DE10033592C2 - Schalthebel-Lageranordnung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schalthebel-Lageranordnung eines Schalthebels für ein Zahnräderwechselgetriebe, welches mittels eines Schaltgestänges zur Übertragung von Längs- und Drehbewegungen betätigt wird, wobei der Schalthebel DOLLAR A - mittels einer eine Momentenübertragung ausschließenden dreiwertigen Lagerung gelenkig an ein Fahrzeugteil gekoppelt ist und DOLLAR A - ein Lagerauge mit einer Lageraugenmittelachse aufweist, welches schwenkbar um einen mit dem Schaltgestänge verschraubten koaxial innerhalb des Lagerauges angeordneten Gewindebolzen gelagert ist und DOLLAR A - mittels eines Schwingungsdämpferpaketes sowohl in axialer Richtung als auch in radialer Richtung der Lageraugenmittelachse gegen das Schaltgestänge elastisch abgestützt ist. DOLLAR A Um die Montierbarkeit dieser Schaltvorrichtung zu vereinfachen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das Schwingungsdämpferpaket zwei getrennte, gleichartig ausgestaltete unter radialer Vorspannung in das Lagerauge gesteckte Schwingungsdämpferbuchsen umfaßt, welche axial beabstandet zueinander sind und jeweils eine innenseitig reibwertreduzierend beschichtete Gleitlagerbundbuchse mit einem Axialanschlagbund und eine außenseitige auf dieser Lagerbuchse vormontierbar angeordnete, am Lagerauge abgestützte, auskragende Elastomerbuchse umfassen, wobei die Gleitlagerbundbuchse koaxial auf einer Distanzbuchse gelagert ist, welche den Axialabstand zwischen Axialanschlagbunden festlegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schalthebel-Lageranordnung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Eine solche Schalthebel-Lageranordnung ist bereits aus den leichten Nutzfahrzeugen Mercedes-Benz Atego bekannt.

Bei dieser Schalthebel-Lageranordnung eines Schalthebels für ein Zahnräderwechselgetriebe ist der Schalthebel um ein Kugelgelenk dreiwertig und elastisch gelagert. An dem Schalthebel ist ein Schaltgestänge zum Wählen und Schalten der Gänge schwenkbar angeordnet. Dazu weist der Schalthebel ein Lagerauge auf, innerhalb dessen ein Gewindebolzen angeordnet ist, der mit dem Schaltgestänge verschraubt ist. Zwischen dem Schalthebel und dem Gewindebolzen bzw. dem Schaltgestänge sind vier sandwichartige Dämpfer angeordneten, von denen zwei als Radial- und zwei als Axialdämpfer ausgestaltet sind. Bei jedem dieser Dämpfer ist ein Elastomerkörper sandwichartig zwischen Metallringen angeordnet. An den Außenmetallringen der Radialdämpfer und den innenseitigen Metallringen der Axialdämpfer ist der Schalthebel unmittelbar gleitgelagert.

Infolge der elastischen Lagerung zum einen des Kugelgelenkes und zum anderen der Quer- und Längslagerung im Bereich des Lagerauges werden bei diese Art der Schalthebel-Lageranordnung eines Schalthebels für ein Zahnräderwechselgetriebe die auf den Schalthebelbediener übertragendenen Schwingungen auf ein besonders geringes Maß reduziert.

Ein Kugelgelenk zur Lagerung eines Schalthebels ist für sich genommen bereits aus der DE 197 36 106 A1 bekannt.

Bundbuchsen zur Lagerung eines Schaltgestänges gegenüber dem Schalthebel sind bereits aus der DE 27 43 875 A1 bekannt.

Ferner sind aus der DE 19 02 293 U bereits Kunststoffbundbuchsen bekannt, welche zur Kompensation von thermischen und wärmebedingten Aufweitungen einen mit Durchmesserverengungen versehenen Gummimantel aufweisen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird darin gesehen, eine trotz Schwingungsdämpfung exakt geführte und montagefreundliche Schaltvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen.

