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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltanordnung für ein Getriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer axial verschieblichen Schaltstange und wenigstens einer Schaltgabel, die einen Befestigungsabschnitt aufweist, der an der Schaltstange mittels eines Stiftes festgelegt ist, der die Schaltstange und den Befestigungsabschnitt radial durchsetzt.
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Derartige Schaltanordnungen sind allgemein bekannt, beispielsweise aus der
EP 0 878 646 A1 .
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Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Schaltanordnung für ein Getriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer axial verschieblichen Schaltwelle und wenigstens einem Mitnehmer, der einen Befestigungsabschnitt aufweist, der an der Schaltwelle mittels eines Stiftes festgelegt ist, der die Schaltwelle und den Befestigungsabschnitt radial durchsetzt.
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Die
DE 199 40 628 C1 zeigt eine gelenkig, jedoch ansonsten spielfrei mit der Schaltgabel verbundene Schaltstange. Die
DE 18 63 471 U zeigt eine elastische Kupplung zwischen zwei Stangenabschnitten einer Schaltstange, ohne dass an dieser eine Schaltgabel angeordnet wäre. Ähnlich verhält es sich bei dem Gegenstand der
JP H06-101 758 A , die zur Stellungsrastung der Schaltstange ein elastisches Glied aufweist, welches nicht auf eine Schaltgabel wirkt.
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Durch die
JP H09-196 167 A ist bekannt geworden, die Schaltgabel zwischen zwei elastischen, die Schaltstange umgebenden Ringen anzuordnen, deren Außenumfänge freiliegen und die einen sehr großen Bauraum in Anspruch nehmen.
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Die
DE 101 38 729 A1 betrifft eine Lagerung einer mit einer Schaltwelle eines Schaltgetriebes zumindest zeitweise bewegungsfest gekoppelten Zusatzmasse, wobei die Lagerung mit einer Lagerbuchse und einem Schwingungen dämpfenden Element an der Lagerbuchse versehen ist.
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Die Druckschrift ”Dubbel Taschenbuch für den Maschinenbau”; Beitz, Wolfgang; Küttner, Karl-Heinz; Springer-Verlag, 1995; Seiten G61–G63; ISBN 3-540-5765 beschreibt allgemein Gummifederelemente für die Schwingungsisolierung im Motorenbau und als elastische Verbindungselemente und -gelenke im Maschinenbau.
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Folgende Bezugnahmen auf Schaltstangen und Schaltgabeln sollen sich in gleicher Weise auch auf Schaltwellen bzw. Mitnehmer von Schaltwellen beziehen.
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Der Stift bietet den Vorteil einer formschlüssigen Verbindung zwischen Schaltstange und Schaltgabel sowohl in Richtung der axialen Erstreckung der Schaltstange als auch in Umfangsrichtung. Die Schaltgabel ist folglich starr mit der Schaltstange verbunden.
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Die Schaltanordnung dient in Getrieben, insbesondere in Kraftfahrzeuggetrieben, dazu, Schaltmuffen zu versetzen, um Gänge des Getriebes ein- und auszulegen. Die Schaltstange ist entweder über eine geeignete mechanische Verbindung mit einem Handschalthebel verbunden, der in der Regel im Innenraum des Fahrzeugs angeordnet ist. Alternativ kann die Schaltstange auch mit einem Aktuator verbunden sein.
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Die Schaltgabel kann als starres Element ausgeführt sein oder als Schaltwippe bzw. -schwinge. Der Begriff Schaltgabel soll vorliegend beide Arten von Schalteinrichtungen beinhalten.
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Insbesondere bei handgeschalteten Getrieben ist der Schaltkomfort häufig nicht zufriedenstellend. Dies kann daran liegen, dass Geräusche, Vibrationen und Schaltrauigkeiten über die Schaltstange und die mechanische Verbindung auf den Handschalthebel bzw. in den Innenraum des Fahrzeugs übertragen werden.
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Es ist demzufolge die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine komfortablere Schaltanordnung anzugeben.
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Diese Aufgabe wird durch eine Schaltanordnung mit den Merkmalen nach Patentanspruch 1, durch eine Schaltanordnung mit den Merkmalen nach Nebenanspruch 2, durch eine Schaltanordnung mit den Merkmalen nach Nebenanspruch 3, sowie durch eine Schaltanordnung mit den Merkmalen nach Nebenanspruch 4 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Zwischen dem Stift und der Schaltstange (Schaltwelle) und/oder zwischen dem Stift und dem Befestigungsabschnitt ist ein Elastomerelement angeordnet.
