DE19905308A1

DE19905308A1 - Schaltvorrichtung, Schalthebel und Schalthebelführung, insbesondere für ein Kraftfahrzeuggetriebe

Info

Publication number: DE19905308A1
Application number: DE1999105308
Authority: DE
Inventors: Raimund Juergens; Thorsten Knoblich; Peter Weihrauch
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1999-02-09
Filing date: 1999-02-09
Publication date: 2000-08-10
Anticipated expiration: 2019-02-10
Also published as: DE19905308B4

Abstract

Eine Schaltvorrichtung, die insbesondere für ein Kraftfahrzeuggetriebe vorgesehen ist, weist einen in einer Schaltkonsole beweglich gelagerten Schalthebel (1) und eine im Bereich des Schalthebels (1) angeordnete Schwingungsdämpfungseinrichtung auf. Der Schalthebel (1) ist in einer Schalthebelführung (2) axialbeweglich gelagert. Die Schwingungsdämpfungseinrichtung ist zwischen dem Schalthebel (1) und der Schalthebelführung (2) angeordnet. DOLLAR A Ein Schalthebel (1) zur Verwendung in einer Schaltvorrichtung, insbesondere eines Kraftfahrzeuggetriebes, ist in einer Schalthebelführung (2) axialbeweglich lagerbar und weist eine zwischen dem Schalthebel (1) und der Schalthebelführung (2) wirksame Schwingungsdämpfungseinrichtung auf. DOLLAR A Eine Schalthebelführung (2) zur Verwendung in einer Schaltvorrichtung, insbesondere eines Kraftfahrzeuggetriebes, ist zur axialbeweglichen Lagerung eines Schalthebels (1) vorgesehen und weist eine Schwingungsdämpfungseinrichtung auf, die zwischen der Schalthebelführung (2) und dem Schalthebel (1) wirksam ist.

Description

Die Erfindung beschäftigt sich mit einer insbesondere für ein Kraftfahrzeuggetriebe vorgesehenen Schaltvorrichtung, die einen in einer Schaltkonsole beweglich gelagerten Schalthebel und eine im Bereich des Schalthebels angeordnete Schwingungsdämpfungseinrichtung aufweist.

Desweiteren wird ein Schalthebel und eine Schalthebelführung zur Verwendung in einer Schaltvorrichtung aufgezeigt.

Es gibt die unterschiedlichsten Schaltvorrichtungen, mit deren Hilfe ein Gangwechsel in Stufengetrieben vorgenommen oder veranlaßt werden kann. Besonders in Kraftfahrzeugen mit manuell schaltbaren Stufengetrieben treten in der Schaltvorrichtung, und hier speziell am in den Innenraum des Fahrzeuges hineinreichenden Schalthebel, häufig unerwünschte Schwingungen auf. Solche Schwingungen äußern sich in Form von Geräuschen und Vibrationen. Sie mindern nicht nur den Fahrkomfort, sondern können unter Umständen auch zu einem vorzeitigen Verschleiß von Bauteilen der Schaltvorrichtung führen. Ursache für die Schwingungen sind meist unausgeglichene Kräfte und Unwuchten im Antriebsbereich, der im wesentlichen den Antriebsmotor, das Kraftfahrzeuggetriebe und die Antriebswellen umfaßt. Diese Schwingungen können sich über die Bauteile der Schaltvorrichtung bis zum Schalthebel fortpflanzen. Aber auch durch Karosseriebewegungen, die z. B. von Fahrbahnunebenheiten herrühren können, kann die Schaltvorrichtung und insbesondere der Schalthebel zu Schwingungen angeregt werden.

