DE3808025A1 - Schalthebel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schalthebel und insbesondere eine schwingungsdämpfende Verbindung oder Kupplung für die Abschnitte eines Schalthebels.

Es sind Schalthebel bekannt, die zweiteilig ausgebildet sind, um eine schwingungsdämpfende Kupplung vorzusehen, um Getriebe­ geräusche und Hebel-Rattern zu reduzieren, die durch die von dem Motor über das Getriebe übertragenen Torsionskräften verur­ sacht werden. Die meisten solcher schwingungsdämpfenden Kupplungen verwenden ein Elastomer, das in manchen Fällen hinsichtlich der Trennung der Schwingungen akzeptabel ist. Bei dem typischen zwei­ teiligen Schalthebel wird ein erster massiver zylindrischer Ab­ schnitt teilweise von einem hohlen Abschnitt überlagert. Die Kupplungen zwischenden beiden Abschnitten sind allgemein elastomere Büchsen, die so aufgebaut und von solcher Zusammensetzung sein müssen, daß sie einem hochfrequenten Wechsel von radialen Be­ lastungen während der Lebenszeit des Schalthebels widerstehen können. Diese elastomeren Kupplungen bekommen jedoch Haarrisse und werden brüchig, wodurch sie ihre Dämpfungseigenschaften ver­ lieren. Dies geschieht hauptsächlich, weil die Schaltkräfte nur durch die Büchsen abgefangen oder abgestüzt werden, und keine andere festere oder stabilere Abstützung zur Aufnahme der radialen Belastungen vorhanden ist, die zwischen den Schalthebelabschnitten auftreten.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Schalthebel zu schaffen, der diese Nachteile reduziert oder vermeidet.

Hierzu ist ein Schalthebel vorgesehen, der ein radiales lastauf­ nehmendes Kontaktsystem aufweist, welches die radiale Belastung begrenzt, die sonst auf die elastomeren schwingungsabsorbierenden Elemente in der Kupplung zwischen den Hebelabschnitten wirkt. Ein zweiteiliger Schalthebel umfaßt vorzugsweise einen zylindrischen unteren Abschnitt und einen hohlzylindrischen oberen Abschnitt, welcher teilweise ein erstes Ende des unteren Hebelabschnittes umfaßt. Mit jedem eines Paares von elastomeren schwingungsabsorbierenden Elementen ist ein lastaufnehmendes Element verbunden aus einem stabilen nicht-elastomeren Material, beispielsweise aus Thermoplastik. Diese lastaufnehmenden Elemente haben einen Durchmesser kleiner als die Außendurchmesser der schwingungsdämpfenden Elemente und sie erlauben es, daß die Torsionskräfte von den schwingungsdämpfenden Elementen aufgenommen werden. Die radialen Schaltbelastungen werden somit durch die last­ aufnehmenden Elemente bei einer radialen Abbiegung der elastomeren Elemente übertragen, mindestens bei sogenannten harten Schaltungen des Hebels. Die schwingungsabsorbierenden elastomeren Elemente sind vorzugsweise mit beiden Abschnitten des Schalthebels verbunden, während die thermoplastischen lastaufnehmenden Elemente nur an einem der Hebel­ abschnitte befestigt sind. Diese Ausführung gewährleistet eine gute Schwingungsabsorption und Dämpfung, sie schafft auch die erforderliche Abstützung für eine höhere Lebensdauer der elastomeren Dämpfungselemente.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, in der Fig. 1 im Schnitt einen zweiteiligen Schalthebel zeigt mit einer ersten bevorzugten Ausführungsform der schwingungsdämpfenden Kupplungs­ elemente.

Fig. 2 zeigt im Schnitt einen unteren Hebelabschnitt mit einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der schwingungsdämpfenden Kupplungs­ elemente.

Fig. 1 zeigt einen Schalthebel 10 einer Längsachse a-a, mit einem unteren Hebelabschnitt 12, der aus einem massiven langgestreckten Metallelement besteht und der mit einem oberen Hebelabschnitt 14 gekoppelt ist, der aus einer hohlen langgestreckten Hülse besteht, die ebenfalls aus Metall be­ steht. Das obere Ende des Hebelabschnittes 14 trägt normalerweise einen Schaltknopf, der hier jedoch nicht dargestellt ist. Ein unterer Endabschnitt 18 des oberen Hebelabschnittes 14 enthält ein Kupplungssystem mit einem Paar elastomerer schwingungsabsorbierender Elemente 20 und 22. Diese Elemente sind ringförmig und sie sind mit dem unteren und dem oberen Hebelabschnitt 12 und 14 verbunden und damit in ständigem Eingriff mit diesem zum Zwecke der Schwingungsdämpfung zwischen den beiden Hebeln.

