DE4204379C2 - Kupplungsgelenk, insbesondere zum Kuppeln zweier Teile einer Schaltstange - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kupplungsgelenk, insbesondere zum Kuppeln zweier Teile einer Schaltstange, die von ei­ nem Schalthebel zu einem Geschwindigkeitswechselgetriebe eines Kraftfahrzeuges führt und das in der Längsrichtung der Schaltstange über eine kurze Wegstrecke weich nach­ gibt, jedoch anschließend mit einer starken Progression wirkt und in Verdrehrichtung der Schaltstange torsions­ steif ist.

Ein derartiges mit DE-OS 37 03 290 beschriebenes Kupp­ lungsgelenk besteht einerseits aus einem schleifenförmi­ gen Gehäuse, in welchem eine rechteckige Dämpfungsplatte an einer quer zur Längsachse der Schaltstange verlaufen­ den Kante befestigt ist, an der dazu parallelen Kante die Dämpfungsplatte verdickt ist und mit einer Bohrung ent­ lang dieser Kante versehen ist. In dieser Bohrung befin­ det sich eine Buchse, an der sich beidseitig die Enden einer Gabel abstützen, welche Teil der anderen Kupplungs­ gelenkseite ist. Die Gabelenden sind mittels einer durch die Buchse führenden Kopfschraube und einer Mutter kraft­ schlüssig mit der Buchse verbunden. Ein solches Kupp­ lungsgelenk kann zwar die an ein solches Bauelement ge­ stellten Anforderungen hinsichtlich der Beweglichkeit und der Kraftübertragung erfüllen. Es ist aber in der Her­ ellung überaus aufwendig und damit teuer.

In der DE 77 34 203 ist ein Schalthebelgestänge dargestellt, bei dem die Schalt­ kraft über ein als Schwingungsdämpfer wirkendes Gummivolumen geleitet wird. Dabei sind beide Schaltstangenteile mit jeweils einem U-förmigen Teil versehen, die übereinander greifen und an deren waagerechten Stegen, dem Grund der U- förmigen Teile, mit dem Gummivolumen verbunden sind.

Für die Endbegrenzung der funktionell zugelassenen Amplituden des Schwin­ gungsdämpfers sind zusätzliche Gummianschläge vorgesehen, die ge­ sondert an die senkrechten Stege des einen U-förmigen Teiles anvulkanisiert sind. Dies ist technisch aufwendig und teuer.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Kupplungsgelenk der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art derart zu gestalten, daß es die Anforderungen hinsichtlich der Beweglichkeit der beiden Kupplungsgelenkseiten zueinander sowie den Kräfteverlauf bei der Bewegungsübertragung nicht nur erfüllt, sondern daß es an die gewünschte Cha­ rakteristik gut anpaßbar ist und darüber hinaus mit ge­ ringem Aufwand und damit preiswert herstellbar ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die eine mit einem Schaltstangenteil verbundene Kupp­ lungsgelenkhälfte aus einem quer zur Längsachse der Schaltstange verlaufenden im Querschnitt U-förmigen Teil gebildet ist und die andere mit dem anderen Schaltstan­ genteil verbundene Kupplungsgelenkhälfte aus einem quer zur Längsachse der Schaltstange verlaufenden Steg be­ steht, der Steg zwischen den Schenkeln des U-förmigen Teils angeordnet ist und zumindest am Grund des U-förmi­ gen Teils vermittels eines Elastomers, welches ein ver­ formungsfähiges Volumen bildet, mit dem U-förmigen Teil verbunden ist.

Der Steg kann neben seiner Verbindung am Grunde des U- förmigen Teils auch teilweise oder vollständig mit den Schenkeln des U-förmigen Teiles vermittels eines Elasto­ mers verbunden sein.

Zwischen dem Steg und den Schenkeln des U-förmigen Teils können von dem Elastomer, welcher den Grund des U-förmi­ gen Teils mit dem Steg verbindet, an einer oder an beiden Innenflächen der Schenkel bzw. an einer oder beiden zu den Innenflächen der Schenkel weisenden Seiten des Steges elastische Polster in Form von Noppen oder Rippen gebil­ det sein.

Die elastischen Polster können sich über die gesamte Länge der Schenkel bzw. des Steges erstrecken oder parti­ ell angeordnet sein.

Das Elastomer ist vorzugsweise ein vulkanisierbares Ela­ stomer, welches durch Vulkanisation mit dem U-förmigen Teil und dem Steg dauerhaft verbunden ist.

