DE3016538A1

DE3016538A1 - Gangschaltung fuer ein fahrzeuggetriebe

Info

Publication number: DE3016538A1
Application number: DE19803016538
Authority: DE
Inventors: Charles Osborn
Original assignee: JSJ Corp
Current assignee: JSJ Corp
Priority date: 1979-05-25
Filing date: 1980-04-29
Publication date: 1980-12-04
Also published as: JPS55159362A; US4282768A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gangschaltung für ein Fahrzeuggetriebe, mit einer sich in den Fahrgastraum erstreckenden Schaltstange, welche manuell vom Fahrer betätigbar ist. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Einrichtung zur Verhinderung einer Übertragung von Schwingungen in den Fahrgastraum durch die Schaltstange, welche durch den Motor und die Antriebsorgane erzeugt werden.

Die Praxis hat gezeigt, daß eine Lärmquelle in Fahrzeugen mit Schaltstangengetriebe die Geräusch- und Schwingungsübertragung vom Getriebe und Motor über die Gangschaltung und die Schaltstange in den Fahrgastraum ist. Die auf diese Weise übertragenen Geräusche und Schwingungen verursachen eine Vibration der Schaltstange und ein Brummgeräusch oder beides.

Bislang bekannte Schaltstangen sind mit einer Buchse od. dgl. zur Aufnahme der SchaItstange versehen, wobei die Buchse eine schalldämpfende Umkleidung aufweist, um die Schaltstange vom Fahrzeugantrieb zu trennen. Allerdings hat die Einbettung oder Anordnung einer Schaltstange oder eines Schalthebels in einem schwingungsdämpfenden Material eine schlechte, weil nicht entsprechend feinfühlige Handhabung zur Folge. Da zudem die Masse der aufgehängten Schaltstange sehr gering ist, ist die Eigenfrequenz der

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Schaltstange relativ hoch. Dies ist deswegen unerwünscht, weil die Eigenfrequenz eines abgestützten Aufbaus klein im Vergleich zur Frequenz der Störkraft sein nuß, soll der Dämpfer oder Isolator seiner Funktion gerecht werden und im wesentlichen das Ubertragungsvernogen der Störkraft auf den aufgehängten Aufbau reduzieren. Auch der für eine Auskleidung einer Buchse mit einem schwingungsdämpfenden Material zu pflegende Aufwand macht eine solche Einrichtung zur Verhinderung einer Schwingungsübertragung auf die Schaltstange unzweckmäßig.

Zur Verbindung zweier relativ zueinander beweglicher Bauteile sind auch Muffen aus elastoraerera Material verwendet worden, ohne Schwingungen von einem Bauteil auf das andere zu Übertragen. Beispielsweise findet man derartige Muffen bei Fahrzeuggetrieben und Lenkgestängen. Derartige Muffen finden auch Verwendung als Lagerung für~ den Motorblock, uns Motorschwingungen vom Fahrzeugrahmen fern zu halten, und als Stoßdämpfungselemente für verschiedene am Fahrzeug angeordnete Bauteile.

Aufgabe der Erfindung ist es, mit einfachen baulichen Maßnahmen eine Schwingungs- und Geräuschübertragung von der Motor- und Getriebeseiter her in den Fahrgastraum zu verhindern.

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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch d ie kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung sind den weiteren Ansprüchen zu .entnehmen.

