-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Übertragung einer Schaltbewegung eines Hebels auf eine Schaltwelle oder eine Wählwelle sowie ein Verfahren zu Herstellung der Vorrichtung, sowie ein Verfahren.
-
STAND DER TECHNIK
-
Aus dem Stand der Technik wird insbesondere auf die
DE 10 2010 016 907 A1 hingewiesen, welche eine Vorrichtung zur Übertragung einer Schaltbewegung eines Schalthebels mit oder ohne Schaltgewicht auf eine Schaltwelle, wobei der Hebel über eine Buchse mit der Schaltwelle verbunden ist und die Verbindung zwischen Hebel und Buchse ganz oder teilweise durch Kunststoffspritzen oder Vulkanisieren gebildet ist.
-
Weiter wird auf die
DE 10 2008 062 305 A1 hingewiesen, welche ebenfalls eine Vorrichtung zum schwingungsgedämpften Übertragen von Drehmomenten, insbesondere in einer Lenkspindelanordnung offenbart, wobei eine Buchsenanordnung eine zweite Dämpfungsschicht aus elastomerem Material aufweist.
-
Ausserdem wird auf die
EP 1 482 213 A1 hingewiesen. Dort ist eine Betätigungseinrichtung für ein Schaltgetriebe offenbart, wobei zwischen zwei Kupplungshälften mindestens ein elastisches Element angeordnet ist, das als elastomechanischer Tiefpass wirkt.
-
Daneben wird auf die
DE 199 23 869 A1 hingewiesen, welche ein Kugelgelenk aufzeigt, welches aus Kunststoff- oder Elastomerausspritzung besteht. Das Kugelgelenk wird hier durch eine Einschrittfertigung hergestellt.
-
Um in Kraftfahrzeugen Gänge verschleiss- und geräuscharm einlegen zu können, ist sowohl eine innere als auch eine äussere Schaltung notwendig. Über die äussere Schaltung werden die Schaltbewegungen des Fahrers auf die innere Schaltung und von dort auf eine Synchronisierungseinrichtung der zugehörigen Zahnradstufen übertragen.
-
Vorliegend wird insbesondere auf die äussere Schaltung abgestellt. Handelte es sich früher bei äusseren Schaltungen um einfache Hebel, haben sie sich inzwischen parallel zur Entwicklung des Getriebes zu komplexen Wahlbetätigungen verändert.
-
Vorrichtungen zur Übertragung einer Schaltbewegung weisen in der Regel den Hebel auf, welcher zum Schalten von Gängen um eine Achse schwenkbar ist. Hierbei wird der Schaltvorgang dadurch erleichtert, dass beim Betätigen des Hebels in einer Betätigungseinrichtung eine auf die Schaltwelle beim Schwenken der Schaltwelle wirkende Zusatzmasse vorgesehen ist. Diese Zusatzmasse erhöht das Massenträgheitsmoment der Schaltwelle, um am Handschalthebel während der Schaltvorgänge spürbare Kraftspitzen der Schaltkraft abzubauen. Ein entsprechendes Schaltgewicht ist in der
DE 10 2005 062 170 A1 offenbart.
-
Nachteilig am Stand der Technik ist der Umstand, dass es zu Belastungsspitzen an den aus Elastomer hergestellten Teilen kommt. Dadurch wiederum kommt es zu frühzeitigen Ermüdungserscheinungen der betroffenen Bauteile.
-
AUFGABE DER ERFINDUNG
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die oben genannten Nachteile zu beseitigen und eine Vorrichtung zu schaffen, welche eine störungsfreie Übertragung von Schaltbewegungen ermöglicht. Gleichzeitig soll es weder an den aus Elastomeren hergestellten Teilen noch an den mit diesen Teilen zusammenwirkenden Teilen zu übermässigen Belastungen kommen.
-
LÖSUNG DER AUFGABE
-
Zur Lösung der Aufgabe führen die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den Unteransprüchen.