Das U-förmige Teil ist vorzugsweise ein Blechbiegeteil, bei dem eine Oberkante eines Schenkels parallel zum Grund zu einer Halterung abgewinkelt ist, die mittlere Partie dieses Schenkels sowie ein Teil der Halterung ausgeklinkt sind, die ausgeklinkte Partie zu einer parallel zur Hal­ terung verlaufende Zunge geformt ist und Halterung und Zunge jeweils eine koaxiale Bohrung zur Befestigung eines Schaltstangenteils aufweisen.

Die Schenkel des U-förmigen Teils können in Draufsicht taillenförmig eingeschnürt sein, so daß der Steg zwischen den Schenkeln um einen Winkel schwenken kann.

Der besondere Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß ein Kupplungsgelenk zum Verbinden zweier Teile einer Schaltstange geschaffen wird, welches nicht nur eine na­ hezu optimale Anpassung seiner Charakteristik an die ge­ wünschten Konstruktionsparameter ermöglicht, sondern das auch sehr einfach in seiner Herstellung und damit preis­ wert ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an­ hand einer Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Kupplungsgelenk in Seitenansicht;

Fig. 2 das Kupplungsgelenk nach Fig. 1 in Drauf­ sicht;

Fig. 3 das U-förmige Teil des Kupplungsgelenkes nach Fig. 1 und Fig. 2 in perspektivi­ scher Darstellung;

Fig. 4 eine Variationsmöglichkeit eines Kupp­ lungsgelenkes, vereinfacht dargestellt.

Bei Kraftfahrzeugen mit vom Geschwindigkeitswechselge­ triebe entfernt angeordneten Schalthebel wird vom Schalt­ hebel mittels einer Schaltstange, die aus den Stangentei­ len 1 und 2 besteht, eine Drehbewegung zum Vorwählen der Schaltgassen und eine Längsbewegung zum Ein- bzw. Aus­ schalten der Gänge übertragen. Die Schaltstangenteile 1, 2 sind verbunden durch das erfindungsgemäße Kupplungsge­ lenk.

An dem Schaltstangenteil 1 ist mittels eines Bolzens 3 ein im- Querschnitt U-förmiges Teil 4 befestigt, dessen U- Profil quer zur Längsachse der Schaltstange verläuft. Am Schaltstangenteil 2 ist mittels einer Schraube 5 ein Steg 6 befestigt, der sich zwischen den Schenkeln 7, 8 des U- förmigen Teils 4 erstreckt. Der Steg 6 ist mit dem Grund 9 des U-förmigen Teils mittels eines Elastomers 10 befe­ stigt. Das Elastomer 10 hat dabei ein solches Volumen, daß es sich verformen kann und somit der Steg 6 gegenüber dem U-förmigen Teil 4 bei Einleitung von Kräften über ei­ nes der Schaltstangenteile 1, 2 auf das andere nachgiebig ist. Dabei wird bei der Übertragung eines Drehmomentes von einem Schaltstangenteil 1, 2 auf das andere dieses Moment von der gesamten quer zur Schaltstange angeordne­ ten Länge des Steges 6 über das Volumen des Elastomers 10 aufgenommen. Das Elastomer 10 wird sich nur an den äuße­ ren Bereichen des Steges 6 verformen, und zwar wird es sich an dem einen äußeren Bereich stauchen und an dem an­ deren äußeren Bereich dehnen. Die Verformungswege sind dabei sehr gering, so daß auch die Winkelabweichung des Schaltstangenteiles 1 gegenüber dem Schaltstangenteil 2 sehr klein bleibt. Das bedeutet, daß die Gassenwahl-Be­ wegung sehr präzise übertragen wird, obwohl eine Dämpfung eventueller Schwingungen, die z. B. vom Antriebsaggregat herrühren können, durch das Volumen des Elastomers 10 er­ folgt.

