DE19736106B4

DE19736106B4 - Lagerung eines Schalthebels für eine Außenschaltung eines Kraftfahrzeuggetriebes

Info

Publication number: DE19736106B4
Application number: DE19736106A
Authority: DE
Inventors: Eberhard Dipl.-Ing. Spalthoff
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 1997-08-20
Filing date: 1997-08-20
Publication date: 2006-03-23
Anticipated expiration: 2017-08-21
Also published as: DE19736106A1; IT1301854B1; ITMI981710A1; CN1095760C; US6062098A; ITMI981710A0; CN1208702A

Abstract

Lagerung (2) eines Schalthebels (3) für eine Außenschaltung eines Kraftfahrzeuggetriebes mit einem Kugelgelenk, welches abschnittsweise von einer aus Kunststoff bestehenden, eine kalottenförmige Innenmantelfläche aufweisenden Lagerschale (8) umgeben ist, wobei die Lagerung (2) einen starr mit einem Motor- oder Getriebegehäuse (1) verbundenen Kugelzapfen (4) aufweist, an dessen Gelenkkugel (7) der Schalthebel (3) über die Lagerschale (8) in zwei Bewegungsrichtungen schwenkbar geführt ist, die Lagerschale (8) unter der Bildung eines radialen Zwischenraums (16) von einem Außenring (17) umschlossen ist, wobei in dem Zwischenraum (16) Dämpfungsmittel (18, 19) angeordnet sind und der Schalthebel (3) mittels einer Nabe (24) schwenkbar auf einer Umfangsfläche des Außenringes (17) geführt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lagerung eines Schalthebels für eine Außenschaltung eines Kraftfahrzeuggetriebes.

Hintergrund der Erfindung

Eine Außenschaltung mit einem Kugelgelenk wird üblicherweise bei leichten und schweren Nutzkraftfahrzeugen verwendet. Der Schalthebel ist dabei zumeist auf dem Boden der Fahrerkabine gelagert, so daß eine Übertragung von Vibrationen auf den Schalthebel weitgehend vermieden werden kann, denn üblicherweise ist die Fahrerkabine elastisch am Fahrgestell des Fahrzeugs gelagert.

Eine Lagerung eines Schalthebels im Kabinenboden mit einem Kugelgelenk, welches abschnittsweise von einer aus Kunststoff bestehenden, eine kalottenförmige Innenmantelfläche aufweisenden Lagerschale umgeben ist, ist der Druckschrift DE 42 21 762 A1 zu entnehmen. Da die Fahrerkabine allerdings für Wartungs- oder Reparaturarbeiten, die am Verbrennungsmotor des Nutzkraftfahrzeugs durchgeführt werden, um eine Schwenkachse gekippt werden muß, sind vorher entsprechende Übertragungsgestänge der Außenschaltung entweder von dem Schalthebel zu trennen oder sie müssen teleskopierbar ausgebildet sein. Eine entsprechende teleskopierbare Verbindung des Schalthebels zum Kraftfahrzeuggetriebe erhöht aber den Bauaufwand und ist mit zusätzlichen Kosten verbunden.

