DE2700239C2 - Schwingungsdämpfung für einen Schalthebel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schwingungsdämpfung für einen Schalthebel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Schwingungsdämpfung wird z. B. benötigt, um bei Nutzfahrzeugen oder Pkw Schalthebel-Rasselgeräusche und Geräuschübertragung vom Wechselgetriebe in das Fahrerhaus zu vermeiden. Hierbei wird der Schalthebel in einen oberen und einen unteren Teil aufgeteilt, die durch Isolieren der Gummidämpfungskörper verbunden werden.

Es ist bekannt, eine unter Vorspannung eingepreßte Kappe oder wie im Fachbuch »Zahnradgetriebe«, Loο ma η, Springer-Verlag, Berlin— Heidelberg, Seite 97, zwei Hülsen aus Gummi als Dämpfungskörper zu verwenden. Bei mehrfach abgebogenen Schalthebeln können diese bekannten Gummi-Isolationen nur oberhalb der letzten Biegung angebracht werden, weil sich das Schalthebel-Oberteil andernfalls infolge der Kröpfung durch die Schaltkräfte gegenüber dem Schalthebel-Unterteil verdrehen würde, was ein Anstoßen des Schalthebelknaufs irgendwo im Fahrerhaus zur Folge hätte.

Eine oberhalb der letzten Biegung des Schalthebels und damit relativ weit vom Mittelpunkt der Schalthebellagerung entfernte Anordnung der Dämpfungskörper führt jedoch häufig zu einer nicht ausreichenden Dämpt'ungswirkung, weil die ungedämpft schwingende Masse des Schalthebel-Unterteils zu groß ist. Die schwingungsdämpfende Wirkung der Dämpfungskörper ist deshalb um so größer, je näher diese am Mittelpunkt der Schalthebellagerung angeordnet sind.

Es sind nach US-PS 34 06 586 auch Schwingungsdämpfungen für einen Schalthebel bekannt, womit aus der Ummantelung durchgezogene Punzen in einen freien Raum im Dämpfungskörper hineinragen, der nicht wirksame Schaltweg verringert wird. Trotzdem hat diese Einrichtung noch sehr viel Spiel und damit eine schlechte Schaltgenauigkeit. Sie ist nur auf Biegung wirksam, ist nur für sehr kleine Schaltkräfte geeignet und in der Herstellung durch die vielen Teile sehr aufwendig.

Auch eine Einrichtung nach der US-PS 36 57 943 läßt keine hohen Schaltkräfte zu, hat Schaltanschläge

ίο (Punzen), die lose in einem vom Dämpfungskörper gebildeten Raum untergebracht sind.

Rasselgeräusche können mit einer derartigen Einrichtung nicht vermieden werden. Sie ist nur auf Biegung beanspruchbar und hat aufgrund der großen Wege eine schlechte Schaltgenauigkeit. Ihre Herstellung ist darüber hinaus noch sehr aufwendig.

Es ist daher Aufgabe dieser Erfindung, eine Schwingungsdämpfung für eine Schalteinrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 zu schaffen, die in der Ruhestellung des Schalthebels eine volle Dämpfung des Oberteiles dieses Schalthebels ohne störendes Klirren garantiert, bei der die Dämpfungskörper näher am Mittelpunkt der Schalthebellagerung angeordnet werden können, ohne daß bei der Drehbewegung des Schalthebels die Schaltgenauigkeit und damit die Funktionssicherheit beeinträchtigt wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst.

Durch diese Lösung ist es möglich, die Dämpfungskörper in unmittelbarer Nähe des Mittelpunktes der Schalthebellagerung anzuordnen. Damit ist der günstigste Kompromiß erreicht, zwischen den sich widersprechenden Forderungen nach großer Flexibilität — nötig zum Abbau der Schwingungen — und größtmöglicher Schaltgenauigkeit. Die mechanische Verdrehsicherung mit geringem Spiel ermöglicht nicht nur eine günstige Lage der Dämpfungskörper nahe am Drehpunkt, sondern erlaubt auch eine große Flexibilität der Dämpfungskörper, da eine Verdrehung des Oberteils gegenüber dem Unterteil durch die Anschläge auf einen die Schaltgenauigkeit nicht störenden Wert begrenzt wird. Hierbei wird der Silentblock im Vergleich zur üblichen Gummihülse nicht nur als Biegefederung, sondern gleichzeitig auch als Drehfeder, welche das Schalthebel-Oberteil immer wieder in die mechanischberührungsfreie Mittelstellung zwischen den Endanschlägen der Verdrehsicherung zurückbringt, in welcher das Schalthebel-Oberteil von den Schwingungen des Schalthebel-Unterteils abgekoppelt ist.

Beim Einleiten der Schaltbewegung durch den Fahrer erfolgt zunächst eine geringfügige Verdrehung des oberen Schalthebel-Teiles gegenüber dem unteren bis zum mechanischen (metallischen) Anschlag der Verdrehanschläge, so daß die anschließende Schaitbewegung unter Ausschaltung jeder Flexibilität erfolgt.

