DE19905305B4

DE19905305B4 - Wähl-Schaltkoppelstange, insbesondere für eine Schaltvorrichtung eines Kraftfahrzeuggetriebes

Info

Publication number: DE19905305B4
Application number: DE1999105305
Authority: DE
Inventors: Raimund Jürgens; Peter Weihrauch
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1999-02-09
Filing date: 1999-02-09
Publication date: 2009-07-09
Anticipated expiration: 2019-02-10
Also published as: DE19905305A1

Abstract

Wähl- oder Schaltkoppelstange, insbesondere für eine Schaltvorrichtung eines Kraftfahrzeuggetriebes,
1.1 die einerseits über einen Schaltwellenhebel (14) mit einer Getriebeschaltwelle (13) eines Kraftfahrzeuggetriebes (12) und
1.2 andererseits über einen Umlenkhebel (24, 25) einer unmittelbar am Gehäuse des Kraftfahrzeuggetriebe angeordneten Getriebekonsole (11) mit einer zu einem Schalthebel führenden Übertragungseinrichtung (22)
1.3 jeweils beweglich in Verbindung steht; wobei
2.1 die Verbindung als Kugelkopf/Kugelpfannen-Verbindung (23, 5) und
2.2 die jeweilige Kugelpfanne (5) als separat herstellbares Lagerelement (4) ausgebildet ist;
3. für das Lagerelement (4) ist ein Material mit schwingungsdämpfenden Eigenschaften vorgesehen.

