DE4100574A1 - Gelenk zwischen einem getriebe und dessen gang-schaltmechanismus mit fernbetaetigung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf einen Getriebe-Gang-Schaltmechanismus mit Fernbetä­ tigung, wie z. B. Gang-Schaltmechanismus für eine soge­ nannte "Transaxle"-Struktur eines Frontmotor-Frontan­ trieb-Fahrzeugs und insbesondere auf ein Gelenk zwi­ schen einem Getriebe und dessen Gang-Schaltmechanismus mit Fernbetätigung.

Eine Ausführung eines herkömmlichen Getriebe-Gang- Schaltmechanismus der oben beschriebenen Art ist in der vorläufigen japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 61-1 38 720 beschrieben und ferner in den Fig. 4 und 5 gezeigt. Wie diesen Figuren entnehmbar ist, ist eine Stützstange 10 mit ihrem einen Ende an ein Ge­ triebe 12 gekoppelt und mit ihrem anderen Ende an eine Schalthebelstütze 14, die ihrerseits an einer Kraftfahr­ zeugkarosserie 16 gelagert ist. Ein Schalthebel 18 ist schwenkbar an der Stütze 14 gelagert und über eine Schaltstange 20 mit einer Schubstange oder dergleichen Getriebebetätigungsglied 22 verbunden. Zwischen der Schaltstange 20 und dem Getriebebetätigungsglied 22 ist ein Gelenk 24 vorgesehen, um die Übertragung von Schwingungen vom Getriebe 12 auf den Schalthebel 18 zu unterbinden oder zu unterdrücken. Das im einzelnen in Fig. 5 dargestellte Gelenk 24 besteht aus einem Ver­ bindungsteil 26 mit einem Paar von kanalartigen Ab­ schnitten 26a, 26b, an die mittels Gelenkzapfen 28, In­ nenhülsen 30 und elastischen bzw. nachgiebigen Gummi­ buchsen 32, 34 ein hohler zylindrischer Endabschnitt 20a der Schaltstange 20 bzw. ein hohler elliptischer Endabschnitt 22a des Getriebebetätigungsgliedes 22 an­ geschlossen sind. Die Gummibuchsen 32, 34 sind mit bo­ genförmigen Öffnungen 32a, 34a ausgebildet derart, daß sich bei einer Verformung in Richtung der Achsen der Schaltstange 20 und des Getriebebetätigungsgliedes 22 eine kleinere Federkonstante und im Falle einer Verformung in einer Richtung senkrecht zu der axialen Er­ streckungsrichtung der Schaltstange 20 und des Getrie­ bebetätigungsgliedes 22 eine größere Federkonstante einstellt.

Ein Nachteil dieses bekannten Getriebe-Gang-Schaltme­ chanismus besteht darin, daß dieser Mechanismus dazu neigt, den Verschiebeweg des Schalthebels 18 mit Weg­ verlusten zu übertragen, worunter das Bedienungsgefühl bei der Schalthebel-Betätigung tendenziell leidet; im schlimmsten Fall folgt daraus ein unvollständiger Schalt-Verschiebeweg, da die Endabschnitte 20a, 22a der Schaltstange 20 und des Getriebebetätigungsgliedes 22 jeweils bezüglich der kanalartigen Endabschnitte 26a, 26b des Verbindungs- bzw. Koppelteils 26 in axialer Richtung der Gelenkzapfen 28, d. h. in gewissen Richtun­ gen senkrecht zu den Axialerstreckungrichtungen der Schaltstange 20 und des Getriebebetätigungsgliedes 22 bewegbar sind, wodurch Verformungen der Buchsen 32, 34 hervorgerufen werden, so daß das Gelenk 24 keine aus­ reichende strukturelle Steifigkeit bereitstellen kann.

Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß die Buch­ sen 32, 34 nur schwer positionierbar sind, wodurch die Gefahr gegeben ist, daß sie bei der Montage fehlerhaft angeordnet werden; diese Schwierigkeiten treten insbe­ sondere im Bereich der Abschnitte auf, die zwischen den kanalartigen Abschnitten 26a, 26b des Koppelteile 26 und den Endabschnitten 20a, 22a der Schaltstange 20 und des Getriebebetätigungsgliedes 22 angeordnet werden müssen, was zu einer verringerten Montageeffektivität und zu geringerer Lebensdauer führt.