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Das Elastomerelement hat den Vorteil, dass die formschlüssige Verbindung zwischen Schaltstange (Schaltwelle) und Schaltgabel (Mitnehmer) im Wesentlichen aufrecht erhalten wird. Durch die elastischen Eigenschaften des Elastomerelementes werden Vibrationen und Geräusche, die durch die Schaltgabel (den Mitnehmer) herrühren bzw. in die Schaltgabel (den Mitnehmer) eingeleitet werden, nicht ungedämpft an die Schaltstange (Schaltwelle) übertragen.
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Derartige Vibrationen und Geräusche können beispielsweise bei Hochschaltkratzen, durch Schaltgeräusche oder Zähigkeiten während des Gangeinlegens auftreten.
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Das Elastomerelement ist dabei in die Schaltanordnung integriert, so dass sich eine kompakte Bauweise ergibt.
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Durch die dämpfenden Eigenschaften des Elastomerelementes ist ferner eine Reduzierung des Verschleißes der Schaltverzahnung zu erwarten, insbesondere bei vergleichsweise abrupter Betätigung des Handschalthebels. Demzufolge findet die vorliegende Erfindung auch bei aktuatorisch betriebenen Getrieben Anwendung.
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Wie eingangs erwähnt, ist die vorliegende Erfindung auch bei Schaltschwingen, nicht nur bei starren Schaltgabeln anwendbar. Der Begriff der Schaltgabel soll den Begriff der Schaltschwinge vorliegend umfassen.
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Ferner ist das Elastomerelement als Hülse ausgebildet, die den Stift umgibt.
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Das Elastomerelement kann bei dieser Bauweise einfach hergestellt und montiert werden.
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Ferner ist bei dieser Bauweise eine Dämpfung von mechanischen Vibrationen etc. in allen Richtungen gewährleistet, also nicht nur in Richtung der axialen Erstreckung der Schaltstange (Schaltwelle).
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Die Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
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Dabei ist es von besonderem Vorzug, wenn das Elastomerelement den Stift im Bereich der Schaltstange (Schaltwelle) umgibt.
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Bei dieser Ausführungsform ist das Elastomerelement auf einfache Weise einteilig auszubilden.
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Von besonderem Vorzug ist es dabei ferner, wenn das Elastomerelement den Stift eng anliegend umgibt.
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Dies ermöglicht, dass das Elastomerelement seine Lage in Bezug auf den Stift dauerhaft beibehält.
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Von besonderem Vorzug ist es ferner, wenn das Elastomerelement außenumfänglich einen oder mehrere Vorsprünge aufweist, so dass ein oder mehrere materialfreie Zwischenräume geschaffen sind.
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Hierdurch wird die Dämpfungswirkung des Elastomerelementes gesteigert. Mechanische Wirkungen auf den Außenumfang des Elastomerelementes werden folglich nicht nur durch die Kompressibilität des Elastomerelementes aufgenommen, sondern auch dadurch, dass die Vorsprünge in die Zwischenräume ausweichen können.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Elastomerelement an dem Stift angeformt.
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Bei dieser Ausführungsform ergibt sich eine geringe Teileanzahl bei der Montage.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist das Elastomerelement in den Befestigungsabschnitt der Schaltgabel (des Mitnehmers) eingepresst.
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Auch bei dieser Ausführungsform ergibt sich ein geringer Montageaufwand, da das Elastomerelement vormontiert werden kann.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Elastomerelement als Hülse ausgebildet, die koaxial zur Schaltstange bzw. Schaltwelle ausgerichtet ist, wobei eine von dem Stift radial durchsetzte Bohrung des Befestigungsabschnittes einen größeren Innendurchmesser als der Außendurchmesser des Stiftes aufweist.
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Bei dieser Ausführungsform ist das Elastomerelement in der Regel in den Befestigungsabschnitt eingepresst. Durch die koaxiale Bauweise ergibt sich eine einfache Montierbarkeit. Ferner kann das Elastomerelement vormontiert sein.
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Es versteht sich dabei ferner, dass bei dieser Ausführungsform das Elastomerelement eine radiale Ausnehmung aufweist, die von dem Stift durchsetzt wird. Dabei liegt das Elastomerelement eng um den Stift an.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform bei der Schaltanordnung mit Schaltwelle ist eine von dem Stift radial durchsetzte Bohrung des Befestigungsabschnittes in Wählrichtung der Schaltwelle als Langloch ausgebildet.
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Bei dieser Ausführungsform ist gewährleistet, dass die Schaltwelle in Wählrichtung in Bezug auf den Mitnehmer begrenzt versetzbar ist, um jeweilige Schaltkupplungen der Schaltanordnung (beispielsweise mittels Schaltstangen) anwählen zu können.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Querschnittsansicht durch die erfindungsgemäße Schaltanordnung;
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2 eine Detailansicht der 1;
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3 eine schematische Längsschnittansicht durch eine weitere, nicht erfindungsgemäße Schaltanordnung;
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4 eine schematische Detailansicht der 3;
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5 eine Querschnittsansicht entlang der Linie V-V von 4;
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6 eine schematische Ansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Schaltanordnung; und
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7 eine Detailansicht der 6.
