DE3101671A1 - Elastische gestaengekupplung, insbesondere fuer schaltgestaenge an kraftfahrzeugen - Google Patents

Elastische gestaengekupplung, insbesondere fuer schaltgestaenge an kraftfahrzeugen

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DE3101671A1 DE19813101671 DE3101671A DE3101671A1 DE 3101671 A1 DE3101671 A1 DE 3101671A1 DE 19813101671 DE19813101671 DE 19813101671 DE 3101671 A DE3101671 A DE 3101671A DE 3101671 A1 DE3101671 A1 DE 3101671A1
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Description

  • Titel: Elastische Gestängekupplung, insbesondere
  • für Schaltgestänge an Kraftfahrzeugen Beschreibung Elastische Gestängekupplung, insbesondere für Schaltgestänge an Kraftfahrzeugen Die Erfindung betrifft eine elastische Gestängekupplung, insbesondere für Schaltgestänge an Kraftfahrzeugen, mit zwei Kupp-Gungsteilen, zwischen dcnen ein Elastomer Verschiebungen längs einer Gestängeaehse Sowie Beugungen ermöglicht.
  • Gestängekupplungen dieser Gattung sind vorallem für Schaltgestänge an Kraftfahrzeugen mit vorne querliegendem Motor vorgesehen. An solchen Motoren samt zugehörigem Getriebe treten im Betrieb Schwingungen um eine quer zur Fahrtrichtung verlaufende Achse auf. Die elastische Gestängekupplung soll verhindern, daß diese Schwingungen über das Schaltgestänge auf den Schaltknüppel o'7ifr-hchcl übertragen worden; deshalb muß die Gestängekupplung begrenzte axiale Relativbewegungen der durch sie miteinander verbundenen Gestängeglieder ermöglichen. Da diese Gestängeglieder zumindest in bestimmten Schaltstellungen des Getriebes nicht genau miteinander fluchten, muß die Gestängekupplung außerdem Beugungen der Gestängeglieder um zumindest eine querliegende Achse ermöglichen. Zugleich muß die Gestängekupplung aber verhältnismäßig torsionssteif, also zur Ubertragung von Drehmomenten in bezug auf die Gestängeachse imstande sein. Wenn hier von Gestängeachse die Rede ist, so ist damit die Längsachse eines der beiden durch die Gestängekupplung miteinander verbundenen Gestängeglieder gemeint, mit der die Achse des anderen Gestängegliedes entweder fluchtet oder je nach Beugung der Gestängekupplung einen Winkel in der Größenordnung von im allgemeinen nicht mehr als 10 bis 200 einschließt.
  • Bei einer bekannten Gestängekupplung der eingangs beschriebenen Gattung ist ein Elastomerkörper drehbar auf einem sich quer zur Gestängeachse erstreckenden, zu dem einen Kupplungsteil gehörigen Bolzen gelagert und in dem anderen Kupplungsteil längs der Gestängeachse zwischen Anschlägen verschiebbar geführt. Bei der axialen Verschiebung des Elastomerkörpers müssen Reibungswiderstände überwunden werden, deren Größe von velsc}litXdencsn Bedinyungen wie Temperatur, Alter und Schmierung des El<nstonrkörpers abhängen und sich deshalb im Laufe der Zeit stark verändern können; außerdem muß bei jeder einzelnen, mit einer axialen Relativbewegung der Gestängeglieder verbundenen Betätigung des Gestänges zunächst eine hohe Reibung überwunden werden, ehe der Elastomerkörper zu gleiten beginnt; infolgedessen begegnet jede solche Betätigung einem zunächst großen und dann abnehmenden Widerstand und wird dann abrupt unterbrochen, wenn der Elastomerkörper gegen einen der ihm zuqcordneten Anschläge stößt. Dadurch wird eine gcfühlvolle LtetStigung des ct,stänycs und eines mit ihm verbundenen Schaltgetriebes erschwert. Außerdem verschlechtert die Ruhereibung die angestrebte Schwingungsentkopplung, so daß Schwingungen in erheblichem Maß zwischen den Gestängegliedern übertragen werden, und somit beispielsweise von einem Schaltgetriebe auf einen durch die bekannte Gestängekupplung mit ihm verbundenen Schaltknüppel.
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine elastische Gestängekupplung der eingangs beschriebenen Gattung derart weiterzubilden, daß sie einerseits eine gefühlvolle Betätigung des Gestänges erleichtert und andererseits die Schwingungsentkopplung zwischen den durch die Gestängekupplung miteinander verbundenen Gestängegliedern verbessert.
  • Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, cß die beiden Kupplungsteile Wälzflächen aufweisen, von denen wenigstens eine, in einem die Gestängeachse enthaltenden Schnitt betrachtet, konkav gestaltet ist, daß an diesen Wälzflächen wenigstens ein Wälzkörper um eine sich quer zur Gestängeachse erstreckende Wälzachse abwälzbar ist, und daß die Wälzfläche wenigstens eines der Kupplungsteile oder Wälzkörper von einem Elastomer gebildet ist.
  • Der zwischen den Wälzflächen angeordnete wenigstens eine Wälzkörper ermöglicht es den beiden Kupplungsteilen, aus einer Ruhestellung nahezu unmerklich in den Zustand einer axialen Relativbewegung überzugehen; diese Relativbewegung ruft jedoch eine allm-ihlich zunehmende axiale Rückstellkraft hervor, da das Elastomer wegen der konkaven Gestaltung wenigstens einer der Wälzflächen umso mehr verformt wird, je weiter die Kupplungsteile aus einer Ruhestellung ausgelenkt werden. In entsprechender Weise entstehen elastische Rückstellkräfte auch dann, wenn die Kupplungsteile um eine zur Wälzachse parallele oder mit ihr zusammenfallenden Achse gebeugt werden.
  • Vorzugsweise sind die den Kupplungsteilen zugeordneten Wälzflächen an je einem Elastomerkörper ausgebildet und der bzw. jeder Wälzkörper ist im Vergleich zu den Elastomerkörpern starr. Dadurch läßt sich die Verformung jedes einzelnen Elastomerkörpers im Verhältnis zur insgesamt erreichbaren Axialverschiebung und/oder Beugung der beiden Kupplungsteile in bezug zueinander gering halten, was der Lebensdauer der Elastomerkörper zugute kommt.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das eine Kupplungsteil ein Gehäuse auf, welches das zweite Kupplungsteil sowie zwei oder mehrere in bezug auf dieses symmetrisch angeordnete Wälzkörper umschließt. Beispielsweise können beide Kupplungsteile vollständig oder weitgehend rotationssymmetrisch gestaltet sein.
  • Besonders vorteilhaft ist jedoch eine Weiterbildung der zuletzt beschriebenen Ausführungsform, bei der das zweite Kupplungsteil eine Platte aufweist, die den Innenraum des Gehäuses in zwei Hälften unterteilt, und beiderseits dieses zweiten Kupplungsteils je ein rollenförmiger Wälzkörper angeordnet ist. Diese weitergebildete Ausbildungsform der Gestängekupplung ist einfach herstellbar und zur Übertragung von Drehmomenten besonders geeignet.
  • Bei der zuletzt beschriebenen Weiterbildung sind zweckmäßierweise am Gehäuse und an der Platte je zwei Elastomerkörper befestigt, insbesondere anvulkanisiert. Dabei können die beiden rollenförmigen Wälzkörper an ihren beiden Enden je einen Flansch aufweisen, der zusammen mit dem Gehäuse und der Platte Relativdrehungen der beiden Kupplungsteile um die Gestängeachse begrenzt. Diese Begrenzung kann soweit gehen, daß Relativdrehungen der beiden Kupplungsteile in bezug einander so gut wie ausgeschlossen sind; zweckmäßigerweise besteht jedoch zwischen jedem Flansch und dem Gehäuse einerseits sowie der Platte andererseits zumindest ein kleines Spiel, damit diese relativ starren Bauteile einander zumindest im unbelasteten Zustand der Gestängekupplung nicht unmittelbar berührten und somit nicht imstlnde sind, SchwinuncJn zu iil)X-{-ra.lfnl.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen im einzelnen beschrieben. Es zeigt: Fig.1 eine schematische Seitenansicht des vorderen Teils eines Kraftfahrzeugs mit Frontantrieb und einer erfindungsgemäßen Gestängekupplung, Fig.2 eine vergrößerte Seitenansicht der zur Hälfte längs der Linie II-II in Fig.4 aufgeschnittenen Gestängekupplung, Fig.3 den Querschnitt III-III in Fig.2 und Fig.4 den Längsschnitt IV-IV in Fig.2.
  • Das inFig.1 teilweise dargestellte Kraftfahrzeug hat einen Frontantrieb mit querliegendem Motor 10 samt angebautem Schaltgetriebe 12, das durch ein Schaltgestänge 14 mit einem Schaltknüppel 16 verbunden ist. Das Schaltgestänge 14 enthält eine Gestängekupplung 18, die in Fig.2 bis 4 im einzelnen dargestellt ist.