Schließlich besteht ein Nachteil noch darin, daß das Gelenk 24 keine ausreichende Schwingungsisolation be­ reitstellen kann, weil die Buchsen 32, 34 zur Verwen­ dung in einer derartigen Anordnung nicht mit einer ausreichend geringen Härte oder Federkonstante bzw. -nachgiebigkeit ausgebildet werden können, um eine aus­ reichende Standzeit bereitzustellen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Gelenk zwischen einem Getriebe und dessen Gang-Schalt­ mechanismus derart aufzubauen, daß die oben angespro­ chenen, dem Stand der Technik anhaftenden Probleme ge­ löst werden.

Im einzelnen ist eine Aufgabe der Erfindung darin zu sehen, ein neuartiges und verbessertes Gelenk zwischen einem Getriebe und dessen Gang-Schaltmechanismus zu schaffen, mit dem ein sicherer und zuverlässiger Gang- Schaltvorgang erzielt und gleichzeitig die Übertragung von Schwingungen vom Getriebe auf den Getriebe-Gang- Schaltmechanismus wirksam unterbunden bzw. verringert werden kann.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein neuartiges und verbessertes Gelenk der vor­ stehend beschriebenen Art zu schaffen, mit dem ein aus­ gezeichnetes Schaltgefühl bei Betätigung des Schalthe­ bels erreichbar ist.

Schließlich ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung darin zu Sehen, ein neuartiges und verbessertes Gelenk der vorstehend beschriebenen Art zu schaffen, mit dem die im Gelenk verwendeten nachgiebigen bzw. elastisch verformbaren Teile trotz geringerer Federkonstanten an­ gehoben werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Gelenk zwischen einem Getriebe und dessen Gang-Schaltmechanis­ mus gelöst, das folgende Merkmale aufweist:
Ein Paar steifer Gelenkteile, die einstückig einer­ seits mit einem Getriebebetätigungsglied des Getriebes und andererseits mit einer Schaltstange des Getriebe- Gang-Schaltmechanismus verbunden sind;
elastisch verformbare Mittel zwischen den Gelenk­ teilen für die elastische bzw. nachgiebige Verformung in einer vorbestimmten Richtung, wodurch eine Axialbe­ wegung des Getriebebetätigungsgliedes und der Schalt­ stange relativ zueinander ermöglicht wird; und
Anschlagmittel, um die Verformung der elastisch verformbaren Mittel in der vorbestimmten Richtung fest zu unterbinden, wenn die Verformung ein vorbestimmtes Ausmaß überschreitet, wodurch die axiale Relativbewe­ gung zwischen dem Getriebebetätigungsglied und der Schaltstange hart gestoppt wird.

In den Figuren wird die Erfindung anhand eines Ausfüh­ rungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Teilschnitt des Ge­ triebe-Gang-Schaltmechanismus mit einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ge­ lenks;

Fig. 2 eine vergrößerte, teilweise im Schnitt gezeigte Ansicht des Gelenks gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der einstüc­ kigen Außenhülseneinheit bzw. eines Kop­ pelteils, wie es beim Gelenk gemäß Fig. 1 Verwendung findet;

Fig. 4 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht eines Getriebe-Gang-Schaltmechanismus mit einem herkömmlichen Gelenk; und

Fig. 5 den Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 4.

In den Fig. 1 bis 3 ist ein Getriebe-Gang-Schaltme­ chanismus mit Fernbetätigung allgemein mit 100 bezeich­ net. Der Schaltmechanismus weist eine Stützstange 102 auf, die an einem Ende an eine "Transaxle"-Struktur oder ein Getriebe 104 angeschlossen und mit ihrem ande­ ren Ende mit einer Schalthebelstütze 106 gekoppelt ist.