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In den 1 und 2 ist eine erfindungsgemäße Schaltanordnung generell mit 10 bezeichnet.
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Die Schaltanordnung 10 weist eine Schaltstange 12 auf, die sich in einer Richtung senkrecht zur Papierebene erstreckt und im Querschnitt etwa kreisförmig ausgebildet ist.
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Die Schaltanordnung 10 weist ferner eine Schaltgabel 14 auf, die zwei Arme zum Eingreifen in eine Umfangsnut einer Schaltmuffe aufweist. In ihrem zentralen Bereich ist die Schaltgabel 14 mit einem Befestigungsabschnitt 15 versehen. Der Befestigungsabschnitt 15 ist gemäß der Darstellung der 1 und 2 mit einer seitlichen Aufnahme versehen, in die die Schaltstange 12 einführbar ist. Der Befestigungsabschnitt 15 kann jedoch auch mit einer Bohrung für die Schaltstange 12 ausgebildet sein.
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Die Schaltstange 12 und die Schaltgabel 14 sind miteinander über einen Stift 16 verbunden. Der Stift 16 durchsetzt (wie es in 2 gezeigt ist) eine radiale Öffnung 18 in der Schaltstange 12 sowie eine radiale Öffnung 20 in dem Befestigungsabschnitt 15 der Schaltgabel 14.
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Die radiale Öffnung 18 der Schaltstange 12 zur Aufnahme des Stiftes 16 weist einen Innendurchmesser auf, der deutlich größer ist als der Außendurchmesser des Stiftes 16.
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In den Zwischenraum ist ein Elastomerelement 22 in Form einer Hülse eingelegt. Das Elastomerelement 22 umgibt den Stift 16 und liegt an der Innenseite der radialen Öffnung 18 der Schaltstange 12 an.
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Durch das Elastomerelement 22 sind die Schaltstange 12 und die Schaltgabel 14 mechanisch voneinander entkoppelt. Demzufolge können Vibrationen oder ruckartige Bewegungen von der Schaltgabel 14 nicht ungedämpft auf die Schaltstange 12 übertragen werden. Demzufolge ist der Schaltkomfort erhöht. Es ergibt sich eine erhebliche Komfortverbesserung, z. B. bei Hochschaltkratzen, Schaltgeräuschen oder Zähigkeiten beim Schaltvorgang.
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Umgekehrt ergibt sich eine Reduzierung des Verschleißes der Schaltverzahnung, da harte und ruckartige Bewegungen der Schaltstange 12 nicht ungedämpft auf die Schaltgabel 14 übertragen werden.
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In 2 sind drei verschiedene Ausgestaltungen des Elastomerelementes gezeigt. Auf der linken Seite ist das Elastomerelement als Vollelement ausgebildet, das den Zwischenraum zwischen dem Stift 16 und der Schaltstange 12 vollständig ausfüllt.
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Auf der rechten Seite sind Ausführungsformen gezeigt, bei denen am Außenumfang des Elastomerelementes 22 Vorsprünge vorgesehen sind, so dass materialfreie Zwischenräume 24, 26 geschaffen werden.
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Die Zwischenäume können im Querschnitt rechteckförmig sein, wie es bei 24 gezeigt ist, oder dreieckig, wie es bei 26 gezeigt ist. Es sind jedoch auch andere Querschnitte denkbar, z. B. halbrunde Querschnitte.
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Bei diesen alternativen Ausführungsbeispielen ist die Dämpfungswirkung noch erhöht, da das Material der Vorsprünge in die materialfreien Zwischenräume 24, 26 ausweichen kann.
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Es versteht sich, dass bei der Darstellung der 1 und 2 der Stift 16 gewöhnlich in den Befestigungsabschnitt 15 eingepresst ist bzw. darin verstemmt ist, damit der Stift 16 und das Elastomerelement 22 unverlierbar an der Schaltanordnung 10 festgelegt sind.
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Bei einer alternativen Ausgestaltung ist ein Elastomerelement 22' (das in 2 schematisch durch gestrichelte Linien angedeutet ist) in eine erweiterte radiale Öffnung 20' des Befestigungsabschnittes 15 eingepresst.
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Bei dieser alternativen Ausgestaltung ist in der Regel zwischen der Schaltstange 12 und dem Stift 16 kein weiteres Elastomerelement vorhanden. In diesem Fall würde der Stift 16 in der Regel fest an der Schaltstange 12 festgelegt werden. Es versteht sich, dass in diesem Fall der Innendurchmesser der radialen Öffnung 18 an den Außendurchmesser des Stiftes angepasst ist, um eine Presspassung oder ähnliches zu bilden. Auch bei dieser alternativen Ausgestaltung ist gewährleistet, dass der Stift 16 unverlierbar an der Schaltanordnung 10 gehalten wird.