Abhängig von der Ausbildung und Anordnung der Schaltvorrichtung sind verschiedene Maßnahmen zur Unterdrückung und Abschwächung von unerwünschten Schwingungen möglich. Da eine vollständige Isolierung der Schwingungen in der Nähe ihrer Entstehung in der Regel nicht erreichbar ist, werden häufig Schwingungsdämpfungseinrichtungen im Bereich des Schalthebels angeordnet. Beispielsweise ist aus der DE 33 34 621 A1 eine Vorrichtung zum Abstützen eines Schalthebels eines Kraftfahrzeuges bekannt, die eine elastische Stützeinheit aufweist. Die elastische Stützeinheit wird durch ein schwingungsgedämpftes Element gebildet, das eine Aufnahme des Schalthebels umgreift. In der EP 0 472 828 A2 wird eine Lagerung für einen Schalthebel vorgeschlagen, bei der der Schalthebel in einer Schaltkugel aufgenommen und von einem Montageflansch umschlossen ist, wobei eine ringförmig ausgebildete, schwingungsisolierende Zwischenschicht zwischen der Schaltkugel und dem Schalthebel angeordnet ist. In der DE 42 16 610 A1 wird ein Schalthebel zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug aufgezeigt, der ein mittels eines Kugelgelenkes in einer Karosserie des Kraftfahrzeuges gelagertes Schalthebelunterteil und ein Schalthebeloberteil aufweist. Das Schalthebelunterteil ist von einem hülsenartig ausgebildeten Gummikörper umschlossen. Das Schalthebeloberteil ist glockenförmig ausgebildet, über den Gummikörper gestülpt und mit dem Gummikörper verbunden. Schließlich ist aus der DE 195 43 791 A1 eine Schaltvorrichtung für ein Wechselgetriebe in einem Kraftfahrzeug bekannt, bei der ein von Hand beweglicher Schalthebel an einer zug- und druckfest, jedoch torsionsweich ausgebildeten Stützstange angeordnet ist. Die Stützstange ist mindestens an einem Ende über ein Gummilager mit einem Gehäuse der Schaltvorrichtung oder einem Karosserieteil verbunden.

Es gibt jedoch Schaltvorrichtungen, bei denen der Schalthebel beispielsweise gegen eine Rückstellkraft eines Federelementes zur Entsperrung einer Rückwärtsgangsperre axialbeweglich gelagert ist. In einem solchen Fall reichen die oben zitierten Lösungen erfahrungsgemäß nicht aus, um im Bereich der Schalthebellagerung auftretende Schwingungen wirksam zu dämpfen bzw. zu unterdrücken.

Es stellt sich daher das Problem, eine Schaltvorrichtung mit einem axialbeweglich gelagerten Schalthebel und einer Schwingungsdämpfungseinrichtung aufzuzeigen, durch die im Bereich der Schalthebellagerung auftretende Schwingungen mit einfachen Mitteln wirksam gedämpft werden.

Das die Schaltvorrichtung betreffende Problem wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 8. In Anspruch 9 wird ein erfindungsgemäßer Schalthebel, in Anspruch 10 eine entsprechende Schalthebelführung aufgezeigt.

Die insbesondere für ein Kraftfahrzeuggetriebe vorgesehene Schaltvorrichtung ist mit einem in einer Schaltkonsole beweglich gelagerten Schalthebel und mit einer im Bereich des Schalthebels angeordneten Schwingungsdämpfungseinrichtung versehen. Der Schalthebel ist in einer Schalthebelführung axialbeweglich gelagert und die Schwingungsdämpfungseinrichtung ist zwischen dem Schalthebel und der Schalthebelführung angeordnet.

Durch die bewegliche Lagerung sind über den Schalthebel Wähl- und Schaltvorgänge manuell eingebbar. Unter einem Wählvorgang wird die Auswahl einer Schaltebene verstanden, der jeweils ein oder zwei Gänge und eine Leerlaufposition zugeordnet sind. Unter einem Schaltvorgang wird dagegen die Auswahl eines der Gänge oder der Leerlaufposition in der zuvor gewählten Schaltebene verstanden. In der Schaltkonsole, in welcher der Schalthebel beweglich gelagert ist, werden Bewegungen des Schalthebels, z. B. über Umlenkhebel und Gleitführungen, umgewandelt, d. h. übersetzt und umgelenkt, und in eine Übertragungseinrichtung eingeleitet. Durch die Übertragungseinrichtung, die als Gestängevorrichtung oder als Seilzugvorrichtung oder in anderer Weise ausgebildet sein kann, werden die Wähl- und Schaltbewegungen an das Kraftfahrzeuggetriebe übertragen. Durch die axialbewegliche Lagerung des Schalthebels in der Schalthebelführung ist in der Regel eine Ausschaltung einer Rückwärtsgangsperre möglich. Während in einer axialen Normallage des Schalthebels ein Wählvorgang in eine einem Rückwärtsgang zugeordnete Schaltebene aufgrund einer formschlüssigen Sperrvorrichtung blockiert ist, wird dieser Wählvorgang nach einer die Sperrvorrichtung umgehenden Axialverschiebung des Schalthebels ermöglicht, so daß der Rückwärtsgang dann eingelegt werden kann. Die Axialverschiebung erfolgt meist durch ein Niederdrücken des Schalthebels gegen die Rückstellkraft eines Federelementes. Die axial bewegliche Lagerung des Schalthebels in der Schalthebelführung bedingt ein gewisses Axialspiel zwischen diesen Bauteilen. Da sich der Schalthebel im allgemeinen größtenteils außerhalb der Schalthebelführung befindet, ist dieser leicht zu Schwingungen anregbar. Die Schwingungen äußern sich im wesentlichen in einer periodischen Überbrückung des Axialspieles zwischen dem Schalthebel und der Schalthebelführung und sind als unangenehmes Rasseln wahrnehmbar. Durch die Anordnung der Schwingungsdämpfungseinrichtung zwischen dem Schalthebel und der Schalthebelführung wird den Schwingungen unmittelbar am Ort ihres Auftretens entgegengewirkt, was mit relativ einfachen Mitteln und damit kostengünstig möglich ist.