Nach einem wesentlichen Aspekt der Erfindung werden wenigstens drei weit voneinander entfernt angeordnete Ständer und Tüllen für eine Drei-Punktverbindung zwischen Getriebe und der Gangschaltung verwendet, wodurch eine sehr feste Lagerung für die Gangschaltung bewirkt wird, welche eine gute Betätigung und ein sehr gutes Griffverhalten mit sich bringt. Ein Metall auf Metallkontakt zwischen der Gangschaltung und der Schwingungsquelle wird durch diese baulich außerordentlich einfache und vom fertigungstechnischen Gesichtspunkt sehr billige erfindungsgemäße Einrichtung verhindert. Da die gesamte Gangschaltung durch die ächwingungsdämpfende Einrichtung aufgehängt ist, ist die aufgehängte Masse größer, wodurch weiter das Transmissionsvermögen reduziert wird.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht

einer erfindungsgemäßen Gangschaltung für ein Fahrzeuggetriebe,

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Fig. 2 ein das Transmissionsvermögen über das Verhältnis der Störfrequenz zur Eigenfrequenz eines aufgehängten Aufbaus darstellendes Diagramm,

Fig.2 eine schematische Darstellung einer

Schwingungsdämpfeinrichtung mit einem Freiheitsgrad in x-Richtung und

Fig. 3 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Gangschaltung.

Fig. 1 zeigt eine unmittelbar am Fahrzeuggetriebe 12 angeordnete Gangschaltung. Die Gangschaltung umfaßt einen in der Figurendarstellung nicht vollständig dargestellten Schalthebel 14, welcher sich in den Fahrgastraum erstreckt. Die vom Motor, der Antriebswelle u.dgl. erzeugten Schwingungen und Geräusche, welche Ober das Getriebe 12 auf die Gangschaltung 10 übertragen werden, werden durch eine Schwingungsdärapf- oder Isoliereinrichtung gegenüber dem Fahrgastraum abgeschirmt, wobei die Dämpfeinrichtung eine Anzahl von den Schall oder die Schwingungen dämpfende Dämpftüllen 15 und 16 (Fig. 1) aufweist. Die Dämpf.tüllen 15 und 16 sind zwischen dem Getriebe 12 und der Gangschaltung 10 angeordnet. Die Gangschaltung 10 umfaßt eine Anzahl von Einbauständern 18 und 19 (Fig. 1). Die Einbauständer 18 und 19 sind jeweilig in B^uspf.tüllen 15 und 16 eingesteckt. Die Ständer und die Dämpftüllen werden in einer

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nlt Öffnungen versehenen Einbauplatte 20 aufgenommen, welche starr an der Seite des Getriebes 12 befestigt 1st. Die Gangschaltung 1st auch über eine Anzahl von Getriebestellgliedern 22 mit dem Getriebe 12 verbunden, welche mit den nichtdargestellten Schubhebeln für das Getriebe verbunden sind· Schwingungsdämpfende Lager 24 schirmen die Getriebestellglieder 22 gegenüber vom Antrieb herrührende Schwingungen ab· Der Fahrer verwendet die Schaltstange 14 um einen Sangwähler 23 selektiv mit den Stellgliedern in Eingriff zu bringen und zu verschieben.

Für einen gut funktionierenden Schwingungsdämpfer oder Isolator muß die Eigenfrequenz CJ _n des abgestützten Aufbaus klein im Vergleich zur Frequenz &O der Störkräfte sein. Die ungedämpfte Eigenfrequenz eines aufgehängten Aufbaus ist

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Hierbei ist k die Federkonstante des elastomeren oder federnden Materials, an welchem der Aufbau aufgehängt ist, g 1st die Erdbeschleunigung und M die Masse des Gegenstands. Die Gleichung (1) gibt an, daß die Eigenfequenz des aufgehängten Systems mit zunehmender Masse abnimmt. Von Interesse ist hierbei das Verhältnis der auf den aufgehängten Aufbau übertragenen Kraft zur Störkraft. Dieses Verhältnis wird allgemein als

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Transmissionsvermögen bezeichnet und ist in Fig. 2 für das schematisch in Fig. 2 (a) dargestellte Feder/Massensystera mit einem Freiheitsgrad dargestellt. In Fig. 2 (a) ist die Masse M über eine Aufhängung mit der Dämpfung C und einer Federkonstanten k aufgehängt. Der Dämpfungsfaktor