-
Eine erfindungsgemässe Vorrichtung dient zur Übertragung einer Schaltbewegung eines Schalthebels auf eine Schaltwelle oder der Wählbewegung eines Wählhebels auf eine Wählwelle.
-
Die Erfindung lässt sich sowohl für die Kombination Schaltwelle-Schalthebel, wie auch für die Kombination Wählwelle-Wählhebel einsetzten. Deshalb werden im Folgenden die Begriffe „Hebel“ und „Welle“ verwendet, wobei jeweils ein Schalthebel und ein Wählhebel und entsprechend eine Schaltwelle und eine Wählwelle gemeint ist.
-
Die unterschiedlichen Bezeichnungen sind den unterschiedlichen Funktionen geschuldet, nicht aber deren grundsätzlichen konstruktiven Ausbildungen.
-
Im Folgenden wird deshalb der Begriff Hebel für „Wählhebel“ oder „Schalthebel“ und der Begriff Welle für „Schaltwelle“ oder „Wählwelle“ verwendet.
-
Der Hebel bzw. Wählhebel weist mit der Welle eine gemeinsame Verbindungsstelle auf. Es handelt sich um den Anknüpfungspunkt des Hebels an die Welle. Diese gemeinsame Verbindungsstelle wird dann teilweise durch Kunststoffspritzen und/oder Vulkanisierung umschlossen. Dies bedeutet im Einzelnen, dass die Verbindungsstelle durch Kunststoffspritzen und/oder Vulkanisierung derart verschlossen wird, dass zwischen dem Hebel und der Welle oder der Wählwelle eine nur durch Zerstörung zu lösende Verbindung entsteht.
-
Durch das Eindrehen des Hebels entstehen paarweise bzw. U-förmige Öffnungen. Mittels Ausfüllen dieser Öffnungen durch Kunststoff oder Elastomer entsteht eine Verbindung. Diese Verbindung ist in axial Richtung gesichert. Ferner wird in Drehrichtung durch die besonderen Eigenschaften des Füllmaterials eine Reduzierung der Drehsteifigkeit und Erhöhung der Dämpfung erreicht.
-
Die Verbindungsstelle besteht erfindungsgemäss aus paarweise verbundenen Segmenten. Als Segmente werden hierbei die Bereiche aufgefasst, welche nach dem Ausfüllen durch Kunststoffspritzen und/oder Vulkanisieren die Hauptlast der Scherkräfte aufnehmen. Paarweise verbunden bedeutet daneben, dass es sich dabei in erster Linie um zwei Segmente handelt, die zwar jede für sich die Aufgabe der Aufnahme von Scherkräften erfüllt, doch auf unterschiedliche Weise miteinander verbunden sind. Die Verbindung kann je nach Ausführung beispielsweise durch einen Steg erfolgen.
-
Die Segmente sind in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel fächerförmig von einer Mitte weg ausgebildet.
-
Daneben ist in einem anderen Ausführungsbeispiel gegeben, dass die Segmente paarweise verbunden ausgebildet sind Die paarweise verbundenen Segmente weisen in diesen Ausführungsbeispielen eine im Wesentlichen U-förmige, Z-förmige oder H-förmige Form auf.
-
Bei den segmentweise verbundenen Segmenten ist die Verbindungsstelle derart gebildet, dass die ineinander greifenden Konturen des Hebels bzw. der Welle beim Verbinden miteinander mehrere paarweise Taschen bilden, die paarweise untereinander verbunden sein können. Jeweils eine Tasche der U-förmigen und/oder paarweisen Ausnehmungen nimmt Belastungen für die Kraft- und Bewegungsübertragung für eine der beiden Drehrichtungen auf. Die Ausnehmung entsteht nach einer ersten Kopplung durch eine relative Drehbewegung zwischen der Welle und dem Hebel. Eine in einem Endzustand erreichte Winkelstellung wird während des Ausfüllens der Zwischenräume erreicht.