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Gemäß einer weiteren alternativen Ausgestaltung ist ein Elastomerelement 22'' in eine Umfangsnut des Stiftes 16 eingeformt. Bei dieser alternativen Ausgestaltung versteht sich, dass der Stift 16 starr an dem Befestigungsabschnitt 15 festgelegt (beispielsweise verstemmt) wird.
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3 bis 5 zeigen eine weitere nicht erfindungsgemäße Schaltanordnung 10 im Längsschnitt.
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Gleiche Elemente wie in den vorherigen Figuren sind mit gleichen Bezugsziffern versehen.
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Ein Elastomerelement 22' in Form einer Hülse ist in eine entsprechende Ausnehmung des Befestigungsabschnittes 15 der Schaltgabel 14 eingepresst. Die Schaltwelle 12 verläuft koaxial zu dem Elastomerelement 22' und durchsetzt dieses.
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Der Stift 16 ist in die Schaltwelle 12 eingepresst. Der Befestigungsabschnitt 15 weist eine radiale Bohrung 30 zur Aufnahme des Stiftes 16 auf, deren Innendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Stiftes 16, wie es deutlich in 4 zu sehen ist.
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Das Elastomerelement 22' umschließt den Stift 16 hingegen eng.
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Auch bei dieser Ausführungsform sind die Schaltstange 12 und die Schaltgabel 14 mechanisch voneinander entkoppelt.
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Generell ist auch denkbar, dass das Elastomerelement 22' in die Schaltwelle 12 eingepresst oder darin eingeformt ist. Ferner versteht sich, dass auch andere Verbindungsarten möglich sind, wie z. B. Kleben oder ähnliches.
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In den 6 und 7 ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltanordnung 10A gezeigt.
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Die Schaltanordnung 10A weist eine Schaltwelle 12A auf, die in Schaltrichtung S axial beweglich und in Wählrichtung W drehbar gelagert ist.
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An der Schaltwelle ist ein Mitnehmer 14A festgelegt. Bei 34 ist ferner eine Rasteinrichtung gezeigt. In der Darstellung der 6 befindet sich die Schaltwelle 12A in der neutralen Position.
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Der Mitnehmer 14A kann auf dieselbe Art und Weise an der Schaltwelle 12A festgelegt sein, wie es oben in Bezug auf eine Schaltstange und eine Schaltgabel erläutert worden ist.
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Die Schaltstange 12A ist zum Einbau in Längsrichtung des betreffenden Getriebes ausgelegt. Alternativ kann die Schaltwelle 12A (bei geeignetem Mitnehmer 14A) auch zum Quereinbau ausgelegt sein, so dass in Drehrichtung geschaltet und in Axialrichtung gewählt wird.
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Die Schaltwelle 12A der 6 dient je nach Drehstellung (Wählstellung) zum axialen Verschieben von parallelen Schaltstangen, an denen wiederum Schaltgabeln, Schaltschwingen oder ähnliches festgelegt sind. Daher ist eine Übertragung von Vibrationen von dem Getriebe auf die Schaltwelle 12A im Wesentlichen in Schaltrichtung S möglich.
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Dies wird durch die erfindungsgemäße Anordnung des Elastomerelementes 22 (oder 22', oder 22'' oder 22') unterbunden. Im vorliegenden Fall ist eine in dem Mitnehmer 14A vorgesehene Bohrung 30A zur Aufnahme des Stiftes 16A als Langloch parallel zur Schaltrichtung S ausgebildet. Hierdurch kann eine Vibrationsübertragung in Schaltrichtung wirksam gedämpft werden. In Wählrichtung ist hingegen eine unmittelbare mechanische Kopplung zwischen Stift 16A und Mitnehmer 14A vorhanden, um ein gutes Ansprechverhalten zu gewährleisten.
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Es versteht sich, dass bei einem Quereinbau der Schaltwelle 12A die Bohrung auch quer zur Achse der Schaltwelle 12A ausgerichtet sein kann, wie es in 7 schematisch bei 30A' angedeutet ist.
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Generell ist es auch denkbar, die Bohrung in dem Mitnehmer 14A insgesamt größer auszubilden als der Außendurchmesser des Stiftes 16A, oder kreuzförmig, durch eine Überlagerung zweier Langlöcher.
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Die Schaltstange 12, die Schaltwelle 12A, der Stift 16, die Schaltgabel 14 (insbesondere der Befestigungsabschnitt 15) und der Mitnehmer 14A sind vorliegend vorzugsweise aus Metall hergestellt. Es kann sich jedoch auch um Metallelemente mit einem Kunststoffüberzug handeln.