;ist gleich dem Verhältnis C/C , wobei C der kritische Därapfungswert für das Feder/Massensystem darstellt. Fig. 2 gibt das Transmissionsverraögen über dem Frequenzverhältnis &J/A) für Werte von ζ in einem Bereich von 0,05 bis 1,0 , wobei eine sinusförmige Erregerfrequenz auf das Feder/Massensystera in Fig. 2 (a) aufgebracht wird. Siehe hierzu auch die Seiten 5-90 bis 5-105 des^ark's Standard Handbook for Mechanical Engineers", 7. Auflage 1967 für die Weiterentwicklung des mathematischen Modells, von dem die in Fig. 2 dargestellten Kurven entnommen sind (das zitierte Handbuch wird hiermit einbezogen). Fig. 2 dient zur Verdeutlichung, daß, wenn immer das Verhältnis der Frequenz der Störkraft *ü zur Eigenfrequenz der aufgehängten Masse ^O hoch ist, das Transmissionsvermögen für Werte von ζ größer als 1 am geringsten ist. Wenn somit die Masse des aufgehängten Aufbaus zunimmt, so nimmt dessen Eigenfrequenz 63 (Gleichung 1), wodurch das Frequenzverhältnis CO / to zunimmt und das Transmissionsvermögen absinkt (Fig. 2).

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Erfindungsgemäß wird das Transmissionsvermögen des aufgehängten Aufbaus reduziert, indem die Schwingungsdärapfeinrichtung zwischen der Gangschaltung 10 und dem Getriebe angeordnet wird, anstelle zwischen der Schaltstange 14 und der Gangschaltung 10. Dies erhöht wirksam die Masse des aufgehängten Aufbaus auf die kombinierte Masse der Sdaltstange 14 und die Gangschaltung 10, wodurch eine Reduktion des Betrags an Geräuschen und Schwingungen bewirkt wird, welche in den Fahrgastraum übertragen werden. Somit wird unter Verwendung einer Anzahl von Dämpftüllen in Art einer Drei-Punktverbindung mit weiten Abständen, wie am besten in Fig. 3 verdeutlicht, eine Gangschaltung rait einem wesentlich festeren und verbesserten (feinfühligeren) Griffverhalten geschaffen.

Im Falle einer Gangschaltung mit einem Paar von Seitenplatten 30 (Fig. 1) und einer Anzahl von verschiebbaren Getriebestellgliedern 22, einer Anzahl von Abstandsplatten 32 und einem dazwischen eingeklemmten und verschwenkbaren Tragteil 34, sind die Ständer 18 und 19 vorzugsweise durch die Enden eines Gelenkbolzens 35 und einem Paar von Klemmbolzen für die Seitenplatte gebildet, von denen einer 36 in Fig. 1 dargestellt ist. Allerdings können auch einer oder mehrere der Ständer einen an die Seite der Gangschaltung aufgeschweißten oder sonstwie befestigten Bolzen mit einem Kopf aufweisen. Das Tragteil 34 ist um

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den Gelenkbolzen 35 verschwenkbar, so daß eine auf dem Wähler 23 angeordnete Einrückeinrichtung 40, welche alternierend mit Schlitzen in den Getriebestellgliedern 22 zusammenwirkt, linear einen der Getriebestellglieder 22 verschiebt, sobald der Fahrer die Schaltstange 14 um den Gelenkbolzen 35 des Tragteils verschwenkt. Die Schaltstange 14 ist auch um einen Stift 44 im Tragteil 34 verschwenkbar, so daß die Einrückeinrichtung 40 selektiv zwischen den Getriebestellgliedern 22 durch Verschwenkung der Schaltstange 14 um den Stift 44 bewegt werden kann. Aufbau und Betriebsweise einer derartigen Fahrzeuggangschaltung ist im Detail in der hiermit einbezogenen US-PS 3 774 469 beschrieben.