Die erläuterte Aufgabe ist gemäß der Erfindung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung sind zwei gleichartig und einteilig ausgestaltete Schwingungs­ dämpferbundbuchsen beidseitig in das Lagerauge eingepresst. Dabei umfasst jede der beiden Schwingungsdämpferbundbuchsen eine Gleitlagerbundbuchse und eine an diese vulkanisierte, auskragende, Elastomerbuchse. Somit bildet jede der beiden Schwingungsdämpferbundbuchsen eine vormontierte Baueinheit. Dabei dämpft die ringförmige Auskragung der Elastomerbuchse vorrangig in axialer Richtung, wohingegen der übrige Teil der Elastomerbuchse vorrangig in radialer Richtung dämpft. Die Schwenkbarkeit des Schalthebels - bzw. des in diesen eingearbeiteten Lagerauges - gegenüber dem Schaltgestänge wird mittels der Gleitlagerbundbuchse verwirklicht, innerhalb welcher eine Distanzbuchse drehbar angeordnet ist. Diese relativ zum Schalthebel drehbare Distanzbuchse ist mittels der Schraube gegen das Schaltgestänge verspannt. Die Distanzbuchse legt zusätzlich den axialen Bauraum für das gesamte Schwingungsdämpferpaket - und damit auch die Vorspannung der ringförmigen Auskragung - in axialer Richtung fest. Zur Verwirklichung dieser mittels der Distanzbuchsenlänge definierbaren Vorspannung sind die Schwingungsdämpfer­ bundbuchsen axial beabstandet zueinander angeordnet.

Ein Vorteil der Erfindung ist der, daß infolge der Ausgestaltung als zwei einteilige Schwingungsdämpferbundbuchsen auch unter Werkstattbedingungen eine Eindeutigkeit beim Einsetzen dieser in das Lagerauge geschaffen ist. D. h., im Gegensatz zu nicht einteiligen Schwingungsdämpfern, die nicht vollkommen symmetrisch und sind, ist eine Verdreh- und Vertauschsicherheit gegeben.

Gemäß einem weiteren Vorteil der erfindungsgemäßen Schalthebel- Lageranordnung ist bei dieser die Teileanzahl reduziert. Dies führt neben den Vorteilen bei der Montage zu Vorteilen hinsichtlich eines verringerten Logistikaufwandes, was insbesondere bei hohen Stückzahlen mit Kostenvorteilen einhergeht.

Ferner ist an die Elastomerbuchsen ein Axialanschlagring vulkanisiert, so dass die radiale Auskragung der jeweiligen Elastomerbuchse zwischen Gleitlagerbundbuchse und Axialanschlagring liegt. Der innere Rand des Axialanschlagringes greift in eine Durchmesserverengung der Elastomerbuchse. Diese Durchmesserverengung liegt zwischen der radialen Auskragung und einem Radiallagerungsbereich der Elastomerbuchse. Somit wird bei der erfindungsgemäßen Schalthebel-Lageranordnung trotz elastischer Dämpfung eine gleichmäßige Druckverteilung des Handschalthebels auf die Elastomerbuchsen verwirklicht. D. h., Kippbewegungen des Handschalthebels um geometrische Kippachsen, welche senkrecht zur Gewindebolzenlängsachse liegen und im elastischen Bereich der Elastomerbuchsen erfolgen, werden reduziert.

Patentanspruch 2 zeigt eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung, bei welcher die Montage und insbesondere das Einführen der Schwingungsdämpferbundbuchsen in das Lagerauge des Schalthebels noch weiter gehend vereinfacht wird.

Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung hervor.

Die Erfindung ist nachstehend anhand von einer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 schematisch einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Schalthebel-Lageranordnung, welche u. a. zwei Schwingungsdämpferbundbuchsen umfaßt und

Fig. 2 in einem Längsschnitt eine der beiden Schwingungsdämpferbundbuchsen aus Fig. 1.