Description

Die Erfindung beschäftigt sich mit einer Wähl- oder Schaltkoppelstange, die einerseits über einen Schaltwellenhebel mit einer Getriebeschaltwelle eines Kraftfahrzeuggetriebes und andererseits über einen Umlenkhebel einer Getriebekonsole mit einer zu einem Schalthebel führenden Übertragungseinrichtung jeweils beweglich in Verbindung steht; wobei die Verbindung als Kugelkopf/Kugelpfannen-Verbindung und die jeweilige Kugelpfanne als separat herstellbares Lagerelement ausgebildet ist.
In Kraftfahrzeugen mit manuell schaltbaren Stufengetrieben gibt es vielfältige Übertragungseinrichtungen, mit deren Hilfe Wähl- und Schaltvorgänge von einem Schalthebel zu einem Kraftfahrzeuggetriebe übertragbar sind, zum Beispiel Gestänge- und Seilzugvorrichtungen. Unter einem Wählvorgang ist in diesem Zusammenhang die Auswahl einer Schaltebene zu verstehen, der mindestens ein Gang und ein Leerlauf zugeordnet sind. Als Schaltvorgang wird dagegen das Einlegen eines der Gänge oder des Leerlaufes in der zuvor ausgewählten Schaltebene bezeichnet. In Übertragungseinrichtungen können, angeregt durch unausgeglichene Kräfte und Unwuchten im Antriebsbereich, Schwingungen auftreten, die sich unter Umständen bis zu dem in den Innenraum des Fahrzeuges hineinreichenden Schalthebel fortpflanzen können. Derartige Schwingungen äußern sich in Form von Geräuschen und Vibrationen. Sie mindern nicht nur den Fahrkomfort, sondern können auch zu einem vorzeitigen Verschleiß von Bauteilen der Übertragungseinrichtung führen.
Aus der US 3,805,635 ist eine gattungsgemäße Schaltvorrichtung eines Kraftfahrzeuggetriebes bekannt. Demzufolge ist der fahrgastraumseitige Schalthebel über einen größeren Abstand von dem Kraftfahrzeuggetriebe entfernt. Der Schalthebel ist über eine Hauptsteuerstange mit einem winkelförmigen Umlenkhebel gekoppelt. Zwischen dem einen Ende des Umlenkhebels und einem Schaltwellenhebel ist eine Schaltkoppelstange geschaltet, mittels deren Hilfe eine Schwenkbewegung auf die Schaltwelle übertragbar ist. Der Umlenkhebel ist auf einer Konsole gelagert. Die Konsole ist an der Fahrzeugkarosserie montiert.
Aus der GB 1 556 572 ist allgemein die Verwendung von schwingungsdämpfenden Lagerschalen für Kugelgelenke eines Schaltgestänges bekannt, wobei die Lagerschalen als separat herstellbares Element ausgeführt sind.
Abhängig von der Ausbildung und Anordnung der Übertragungseinrichtung sind verschiedene Maßnahmen zur Unterdrückung und Abschwächung von unerwünschten Schwingungen möglich. Beispielsweise ist aus der DE 30 16 538 A1 eine Gangschaltung für ein Fahrzeuggetriebe bekannt, das unmittelbar am Kraftfahrzeuggetriebe angeordnet ist und eine sich in den Fahrgastraum erstreckende Schaltstange aufweist. Zwischen der Gangschaltung und dem Kraftfahrzeuggetriebe ist eine Schall- und Schwingungsdämpfungseinrichtung vorgesehen, die im wesentlichen aus Lagerelementen besteht, die als Dämpfungstüllen ausgebildet sind. Durch eine elastische Lagerung der gesamten mit einer relativ hohen Masse verbundenen Gangschaltung wird eine niedrige Eigenfrequenz und somit eine wirksame Dämpfung höherer Frequenzen erreicht.
Bei Kraftfahrzeugen ist jedoch in der Regel eine unmittelbare Lagerung der Schaltvorrichtung an dem Kraffahrzeuggetriebe nicht möglich, da sich die Schaltvorrichtung aufgrund einer größeren Entfernung zwischen dem Kraftfahrzeuggetriebe und dem Schalthebel über einen größeren Bereich erstreckt und demzufolge mehrere Lagerungsbereiche aufweisen kann. Im übrigen reicht häufig eine dämpfende Lagerung von ruhenden Bauteilen der Schaltvorrichtung nicht aus, da auch über bewegliche Bauteile der Schaltvorrichtung, zum Beispiel über Gestänge- und Seilzugvorrichtungen, Schwingungen übertragen werden können. Aus der DE 196 02 382 A1 ist zwar eine Außenschaltvorrichtung für ein Wechselgetriebe bekannt, bei der eine gelenkige Verbindung von zwei Zapfen mit einem Bowdenzug jeweils aus einer Gelenkkugel an einem Zapfenende und einer unter Materialverformung mit Vorspannung über diese Gelenkkugel gepreßten Schnappschale aus Kunststoff besteht. Eine Schwingungsdämpfungseinrichtung bzw. schwingungsdämpfende Eigenschaften der Außenschaltvorrichtung sind jedoch nicht vorgesehen.
Es stellt sich somit das Problem, die Wähl- oder Schaltkoppelstange derart weiterzubilden, daß Schwingungen, die in der Getriebeschaltwelle des Kraftfahrzeuggetriebes auftreten können, mit einfachen Mitteln an einer Übertragung in Richtung des Schalthebels hinderbar bzw. übertragene Schwingungen wirksam dämpfbar sind.