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß der Gelenkbolzen 35 und die beiden Klemmbolzen 36 für die Seitenplatte jeweilig in Blmpf.tüllen 15 und 16 eingesetzt sind, so daß eine Drei-Punktverbindung mit weiten Abständen zum Getriebe 12 gegeben ist. Der Gelenkbolzen 35 des Tragteils und die ©ämpf.tülle 15 bilden einen oberen Ständer und die Klemmbolzen 36 und die DSmpf.tüllen 16 bilden zwei untere Ständer. Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die Gelenkbolzen 35 und die Klemmbolzen 36 mit Flanschen 50 ausgebildet sind, welche durch Kaltverformung oder in sonstiger Weise ausgeformt oder angeformt sind. In der dargestellten Gangschaltung 10 sind die den Flanschen 50 gegenüberliegenden Enden der

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Bolzen 35 und 36 durch die Seitenplatten 39 gesteckt und sind die Seitenplatten 30 dazwischen durch eine Mutter 51 auf dem Gelenkbolzen 35 durch in den Gelenkbolzen 36 aufgenommene Rundkopfschrauben eingeklemmt.

Die Einbauständer 18 und 19, welche sich jeweils von der Getriebeseite der Bolzen 35 und 36 erstrecken, umfassen weiter eine erste umlaufende Nut 60. Jede Tülle 15 und 16 umfaßt einen InneR-flansch 61, welcher zur Befestigung der Tülle an jedem Ständer in der ersten Nut 60 aufgenommen ist. Der Innenflansch 61 befindet sich in einer Mittenbohrung der Tülle, in welche jeweils die Ständer eingesetzt sind. Die DämpftuIlen 15 und 16 umfassen weiter einen im wesentlichen kegelstumpfförmigen Kopf 63, um das Einsetzen der Dämpftülle in die mit Öffnungen versehene Einbauplatte 20 zu erleichtern. Im wesentlichen werden die DämpftuIlen zuerst in die Einbauplatte 20 eingesetzt und werden dann die Ständer eingesteckt, indem diese in die Tüllen gedrückt werden, bis die Rückseite 70 einer jeden Tülle am Flansch 50 eines jeden Ständers anliegt. Die Tüllen 15 und 16 umfassen weiter eine zweite umlaufende Nut 65, welche axial zur ersten umlaufenden Nut 60 versetzt und hinter den kegelstumpfförmigen Köpfen 61 der Tüllen angeordnet sind. Die zweite Nut 65

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nimmt die Ränder der Öffnungen in der Einbauplatte 20 auf, um die DämpftuIlen daran zu befestigen, sobald die kegelstumpfförmigen Köpfe 61 dieser £ämpf„tüllen durch die Öffnungen in der Einbauplatte 20 gezwängt sind. Ein Abziehen des Aufbaus wird dadurch verhindert, da aufgrund des Zusammendrückens der kegelstumpfförraigen Kopfe während eines Abziehens die Innenflansche 61 einer jeden Dämpf tülle tiefer in die Nut 60 eingräbt und eine feste Halterung der Dampftülle auf dem Ständer sicherstellt. Ein für die die Schwingung isolierenden Tüllen geeignetes Material ist Urethan. Allerdings können auch andere polymere oder elastomere Materialien verwendet werden.

Gem. Fig. 3 umfaßt die mit Öffnungen versehene Einbauplatte 20 ein drei Öffnungen 70, 71 und umfassendes Muster. Im allgemeinen werden die fangschaltung 10 und die Einbauplatte 20 bereits in der Fabrik zusammengebaut und als Einheit zu einem Fahrzeughersteller versandt, wo die Befestigung der Gangschaltung am Getriebe mit der dazwischen angeordneten Schwingungsdämpfeinrichtung eine einfache Verbolzung der Einbauplatte an der Seitenwand des Getriebes erfordert. Dabei können keilnutförmige Öffnungen, wie etwa die Öffnungen 70 und 71, vorgesehen sein, wenn ein Verdrehen der Montagebolzen mit einem Schraubstutzengerät nicht möglieh ist. In diesem Fall

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können die Bolzen auf dem Getriebe angeordnet sein und werden die Köpfe in die Einbauplatte über die Keilnuten 70 und 71 eingesetzt. Zur Befestigung der Bolzen wird dann ein mit einem offenen Ende versehenes oder kastenförmiges Gerät verwendet.