Die Schalthebelstütze 106 ist mittels eines Isolatorteils oder eines elastisch verformbaren Teils oder Körpers 110 an einer Kraftfahrzeugkarosserie 108 befestigt. Im einzelnen weist das Getriebe 104 eine Stütze bzw. einen Lagerabschnitt 104a auf, an dem die Stützstange 102 mittels eines Isolatorteils oder eines elastisch verformbaren Körpers 112 angebracht ist.

Ein Schalthebel 114 weist oberhalb eines unteren Endab­ schnitts 114b einen Schwenklagerabschnitt 114a auf, über den er mittels eines Lagers 116 schwenkbar an der Schalthebelstütze 106 aufgehängt ist. Der Schalthebel 114 ist betriebsmäßig mit seinem unteren Endabschnitt 114b mit dem Getriebe 104 gekoppelt, nämlich über eine Schaltstange 120 mit einer Schubstange oder dergleichen Getriebebetätigungsglied 118. Ferner ist die Schalt­ stange 120 an ihren einem Ende mit dem unteren Ende 114b des Schalthebels 114 schwenkbar bzw. gelenkig ver­ bunden. Zur Verbindung des anderen Endes der Schalt­ stange 120 mit dem Getriebebetätigungsglied 118 ist ein Gelenk 122 vorgesehen.

Wie aus der im größeren Maßstab gezeigten Ansicht gemäß Fig. 2 hervorgeht, trägt das Getriebebetätigungsglied 118 einen einstückig angeformten gabelförmigen Endab­ schnitt oder kanalartigen Endabschnitt 118a. In ähnli­ cher Weise weist die Schaltstange 120 einen einstückig angeformten gabelförmigen Endabschnitt oder kanalarti­ gen Endabschnitt 120a auf. Die kanalartigen Endab­ schnitte 118a und 120a sind so ausgebildet, daß sie parallele Seitenwände bilden, die in aufeinander senk­ recht stehenden Richtungen einander gegenüberliegen. Die kanalartigen Endabschnitte 118a, 120a bilden einen Teil des Gelenks 122. Das Gelenk 122 weist darüber hin­ aus ein Paar von Gelenkzapfen 124, die sich jeweils zwischen den parallelen Seitenwänden der zugehörigen kanalartigen Endabschnitte 118a, 120a erstrecken und dementsprechend aufeinander senkrecht stehen, ein Paar von starren Innenhülsen 126, die mit Passung auf den Gelenkzapfen 124 sitzen, eine einstückige Außenhülsen­ einheit oder ein einstückiges Koppelteil 128, das aus einem Paar von starren Außenhülsen 128a, 128b besteht, die sich im rechten Winkel kreuzen und konzentrisch mit den jeweiligen Gelenkzapfen 124 ausgebildet sind, und ein Paar von Isolatoren bzw. rohrförmigen elastisch verformbaren Teilen 130 bzw. Rohrkörpern 130 auf, die zwischen den Innenhülsen 126 und den Außenhülsen 128a, 128b angeordnet sind.

Die elastisch verformbaren Elemente 130 sind bezüglich ihrer axialen Erstreckung kürzer gehalten als die Au­ ßenhülsen 128a, 128b. Zwischen den Außenhülsen 128a, 128b und den kanalartigen Endabschnitten 118a, 120a ist ein Paar von starren Anschlagringen 132 angeordnet.

Die Anschlagringe 132 bestehen aus Kunstharzmaterial, so daß sie mit einer vorbestimmten Härte ausgeführt sind. Im einzelnen weisen die Anschlagringe 132 jeweils eine abgestufte Außenkontur auf, d. h. sie besitzen einen Abschnitt 132a größeren Durchmessers und einen Abschnitt 132b kleineren Durchmessers. Die An­ schlagringe 132 sind mit Passung auf die Innenhülsen 126 gesteckt und dementsprechend auf die Gelenkzapfen 124 und sie sind an den Abschnitten 132a größeren Durchmessers mit Passung zwischen die Außenhülsen 128a, 128b und die kanalartigen Endabschnitte 118a, 120a des Getriebebetätigungsgliedes 118 bzw. der Schaltstange 120 eingesetzt, um eine Bewegung der Außenhülsen 128a, 128b jeweils in Axialrichtung der Gelenkzapfen 124 zu unterbinden.