Das die Wähl- oder Schaltkoppelstange betreffende Problem wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 8.
Die insbesondere für eine Schaltvorrichtung eines Kraftfahrzeuggetriebes vorgesehene Wähl- oder Schaltkoppelstange steht einerseits über einen Schaltwellenhebel mit einer Getriebeschaltwelle eines Kraftfahrzeuggetriebes und andererseits über einen Umlenkhebel einer Getriebekonsole mit einer zu einem Schalthebel führenden Übertragungseinrichtung jeweils beweglich in Verbindung. Die Verbindung ist als Kugelkopf/Kugelpfannen-Verbindung und die jeweilige Kugelpfanne als separat herstellbares Lagerelement ausgebildet; wobei für das Lagerelement ein Material mit schwingungsdämpfenden Eigenschaften vorgesehen ist.
Mittels der Wähl- oder Schaltkoppelstange sind Wähl- bzw. Schaltvorgänge, die manuell über den Schalthebel in die zugeordnete Schaltvorrichtung eingebbar sind, auf die Getriebeschaltwelle übertragbar. Dabei bewirkt ein Wählvorgang eine axiale Verschiebung der Getriebeschaltwelle, während ein Schaltvorgang eine Drehung der Getriebeschaltwelle um eine zugeordnete Längsachse verursacht. Durch die Verwendung von Material mit schwingungsdämpfenden Eigenschaften in den als Kugelpfannen ausgebildeten Lagerelementen sind Schwingungen, die in der Getriebeschaltwelle auftreten können, mit einfachen Mitteln, das heißt preisgünstig, dämpfbar, so daß eine Fortpflanzung in Richtung des Schalthebels wirksam unterdrückbar ist.
Somit ist das der Erfindung zugrundeliegende Problem gelöst.
Im folgenden werden zweckmäßige Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Wähl- oder Schaltkoppelstange näher erläutert.
Mindestens eine der Kugelpfannen kann einteilig ausgebildet sein, wobei als Material der Kugelpfanne Polyurethan (PUR) vorgesehen sein kann. Polyurethan ist mit unterschiedlichen Härtegraden herstellbar und weist gute Dämpfungseigenschaften bei geringer Verformbarkeit auf. Bei Verwendung von Bauteilen aus Polyurethan als Dämpfungselemente ist aufgrund der geringen Verformungen eine relativ hohe Präzision bei der Übertragung von Bewegungen, wie zum Beispiel Wähl- und Schaltbewegungen, erreichbar. Im übrigen weist Polyurethan eine gute Verschleißfestigkeit auf, so daß Relativbewegungen an einer Oberfläche eines aus Polyurethan hergestellten Bauteils ohne einen starken Verschleiß verkraftbar sind. Somit eignet sich Polyurethan besonders gut als Lagerwerkstoff.
Mindestens eine der Kugelpfannen kann eine Außennut und/oder einen an einer Montageseite angeordneten Montagekegel aufweisen. Durch die Außennut ist die jeweilige Kugelpfanne in einer Bohrung oder einer Hülse der Wähl- oder Schaltkoppelstange fixierbar. Der Montagekegel erleichtert ein Einpressen der Kugelpfanne in die Bohrung bzw. Hülse. Beschädigungen bei der Montage sind somit weitgehend ausgeschlossen.
Es kann aber auch vorteilhaft sein, wenn mindestens eine der Kugelpfannen außen zylindrisch ausgebildet ist und/oder einen Anschlagflansch aufweist. In diesem Fall kann die jeweilige Kugelpfanne mittels einer Press- oder Klebeverbindung in einer Bohrung und/oder in einer Buchse der Wähl- oder Schaltkoppelstange fixiert sein. Der Anschlagflansch, der bevorzugt auf einer dem zugeordneten Kugelkopf zugewandten Seite angeordnet ist, bewirkt eine axiale Justierung der Kugelpfanne bei der Montage und eine bessere Einleitung von Lagerkräften von dem Lagerelement in die Wähl- oder Schaltkoppelstange.
Alternativ kann mindestens eines der Lagerelemente mehrteilig ausgebildet sein und eine Kugelpfanne und eine Lagerbuchse aufweisen. Für die Kugelpfanne kann dann ein im wesentlichen starres Material vorgesehen sein, während für die Lagerbuchse das schwingungsdämpfende Material Anwendung finden kann, wobei eine Anordnung der Kugelpfanne in der Lagerbuchse vorgesehen ist. Auf diese Art ist eine Herstellung der Kugelpfannen aus einem verschleißfesteren Material möglich. Die Funktion einer Schwingungsisolierung bzw. -dämpfung wird dann von den Lagerbuchsen erfüllt.
Als Material der Lagerbuchse kann wie zuvor bei der Kugelpfanne Polyurethan (PUR) mit den bekannten Eigenschaften vorgesehen sein.
Die jeweilige Lagerbuchse kann einen Anschlagflansch aufweisen. Der Anschlagflansch dient zur axialen Fixierung, so daß ein Einpressen der Lagerbuchsen in die entsprechenden Bohrungen oder Hülsen erleichtert wird.