Weiterhin ist aus der DE 21 51 261 A eine Lagerung eines Schalthebels für eine Außenschaltung eines Kraftfahrzeuggetriebes bekannt, die ein Kugelgelenk aufweist, welches abschnittsweise von einer eine kalottenförmige Innenmantelfläche aufweisenden Lagerschale umgeben ist. Dabei weist die Lagerung einen starr mit einem Getriebegehäuse verbundenen Kugelzapfen auf, an dessen Gelenkkugel der Schalthebel über die Lagerschale in zwei Bewegungsrichtungen schwenkbar geführt ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lagerung eines Schalthebels für eine Außenschaltung zu schaffen, die ein Abkippen der Fahrerkabine ermöglicht, wobei zusätzliche Maßnahmen, wie z. B. eine teleskopierbares Schaltgestänge vermieden werden. Dabei ist sicherzustellen, daß zwar der Schalthebel schwingungsgedämpft gelagert ist, wobei aber das direkte Schaltgefühl am Schalthebel erhalten bleiben soll.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Lagerung einen starr mit einem Motor- oder Getriebegehäuse verbundenen Kugelzapfen aufweist, an dessen Gelenkkugel der Schalthebel über die Lagerschale in zwei Bewegungsrichtungen schwenkbar geführt ist, daß die Lagerschale unter Bildung eines radialen Zwischenraums von einem Außenring umschlossen ist, wobei in dem Zwischenraum Dämpfungsmittel angeordnet sind, und daß der Schalthebel mittels einer Nabe schwenkbar auf einer Umfangsfläche des Außenrings geführt ist. Da folglich der Schalthebel eine ortsfeste Anlenkung am Motor- oder Getriebegehäuse aufweist, muß bei einem Abkippen der Fahrerkabine nur sichergestellt werden, daß sich die Fahrerkabine durch besondere Maßnahmen am Kabinenboden gegenüber dem Schalthebel verschwenken läßt. Die erfindungsgemäß zwischen der Lagerschale und dem Außenring angeordneten Dämpfungsmittel sorgen dafür, daß Schwingungsanregungen, die durch Schwingungen des Motors oder des Antriebsstrangs verursacht werden, nicht auf den Schalthebel übertragen werden. Darüberhinaus ergibt sich eine baulich einfache und sehr kompakte Kombination aus einer Schalthebellagerung und einer Dämpfung.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung soll die Lagerschale mit einer in axialer Richtung bis über deren Quermittelebene reichenden Umfangsnut versehen sein, wobei von der Umfangsnut mehrere über den Umfang verteilte, bis in die kalottenförmige Mantelfläche reichende Schlitze derart in Längsrichtung des Kugelzapfens verlaufen, daß Zungen gebildet werden, die bis über einen Äquator der Gelenkkugel hinausreichen. Diese federnden Zungen, die die Gelenkkugel übergreifen, ermöglichen eine Montage der Lagerschale auf der Gelenkkugel und gleichen darüberhinaus ein zwischen diesen beiden Bauteilen auftretendes Spiel selbsttätig aus. Dabei besteht weiterhin die Möglichkeit, in der Umfangsnut einen die Zungen radial in Richtung der Gelenkkugel vorspannenden elastischen Ring anzuordnen. Dieser elastische Ring wirkt als Vorspannmittel, indem er die als Segmente ausgebildeten Zungen spielfrei gegen die Oberfläche der Gelenkkugel drückt. Da dieser elastische Ring in die Umfangsnut eingeführt ist, und sich demzufolge an der den Zungen gegenüberliegenden Wand der Nut abstützt, muß an dem elastischen Ring keine radiale Vorspannung durch eine Längendehnung erzielt werden.

Wie bereits dargelegt, werden bei einer Anordnung des Kugelzapfens am Verbrennungsmotor, dem Getriebe oder an Rahmenteilen des Kraftfahrzeugs Schwingungen auf den Kugelzapfen übertragen, die zu einer starken Vibration des Schalthebels führen würden. Eine vorteilhafte Dämpfung dieser Schwingungen wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß die Dämpfungsmittel als zwei beidseitig der Quermittelebene der Lagerschale angeordnete Nutringe ausgebildet sind. Sowohl der Außenring, als auch die Lagerschale müssen in entsprechender Weise zur Aufnahme dieser Nutringe profiliert sein. Es ist allerdings darauf zu achten, daß die radiale Beweglichkeit des Außenrings gegenüber der Lagerschale auf ein maximales Maß begrenzt ist. Dies geschieht dadurch, daß zwischen den eineinander zugewandten Stirnseiten der Nutringe ein O-Ring angeordnet ist, der eine radiale Beweglichkeit des Außenrings gegenüber der Lagerschale von ± 0,5 mm zuläßt.