-
Durch die mittels Vulkanisierung oder Kunststoffspritzen ausgefüllte Form wird vorteilhaft erreicht, dass die entstehenden Kräfte besser in der erfindungsgemässen Vorrichtung aufgenommen werden. Entsprechende Kraftspitzen, welche die Nutzungsdauer der einzelnen Teile verringern, werden abgebaut.
-
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der Hebel oder die Welle eine Sternausnehmung auf, wobei jeder zweite Strahl von einem Mittelpunkt der Sternausnehmung kürzer verläuft als jeder erste Strahl.
-
Die Auswahl, ob der Hebel oder die Welle die Sternausnehmung aufweist, ist danach zu treffen, ob ein in die Sternausnehmung eingreifender Sternkopf jeweils durch die Welle oder den Hebel gebildet wird.
-
Die Welle oder der Hebel sind derart aufeinander abzustimmen, dass sie als komplementäre Teile sich gegenseitig ergänzend die erfindungsgemässe, im Wesentlichen paarigen Ausnehmung bilden, wenn sie miteinander gekoppelt werden.
-
Die endgültige Verbindung findet erst durch das Vulkanisieren oder/oder Kunststoffspritzen statt. Allerdings wird im Vorschritt eine Kopplung der beiden Teile durch die Ausbildung einer Sternausnehmung einerseits und die Ausführung eines Sternkopfs andererseits erreicht.
-
Diese Kopplung kann in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel mittels eines Bajonett-Verschlusses stattfinden. Dies bedeutet, dass der Hebel, beispielsweise die Sternausnehmung aufweist und die Welle den Sternkopf. Bei der Kopplung der beiden Teile wird dann der Hebel mit der Sternausnehmung über den Sternkopf der Welle gezogen.
-
Durch eine Drehbewegung des Hebels wird dann, ähnlich einem Bajonett-Verschluss, erreicht, dass die erfindungsgemässe Ausnehmung entsteht. Des weiteren ist vorteilhaft, dass dadurch eine axiale Sicherung des Hebels auf der Welle sichergestellt wird.
-
Der Sternkopf weist hierbei die Hälfte der Anzahl der Strahlen der Sternausnehmung auf. Dies führt zu dem Umstand, dass bei einem Einbringen des Sternkopfs in die Sternausnehmung und durch eine Drehbewegung der Sternausnehmung oder des Sternkopfs die Strahlen des Sternkopfs im Wesentlich formschlüssig mit jedem zweiten Strahl der Sternausnehmung verbindbar sind. Dadurch entsteht eine Konstruktion, in welcher die erfindungsgemässe Ausnehmung durch das Zusammenspiel durch Sternkopf und Sternausnehmung entsteht.
-
In einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel entstehen bei der Kopplung des Hebels und der Welle und im Zusammenspiel der Sternausnehmung mit dem Sternkopf zumindest zwei im Wesentlichen paarweisen Ausnehmungen. Vorteilhaft hierbei ist, dass durch die zumindest zwei im Wesentlichen paarweisen Ausnehmungen eine Zentrierung von Hebel und Welle erleichtert, möglich ist.
-
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die im Wesentlichen paarweisen Ausnehmung durch einen zwei Schenkel verbindenden Steg gebildet. Dabei ist jeder Schenkel vom Steg weg fächerförmig ausgebildet. Dies bedeutet im Einzelnen, dass jeder Schenkel der Aussparung ein vom Drehzentrum wegragend aufspreizende Form aufweist.
-
Die Form und Grösse dieser Fächerform ist an die Gegebenheiten der jeweiligen Konstruktionen anzupassen. Die Fächerform ergibt sich dadurch, weil die Verbindung durch eine relative Drehbewegung zwischen Hebel und Welle entsteht und somit eine drehpunktszentrische Ausführung vorteilhaft ist. Ferner ist vorteilhaft, dass eine bessere Kraftaufnahme erfolgen kann, wenn der Hebel und die Welle in Wirkverbindung treten.
-
Durch eine Drehbewegung bei der Montage überlagern sich der Hebel und die Welle. Die Überlagerung führt zu einer axialen Sicherung des Hebels. Durch das Ausspritzen der paarigen Zwischenräume wird die rotatorische Bewegungsfreiheit eingeschränkt.