Der ohnehin kleine Verdrehweg des Schalthebel-Oberteils kann gemäß einer besonderen Ausgestaltung nach Anspruch 2 noch mehr zugunsten der Schaltpräzision verkleinert werden, wenn man die Verdrehanschläge nach der (durch Versuche bestimmbaren) hauptsächlichen Richtung der Hebelschwingungen ausrichtet und wenn diese ebene und parallele Eingriffsflächen aufweisen. Das wirksame Spiel an den Verdrehanschlägen kann dann so weit reduziert werden, daß nahezu die Schaltgenauigkeit eines ungedämpften, starren Schalthebels erreicht wird.

Nach DE-AS 10 97 297 sind Verdrehanschläge, die ebene und parallele Eingriffsflächen aufweisen, bei einer

Sicherheitslenkung an sich bekannt In der Einrichtung dieser Druckschrift werden die Zwischenräume der Eingriffsflächen mit einem elastisch-kompressibien Abfederungspolster ausgefüllt oder nach Anspruch 4 mit elastischen bzw. schwingungsabsorbierenden Zwischenlagen versehen. Diese Ausführung ist aber für die Erfüllung der Aufgabenstellung nicht geeignet

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der F i g. 1 und 2 erläutert Es zeigt

Fig. 1 einen gekröpften, verkürzt dargestel'ten Schalthebel Tait zugehöriger Lagerung und

Fig.2 einen schematisch vereinfachten Teilschnitt entlang der Linie H-II in F i g. 1.

Bei dem in F i g. 1 dargestellten Schalthebel wird die Schaltbewegung vom Knauf 10 über ein Schalthebel-Oberteil 11, Dänipfungskörper 12 und 13 und ein Schalthebel-Unterteil 14 auf nicht dargestellte Schaltkupplungen eines Wechselgetriebes übertragen. Das Hebel-Unterteil 14 ist in einem Gehäusehals 15 des Wechselgetriebes angeordneten Kugelgelenk 16 gelagert

Die Schwingungsdämpfung zwischen dem Hebel-Oberteil 11 und dem Hebel-Unterteil 14 besteht aus den beiden Dämpfungskörpern 12 und 13. Der obere Dämpfungskörper 13 ist als sog. Silentblock aufgebaut mit einem inneren Stahlrohr 17 als Innenschale und einem äußeren Stahlrohr 18 als Außenschale sowie einer als weichelastischen Kern zwischen beiden Stahlrohren eingeschlossenen Gummihülse 19, deren Oberfläche mit den zugeordneten Oberflächen der Stahlrohre 17 und 18 durch Vulkanisieren fest verbunden sind, so daß von einer Stahlhülse zur anderen nicht nur Druckkräfte, sondern auch Scherkräfte, d. h. auch Torsionsmomente, übertragen werden können. Der als Silentblock aufgebaute Dämpfungskörper 12 ist nahezu in Höhe des Kugelgelenks 16 und damit unmittelbar am Schwenkmittelpunkt des Schalthebels zwischen dem Hebel-Oberteil 11 und dem dieses konzentrisch umschließende Hebel-Unterteil 14 angeordnet. Der untere Dämpfungskörper 13 ist dagegen eine einfache, in herkömmlicher ίο Weise vollständig aus Gummi bestehende und mit radialer Vorspannung am unteren Ende des Hebel-Oberteils zwischen beiden Hebeltei'en 11 und 14 angeordnete Hülse.

Das innere Stahlrohr 17 und das äußere Stahlrohr 18 des Dämpfungskörpers 12 (Silentblock) sind jeweils mit einem Preßsitz befestigt; Stahlrohr 17 auf einem Rande! Preßsitz 21 auf dem Hebel-Oberteil 11 und Stahlrohr 18 mit Übermaß in der Aufnahmebohrung 20 des hohlgebohrten Schalthebel-Unterteils 14.

Auf diese Weise wirkt der obere Dämpfungskörper 12 als Torsionsfeder und — in Verbindung mit dem in einem bestimmten Abstand hiervon angeordneten unteren Dämpfungskörper 13 — als Biegefeder, während letzterer praktisch nur als Biegefeder wirkt (indem er Querkräfte zwischen den beiden Teilen 11 und 14 überträgt). Bei einer Krafteinwirkung auf den Knauf 10 wirkt auf die Schwingungsdämpfung (Dämpfungskörper 12 und 13) nicht nur ein Biegemoment, sondern infolge der Hebelkröpfung auch ein Torsionsmoment ein. Dies führt zu einer aus einer radialen Zusammendrückung und Verdrehung zusammengesetzten Verformung der Dämpfungskörper 12 und 13.