Die dargestellte bevorzugte Ausführungsform der Erfindung umfaßt ferner ein Paar thermoplastischer lastaufnehmender Elemente 24, 26, von denen jedes in axialem Eingriff mit einem der elastomeren Elemente 20 und 22 steht. Insofern arbeitet jeweils ein thermoplastisches Element und ein elastomeres Element zusammen, um ein radiales lastaufnehmendes System zu schaffen, das eine elastische Schwingungsabsorption zu allen Zeiten bewirkt, wobei gleichzeitig ein stabiler Stützmechanismus zwischen dem oberen und dem unteren Hebelabschnitt, auch bei kraftvollem Schalten des Schalthebels 10 gewährleistet ist. Aus diesem letztgenannten Grund stehen die thermoplastischen lastaufnehmenden Elemente 24 und 26 in Eingriff mit dem oberen Hebel 14, um diesen abzustützen durch Herbei­ führung eines Kontaktes mit ersten und zweiten lastaufnehmenden Kontakt­ abschnitten 28 und 30 an den Innenwänden des hohlen oberen Hebelab­ schnittes 14.

Man sieht somit, daß die elastomeren Elemente 20 und 22 nur seitlich (oder radial) in dem Maße des wirklichen Kontaktes der Kontaktabschnitte 28 und 30 mit den Elementen 24 und 26 abgebogen werden können. Die Be­ grenzung einer seitlichen Bewegung des oberen Hebels 14 bezüglich des unteren Hebels 12 steigert somit wirksam die Lebensdauer der elastomeren Elemente 20 und 22. Die Außendurchmesser 50 und 52 der thermoplastischen Elemente 24 und 26 sind so bemessen, daß sie eine ausreichende Schwingungs­ dämpfung durch die elastomeren Elemente 20 und 22 erlauben ohne ein Rattern zwischen dem oberen Hebel 14 und den thermoplastischen Elementen 24 und 26 zuzulassen. Vorzugsweise sind die thermoplastischen Elemente 24 und 22 so gestaltet und geformt, daß sie mit dem Hebel 14 nur bei harten oder schwierigen Schaltungen in Kontakt treten.

Die Erfindung ermöglicht auch eine mehr positive oder zwangsweise axiale Kupplung zwischen den verschiedenen Teilen des Schalthebels 10. Man er­ kennt, daß der untere Hebel 12 aus mehreren Abschnitten 32, 33 und 34 mit reduziertem Durchmesser relativ zu dem Gesamtaußendurchmesser des unteren Endes 36 des Schalthebels besteht. Eine erste Schulter 38 wird gebildet durch die Grenzflächen zwischen den Abschnitten 32 und 36, eine zweite Schulter 40 wird gebildet durch die Grenzflächen zwischen den Abschnitten 33 und 34. Eine dritte Schulter 39 wird gebildet durch die Grenzfläche zwischen den Abschnitten 32 und 33 und beruht auf einem nachfolgend erläuterten speziellen Merkmal.

Diese Anordnung schafft ein System mit einem axialen Anschlag oder eine Vorspannung gegen eine Bewegung der elastomeren thermoplastischen Elemente nach unten in Richtung auf das Kupplungsende 8 des unteren Hebels 12 zu. Das letztere war ein möglicher Fehler bei bisherigen Verbundhebeln, d.h. mehrteiligen Schalthebeln.

Vorzugsweise ist jedes der Elemente 20, 22, 24 und 26 ringförmig ausge­ bildet und jedes ist fest am unteren Hebel 12 über seinen Innendurch­ messer befestigt. Die Innendurchmesser oder Flächen 46 und 48 der beiden elastomeren Elemente 20 und 22 sind daher mit den Abschnitten 33 und 34 des unteren Hebels 12 verbunden, während die Innendurchmesser bzw. Innenflächen 54 und 56 der beiden thermoplastischen Elemente 24 und 26 mit Preßsitz auf den Wellenabschnitten 32 und 34 sitzen. Die Außendurch­ messer 50 und 52 sind zweckmäßigerweise so bemessen und gelegt, daß die Kontaktabschnitte 28 und 30 im wesentlichen gleichzeitig erfaßt und ab­ gestützt werden.