-
Ein erfindungsgemässes Verfahren zur Verwendung eines Hebels mit einer Welle ist derart gestaltet, dass zunächst der Hebel mit der Welle gekoppelt wird.
-
Anschliessend wird die Ausnehmung durch Kunststoffspritzen und/oder Vulkanisieren ausgefüllt.
-
Die beiden Schenkel, welche auch als Segmente bezeichnet werden, sind bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel fächerförmig vom Steg weg aufgespreizt ausgeführt. Anschliessend wird in dem Ausführungsbeispiel, bei dem die aus paarweise verbundenen Segmenten bestehende Ausnehmung vorhanden ist, welche im Wesentlichen U-förmig ausgebildet ist, durch Kunststoffspritzen und/oder Vulkanisieren ausgefüllt.
-
Des Weiteren wird bei einem Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemässen Vorrichtung der Hebel mit der Welle gekoppelt. Diese Kopplung ist dadurch gegeben, dass an der gemeinsamen Verbindungsstelle des Hebels mit der Welle eine Drehbewegung des Hebels durchgeführt wird.
-
Durch die Drehbewegung entsteht dann die im Wesentlichen paarweise Ausnehmungen. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind dabei die Strahlen des Sternkopfs derart ausgebildet, dass sie mit den Strahlen der Sternausnehmung eine im Wesentlichen formschlüssige Verbindung eingehen können.
-
Nach der Kopplung des Hebels mit der Welle oder der Wählwelle wird die dann entstandene im Wesentlichen paarweise Ausnehmung durch Kunststoffspritzen und/oder Vulkanisieren ausgefüllt. Dadurch wird vorteilhaft erreicht, dass eine kraftaufnehmende Stabilisierung und Verbindung zwischen dem Hebel und der Welle oder der Wählwelle erreicht ist.
-
Das bevorzugte Ausführungsbeispiel, bei dem die Segmente fächerförmig von einer Mitte abgespreizt ausgeführt sind, beinhaltet alle erforderlichen Merkmale und Funktionen. Durch das Eindrehen des Hebels auf den Sternkopf entstehen auf Grund der gewählten Geometrien paarweise Segmente, die anschließend mit Kunststoff/Elastomer ausgefüllt werden. Diese Segmente können nun das über den Hebel eingeleitete Drehmoment durch Druckkräfte über die Segmente auf die Welle übertragen, wobei dies jeweils über eines der Segmente des Paares je Drehrichtung erfolgt. Hierbei entsteht vorteilhaft aufgrund der Materialeigenschaften des Kunststoffs/Elastomers die gewünschte Dämpfung. Vorteil ist hier, dass die Kräfte durch Druckbelastung auf die Segmente übertragen wird und nicht durch Scherkräfte, welche vom Kunststoff nur sehr begrenzt ertragen werden können.
-
Beim Eindrehen des Hebels auf die Welle gibt es zwei konzentrische Durchmesser an denen sich Hebel und Welle berühren können. Diese führen zu einer Zentrierung zwischen der Sternausnehmung des Hebels und der Welle. Da die beiden Durchmesser dieselbe Funktion erfüllen, ist hier eine potentielle Überbestimmung vorhanden. Hierdurch entsteht die Möglichkeit, die Überbestimmtheit durch ein etwas größeres Spiel zu vermeiden, wodurch die Toleranzanforderungen etwas reduziert werden können. Dies hat wiederum den Vorteil, dass mit einer größeren Toleranz gefertigt werden kann Durch diese größere Toleranz kann der Spalt durch das erhöhte Spiel so groß werden, dass es zu einer Verbindung zwischen den Segmenten kommen kann, was wiederum zu einer Stegbildung zusätzlich führen kann.