Die Abschnitte 132b kleineren Durchmessers der An­ schlagringe 132 sind so angeordnet und ausgebildet, daß sie sich jeweils in die Außenhülsen 128a bzw. 128b hin­ einerstrecken. Der Durchmesser der Abschnitte 132b kleineren Durchmessers ist um ein vorbestimmtes Maß kleiner gehalten als der Innendurchmesser der Außenhül­ sen 128a bzw. 128b, wodurch zwischen dem Innenumfang der Außenhülsen 128a, 128b und dem Außenumfang der Ab­ schnitte 132b kleineren Durchmessers der Anschlagring 132 ein vorbestimmter Spielspalt α₁ ausgebildet wird. Dadurch sind die elastisch verformbaren Körper 130 in vorbestimmten Richtungen begrenzt verformbar, wodurch es den Außenhülsen 128a, 128b ermöglicht wird, sich be­ grenzt relativ zu den Gelenkzapfen 124 in einer auf den Gelenkzapfen 124 senkrechten Richtung zu bewegen; dies bedeutet, daß die elastisch verformbaren Teile bzw. Körper 130 aufgrund ihrer Verformung eine Axial-Rela­ tivbewegung zwischen dem Getriebebetätigungsglied 118 und der Schaltstange 120 zulassen. Andererseits beenden die Anschlagringe 132 die Verformung der elastisch ver­ formbaren Körper 130 in den auf den Gelenkzapfen 124 senkrechten Richtungen schlagartig dann, wenn die Ver­ formung ein vorbestimmtes Ausmaß überschreitet, wodurch auch die Bewegung der Außenhülsen 128a, 128b in den entsprechenden Richtungen einen festen Anschlag er­ fährt. In diesem Zusammenhang ist hervorzuheben, daß die Außenhülsen 128a, 128b in Axialrichtung der Gelenk­ zapfen 124 nicht bewegbar sind, so daß sich zwischen dem Getriebebetätigungsglied 118 und der Schaltstange 120 eine relativ geringere Beweglichkeit in einer Rich­ tung einstellt, die senkrecht auf den jeweiligen Axial­ erstreckungsrichtungen steht. Zwischen den axialen En­ den der Anschlagringe 132a, 132b und den elastisch ver­ formbaren Körpern 130 ist ein Spiel α₂ vorgesehen, um bei radialer Kontraktion der elastisch verformbaren Körper 130 eine axiale Expansion dieser Körper zuzulas­ sen.

Die elastisch verformbaren Elemente 130 haben eine Fe­ derkonstante, die ausreichend klein ist, um die vom Ge­ triebe 104 übertragenen Schwingungen ausreichend zu dämpfen.

Mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau kann die Axial­ bewegung des Getriebebetätigungsgliedes 118 bezüglich der Schaltstange 120 auf einen vorbestimmten Bereich 2 α₁ begrenzt werden, wodurch es gelingt, den Verlust an Schaltarbeit am Schalthebel 114 zum Wechseln der Gänge unter einen vorbestimmten Wert zu drücken und die strukturelle Steifigkeit in axialer Richtung der Schaltstange 120 anzuheben.

Ferner kann die Relativbewegung zwischen dem Getriebe­ betätigungsglied 118 und der Schaltstange 120 in einer auf den Axialerstreckungsrichtungen dieser Elemente senkrechten Richtung auf einen vorbestimmten Bereich von α₁ beschränkt werden, wodurch es möglich wird, Schaltarbeitsverluste im Bereich des Schalthebels 114 bei der Auswahl der Gänge unter einen vorbestimmten Wert zu drücken und dadurch das Schaltgefühl bzw. das Betätigungsgefühl bei der Bedienung des Schalthebels 114 zu verbessern. Dabei ist hervorzuheben, daß die Entstehung von Schwingungen im Bereich des Schalthebels 114 zum überwiegenden Teil von Schwingungen der Schalt­ stange 120 in deren Axialrichtung abhängt, und nicht so sehr von Schwingungen der Schaltstange 120 in Richtungen, die auf der Axialerstreckungsrichtung der Schaltstange senkrecht stehen.