Die in Fig. 1 gezeigte Schalthebel-Lageranordnung für ein Kraftfahrzeuggetriebe enthält einen Schalthebel 2, der auf einer Gelenkkugel 4 in einer Schalthebelnabe 6 schwenkbar gelagert ist.

Die Gelenkkugel 4 ist Teil eines Bolzens 8, der an seinem von der Lagerkugel 4 abgewandten Ende mit einem Außengewinde 10 oder einem anderen Mittel zur starren Befestigung an einem Fahrzeugteil 12, insbesondere an einem Getriebegehäuse oder an einem Motorgehäuse versehen ist. Die Gelenkkugel 4 und der Bolzen 8 bestehen vorzugsweise zusammen aus einem einzigen Materialstück.

Zwischen der Gelenkkugel 4 und der Schalthebelnabe 6a sind auf der Gelenkkugel 4 zwei Lagerschalenringe 14-1 und 14-2 gleitend angeordnet, welche durch federelastisches, vorzugsweise federelastisch komprimierbares Material 16 und 18-1 und 18-2 federelastisch gegen die Gelenkkugel 4 gehalten werden, vorzugsweise gegen diese mit Vorspannung federelastisch gespannt sind. Jeder Lagerschalenring 14-1 und 14-2 ist auf einer anderen Seite einer Durchmesserebene 15 der Gelenkkugel 4 angeordnet. Diese Durchmesserebene 15 erstreckt sich bei der in Fig. 1 gezeigten Ausgangsstellung des Schalthebels 2 rechtwinkelig zur Nabenmittelachse 17 der Schalthebelnabe 6, wobei hierbei diese Nabenmittelachse 17 mit der Bolzenmittelachse 19 des Bolzens 8 fluchtet.

Aus dem federelastisch komprimierbaren Material ist ein radial federelastisch komprimierbarer Ring 16 gebildet, welcher sich axial über beide Lagerschalenringe erstreckt und radial zwischen die beiden Lagerschalenringe 14-1 und 14-2 und eine sie umgebende steife Nabenbuchse 20 eingesetzt ist, an welchen er anliegt und zwischen welche er radial vorzugsweise mit leichter Vorspannung eingespannt ist.

Ferner sind aus dem federelastischen Material zwei federelastische Ringscheiben 18-1 und 18-2 gebildet, zwischen welchen die beiden Lagerschalenringe 14-1 und 14-2 in Längsrichtung der Nabenmittelachse 17 eingespannt sind.

Die beiden Lagerschalenringe 14-1 und 14-2 sind über die beiden federelastischen Ringscheiben 18-1 und 18-2 zwischen zwei biegesteife Scheiben 22-1 und 22-2 eingespannt, die ihrerseits zwischen Sicherungselementen, vorzugsweise Sicherungsringe 24-1 und 24-2 in Längsrichtung der Nabenmittelachse 17 eingespannt sind. Die Sicherungsringe 24-1 und 24-2 sind in Innenumfangsnuten 26-1 bzw. 26-2 der Schalthebelnabe 6 eingesetzt.

Die Breite der Nabenbuchse 20 ist größer als der axiale Abstand der äußeren Stirnflächen der beiden Lagerschalenringe 14-1 und 14-2 voneinander, jedoch etwas kleiner als der äußere Stirnflächenabstand der beiden federelastischen Ringscheiben 18-1 und 18-2 in deren unkomprimierten Zustand voneinander, welche auf den voneinander abgewandten äußeren Stirnflächen der Lagerschalenringe 14-1 und 14-2 anliegen. Diese Abmessungen sind derart gewählt, daß die beiden Stirnseiten 30-1 und 30-2 der Nabenbuchse 20 Anschläge für die biegesteifen Scheiben 22-1 und 22-2 bilden und dadurch die maximal mögliche federelastische Vorspannung der federelastischen Ringscheiben 18-1 und 18-2 begrenzen.