Der Schalthebel 10 ist aus nur sechs Teilen hergestellt. Die beiden Hebelabschnitte 12 und 14 werden vorzugsweise beide aus Metall herge­ stellt. Die Herstellungsmethode ist sehr einfach und leicht auszuführen. Dann wird zunächst ein Klebstoff auf die Abschnitte 33 und 34 des unteren Hebels 12 aufgebracht. Das erste thermoplastische lastaufnehmende Element 24 wird dann über das obere Ende des Hebels 12 in seine Endposition gegen die erste Schulter 38 geschoben, wie dargestellt. Danach wird das erste elastomere schwingungsabsorbierende Element 20 über den Hebel 12 in die dargestellte Position geschoben, in der es an dem ersten thermo­ plastischen Element 24 anliegt. Danach wird das zweite elastomere Element 22 eingebaut und gegen die zweite Schulter 40 geschoben, wie dargestellt. Das zweite thermoplastische Element 26 wird dann eingesetzt und gegen das zweite elastomere Element 22 angelegt. Durch die dritte Schulter 39 wird erreicht, daß das Element 24 leicht über den Hebel 12 geschoben werden kann und trotzdem mit engem Preßsitz auf dem Abschnitt 32 sitzt. Hierdurch wird der Zusammenbau vereinfacht insofern als der Preßssitz für das Element 24 nur im Bereich seiner endgültigen Position erforder­ lich ist.

Es wird dann auf die Außendurchmesser 42 und 44 der beiden elastomeren Elemente 20 und 22 Klebstoff aufgebracht und der obere Hebelabschnitt 14 schließlich über den unteren Hebel in eine Position gebracht, in der ein schmaler Spalt zwischen dem unteren Ende 58 des oberen Hebels 14 und einem Flansch 16 am ersten thermoplastischen Element 24 vorhanden ist.

Zweckmäßigerweise entsprechen die Außendurchmesser 42 und 44 der elastomeren Elemente 20 und 22 annähernd dem Innendurchmesser des unteren Endabschnittes 18, der in Kontakt mit diesen Elementen tritt. Die Außendurchmesser 50 und 52 der beiden thermoplastischen Elemente 24 und 26 sind jedoch kleiner als die Innendurchmesser der Kontaktabschnitte 28 und 30. Dies ist zweckmäßig, um einen radialen Zwischenraum zu schaffen, wodurch die Betriebsweise verbessert wird. Das thermo­ plastische Element 24 bildet ferner eine Halterung für eine Schutz­ kappe und es besitzt zu diesem Zweck eine ringförmige Nut 42, zur Aufnahme einer Abdeckung oder einer Schutzkappe 70 für den unteren Hebelabschnitt.

Das Kupplungsende 8 des unteren Hebels 12 besteht aus einer massiven Stange mit rechteckigem oder quadratischem Querschnitt. Diese Stange ist in ihrem oberen Bereich abgedreht, um die verschiedenen Abschnitte mit unterschiedlichem Durchmesser 32, 33 und 34 zu schaffen. Das recht­ eckige Kupplungsende 8 wird dann gefräst, gebohrt und auf Länge ge­ schnitten. Ein geeigneter Klebstoff zum Verbinden des oberen Hebels 14 mit den elastomeren Elementen 20 und 22 ist "Black Max"® von der Loctite Corporation. Dieser Klebstoff ist thermisch dauerhaft und widerstandsfähig gegen Fluide.

Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der schwingungsdämpfenden Kupplung. Die oberen elastomeren Elemente 20′, 22′ nehmen normalerweise die üblichen Schaltkräfte auf, die zwischen dem oberen und unteren Hebelabschnitt auf­ treten. Dies wird hier berücksichtigt durch Vergrößern des oberen elastomeren Elementes 22′. Das kleinere untere elastomere Element 20′ nach Fig. 2 hat ferner einen ringförmigen Abschnitt, der über das untere thermoplastische Element 24′ übergreift, um einen körperlichen Kontakt zwischen dem unteren Hebelabschnitt (nicht gezeigt) und dem Element 24′ zu vermeiden. Durch dieses bevorzugte Merkmal werden Geräusche und Schwingungsübertragungen während der effektiven Schaltvorgänge auf ein Minimum herabgedrückt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist ferner vorzugsweise ein gerändelter Abschnitt 72 an dem Abschnitt 34′ mit reduziertem Durchmesser vorgesehen, wodurch die Reibung zwischen diesem Abschnitt und dem thermoplastischen Element 26′ vergrößert wird.