Die gesamte Lagerung des Schalthebels weist darüberhinaus in vorteilhafter Weise Bauelemente auf, die zum einen die axialen Schwingungsamplituden verringern und zum anderen als Anschläge für einen Kippwinkel der zueinander schwingungsisolierten Bauelemente Lagerschale und Außenring wirken sollen. Zu diesem Zweck ist an einer Stirnseite des Außenrings eine Abdeckkappe unter Zwischenfügung eines Gummiprofils fixiert. Diese Abdeckkappe erfüllt, die vorgenannten Voraussetzungen und verhindert im Zusammenwirken mit dem Gummiprofil außerdem, daß Schmutz in die Lagerung gelangt.

An einer gegenüberliegenden Stirnseite des Außenrings, die dem Motor- oder Getriebegehäuse zugewandt ist, soll unter Zwischenfügung eines Gummiprofils ein Winkelring fixiert sein, von dessen abgewinkelten Ende ein anvulkanisierter Faltenbalg ausgeht, der an seinem anderen Ende über eine Wulst in eine Nut des Kugelzapfens eingeknüpft ist. Dieser Winkelring sorgt ebenfalls in Kombination mit dem Gummiprofil für eine axiale Schwingungsdämpfung und eine Begrenzung der Winkelbeweglichkeit von Lagerschale und Außenring. Der anvulkanisierte Faltenbalg, dessen Windungsdurchmesser sich in Richtung des wulstseitigen Endes vergrößern kann, verhindert ebenfalls das Eindringen von Schmutz in die Lagerung. Aufgrund der besonderen kegelförmigen Außenkontur des Faltenbalgs lassen sich problemlos relativ große Kippwinkel in der Lagerung realisieren ohne daß dies zu einer Beschädigung des Faltenbalgs führt. Schwenkbewegungen resultieren in einer Relativbewegung von Dichtungswulst und der Nut im Kugelzapfen.

Schließlich soll der Winkelring die Zungen mit einem radialen Abstand umgeben. Damit bildet der Winkelring einen radialen Anschlag, über den verhindert wird, daß die Lagerschale bei extremer axialer Belastung von der Gelenkkugel ausgeknüpft werden kann.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird nachfolgend ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschrieben. Es zeigen:

1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Lager für einen Schalthebel und

2 eine perspektivische Ansicht eines Schalthebels, der auf einem erfindungsgemäßen Lager angeordnet ist.

Detaillierte Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels

In 1 ist mit 1 ein Abschnitt eines Gehäuses eines Verbrennungsmotors oder Getriebes bezeichnet, in welchem eine Lagerung 2 für einen Schalthebel 3 fixiert ist. Dabei besteht die Lagerung aus einem Kugelzapfen 4, der über einen Gewindeabschnitt 5 in einer Einschraubbohrung 6 befestigt wird. Weiterhin weist der Kugelzapfen 4 eine Gelenkkugel 7 auf, die an einem Teil ihres Umfangs eine Lagerschale 8 aufnimmt. Dabei ist die Lagerschale 8 in der in 1 dargestellten Ansicht zumindest um das Zentrum der Gelenkkugel 7 schwenk- und kippbeweglich, wobei die Lagerschale 8 entsprechende Schwenk- und Kippbewegungen mittels einer Gleitfläche 9 auf der Gelenkkugel 7 ausführen kann.

Von einer Stirnseite 10 der Lagerschale 8, die dem Gehäuse 1 zugewandt ist, geht eine Umfangsnut 11 aus, die bis über eine gemeinsame Quermittelebene 12 der Gelenkkugel 7 und der Lagerschale 8 reicht. Von dieser Umfangsnut 11 aus erstrecken sich in radialer Richtung mehrere gleichmäßig über den Umfang der Lagerschale 8 verteilte Schlitze 13, die die kalottenförmige Gleitfläche 9 derart unterbrechen, daß federnde Zungen 14 gebildet werden. Ein Radialmaß der Umfangsnut 11 ist so dimensioniert, daß sich die Lagerschale 8 auf die Gelenkkugel 7 aufknöpfen läßt. Die Zungen 14 sind dabei zwar federnd ausgebildet und können ein eventuell durch Verschleiß auftretendes Spiel ausgleichen; zusätzlich ist aber in der Umfangsnut 11 ein elastischer Ring 15 angeordnet, welcher als O-Ring ausgebildet ist. Dieser elastische Ring 15 kann bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung die Zungen so weit nachführen, daß bei einem Verschleiß bis zu 0,4 mm stets eine Spielfreiheit der Lagerung gewährleistet ist. Der elastische Ring 15 stützt sich dabei an seinem Außenumfang an einem in sich geschlossenen Wandungsabschnitt der Umfangsnut 11 ab. Die Lagerschale 8 ist aus einem Kunststoff mit günstigen Gleiteigenschaften und einer hohen Temperaturbeständigkeit hergestellt. Als entsprechender Kunststoff kann dabei Ultramid T verwendet werden.