Das Schalten der Gänge erfolgt durch axiales Verschieben der Schaltstange. Dabei wird das Volumen des Elastomers 10 auf Schub beansprucht. Auf diese Belastungsart spricht das Elastomer 10 relativ weich an. Somit werden auch Längsschwingungen eines Schaltstangenteils 1, 2 nicht auf das andere Schaltstangenteil 2, 1 übertragen. Die Charak­ teristik der Weiterleitung einer Längskraft von einem Schaltstangenteil 1, 2 auf das andere 2, 1 über das Kupp­ lungsgelenk kann infolge der erfinderischen Ausgestaltung des Kupplungsgelenkes sehr differenziert ausgelegt wer­ den. So ist es möglich, eine Längskraft allein durch die für die Verformung des Elastomers 10 auf Schub entste­ hende Gegenkraft aufzunehmen. Es ist jedoch auch möglich, die Verformung auf Schub durch Noppen bzw. Rippen 11 zu begrenzen, die an einem oder beiden Schenkeln 7, 8 des U- förmigen Teils vorgesehen sind. Diese Noppen oder Rippen 11 werden dann nach einem ersten relativ weichen Verfor­ mungsweg, bei dem das Elastomer 10 allein auf Schub bean­ sprucht ist, auf Druck beansprucht, wobei die Federrate des Elastomers 10 sofort steiler verläuft. Mit der Form und der Größe der Noppen oder Rippen 11 kann in an sich bekannter Weise weiterhin Einfluß auf die Federhärte ge­ nommen werden, indem z. B. spitz zulaufende Noppen oder Rippen weicher ansprechen als Noppen oder Rippen in pris­ matischer Form.

Auch kann ein Teil des Raumes oder der ganze Raum zwi­ schen den Schenkeln 7, 8 sowie dem Steg 6 mit dem Elasto­ mer 10 ausgefüllt sein, um gewünschte Charakteristiken zu erreichen. Dabei ist es von besonderem Vorteil, daß das Elastomer 10 in annähernd beliebiger Form durch Vulkani­ sation zwischen das U-förmige Teil 4 und den Steg 6 ge­ bracht werden kann und daß es so gleichzeitig die Verbin­ dung der beiden Teile übernimmt. Eine besonders vorteil­ hafte Gestaltung des U-förmigen Teils 4 ergibt sich dann, wenn es als Blechbiegeteil ausgeführt ist, bei dem eine Oberkante eines Schenkels 7 parallel zum Grund 9 zu einer Halterung 12 abgewinkelt ist. Um eine stabile Verbindung mit dem Schaltstangenteil 1 zu ermöglichen, ist die mitt­ lere Partie 13 sowie ein Teil der Halterung 12 ausge­ klinkt und zu einer parallel zur Halterung 12 verlaufende Zunge 14 geformt. An den so einstückig mit dem U-förmigen Teil 4 befindlichen parallel zueinander verlaufenden Be­ reichen von Halterung 12 und Zunge 14 ist das Schaltstan­ genteil 1 einfach vermittels der Bohrungen 15 und dem Bolzen 3 zu befestigen. Die verbleibenden Teile 7′ des Schenkels 7 sind für die Funktion des Kupplungsgelenkes vollständig ausreichend und zwar auch dann, wenn an dem Schenkel 7 Noppen oder Rippen 11 vorgesehen werden sol­ len.

Ein weiterer Fertigungsschritt, z. B. ein Schweißarbeits­ gang, ist somit für das U-förmige Teil 4 bei dieser Vor­ zugsvariante nicht erforderlich.

Natürlich sind im übrigen die Befestigungsarten der Schaltstangenteile 1 oder 2 mit dem U-förmigen Teil 4 bzw. dem Steg 6 sehr mannigfaltig, ohne daß dabei die Vorteile des Kupplungsgelenkes verloren gehen.

Eine weitere Variationsmöglichkeit des Erfindung ergibt sich dadurch, daß die Schenkel 7′′ und 8′′ des U-förmigen Teiles 4 nicht parallel zueinander verlaufen, sondern z. B. von der Mitte aus voneinander weglaufen, so daß im Querschnitt mittig die Schenkel 7 und 8 näher zueinander stehen als an beiden Seiten des U-förmigen Teiles 4 (Fig. 4). Damit wird es möglich, daß das Kupplungsgelenk in erweitertem Maße auch beidseitig Winkelbewegungen um den Wert des Winkels α zwischen den beiden Schaltstangen­ teilen 1 und 2 ausgleichen kann. Der Steg 6 wird dabei auf dem Volumen des Elastomers 10, welches auf dem Grund 9 des U-förmigen Teils 4 befestigt ist, verdreht, wobei das Elastomer 10 auf Schub beansprucht wird. Der Steg 6 kann dann eine Lage einnehmen, wie sie in Fig. 4 strich­ punktiert dargestellt ist. Daneben sind auch hier die be­ schriebenen weiteren Möglichkeiten der Auslegung des Kupplungsgelenkes anwendbar.