Falls die zuvor beschriebenen Möglichkeiten zur Schwingungsdämpfung nicht ausreichen, um die von der Getriebeschaltwelle ausgehenden Schwingungen wirksam abzuschwächen, kann alternativ oder zusätzlich zu den Lagerelementen aus schwingungsdämpfendem Material ein Schwingungstilger zur Anwendung kommen. Hierzu kann die betreffende Wähl- oder Schaltkoppelstange den Schwingungstilger aufweisen. Der Schwingungstilger kann mit einer Tilgermasse versehen sein, die federelastisch oder starr mit der Wähl- oder Schaltkoppelstange verbunden sein kann. Im Fall der federelastischen Verbindung wirkt der Schwingungstilger schwingungsdämpfend auf die betreffende Wähl- oder Schaltkoppelstange. Im Fall der starren Verbindung bilden die Tilgermasse und die betreffende Wähl- oder Schaltkoppelstange eine gemeinsame effektive Masse, die dann in Verbindung mit den federelastischen Lagerelementen schwingungsdämpfend auf mit diesen in Verbindung stehende Bauteile einwirkt. Bei Ausbildung und Anordnung des Schwingungstilgers werden Eigenschaften, wie Schwingungsformen, -ebenen, -achsen, und -frequenzen, der auftretenden Schwingungen berücksichtigt.
Im folgenden wird eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wähl- oder Schaltkoppelstange anhand der nachstehend aufgeführten Beschreibung näher erläutert. Dazu zeigen
1 eine Wählkoppelstange und
2 die in einer Schaltvorrichtung eines Kraftfahrzeuggetriebes angeordnete Wählkoppelstange nach 1.
In der 1 ist eine Wählkoppelstange 1 dargestellt, die einen Übertragungskörper 2 mit zwei Lageraugen 3 aufweist. Der Übertragungskörper 2 besteht aus weitgehend starrem Material, wie Metall oder Kunststoff. In jedem der Lageraugen 3 ist ein Lagerelement 4 angeordnet. Jedes der Lagerelemente 4 ist als Kugelpfanne 5 ausgebildet und weist eine Außennut 6 sowie an einer Montageseite 7 einen Montagekegel 8 auf. Durch die Außennut 6 ist das jeweilige Lagerelement 4 formschlüssig in dem jeweiligen Lagerauge 3 fixiert. Der Montagekegel 8 erleichtert ein Einpressen des jeweiligen Lagerelementes 4 in das zugeordnete Lagerauge 3. Als Material des Lagerelementes 4 ist Polyurethan (PUR) vorgesehen. Polyurethan weist schwingungsdämpfende Eigenschaften auf, so daß Schwingungen, die über Bauteile, die mit der Wählkoppelstange 1 über zugeordnete Kugelköpfe an den Lagerelementen 4 in Verbindung stehen, eingeleitet werden können, dämpfbar und nur stark abgeschwächt weiterleitbar sind. Andererseits ist Polyurethan mit einer relativ hohen Oberflächenhärte herstellbar, so daß ein geringer Verschleiß zwischen dem jeweiligen Lagerelement 4 und dem zugeordneten Kugelkopf, der bevorzugt aus Metall besteht, erzielbar ist. Somit handelt es sich bei den Lagerelementen 4 auch um eine Schwingungsdämpfungseinrichtung 9.
In der 2 wird ein Teil einer Schaltvorrichtung 10 durch die Anordnung einer Getriebekonsole 11 an einem Kraftfahrzeuggetriebe 12 in einer Übersicht dargestellt. Das Kraftfahrzeuggetriebe 12 weist eine Getriebeschaltwelle 13 auf, der ein Schaltwellenhebel 14 zugeordnet ist. Die Getriebeschaltwelle 13 weist ferner eine Außenkerbverzahnung 15 und ein Außengewinde 16 auf. Der Schaltwellenhebel 14 ist mit einer entsprechenden Innenkerbverzahnung 17 versehen, wird drehfest auf der Getriebeschaltwelle 13 fixiert und mit einer Mutter 18 gesichert. An der Getriebekonsole 11 sind als Lagerelemente Lagertüllen 19 angeordnet, für die Gummi als Material vorgesehen ist. Die Getriebekonsole 11 wird über die Lagertüllen 19 und mittels Schrauben 20 und Muttern 21 an dem Kraftfahrzeuggetriebe 12 befestigt. Im vorliegenden Fall ist eine hier nicht vollständig abgebildete, als Gestängevorrichtung ausgebildete Übertragungseinrichtung 22 vorgesehen, so daß die Getriebekonsole 11 mit einem jeweils drehbar gelagerten und Kugelköpfe 23, 23' aufweisenden Wählumlenkhebel 24 und einem Schaltumlenkhebel 25 versehen ist. Die jeweiligen Wähl- und Schaltbewegungen werden über die Wählkoppelstange 1 nach 1 und eine hier nicht abgebildete Schaltkoppelstange auf die Getriebeschaltwelle 13 übertragen. Bei einem Wählvorgang wird die Getriebeschaltwelle axial verschoben, während sie bei einem Schaltvorgang um eine Längsachse gedreht wird. Die Wählkoppelstange 26 und die Schaltkoppelstange weisen als Kugelpfannen ausgebildete Lagerelemente 4 aus schwingungsdämpfendem Material auf. Die Lagerelemente 4 bilden eine Schwingungsdämpfungseinrichtung 9, indem von einer Antriebseinheit verursachte und von der Getriebeschaltwelle 13 übertragene Schwingungenn durch eine dämpfende Verbindung mit der Wählkoppelstange 1 und der Schaltkoppelstange nur in stark abgeschwächter Form übertragen und zum Beispiel mittels weiterer Übertragungselemente zu einem Schalthebel weitergeleitet werden.