  • Zur Gestängekupplung 18 yehört ein erstes Kupplungsteil 20 mit einem Gehäuse 22, das an einem ersten Gestängeglied 24 des Schaltgestänges 14 befestigt, beispielsweise angeschweißt ist. Die Längsachse des Gestängegliedes 24 wird im folgenden als Gestängeachse A bezeichnet. Im Gehäuse 22 sind zwei im wesentlichen plattenförmige Elastomerkörper 26 befestigt, die zueinander und zur Gestängeachse A parallel angeordnet sind und an ihren einander zugewandten Seiten je eine Wälzfläche 28 aufweisen. Die Wälzflächen 28 sind gemäß Fig.2,in einem die Gestängeachse A enthaltenden Längsschnitt betrachtet, konkav gestaltet.
  • Zur Gestängekupplung 18 gehört ferner ein zweites Kupplungsteil 30 mit einer Platte 32, die an einem zweiten Gestängeglied 34 befestigt oder mit ihm einstückig ausgebildet ist. In der abgebildeten neutralen Stellung der Gestängekupplung 18 fällt die Längsachse des zweiten Gestängegliedes 34 mit der Gestängeachse A zusammen und die Platte 32 liegt parallel zu den Elastomerkörpern 26 in der Mitte zwischen diesen. An den beiden Flächen der Platte 32, die je einem Elastomerkörper 26 zugewandt sind, ist je ein Elastomerkörper 36 befestigt, beispielsweise anvulkanisiert.
  • Die beiden Elastomerkörper 36 haben je eine Wälzfläche 38, die je einer der Wälzflächen 28 zugewandt und wie diese gemäß Fig.2 in einem die Gestängeachse A enthaltenen Schnitt betrachtet konkav gestaltet sind.
  • Zwischen den beiden Paaren einander zugewandter Wälzflächen 28 und 38 ist je ein Wälzkörper 40 angeordnet, der in seinem Hauptteil kreiszylindrisch gestaltet ist und an seinen beiden Enden je einen kreisrunden Flansch 42 aufweist. Mindestens ein Flansch 42 jedes Wälzkörpers 40 ist aus Montagegründen zweckmäßigerweise nachträglich angefügt und beispielsweise durch eine Schnappverbindung oder durch Kleben mit dem Hauptteil des betreffenden Wälzkörpers 40 fest verbunden. Die Achse jedes Wälzkörpers 40, die im folgenden als Wälzachse W bezeichnet wird, erstreckt sich in der abgebildeten neutralen Stellung der Gstängekupplung 18 im rechten Winkel und im Abstand zur Gestängeachse A; mit anderen Worten kreuzt jede Wälzachse W die Gestängeachse A, und die beiden Wälzachsen W sind parallel und in bezug auf die Gestängeachse A symmetrisch angeordnet.
  • Das Gehäuse 22 ist im dargestellten Beispiel aus einem ebenen Blechstreifen hergestellt, der zu einem Quadrat gebogen ist und dessen beide Enden miteinander verschweißt und/oder durch ihre Befestigung am ersten Gestängeglied 24 zusammengehalten sind.
  • Somit weist das Gehäuse 22 zwei offene Seiten auf sowie zwei zueinander und zur Gestängeachse A parallele Seitenwände 44 und zwei zueinander parallele, zur Gestängeachse A jedoch normale Stirnwände 46. Die beiden Stirnwände 46 weisen an ihrer Innenseite je eine Elastomerbeschichtung 48 auf, die dünner als die Elastomerkörper 26 bemessen und mit diesen einstückig ausgebildet und in das Gehäuse 22 einvulkanisiert ist. In der einen, in Fig.2 und 4 oberen Stirnwand 46 und (ler zt zllychurigcn Elastomerbeschichtung 48 ist eine kreisrunde Aussparung 50 ausgebildet, durch die sich das zweite Gestängeglied 34 mit erheblichem radialen Spiel hindurcherstreckt.
  • Die beiden Kupplungsteile 20 und 30 lassen sich in bezug zueinander längs der Gestängeachse A verschieben und um eine gedachte Zentralachse Z beugen, die sich in jeder denkbaren Stellung der Gestängekupplung 18 zumindest annähernd in der Mitte zwischen den beiden Wälzachsen W und parallel zu diesen erstreckt. Jeder der somit möglichen Auslenkungen der beiden Kupplungsteile 20 und 30 aus der gezeichneten neutralen Stellung setzen die Elastomerkörper 26 und 36 eine elastische Rückstellkraft entgegen, die umso größer wird, je stärker die Wälzkörper 40, indem sie sich auf den Wälzflächen 28 und 38 abwälzen, die Elastomerkörper 26 und 36 zusammendrücken. Die Elastomerkörper 26 und 36 werden dabei im wesentlichen auf Druck in radialer Richtung der Wälzkörper 40 beansprucht und ihr auf diese Weise verdrängtes Volumen weicht vornehmlich näch den offenen Seiten des Gehäuses 22 aus. Scherbeanspruchungen der Elastomerkörper 26 und 36 treten nur in verhältnismäßig geringem, für deren Lebensdauer jedenfalls unschädlichem Ausmaß auf.