Die Schwingungsdämpfungseinrichtung kann mindestens ein Lagerelement aufweisen, das schwingungsdämpfende Eigenschaften haben kann. Aus der Kombination der Funktionen Lagerung und Dämpfung in einem Bauteil ergibt sich ein relativ einfacher Aufbau und damit verbunden eine Kostenersparnis. Alternativ müßte mindestens ein separates Schwingungsdämpfungselement zwischen dem Schalthebel und der Schalthebelführung angeordnet werden.

Das Lagerelement kann als Lagerbuchse ausgebildet sein. Dieses Lagerelement kann dann zweckmäßigerweise in einer Bohrung der Schalthebelführung angeordnet sein. In diesem Fall ist das Lagerelement ein Bestandteil der Schalthebelführung und mit diesem zusammen vormontierbar, so daß eine separate Kommissionierung entfällt.

Da in der Regel zwischen dem axialbeweglichen Schalthebel und der Schalthebelführung ein Federelement angeordnet ist, gegen dessen Rückstellkraft eine Rückwärtsgangsperre ausschaltbar ist, kann das Lagerelement in einer Zusatzfunktion als Federteller ausgebildet sein und mit dem Federelement der Rückwärtsgangsperre in Verbindung stehen. Ein separater Federteller wird damit eingespart und gegebenenfalls auftretende Axialschwingungen des Schalthebels ebenfalls gedämpft.

Das Lagerelement kann aber auch als Lagerhülse ausgebildet sein. In diesem Fall kann das Lagerelement vorteilhaft auf einem zylindrischen Teil des Schalthebels angeordnet sein. Das Lagerelement ist dann ein Bestandteil des Schalthebels und wird zweckmäßigerweise schon bei der Herstellung des Schalthebels montiert.

Um eine axiale Fixierung sicherzustellen, kann das Lagerelement auf einer Ringnut des Schalthebels angeordnet sein. Die Ringnut ist in einem Drehvorgang mit geringem Aufwand herstellbar. Durch eine Vormontage des Lagerelementes auf dem Schalthebel entfällt eine spätere separate Montage und Justierung des Lagerelementes.

Als Material des Lagerelementes kann Polyurethan (PUR) vorgesehen sein. Polyurethan ist mit unterschiedlichen Härtegraden herstellbar und weist gute Dämpfungseigenschaften bei geringen Verformungen auf. Bei Verwendung von Bauteilen aus Polyurethan als Dämpfungselemente ist aufgrund der geringen Verformungen eine relativ hohe Präzision bei der Übertragung von Bewegungen, wie z. B. 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 gut als Lagerwerkstoff.

Die Schwingungsdämpfungseinrichtung kann auch mindestens einen Schwingungstilger aufweisen. Der Schwingungstilger kann mit einer Tilgermasse versehen sein, die wiederum federelastisch oder starr mit dem Schalthebel oder der Schalthebelführung verbunden sein kann. Bei federelastischer Verbindung wirkt der Schwingungstilger direkt auf das Bauteil, mit dem dis federelastische Verbindung besteht, z. B. auf den Schalthebel, und indirekt auf das andere zugeordnete Bauteil, z. B. die Schalthebelführung. Im Fall der starren Verbindung wird eine effektive Masse des Schwingungstilgers erhöht, was zu einer Absenkung der Eigenfrequenz des Schwingungstilgers führt. Als Schwingungstilger wirkt dann das Bauteil, mit dem die Tilgermasse starr verbunden ist, in Verbindung mit mindestens einem federelastischen Bauteil, z. B. einem Lagerelement. In jedem Fall werden Schwingungen zwischen dem Schalthebel und der Schalthebelführung unterdrückt bzw. abgeschwächt. Aufgrund des Aufwandes kommt ein Schwingungstilger erst dann zur Anwendung, wenn andere, preisgünstigere Lösungen, wie die zuvor beschriebene Verwendung von Lagerelementen mit schwingungsdämpfenden Eigenschaften, nicht ausreichen, um die auftretenden Schwingungen wirksam zu dämpfen.