Von den beiden biegesteifen Scheiben ist die vordere Scheibe 22-1, welche von dem am Fahrzeugteil 12 befestigbaren Ende 10 des Bolzens 8 weiter entfernt ist, als Deckel ausgebildet, welcher die Gelenkkugel 4 auf der vom begestigbaren Bolzenende 10 abgewandten Kugelseite überdeckt und dadurch vor Schmutz schützt. Diese als Deckel ausgebildete Scheibe 22-1 hat in ihrem Zentrum eine in das Lagerinnere zur Gelenkkugel 4 hin hervorragende Beule 34, welche auf ihrer der Gelenkkugel 4 zugewandten Innenseite mit einem federelastisch komprimierbaren Material 36 belegt ist und zusammen mit diesem einen gerundeten Anschlag 34, 36 bildet. Dieser gerundete Anschlag 34, 36 hat von einer abgeflachten vorderen Stirnfläche 38 der Gelenkkugel 4 einen axialen Abstand, wenn der Schalthebel 2 die in Fig. 1 gezeigte Stellung hat. Der gerundete Anschlag 34, 36 ist zusammen mit dem Schalthebel 2 um den Kugelgelenkmittelpunkt 40 so weit in Gangwahlrichtung 42 in Längsrichtung der Nabenmittelachse 17 schwenkbar, bis er an der abgeflachten vorderen Stirnseite 38 der Gelenkkugel 40 anliegt. Ferner ist der Wählhebel 2 rechtwinkelig dazu um die Nabenmittelachse 17 auf der Gelenkkugel 4 in Schaltrichtung 44 zum Schalten von gewählten Getriebegängen bewegbar.

Die andere, hintere biegesteife Scheibe 22-2 hat einen radial zur Nabenmittelachse 17 verlaufenden radial äußeren Scheibenabschnitt und an dessen radial inneren Ende einen rohrstutzenartig nach hinten ragenden Abschnitt 46 koaxial um die Nabenmittelachse 17. An diesem rohrstutzenartigen Abschnitt 46 ist das vordere Ende 48 eines Balges 50 befestigt, vorzugsweise anvulkanisiert, welcher den Bolzen 8 umgibt und mit seinem hinteren Ende in eine Umfangsnut 52 des Bolzens 8 eingerastet ist.

Der Bolzen 8 ist zwischen dieser Umfangsnut 52 und seinem mit einem Außengewinde 10 versehenen hinteren Bolzenende mit abgeflachten Schraubenschlüsselflächen 54 versehen, an welchen ein Schraubenschlüssel zum Drehen des Bolzens 8 ansetzbar ist. Den größten Durchmesser des Bolzens 8 hat seine Gelenkkugel 4, während alle anderen Bolzenabschnitte einen Durchmesser haben, der kleiner ist als der Durchmesser der Gelenkkugel 4 und auch kleiner als der kleinste Innendurchmesser des hinteren Gleitlagerringes 14-2, so daß dieser von dem zu befestigenden Bolzenende 10 her über den Bolzen 8 hinweg auf die Gelenkkugel 4 aufgesteckt werden kann.

Der Schalthebel 2 weist ferner ein Lagerauge 60 mit einer Lageraugenmittelachse 64 auf, die parallel zur Mittelachse 17 der Schalthebelnabe 6 liegt.