  • Die erwähnten geradlinigen Relativbewegungen der Kupplungsteile 20 und 30 längs der Gestängeachse A werden dadurch begrenzt, daß die Platte 32 samt den daran befestigten Elastomerkörpern 36 schließlich gegen die Elastomerbeschichtung 48 an der einen oder anderen Stirnwand 46 stößt. Es ist jedoch von wesentlicher Bedeutung, daß bis dahin die durch Verformung der Elastomerkörper 26 und 36 entstandenen elastischen Rückstellkräfte schon eine spürbare Größe angenommen haben. Die dargestellte Gestängekupplung 18 hat sowohl bei axialen Auslenkungen aus ihrer neutralen Stellung wie bei Beugungen eine zunächst flach und dann progressiv ansteigende Kraft-Weg-Kennlinie.
  • Neben den erwähnten axialen Bewegungen der beiden Kupplungsteile 20 und 30 in bezug zueinander und neben deren Beugungen um die Zentralachse Z sind, wenn auch in geringerem Maß Beugungen um eine die beiden Wälzachsen W schneidende Querachse Q möglich. Bei solchen Beugungen stellen sich die Wälzkörper 40 in bezug aiif die Elastomerkörper 26 und 36 schräg, wobei diese sowohl durch den Hauptteil wie durch die beiden Flansche 42 jedes Wälzkörpers 40 verformt werden und entsprechende elastische Rückstellkräfte ausüben.
  • Die Flansche 42 der Wälzkörper 40 können fortgelassen werden; in diesem Fall ermöglicht die Gestängekupplung 18 auch begrenzte Relativdrehungen der Gestängeglieder 24 und 34 um die Gestängeachse A, wobei die Elastomerkörper 26 und 36 sich ebenfalls verformen und mit zunehmendem Verdrehwinkel zunehmende Rückstellmomente erzeugen. Wenn jedoch die Flansche 42 vorhanden sind und, wie dargestellt, einen Durchmesser haben, der fast so groß ist wie der Abstand zwischen der Platte 32 und jeder der Seitenwände 44, dann ist die Gestängekupplung 18 torsionsstarr, da die Flansche 42 sich jeder Verdl~ellune3 der Gestängeglieder 24 und 34 in bezug zueinander widersetzen.

Claims (6)

  1. Patentansprüche (I.jElastische Gestängekupplung, insbesondere für Schaltgestänge an Kraftfahrzeugen, mit zwei Kupplungsteilen (20,30), zwischen denen ein Elastomer Verschiebungen längs einer Gestängeachse (A) sowie Beugungen ermöglicht, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die beiden Kupplungsteile (20,30) Wälzflächen (28,38) aufweisen, von denen wenigstens eine, in einem die Gestängeachse (A) enthaltenden Schnitt (Fig.2) betrachtet, konkav gestaltet ist, daß an diesen Wälzflächen (28,38) wenigstens ein Wälzkörper (40) um eine sich quer zur Gestängeachse (A) erstreckende Wälzachse (W) abwälzbar ist, und daß die Wäii'fjäche (28,38) wenigstens eines der Kupplungsteile (20,30) oder Wälzkörper (40) von einem Elastomer gebildet ist.
  2. 2. Gestängekupplung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die den Kupplungsteilen (20,30) zugeordneten Wälzflächen (28,38) an je einem Elastomerkörper (26,36) ausgebildet und konkav gestaltet sind, und der bzw.
    jeder Wälzkörper (40) im Vergleich zu den Elastomerkörpern (26,36) starr ist.
  3. 3. Gestängekupplung nach Anspruch 1 oder 2, adurch y e -k e n n z e i c h n e t , daß das eine Kupplurlc!stcj (20) ein Gehäuse (22) aufweist, welches das zweite Kuppluncjsteil (30) sowie zwei oder mehrere in bezug auf dieses symmetrisch angeordnete Wälzkörper (40) umschließt.
  4. 4. Gestängekupplung nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das zweite Kupplungsteil (30) eine Platte (32) aufweist, die den Innenraum des Gehäuses (22) in zwei Hälften unterteilt, und daß beiderseits dieses zweiten Kupplungsteils (30) je ein rollenförmiger Wälzkörper (40) angeordnet ist.
  5. 5. Gestängekupplung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß am Gehäuse (22) und an der Platte (32) je zwei Elastomerkörper (26,36) befestigt, insbesondere anvulkanisiert sind.
  6. 6. Gestängekupplung nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die beiden rollenförmigen Wälzkörper (40) an ihren beiden Enden je einen Flansch (42) aufweisen, der zusammen mit dem Gehäuse (22) und der Platte (32) Relativdrehungen der beiden Kupplungsteile (20,30) um die Gestänveachse (A) begrenzt.
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