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Claims

4690Herne1, .-..;.; : . -": " 8000 München 40, Schaeferstraße 18 Γ»|~1 I«« O U D^U. " "- Γ EIsenacher Straße 17 Postfach 1140 --Uipr.-lng. ff. H. Bahr- -- Postfach 400369 Pat-Anw. Horrmann-Trentepohl q, . _phvs FHuard Rpfrlar Pet-Am». B.tzl.r "1P1' """YS taUarO ΒΘΙΖΙΘΓ Fernsprecher: 0 23 23 / 51013 "1P1' """YS- taUarO ΒΘΙΖΙΘΓ Fernsprecher- 089 / 38 3011 DiP' "'"S-w- Herrmann-Trentepohl Bahrpatente Herne PATENTANWÄLTE Telegrammanechrlft: Telex 08229853 BabetzpatMünchen 301&538 Bayerische Vereinsbank München 952 Dresdner Bank AQ Herne 7-520 499 Postscheckkonto Dortmund 558 S8-4S7 Ref.: In der Antwort bitte angeben Zuschrift bitte nach: Gangschaltung für ein Fahrzeuggetriebe Patentansprüche

1. Gangschaltung für ein Fahrzeuggetriebe, welche unmittelbar am Fahrzeuggetriebe angeordnet ist und eine sich in den Fahrgastraum erstreckende Schaltstange aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß "eine Schall- und Schwingungsdärapfungseinrichtung zwischen Getriebe (12) und Gangschaltung (10) angeordnet ist.

2. Gangschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schall- und Schwingungsdämpfungseinrichtung wenigstens eine zwischen dem Getriebe (12) und der Gangschaltung (10) angeordnete Dämpfungstülle (15J 16) aufweist.

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3. Gangschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Getriebe (12) und Gangschaltung (10) drei TQllen in Art einer Drei-Punkt verbindung mit weiten Punktabständen vorgesehen sind·

4. Gangschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gangschaltung (10) mit einem oberen Ständer (18) und zwei unteren Ständern (19) versehen ist, wobei je eine Tülle (15, 16) einen der Ständer (18, 19) einfaßt«

5. Gangschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gangschaltung (10) eine Anzahl von versetzbaren Getriebestellgliedern (22) und eine Anzahl von Abstandsplatten (32) und eine Anzahl;, von zwischen einem Paar von Seitenplatten (30) angeordneten Abstandsplatten (32) aufweist, wobei die Seitenplatten miteinander durch einen oder mehrere Bolzen (35, 36) verbolzt sind und die Enden des oder der Bolzen (35, 36) einen oder mehrere Ständer (18, 19) zur Aufnahme von wenigstens einer elastomeren Tülle bilden.

6. Gangschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gangschaltung (10) ein schwenkbares Tragteil (34) zur Betätigung wenigstens eines versetzbaren Getriebestellglieds (22) und einen Gelenkbolzen (35) für das Tragteil umfaßt, wobei der Gelenkbolzen (35) als Ständer zur Auf—

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nähme der elastomeren Tülle (15) ausgebildet 1st.

7. Gangschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gangschaltung eine Anzahl von versetzbaren Getriebestellgliedern (22), eine Anzahl von zwischen einen Paar von Seitenplatten (30) angeordneten Abstandsplatten (32) und ein schwenkbares Tragteil (34) zur Betätigung der Getriebestellglieder (22) aufweist, wobei der obere Ständer (18) einen Gelenkbolzen (35) und die beiden unteren Ständer (19) ein Paar von die Seitenplatten (30) miteinander verbindende Bolzen (36) aufweisen.

8. Gangschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gangschaltung einen oder mehrere Ständer (18, 19) umfaßt, wobei eine Tülle (15, 16) je einen Ständer (18, 19) einfaßt.

9.Gangschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gangschaltung eine Einbauplatte (20) aufweist, welche am Getriebe (12) befestigt ist und wenigstens eine Öffnung zur Aufnahme einer TQlIe aufweist.

10. Gangschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Tülle (15, 16) ein Element mit einer Mittenbohrung zur Aufnahme eines Ständers aufweist, wobei das Element einen Kegelstumpf förraigen Kopf (63) zur Erleichterung des

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Einsetzens der TQlIe in eine Montageöffnung sowie !eine umlaufende Hut (65) zur Aufnahme der Ränder der Montageöffnung und Befestigung der Tülle innerhalb dieser Öffnung aufweist.

11.Gangschaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Tülle (15, 16) aus Urethan hergestellt ist.

12. Gangschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ständer (18, 19) mit einer ersten umlaufenden Nut (60) und jede Tülle (15, 16) mit einem Innenflansch (61) ausgebildet ist, welcher zur Befestigung der Tülle am Ständer in der ersten Nut (60) aufgenommen ist.

13. Gangschaltung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Tülle (15, 16) ein Element mit einer mit einem Innenflansch (61) versehenen Mittenbohrung zur Aufnahme eines Ständers, mit einem kegelstumpfförmigen Kopf (63.) zur Er» leichterung des Einsteckens der Tülle in einer Montageöffnung und mit einer zweiten umlaufenden Nut (65) zur Aufnahme des Rands der Montageöffnung und Befestigung der Tülle aufweist.

14. Gangschaltung nach Anspruch 13, dadurchhgekennzeichnet, daß die erste und die zweite Nut (60, 65) axial zueinander versetzt sind, wobei die erste umlaufende Nut (60) derart relativ zum kegelstumpf förmigen Kopf (63.) angeordnet ist,

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daß der Innenflansch (61) in Eingriff mit der Nut (60) gelangt, wenn die Tülle und der Ständer durch die Montageöffnung gezwängt werden, wobei die zweite umlaufende Nut (65) in Axialrichtung hinter dem kegelstumpfföriaigen Kopf angeordnet ist.

15. Gangschaltung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der ständer (18, 19) mit einem Außenflansch (50) versehen ist, welcher gegen die Tülle (15, 16) zur Anlage gelangt.

16. Gangschaltung nach Anspruch 14, dadurch !gekennzeichnet, daß die Tülle (15, 16) aus Urethan gebildet ist.

17. Gangschaltung für ein Fahrzeuggetriebe, welche unmittelbar am Fahrzeuggetriebe angeordnet ist und eine sich in den Fahrgastraum erstreckende Schaltstange aufweist, gekennzeichnet durch ein Paar von Seitenplatten (30), eine Anzahl von versetzbaren Getriebestellgliedern (22), eine Anzahl von Abstandsplatten (32), ein Paar von Seitenplatten (30), wobei die Stellglieder (22) und die Abstandsplatten (32) zwischen den Seitenplatten (30) angeordnet sind, eine Anzahl von die Seitenplatten (30) miteinander verklemmende Bolzen (36), ein schwenkbares Tragteil (34) zur Betätigung der Stellglieder (22), einen Gelenkbolzen (35) für das Tragteil, wobei die Enden des Gelenkbolzens

(35) und wenigstens zwei der Seitenplattenbolzen

(36) mit Ständern (18, 19) ausgebildet sind, durch

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eine Anzahl von Schwingungsdämpfenden Tüllen (15, 16), wobei eine jede der Tüllen auf einem der Ständer angeordnet ist, durch eine Einbauplatte (20) zur Befestigung am Getriebe (12), wobei in der Einbauplatte (20) eine Anzahl von Montageöffnungen (70, 71, 73) zur Montage der Gangschaltung (10) an das Getriebe (12) vorgesehen sind.

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