordnet, welches im wesentlichen nur in Richtung der Längsachse 12 beanspruchbar ist. Insbesondere sind, wie aus den 1 bis 4 ersichtlich, zwei einander diametral gegenüberliegende Dämpfungselemente 20, 22 zwischen dem Aufnahmekörper 16 und dem Grundkörper 14 angeordnet. Wird der Aufnahmekörper 16 gemäß der Darstellung der 3 nach links ausgelenkt, wird das Dämpfungselement 22 auf Druck beansprucht. Bei einer Auslenkung des Aufnahmekörpers 16 bezüglich des Grundkörpers 14 nach rechts wird das Dämpfungselement 20 dann auf Druck beansprucht. Dabei erfolgt die Beanspruchung im wesentlichen ausschließlich in Richtung der Längsachse 12 des Grundkörpers.
Auch das Dämpfungselement 20, 22 weist eine Mittellängsachse 24 auf, bezüglich der das Dämpfungselement 20, 22 symmetrisch ausgebildet ist, und welche im wesentlichen mit der Längsachse 12 des Grundkörpers 14 zur Deckung gelangt. Das Dämpfungselement 20, 22 taucht in einer an die Schiebeführung 18 anschließende Aussparung 26, 28 des Grundkörpers 14 teilweise ein, wodurch eine Führung gegeben ist. Zwischen dem Dämpfungselement 20, 22 und den Aussparungen 26, 28 ist ein Ausdehnungsraum 30 vorgesehen, so dass bei Beanspruchung eine elastische Ausdehnung des Dämpfungselementes 20, 22 ermöglicht und eine elastische Verformung vermieden ist.
Das Dämpfungselement 20, 22 besitzt wenigstens zwei bevorzugt drei oder mehrere Abschnitte 32, 34, 36 mit unterschiedlichem Dämpfungsverhalten. Insbesondere weist das Dämpfungselement 20, 22 einen – dem Aufnahmekörper 16 abgewandten – ersten Abschnitt 32 mit einer ersten, geringen Dämpfung und einen anschließenden zweiten Abschnitt 34 mit größerer Dämpfung sowie ggf. einen dritten anschließenden Abschnitt 36 mit noch größerer Dämpfung auf. Dabei besitzt der erste Abschnitt 32 nach dem Ausführungsbeispiel im wesentlichen eine Zylinderform mit kleinem Durchmesser, der zweite Abschnitt 34 eine Zylinderform mit größerem Durchmesser und der ggf. vorhandene dritte Abschnitt 36 hat die Form einer Anschlagplatte. Das Dämpfungselement 20, 22 ist bevorzugt als einstückiges Bauteil ausgebildet.
Weiterhin besitzt der Aufnahmekörper 16 in Form eines Schiebers mehrere Halte-/Führungsabschnitte 38, 40, 42 und 44, die den Grundkörper 14 hintergreifen. Dabei sind im Ausführungsbeispiel gemäß 1, 5 an dem Aufnahmekörper 16 federelastische Haltearme 46, 48 vorgesehen, mit denen zwei der Halte-/Führungsabschnitte 42, 44 zum Lösen des Aufnahmekörpers 16 vom Grundkörper 14 auslenkbar sind.
Der Aufnahmekörper 16 selbst ist als Kugelkopfaufnahme 15 oder mit einer durchgängigen, insbesondere kreisförmigen Durchbrechung ausgebildet. Die Kugelkopfaufnahme 50 ist mittels Rasthaken 52 mit dem Aufnahmekörper 16 lösbar verrastbar.

10: Anbindungsvorrichtung
12: Längsachse
14: Grundkörper
16: Aufnahmekörper
18: Schiebeführung
20: Dämpfungselement
22: Dämpfungselement
24: Mittellängsachse
26: Aussparung
28: Aussparung
30: Ausdehnungsraum
32: 1. Abschnitt
34: 2. Abschnitt
36: 3. Abschnitt
38: Halte-/Führungsabschnitt
40: Halte-/Führungsabschnitt
42: Halte-/Führungsabschnitt
44: Halte-/Führungsabschnitt
46: Haltearm
48: Haltearm
50: Kugelkopfaufnahme
52: Rasthaken

Claims

Anbindungsvorrichtung (10) für einen Betätigungszug an einen Nehmer, insbesondere zur Anbindung eines Schalt- oder Wählzuges an ein Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeuges, an eine Steuervorrichtung, ein Stellglied oder dergleichen, mit einem eine Längsachse (12) aufweisenden Grundkörper (14), der mit dem Betätigungszug verbindbar ist und einen Aufnahmekörper (16) zur Anbindung an den Nehmer aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmekörper (16) in einer Schiebeführung (18) des Grundkörpers (14) in Richtung der Längsachse (12) des Grundkörpers (14) linear verschiebbar gelagert und zwischen Aufnahmekörper (16) und Grundkörper (14) wenigstens ein, im wesentlichen nur in Richtung der Längsachse (12) beanspruchbares Dämpfungselement (20, 22) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei einander diametral gegenüberliegenden Dämpfungselemente (20, 22) zwischen Aufnahmekörper (16) und Grundkörper (14) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (20, 22) eine Mittellängsachse (24) aufweist, die mit der Längsachse (12) des Grundkörpers (14) im wesentlichen zur Deckung gelangt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (20, 22) in eine an die Schiebeführung (18) anschließende Aussparung (26, 28) des Grundkörpers (14) teilweise eintaucht.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Dämpfungselement (20, 22) und Aussparung (26, 28) ein Ausdehnungsraum (30) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (20, 22) wenigstens zwei, bevorzugt drei oder mehrere Abschnitte mit unterschiedlichem Dämpfungsverhalten aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (20, 22) einen dem Aufnahmekörper (16) abgewandten ersten Abschnitt (32) mit einer ersten kleinen Dämpfung und einen anschließenden zweiten Abschnitt (34) mit größerer Dämpfung und ggf. einen dritten anschließenden Abschnitt (36) mit noch größerer Dämpfung aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (32) eine Zylinderform mit kleinem Durchmesser, der zweite Abschnitt (34) eine Zylinderform mit größerem Durchmesser und der ggf. vorhandene dritte Abschnitt (36) die Form einer Anschlagplatte besitzt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (20, 22) ein einstückiges Bauteil ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmekörper (16) als Schieber mit dem Grundkörper (14) hintergreifenden Halte-/Führungsabschnitten (38, 40, 42, 44) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmekörper (16) federelastische Haltearme (46, 48) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmekörper (16) als Kugelkopfaufnahme (50) oder als Aufnahme mit einer durchgängigen, insbesondere kreisförmigen Durchbrechung ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugelkopfaufnahme (50) mittels Rasthaken (52) mit dem Aufnahmekörper (16) verrastbar ist.
Vorrichtung zur Übertragung von Zug- und/oder Druckkräften mit einer Anbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.