Der Schalthebel zur Verwendung in einer Schaltvorrichtung, insbesondere eines Kraftfahrzeuggetriebes, ist in einer Schalthebelführung axialbeweglich lagerbar und weist eine zwischen dem Schalthebel und der Schalthebelführung wirksame Schwingungsdämpfungseinrichtung auf. Die zugeordnete Schwingungsdämpfungseinrichtung kann vorzugsweise als mindestens eine Lagerhülse ausgebildet sein, die ein schwingungsdämpfendes Material aufweist und derart am Schafthebel angeordnet ist, daß zwischen dem Schalthebel und der Schalthebelführung auftretende Schwingungen wirksam gedämpft werden.

Die Schalthebelführung zur Verwendung in einer Schaltvorrichtung, insbesondere eines Kraftfahrzeuggetriebes, ist zur axialbeweglichen Lagerung eines Schalthebels vorgesehen und weist eine Schwingungsdämpfungseinrichtung auf, die zwischen der Schalthebelführung und dem Schalthebel wirksam ist. Die zugeordnete Schwingungsdämpfungseinrichtung kann vorzugsweise als mindestens eine Lagerbuchse ausgebildet sein, die ein schwingungsdämpfendes Material aufweist und derart in einer Bohrung der Schalthebelführung angeordnet ist, daß zwischen dem Schalthebel und der Schalthebelführung auftretende Schwingungen wirksam gedämpft werden.

Im folgenden wird die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung anhand der Beschreibung der nachstehend aufgeführten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Anordnung eines Schalthebels und einer Schalthebelführung mit einem schwingungsdämpfenden Lagerelement

Fig. 2 das als Lagerbuchse ausgebildete schwingungsdämpfende Lagerelement nach Fig. 1

In Fig. 1 ist ein Schalthebel 1 dargestellt, der in einer Schalthebelführung 2 axialbeweglich gelagert ist. Der Schalthebel 1 weist an einem unteren Ende 3 eine Lagerachse 4 und ein Sperrbauteil 5 auf. Die Schalthebelführung 2 ist mit einer Lagerbohrung 6 versehen. Im Bereich des unteren Endes 3 des Schalthebels 1 ist in der Schalthebelführung 2 eine Anschlagbuchse 7 angeordnet. In einem oberen Abstützbereich 8 des Schalthebels 1 weist die Schalthebelführung 2 ein Lagerelement 9 auf, das als Lagerbuchse 10 ausgebildet ist und schwingungsdämpfende Eigenschaften aufweist. Zwischen der Lagerbuchse 10, die auch einen Federteller 11 aufweist, und einem einen Lagerring 12 aufweisenden Sicherungsring 13 ist ein als Schraubenfeder 14 ausgebildetes Federelement 15 angeordnet.

Der Schalthebel 1 dient zur manuellen Eingabe von Wähl- und Schaltbewegungen. Zur Eingabe von Schaltvorgängen ist der Schalthebel 1 mittels der Schalthebelführung 2 um eine in der Lagerbohrung 6 gelagerte Querachse drehbar gelagert. Eine entsprechende Bewegung ist von einem an der Lagerachse 4 drehbar gelagerten, hier nicht abgebildeten Übertragungselement, z. B. einem Seilzug, zu einem entfernt angeordneten Getriebe übertragbar. Zur Eingabe von Wählvorgängen ist der Schalthebel 1 über die Schalthebelführung 2 und ein mit diesem in Verbindung stehendes, hier nicht abgebildetes Lagerbauteil um eine Längsachse, die senkrecht zur Querachse und zum Schalthebel 1 liegt, drehbar gelagert. Dabei blockiert eine das Sperrbauteil 5 aufweisende Sperrvorrichtung ein unbeabsichtigtes Schwenken in eine einen Rückwärtsgang aufweisende Schaltebene. Zur bewußten Ausschaltung dieser Sperrvorrichtung ist der Schalthebel 1 axialbeweglich in der Schalthebelführung 2 gelagert und gegen eine Rückstellkraft der Schraubenfeder 14 nach unten drückbar.