1: Wählkoppelstange
2: Übertragungskörper
3: Lagerauge
4: Lagerelement
5: Kugelpfanne
6: Außennut
7: Montageseite
8: Montagekegel
9: Schwingungsdämpfungseinrichtung
10: Schaltvorrichtung
11: Getriebekonsole
12: Kraftfahrzeuggetriebe
13: Getriebeschaltwelle
14: Schaltwellenhebel
15: Außenkerbverzahnung
16: Außengewinde
17: Innenkerbverzahnung
18: Mutter
19: Lagertülle
20: Schraube
21: Mutter
22: Übertragungseinrichtung
23: Kugelkopf (Wählumlenkhebel)
23': Kugelkopf (Schaltumlenkhebel)
24: Wählumlenkhebel
25: Schaltumlenkhebel

Claims

Wähl- oder Schaltkoppelstange, insbesondere für eine Schaltvorrichtung eines Kraftfahrzeuggetriebes, 1.1 die einerseits über einen Schaltwellenhebel (14) mit einer Getriebeschaltwelle (13) eines Kraftfahrzeuggetriebes (12) und 1.2 andererseits über einen Umlenkhebel (24, 25) einer unmittelbar am Gehäuse des Kraftfahrzeuggetriebe angeordneten Getriebekonsole (11) mit einer zu einem Schalthebel führenden Übertragungseinrichtung (22) 1.3 jeweils beweglich in Verbindung steht; wobei 2.1 die Verbindung als Kugelkopf/Kugelpfannen-Verbindung (23, 5) und 2.2 die jeweilige Kugelpfanne (5) als separat herstellbares Lagerelement (4) ausgebildet ist; 3. für das Lagerelement (4) ist ein Material mit schwingungsdämpfenden Eigenschaften vorgesehen.
Wähl- oder Schaltkoppelstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Kugelpfannen (5) einteilig ausgebildet ist, und daß als Material der Kugelpfanne (5) Polyurethan (PUR) vorgesehen ist.
Wähl- oder Schaltkoppelstange nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Kugelpfannen (5) eine Außennut (6) und/oder einen an einer Montageseite (7) angeordneten Montagekegel (8) aufweist.
Wähl- oder Schaltkoppelstange nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Kugelpfannen (5) außen zylindrisch ausgebildet ist und/oder einen Anschlagflansch aufweist, und daß die Kugelpfanne (5) in einer Bohrung und/oder in einer Buchse der Wähl- oder Schaltkoppelstange (1) angeordnet ist.
Wähl- oder Schaltkoppelstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Lagerelemente (4) mehrteilig ausgebildet ist, daß das Lagerelement (4) eine Kugelpfanne (5) und eine Lagerbuchse aufweist, daß für die Kugelpfanne (5) ein im wesentlichen starres Material vorgesehen ist, während für die Lagerbuchse das schwingungsdämpfende Material vorgesehen ist, und daß die Kugelpfanne (5) in der Lagerbuchse angeordnet ist.
Wähl- oder Schaltkoppelstange nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Material der Lagerbuchse Polyurethan (PUR) vorgesehen ist.
Wähl- oder Schaltkoppelstange nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbuchse einen Anschlagflansch aufweist.
Wähl- oder Schaltkoppelstange nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wähl- oder Schaltkoppelstange (1) einen Schwingungstilger aufweist, daß der Schwingungstilger mit einer Tilgermasse versehen ist, und daß die Tilgermasse federelastisch oder starr mit der Wähl- oder Schaltkoppelstange (1) verbunden ist.