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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.
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Desweiteren
wird ein Schalthebel und eine Schalthebelführung zur Verwendung in einer
Schaltvorrichtung aufgezeigt.
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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.
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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.
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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.
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Aus
der
DE 17 65 278 U ist
eine Schaltvorrichtung bekannt, bei der ein Schalthebel mit einem Kugelkopf
als Gelenk ausgebildet ist, der in einem Auge eines Schwenkarmes
gelagert ist. Dieser ist seinerseits mit einer Fernbetätigungsschaltstange fest
verbunden. Das untere Ende des Schalthebels ist in einer, fest mit
dem Fahrzeugrahmen oder der Karosserie verbundenen, Lagerung kugelgelenkartig angeordnet.
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Aus
der
DE 22 52 391 C2 ist
eine weitere Schaltvorrichtung bekannt, bei der ein Schalthebel eine
zweiteilige Hebelstange, bestehend aus einem Fußstück und einem dazu koaxialen,
rohrförmigen Griffstück, aufweist.
Zwischen dem Fußstück und dem
Griffstück
ist ein nachgiebiges Element vorgesehen, wobei das Fußstück und das
Griffstück
bei einer bestimmten vorgegebenen Axialbelastung ineinander verschiebbar
sind.
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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.
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Das
die Schaltvorrichtung betreffende Problem wird durch die Merkmale
des Anspruches 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis
7. In Anspruch 8 wird ein erfindungsgemäßer Schalthebel, in Anspruch
9 eine entsprechende Schalthebelführung aufgezeigt.
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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.
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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.
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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.
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Die
Schwingungsdämpfungseinrichtung weist
erfindungsgemäß mindestens
ein Lagerelement auf, 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.
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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.
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Da
in der Regel zwischen dem axialbeweglichen Schalthebel und der Schalthebelführung ein
Federelement angeordnet ist, gegen dessen Rückstellkraft eine Rückwärtsgangsperre
ausschaltbar ist, ist das Lagerelement erfindungsgemäß in einer
Zusatzfunktion als Federteller ausgebildet und steht mit dem Federelement
der Rückwärtsgangsperre
in Verbindung. Ein separater Federteller wird damit eingespart und
gegebenenfalls auftretende Axialschwingungen des Schalthebels ebenfalls
gedämpft.
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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.
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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.
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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.
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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 die 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.
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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 Schalthebel angeordnet ist, daß zwischen dem Schalthebel
und der Schalthebelführung
auftretende Schwingungen wirksam gedämpft werden.
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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.
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Im
folgenden wird die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung
anhand der Beschreibung der nachstehend aufgeführten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es
zeigen
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1 eine
Anordnung eines Schalthebels und einer Schalthebelführung mit
einem schwingungsdämpfenden
Lagerelement
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2 das
als Lagerbuchse ausgebildete schwingungsdämpfende Lagerelement nach 1
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In 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.
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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.
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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.
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2 zeigt
als Ausführungsbeispiel
das Lagerelement 9, wie es in der 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.
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- 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