-
FIGURENBESCHREIBUNG
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibungen eines Ausführungsbeispiels. Das Ausführungsbeispiel zeigt in
-
1 eine Seitenansicht auf eine erfindungsgemässe Vorrichtung in Anfangslage;
-
2 eine Seitenansicht der erfindungsgemässen Vorrichtung nach 1 in Endlage, wobei die Zwischenräume noch nicht ausgefüllt sind;
-
3 eine geschnittene Seitenansicht der erfindungsgemässen Vorrichtung in Endlage;
-
4 eine vergrösserte Teilansicht der 3.
-
In 1 ist ein Hebel 1 gezeigt, welcher eine Sternausnehmung 4 aufweist. Ausserdem ist eine Welle 2 gezeigt, die einen Sternkopf 5 aufweist.
-
Der Bereich des Sternkopfs 5 und der Sternausnehmung 4 bilden die Verbindungsstelle 3. Der Sternkopf 5 ist derart geformt, dass drei Strahlen 6.1, 6.2, 6.3 umfasst sind, wobei immer zwei der Strahlen 6.1, 6.2, 6.3 über eine zu einer Drehachse konzentrische Form verbunden sind. Weiterhin ist in 1 ein Mittelpunkt 7 gezeigt.
-
Dieser Mittelpunkt 7 stellt den gemeinsamen Mittepunkt 7 des Sternkopfs 5 und der Sternausnehmung 4 dar. Von diesem Mittelpunkt 7 verlaufen die ersten Strahlen 8.1, 8.2, 8.3 und drei zweite Strahlen 9.1, 9.2, 9.3. In 1 ist die sogenannte Anfangslage gezeigt.
-
Das heisst, dass der Hebel 1 mit der Sternausnehmung 4 auf den Sternkopf 5 der Welle 2 aufgesetzt wurde.
-
In 2 ist die eine Endlage gezeigt, allerdings sind die Zwischenräume noch nicht mit Kunststoff oder Elastomer ausgefüllt. In der Mittellage wurde der Hebel 1 nun im Uhrzeigersinn gedreht, sodass die Strahlen 6.1, 6.2, 6.3 des Sternkopfs 5 nun mit den ersten Strahlen 8.1, 8.2, 8.3 der Sternausnehmung 4 formschlüssig verbunden sind. In 2 ist dann auch gut zu erkennen, wie drei Aussparungspaare 10.1, 10.2, 10.3 durch das Verdrehen des Hebels 1 zu der Welle entstanden sind.
-
In 3 ist nun die Endlage gezeigt. In der Endlage sind im Wesentlichen die Aussparungspaare 10.1, 10.2, 10.3 nun durch Vulkanisieren und/oder Kunststoffspritzen ausgefüllt. Die Füllung ist hier kariert dargestellt.
-
In 4 ist ein Teil der 3 nochmals vergrössert dargestellt. Dort ist das Aussparungspaar 10.1 nochmals vergrössert dargestellt. Dabei ist gut zu erkennen, wie der eingespritzte Kunststoff bzw. die Vulkanisierung in Form zweier Schenkel 11.1, 11.2, welche über einen gemeinsamen Steg 12 verbunden sein können, ausgeführt sein soll. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ein Verzicht auf den Steg 12 durchaus möglich. Dann sind die zwei Schenkel unabhängig voneinander ausgebildet.
-
Ausserdem ist in
4 nochmals gut zu erkennen, wie die beiden Schenkel
11.1,
11.2 von dem Steg
12 fächerförmig abgespreizt verlaufen. Bezugszeichenliste
| 1 | Hebel |
| 2 | Welle |
| 3 | Verbindungsstelle |
| 4 | Sternausnehmung |
| 5 | Sternkopf |
| 6 | Strahlen |
| 7 | Mittelpunkt |
| 8 | Strahlen |
| 9 | Strahlen |
| 10 | Ausnehmung |
| 11 | Schenkel |
| 12 | Steg |
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102010016907 A1 [0002]
- DE 102008062305 A1 [0003]
- EP 1482213 A1 [0004]
- DE 19923869 A1 [0005]
- DE 102005062170 A1 [0008]