Die Erfindung schafft somit einen Verbund-Schalthebel 10, der keine mechanischen Arretierungen hat und nur auf positiver mechanischer Abstützung aufgebaut ist. Da die Verbindungen nur mittels Klebstoffen erfolgen, sind keine anderen Befestigungsmittel erforderlich. Der er­ findungsgemäße Schalthebel ist fest, er hat eine lange Lebensdauer und sehr gute Dämpfungseigenschaften.

Claims (10)

1. Schalthebel, bestehend aus einem ersten und einem zweiten Hebel­ abschnitt, wobei der zweite, hohl ausgebildete Abschnitt teil­ weise ein Ende des ersten Abschnittes übergreift und radial mittels auf dem ersten Abschnitt sitzenden Kupplungselementen abgestützt ist, welche elastomere schwingungsabsorbierende Mittel bilden, die mit den beiden Hebelabschnitten verbunden und radial zwischen diesen angeordnet sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß diese Kupplungsmittel ferner ein Paar im Abstand angeordnete feste, nicht-elastomere lastaufnehmende Elemente aufweisen, die radial zwischen den beiden Hebelabschnitten ange­ ordnet sind, und daß durch jedes lastaufnehmende Element eine radiale Abbiegung der schwingungsabsorbierenden Elemente begrenzt wird bei Einwirkung einer radial gerichteten äußeren Kraft auf den zweiten Hebelabschnitt.

2. Schalthebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schwingungsabsorbierenden Mittel aus einem Paar im Abstand liegender Elemente bestehen, daß ferner der hohle zweite Hebelabschnitt Kontaktabschnitte für die lastaufnehmenden Elemente an seiner Innenfläche besitzt, daß ferner jedes dieser lastaufnehmenden Elemente einen kleineren Durchmesser hat als derjenige eines zugeordneten schwingungsabsorbierenden Elementes, wodurch bei einer gegebenen radialen Abbiegung der schwingungsabsorbierenden Elemente einer der Kontaktabschnitte in Eingriff mit einem der lastaufnehmenden Elemente tritt.

3. Schalthebel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lastaufnehmenden Elemente und die schwingungsdämpfenden Elemente ringförmig ausgebildet sind und daß jedes lastaufnehmende Element mit seiner Innenfläche mit Preßsitz auf dem ersten Hebel­ abschnitt sitzt, während seine Außenfläche einen Abstand von dem zweiten Hebelabschnitt hat.

4. Schalthebel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jedes schwingungsdämpfende Element mit seiner Innenfläch in Kontakt mit dem ersten Hebelabschnitt steht und mit diesem verbunden ist und seine Außenfläche steht in Kontakt mit dem zweiten Hebelabschnitt und ist mit diesem verbunden.

5. Schalthebel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser jedes der lastaufnehmenden Elemente kleiner ist als der Durchmesser des zugeordneten Kontaktabschnittes des hohlen Hebelabschnittes.

6. Schalthebel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden lastaufnehmenden Elemente so bemessen und positioniert sind, daß sie den zweiten Hebelab­ schnitt im wesentlichen gleichzeitig erfassen und abstützen.

7. Schalthebel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Hebelabschnitt einen im wesent­ lichen zylindrischen Körper hat mit einer Mehrzahl von Abschnitten reduzierten Durchmessers über seine Länge, daß jeder Abschnitt zwischen einem im Abstand liegenden Paar integraler ringförmiger Schultern liegt, daß eines dieser lastaufnehmenden Elemente eine Haltenut für eine Abdeckhaube hat und ein Ende dieses Elementes in direktem Eingriff mit einer ersten Schulter dieses ersten Hebelabschnittes ist, daß ferner eines der schwingungs­ dämpfenden Elemente in direktem Eingriff mit dem gegenüber­ liegenden Ende dieses einen lastaufnehmenden Elementes ist, daß das andere schwingungsdämpfende Element mit einem Ende in direktem Eingriff mit einer zweiten Schulter dieses ersten Hebelabschnittes ist, und daß das andere lastaufnehmende Element an das gegenüberliegende Ende des zweiten schwingungsdämpfenden Elementes angrenzt.

8. Schalthebel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem ersten Hebelabschnitt die Durchmesser seiner einzelnen Abschnitte progressiv reduziert werden, in der Richtung in welcher sich der erste Hebel in das untere Ende des zweiten Hebels hineinerstreckt.

9. Schalthebel nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hebelabschnitte aus Metall bestehen und die lastauf­ nehmenden Elemente aus einem thermoplastischen Material bestehen.

10. Schalthebel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die elastomeren Elemente mit dem metallischen Hebelabschnitt mittels eines thermisch festen und gegen Fluide widerstandsfähigen Kleb­ stoffes verbunden sind.