Zwischen dem Schalthebel 1 und der Schalthebelführung 2 kann es zu Schwingungen kommen, die in Form von unerwünschten Vibrationen und Geräuschen wahrnehmbar sind. Um derartige Schwingungen zu unterdrücken oder zumindest stark abzuschwächen, ist im oberen Abstützbereich 8 der Schalthebelführung 2 das Lagerelement 9 angeordnet. Als Material des Lagerelementes 9 ist Polyurethan vorgesehen, das gute Dämpfungseigenschaften bei relativ geringen Verformungen aufweist. Das Lagerelement 9 ist einerseits als Lagerbuchse 10 und andererseits als Federteller 11 ausgebildet. Über den Federteller 11 ist eine von der Schraubenfeder 14 erzeugbare Federkraft einleitbar. Durch die Anordnung und Ausbildung des Lagerelementes 9 werden bevorzugt Radialschwingungen zwischen dem Schalthebel 1 und der Schalthebelführung 2 gedämpft, in Zusammenwirkung mit der Anschlagbuchse 7 und dem Lagerring 12 jedoch auch Axialschwingungen. Die Ausbildung des Lagerelementes 9 als Schwingungsdämpfungselement stellt eine einfache und preisgünstige Lösung dar.

Fig. 2 zeigt als Ausführungsbeispiel das Lagerelement 9, wie es in der Fig. 1 im oberen Lagerbereich 8 zwischen dem Schalthebel 1 und der Schalthebelführung 2 angeordnet ist. Das als Lagerbuchse 10 ausgebildete Lagerelement 9 weist neben dem Federteller 11 auch einen Anschlagflansch 16 auf. Im Inneren der Lagerbuchse 10 sind Nuten 17 zur Aufnahme eines Schmiermittels, z. B. von Schmierfett, vorgesehen. Zur Montageerleichterung weist die Lagerbuchse 10 einen Montagekegel 18 auf. 1 Schalthebel
2 Schalthebelführung
3 unteres Ende (Schalthebel)
4 Lagerachse
5 Sperrbauteil
6 Lagerbohrung
7 Anschlagbuchse
8 oberer Abstützbereich
9 Lagerelement
10 Lagerbuchse
11 Federteller
12 Lagerring
13 Sicherungsring
14 Schraubenfeder
15 Federelement
16 Anschlagflansch
17 Nute
18 Montagekegel

Claims

1. Schaltvorrichtung, insbesondere für ein Fahrzeuggetriebe, mit folgenden Merkmalen:

1. 1.1 ein in einer Schaltkonsole beweglich gelagerter Schalthebel und
2. 1.2 eine im Bereich des Schalthebels (1) angeordnete Schwingungsdämpfungseinrichtung,
3. 1.3 wobei der Schalthebel (1) in einer Schalthebelführung (2) axialbeweglich gelagert ist und
4. 1.4 die Schwingungsdämpfungseinrichtung zwischen dem Schalthebel (1) und der Schalthebelführung (2) angeordnet ist.

2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsdämpfungseinrichtung mindestens ein Lagerelement (9) aufweist, und daß das Lagerelement (9) schwingungsdämpfende Eigenschaften hat.

3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerelement (9) als Lagerbuchse (10) ausgebildet ist, und daß das Lagerelement (9) in einer Bohrung der Schalthebelführung (2) angeordnet ist.

4. Schaltvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerelement (9) als Federteller (11) ausgebildet ist, und daß das Lagerelement (11) mit einem Federelement (15) einer Rückwärtsgangsperre in Verbindung steht.

5. Schaltvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerelement (9) als Lagerhülse ausgebildet ist, und daß das Lagerelement (9) auf einem zylindrischen Teil des Schalthebels (1) angeordnet ist.

6. Schaltvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerelement (9) auf einer Ringnut des Schalthebels (1) angeordnet ist.

7. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Material des Lagerelementes (9) Polyurethan (PUR) vorgesehen ist.

8. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsdämpfungseinrichtung mindestens einen Schwingungstilger aufweist, daß der Schwingungstilger mit einer Tilgermasse versehen ist, und daß die Tilgermasse federelastisch oder starr mit dem Schalthebel (1) oder der Schalthebelführung (2) verbunden ist.

9. Schalthebel zur Verwendung in einer Schaltvorrichtung, insbesondere eines Kraftfahrzeuggetriebes, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalthebel (1) in einer Schalthebelführung (2) axialbeweglich lagerbar ist, und daß eine Schwingungsdämpfungseinrichtung zwischen dem Schalthebel (1) und der Schalthebelführung (2) angeordnet ist.

10. Schalthebelführung zur Verwendung in einer Schaltvorrichtung, insbesondere eines Kraftfahrzeuggetriebes, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalthebelführung (2) zur axialbeweglichen Lagerung eines Schalthebels (1) vorgesehen ist, und daß eine Schwingungsdämpfungseinrichtung zwischen der Schalthebelführung (2) und dem Schalthebel (1) angeordnet ist.