Durch das Lagerauge 60 erstreckt sich achsparallel eine Schraube 66, mittels welcher Schaltgestänge-Anschlußteile 68-1 und 68-2 (Anschlußgabel) eines gabelförmigen Schaltgestänges des Kraftfahrzeuggetriebes bezüglich der Lageraugenmittelachse 64 axial gegen eine Schwingungsdämpfungspackung 3 gespannt sind. Zur Herstellung dieser Verspannung ist die Schraube 66 durch eine Bohrung 11 des einen Schaltgestänge-Anschlußteiles 68-1 gesteckt und mit einer Gewindebohrung 13 des anderen Schaltgestänge-Anschlußteiles 68-2 verschraubt. Die beiden Schaltgestänge-Anschlußteile 68-1 und 68-2 sind dabei innerhalb der infolge der Gabelform bedingten elastischen Verformbarkeit soweit in die aufeinander weisende Richtung gezogen, wie es eine zwischen den Schaltgestänge-Anschlußteile 68-1 und 68-2 angeordnete Distanzbuchse 21 zulässt. Dazu ist diese Distanzbuchse 21 an deren beiden Enden stirnflächig unmittelbar an den Schaltgestänge-Anschlußteilen 68-1 und 68-2 abgestützt. Die Schraube 66 ist dabei durch diese Distanzbuchse 21 gesteckt.

Die Schwingungsdämpferpackung 23 umfaßt zwei identisch ausgestaltete, axial zueinander beabstandete Schwingungsdämpferbundbuchsen 25-1 und 25-2, welche jeweils aus einer Gleitlagerbundbuchse 7-1 und 7-2 und einer außen an dieser vulkanisierten, auskragenden Elastomerbuchse 9-1 und 9-2 aufgebaut sind.

Sowohl die Gleitlagerbundbuchse 7-1 und die Elastomerbuchse 9-1 als auch die Gleitlagerbundbuchse 7-2 und die Elastomerbuchse 9-2 bilden zeitlich vor dem Einsetzen in das Lagerauge 60 bei der Montage der Schalthebel-Lageranordnung jeweils ein vormontierte Baueinheit. Axialanschlagbunde 5-1 und 5-2 der Gleitlagerbundbuchsen 7-1 und 7-2 liegen dabei an den Schaltgestänge-Anschlußteilen 68-1 und 68-2 an. Hingegen liegen radiale Auskragungen 70-1 und 70-2 der Elastomerbuchsen 9-1 und 9-2 unter Zwischenfügung anvulkanisierter Axialanschlagringe 27-1 und 27-2 aus Stahlblech an dem Schalthebel 2 im Bereich des Lagerauges 60 an.

Diese beidseitig in das Lagerauge 60 eingesetzten Schwingungsdämpferbundbuchsen 25-1, 25-2 nehmen auf deren Innenseite die Distanzbuchse 21 gleitend auf. Dazu sind die Gleitlagerbundbuchsen 7-1, 7-2 auf deren Innenseite jeweils mit einer Gleitbeschichtung reibwertreduzierend beschichtet. Diese Beschichtungen erstreckt sich jeweils bis auf eine stirnseitige Oberfläche 28-1, 28-2 des Anschlagbundes 5-1, 5-2 der Gleitlagerbundbuchse 7-1, 7-2.

Somit sind auch die Gleitbewegungen des Anschlagbundes 5-1, 5-2 gegenüber den Schaltgestänge-Anschlußteilen 68-1 und 68-2 reibwertreduziert.

Die sowohl axial als auch radial gespannten Elastomerbuchsen 9- 1, 9-2 der Schwingungsdämpferbundbuchsen 25-1, 25-2 verwirklichen eine hohe Anpresskraft an dem Lagerauge 60 des Schalthebels 2, so daß die Reibkraft zwischen dem Lagerauge 60 und den Elastomerbuchsen 9-1, 9-2 so hoch ist, daß jederzeit sichergestellt ist, daß Relativbewegungen des Schalthebels 2 bei Schwenkbewegungen um die Lageraugenmittelachse 64 ausschließlich an der Grenzfläche zwischen Gleitbeschichtung und der Distanzbuchse 21 bzw. den Schaltgestänge-Anschlußteile 68-1 und 68-2 erfolgen.

Fig. 2 zeigt dabei die eine (25) der beiden Schwingungsdämpferbundbuchsen 25-1, 25-2 im unmontierten, d. h. nicht eingebauten Zustand.