Claims (8)

1. Kupplungsgelenk, insbesondere zum Kuppeln zweier Teile einer Schaltstange, die von einem Schalthebel zu einem Geschwindigkeitswechselgetriebe eines Kraftfahrzeuges führt und das in der Längsrichtung der Schaltstange über eine kurze Wegstrecke weich nachgibt, jedoch anschließend mit einer starken Pro­ gression wirkt und in Verdrehrichtung der Schalt­ stange torsionssteif ist, wobei die eine mit einem Schaltstangenteil (1) verbundene Kupplungsgelenk­ hälfte aus einem quer zur Längsachse der Schaltstan­ ge verlaufenden im Querschnitt U-förmigen Teil (4) gebildet ist und die andere mit dem anderen Schalt­ stangenteil (2) verbundene Kupplungsgelenkhälfte aus einem quer zur Längsachse der Schaltstange verlau­ fenden Steg (6) besteht, der Steg (6) zwischen den Schenkeln (7, 8; 7′; 7′′, 8′′) des U-förmigen Teils (4) angeordnet ist und zumindest am Grund (9) des U- förmigen Teiles (4) vermittels eines Elastomers (10), welches ein verformungsfähiges Volumen bildet, mit dem U-förmigen Teil (4) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Steg (6) und den Schenkeln (7, 8; 7′; 7′′, 8′′) des U-förmigen Teils (4) von dem Elastomer (10) an einer der beiden In­ nenflächen der Schenkel (7, 8; 7′; 7′′, 8′′) elasti­ sche Puffer in Form von Noppen oder Rippen (11) ge­ bildet sind.

2. Kupplungsgelenk nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwischen dem Steg (6) und den Schenkeln (7, 8; 7′; 7′′, 8′′) des U-förmigen Teiles (4) von dem Elastomer (10) welcher den Grund (9) des U-förmigen Teils (4) mit dem Steg (6) verbindet, an beiden Innenflächen der Schenkel (7, 8; 7′; 7′′, 8′′) elastische Polster in Form von Noppen oder Rip­ pen (11) gebildet sind.

3. Kupplungsgelenk nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwischen dem Steg (6) und den Schenkeln (7, 8; 7′; 7′′, 8′′) des U-förmigen Teils (4) von dem Elastomer (10), welche den Grund (9) des U-förmigen Teils (4) mit dem Steg (6) verbindet, an einer oder beiden zu den Innenflächen der Schenkel (7, 8; 7′; 7′′, 8′′) weisenden Seiten des Steges (6) elastische Polster in Form von Noppen oder Rippen (11) gebildet sind.

4. Kupplungsgelenk nach Anspruch 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sich die elastischen Polster (Noppen, Rippen 11) über die gesamte Länge der Schenkel (7, 8; 7′; 7′′,′ 8′′) oder über die gesamte Länge des Steges (6) erstrecken.

5. Kupplungsgelenk nach Anspruch 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die elastischen Polster (Noppen, Rippen 11) partiell über die Länge der Schenkel (7, 8; 7′; 7′′, 8′′) oder über die Länge des Steges (6) verteilt sind.

6. Kupplungsgelenk nach Anspruch 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Elastomer (10) ein vulkani­ sierbares Elastomer ist, welches durch Vulkanisation mit dem U-förmigen Teil (4) und dem Steg (6) dauer­ haft verbunden ist.

7. Kupplungsgelenk nach Anspruch 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schenkel (7′′, 8′′) des U-för­ migen Teils (4) in Draufsicht taillenförmig einge­ schnürt sind, so daß der Steg (6) zwischen den Schenkein (7′′, 8′′) um einen Winkel (α) schwenken kann.

8. Kupplungsgelenk nach Anspruch 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das U-förmige Teil (4) ein Blech­ biegeteil ist, bei dem eine Oberkante eines Schen­ kels (7, 7′, 7′′) parallel zum Grund (9) zu einer Halterung (12) abgewinkelt ist, die mittlere Partie dieses Schenkels (7, 7′, 7′′) sowie ein Teil der Halterung (12) ausgeklinkt sind, die ausgeklinkte Partie (13) zu einer parallel zur Halterung (12) verlaufenden Zunge (14) geformt ist und Halterung (12) sowie Zunge (14) jeweils eine koaxiale Bohrung (15) zur Befestigung eines Schaltstangenteils (1) aufweisen.