Damit die durch die Schwingungsdämpfung 12, 13 bewirkte Flexibilität nicht in störender Weise die Schaltgenauigkeit beeinträchtigen kann, ist eine starre Verformungsweg-Begrenzung vorgesehen. Auf einer Verlängerung des Rändelsitzes ist hierzu ein Klauenring 30 mit Preßsitz befestigt der zwei Anschlagklauen 22 mit jeweils parallelen Flanken 23, 24 aufweist Die Anschlagklauen 22 greifen in zugeordnete Nuten mit ebenfalls parallelen Flanken 26, 27 ein, die in das obere Ende des Schalthebel-Unterteils 14 eingearbeitet sind, in der Ruhelage, d.h. bei losgelassenem Schalthebel, sind die Flanken 23 bzw. 24 der Anschlagklauen 22 mit einem Maß 28 von den Flanken 26 bzw. 27 der Nuten 25 entfernt Das Maß 28 ist so bemessen (z. B. durch Versuche bestimmt), daß bei den größten am Schalthebel-Unterteil 14 auftretenden Schwingungs-Amplituden bei losgelassenem Schalthebel keine Berührung der Anschläge 23 bzw. 24 und 26 bzw. 27 eintritt und daß die aus dem möglichen Verlagerungsweg 28 resultierende Flexibilität andererseits keinen störenden Einfluß auf die Genauigkeit der Schaltvorgänge ausübt Wie F i g. 2 erkennen läßt, ist durch die Außenkontur 29 des Klauenringes 30 im Zusammenwirken mit einem zugeordneten Durchmesser 31 der Innenkontur des Schalthebel-Unterteils 14 ein weiterer, in radialer Richtung wirkender Anschlag gegeben, welcher die Biege-Auslenkungen des Hebel-Oberteils 11 gegenüber dem Hebel-Unterteil 14 begrenzt. Der radiale Abstand zwischen den Konturen 29 und 31 stimmt mit dem Maß überein, kann jedoch auch hiervon verschieden, insbesondere größer, festgelegt werden.

Bei losgelassenem Schalthebel können das Hebel-Oberteil 11 und das Hebel-Unterteil 15 relativ zueinander frei schwingen, so daß über die Dämpfungskörper 12 und 13 in Verbindung mit der vollen Länge des gedämpft schwingfähigen Hebel-Oberteils störende Schwingungen und Geräusche unterdrückt werden. Beim Einleiten der Schaltbewegung erfolgt nach Überwindung eines geringfügigen, kaum spürbaren Verformungsweges (Verdrehung 28 sowie radialer Weg zwischen den Konturen 29, 31) ein starrer Anschlag, so daß die anschließende Schaitbewegung unter Ausschaltung jeder Flexibilität erfolgt.

Die am Schalthebel-Unterteil auftretenden und mit stark gedämpfter Amplitude auch am Schalthebel-Oberteil feststellbaren Schwingungen erfolgen im wesentlichen in einer bevorzugten Richtung, die von verschiedenen Bedingungen abhängig ist, z. B. in einem Kraftfahrzeug von der Art und Anordnung des Motors, von der Anordnung der Aufhängung von Motor und Getriebe u. a. m. In diesem Beispiel sei angenommen, die Hauptrichtung der Schwingungen verläuft in einer zur Zeichenebene (von F i g. 1 und 2) senkrechten Ebene. Bezogen auf F i g. 2 bedeutet dies Schwingungen um die mit A gekennzeichnete Achse. Es ist ohne weiteres einzusehen, daß bei in Hauptrichtung erfolgenden Schwingungen keine Abstandänderung der Anschlagflächen 23 und 26 bzw. 24 und 27 zueinander eintritt, da die diesen Flächen gemeinsame Ebene — senkrecht zu A — parallel zu der von den Schwingungen bevorzugten Ebene ausgerichtet sind. Aufgrund dieser Bedingung kann der Abstand 28 zwischen den Anschlagflächen 28 so gering gewählt werden, daß die beim Schalten wirksame Flexibilität der Dämpfungskörper 12, 13 praktisch nicht mehr spürbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 Patentansprüche:

1. Schwingungsdämpfung für einen aus zwei gegeneinander beweglichen Teilen bestehenden, gebogen oder gekröpft geformten Schalthebel, insbesondere eines Wechselgetriebes, mit weichelastischen Dämpfungskörpern, die zwischen beiden Teilen des Schalthebels angeordnet sind und die beiden Schalthebelteile in einer kräftefreien, relativen Mittelstellung zu halten suchen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen beiden Teilen (11, 14) des Schalthebels in beiden Drehrichtungen wirksame, starre Verdrehanschläge (23, 26, 24, 27) angeordnet sind, die in der kräftefreien relativen Mittelstellung beider Teile des Schalthebels zueinander in beiden Drehrichtungen einen bestimmten Abstand (28) aufweisen, der so bemessen ist, daß die Verdrehanschläge einerseits bei unbelastetem Schalthebel bei allen auftretenden Schwingungen berührungsfrei bleiben und daß andererseits bei Übertragung von Schaltbewegungen die relative Verdrehung der beiden Teile dieses Schalthebels auf einen im Hinblick auf die erforderliche Übertragungsgenauigkeit zulässige Weite begrenzt wird.

Z Schwingungsdämpfung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrehanschläge (23, 26 bzw. 24, 27) ebene und parallele Eingriffsflächen (23, 24, 26, 27) aufweisen, deren gemeinsame Ebene parallel zu der von den Schwingungen bevorzugten Ebene verläuft.