Die unbelastete Elastomerbuchse 9 weist dabei einen freistichartigen Verformungsbereich 29 auf, in den deformiertes Elastomermaterial der Elastomerbuchse 9 beim Einbau in das in Fig. 1 gezeigte Lagerauge 60 ausweichen kann. Zur erleichterten Einführung in das Lagerauge 60 ist die Elastomerbuchse 9 am einzuführenden Ende 31 außenseitig mit einer Fase 32 versehen. Um bei der Montage auch das Einführen der Distanzbuchse 21 in die Gleitlagerbuchse 7 zu erleichtern, weist diese innenseitig am einzuführenden Ende 31 eine Fase 33 auf.

In einer weiteren alternativen Ausgestaltung ist die eine Momentenübertragung ausschließende dreiwertige Lagerung, welche im ersten Ausführungsbeispiel als Kugelgelenk ausgestaltet ist, als Kardangelenk ausgeführt.

Eine weitere alternative Ausgestaltung sieht die dreiwertige Lagerung an einem Bereich des Handschalthebels vor, der zwischen dem Lagerauge und dem Handschaltkraft­ einleitungsbereich liegt.

Claims (2)

1. Schalthebel-Lageranordnung eines Schalthebels (2) für ein Zahnräderwechselgetriebe, welches mittels eines Schaltgestänges (Anschlußgabel) zur Übertragung von Längs- und Drehbewegungen betätigt wird, wobei der Schalthebel (2)
mittels einer eine Momentenübertragung ausschließenden dreiwertigen Lagerung (Kugelgelenk) gelenkig an ein Fahrzeugteil gekoppelt ist und
ein Lagerauge (60) mit einer Lageraugenmittelachse (64) aufweist, welches schwenkbar um einen mit dem Schaltgestänge (Anschlußgabel) verschraubten koaxial innerhalb des Lagerauges (60) angeordneten Gewindebolzen (Schraube 66) gelagert ist und
mittels eines Schwingungsdämpferpaketes (3) sowohl in axialer Richtung als auch in radialer Richtung der Lageraugenmittelachse (64) gegen das Schaltgestänge (Anschlußgabel) elastisch abgestützt ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Schwingungsdämpferpaket (3) zwei getrennte, gleichartig ausgestaltete unter radialer Vorspannung in das Lagerauge (60) gesteckte Schwingungsdämpferbundbuchsen (25-1, 25-2) umfaßt, welche axial beabstandet zueinander sind und jeweils eine innenseitig reibwertreduzierend beschichtete Gleitlagerbundbuchse (7-1, 7-2) mit einem Axialanschlagbund (5-1, 5-2) und eine außenseitige auf dieser Gleitlagerbundbuchse (7-1, 7-2) vormontierbar angeordnete, am Lagerauge (60) abgestützte, auskragende Elastomerbuchse (9-1, 9-2) umfassen, wobei die Gleitlagerbundbuchsen (7-1, 7-2) koaxial auf einer Distanzbuchse (21) gleitgelagert sind, welche unmittelbar den Axialabstand zwischen den Axialanschlagbunden (5-1, 5-2) festlegt, und dass die Elastomerbuchsen (9-1, 9-2) an die Gleitlagerbundbuchsen (7- 1, 7-2) vulkanisiert sind, und dass die Elastomerbuchsen (9- 1, 9-2) zwischen deren radialen Auskragungen (70-1, 70-2) und einem Radiallagerungsbereich der Schwingungsdämpferbundbuchsen (25-1, 25-2) eine durchmesserverengten Bereich (Verformungsbereich 29) aufweisen, innerhalb dessen ein Axialanschlagring (27-1, 27- 2) anvulkanisiert ist.

2. Schalthebel-Lageranordnung eines Schalthebels für ein Zahnräderwechselgetriebe nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem dem Axialanschlagbund der jeweiligen Schwingungsdämpferbundbuchse (25-1 bzw. 25-2) gegenüberliegenden Ende der Elastomerbuchse (9-1 bzw. 9-2) eine Fase (32) angeformt ist.