Claims (6)

1. Gelenk zwischen einem Getriebe und einem Ge­ triebe-Gang-Schaltmechanismus, mit:
einem Paar von starren bzw. steifen Gelenkteilen (118a, 120a), die jeweils einstückig mit einem Getrie­ bebetätigungsglied (118) des Getriebes (104) bzw. einer Schaltstange (120) des Getriebe-Gang-Schaltmechanismus ausgebildet sind;
elastisch verformbaren Mitteln (130), die zwischen den Gelenkteilen (118a, 120a) zur elastischen Verfor­ mung in einer vorbestimmten Richtung angeordnet sind, wodurch eine axiale Relativbewegung zwischen dem Ge­ triebebetätigungsglied (118) und der Schaltstange (120) ermöglicht wird; und
Anschlagmitteln (128a, 132b) zur Schaffung eines steifen Verformungsanschlags für die elastisch verform­ baren Mittel (130) in der vorbestimmten Richtung, wenn die Verformung ein vorbestimmtes Ausmaß (α₁) über­ steigt, wodurch die axiale Relativbewegung zwischen Ge­ triebebetätigungsglied (118) und der Schaltstange (120) unnachgiebig unterbunden wird.

2. Gelenk nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Koppelteil (128), das zwischen den betreffenden Gelenk­ teilen (118a, 120a) und einem Paar von zugehörigen Ge­ lenkzapfen (124) angeordnet ist, die das Koppelteil (128) mit dem zugehörigen steifen Gelenkteil (118a, 120a) verbinden und so angeordnet sind, daß ihre Achsen im rechten Winkel zueinander verlaufen, wobei die ela­ stisch verformbaren Mittel (130) ein Paar von elastisch verformbaren Elementen aufweisen, die zwischen dem Kop­ pelteil (128) und den zugehörigen Gelenkzapfen (124) angeordnet sind, und wobei die Anschlagmittel (128a, 132b) zwei Paare von steifen Anschlagringen (132) auf­ weisen, die jeweils zwischen den Gelenkteilen (118a, 120a) und dem zugehörigen Koppelteilabschnitt (128) eingegliedert sind.

3. Gelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagringe (132) Durchmesserabschnitte (132a) größeren Durchmessers und Durchmesserabschnitte (132b) kleineren Durchmessers aufweisen, wobei die Ab­ schnitte (132a) größeren Durchmessers zwischen dem Kop­ pelteil (128) und den Gelenkteilen (118a, 120a) einge­ paßt sind, um eine Relativverschiebung dieser Teile zu­ einander zu unterbinden, und wobei um die Abschnitte (132b) kleineren Durchmessers herum ein Spielspalt (α₁) geschaffen wird, um die axiale Relativbewegung zwischen dem Getriebebetätigungsglied (118) und der Schaltstange (120) zu ermöglichen.

4. Gelenk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkteile (118a, 120a) als kanalartige Endab­ schnitte des Getriebebetätigungsgliedes (118) bzw. der Schaltstange (120) ausgebildet sind, und daß das Kop­ pelteil (128) die Form einer Außenhülseneinheit mit ei­ nem Paar von Außenhülsen (128a, 128b) hat, deren Achsen sich im rechten Winkel kreuzen und die einstückig mit­ einander verbunden sind, wobei die Abschnitte (132a) größeren Durchmessers der Anschlagringe (132) zwischen den kanalartigen Endabschnitten (118a, 120a) und den Außenhülsen (128a, 128b) angeordnet und die Abschnitte (132b) kleineren Durchmessers in den Außenhülsen (128a, 128b) derart aufgenommen sind, daß dazwischen der be­ treffende Spielspalt (α₁) ausgebildet wird.

5. Gelenk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elastisch verformbaren Teile bzw. Körper (130) und die Anschlagringe (132) im Axialabstand zueinander stehen, so daß dazwischen ein Spielspalt (α₂) ausge­ bildet wird.

6. Gelenk nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein Paar von Innenhülsen (126), die mit Passung auf den Ge­ lenkzapfen (124) sitzen, wobei die Anschlagringe (132) in Passungseingriff mit den Innenhülsen (126) stehen.