An ihrem Außenumfang ist die Lagerschale 8 unter Bildung eines Zwischenraums 16 von einem Außenring 17 umschlossen. In diesem Zwischenraum 16 sind Dämpfungsmittel angeordnet, die zum einen aus zwei Nutringen 18 und zum anderen aus einem O-Ring 19 bestehen. Zur Fixierung der Nutringe 18 an der Lagerschale 8 weist diese Borde 20 auf, während die Nutringe 18 andererseits im Außenring 17 über Nuten 21 fixiert sind. Diese Nutringe 18 verhindern eine Übertragung der von dem Gehäuse 1 ausgehenden Schwingungen auf den Schalthebel 3. Der Außenring 17 weist in seiner Mitte einen nach innen weisenden Ansatz 22 auf, der zwischen die beiden Nutringe 18 greift und an dem der O-Ring 19 geführt ist. Der O-Ring 19 stützt sich andererseits in einer Nut 23 der Lagerschale 8 ab. Dieser O-Ring erhöht die radiale Steifigkeit, so daß eine radiale Beweglichkeit des Außenrings 17 gegenüber der Lagerschale 8 auf ± 0,5 mm begrenzt ist.

Am äußeren Umfang des Außenrings 17 ist eine Nabe 24 des Schalthebels 3 schwenkbeweglich geführt. Darüberhinaus weist die Lagerung 2 des Schalthebels 3 Mittel auf, die zum einen das Eindringen von Schmutz in die Lagerung 2 verhindern sollen und die zum anderen eine Übertragung von axialen Schwingungen verhindern. Eine entsprechende Abdichtung der Lagerung 2 erfolgt mittels einer Abdeckkappe 25, die sich im Bereich des Endes der Gelenkkugel 7 befindet und über einen Faltenbalg 26, der die Lagerung 2 an einer dem Gehäuse 1 zugewandten Stirnseite verschließt. Dabei ist der Faltenbalg 26 über einen Winkelring 27 und ein den Winkelring 27 abschnittsweise umgebendes Gummiprofil 28 am Außenring 17 befestigt. Der Faltenbalg 26 wird am Winkelring 27 anvulkanisiert, während er an seinem anderen Ende mittels einer Wulst 29 in eine Nut 30 des Kugelzapfens 4 eingreift. Diese Nut 30 befindet sich unmittelbar angrenzend an einen Sechskant 31 des Kugelzapfens 4. Der Winkelring 27 übernimmt neben seiner Funktion einer Fixierung des Faltenbalgs 26 außerdem gemeinsam mit dem Gummiprofil die Aufgabe, axiale Schwingungen in der Lagerung 2 zu dämpfen, wobei eine gegenüberliegende Schwingungsdämpfung durch ein weiteres Gummiprofil 32 erzielt wird, welches zwischen der Abdeckkappe 25 und dem Außenring 17 vorgesehen ist. Beide Gummiprofile 28 und 32 wirken außerdem gemeinsam mit der Abdeckkappe 25 und dem Winkelring 27 als zusätzliche Anschlagdämpfung. Weiterhin übernimmt der Winkelring 27, der mit einem radialen Abstand zu den Zungen 14 abgewinkelt ist, eine Sicherungsfunktion für die auf der Gelenkkugel 7 angeordnete Lagerschale 8. Der Winkelring 27 begrenzt nämlich die radiale Beweglichkeit der Zungen 14 derart, daß die Lagerschale 8 nicht von der Gelenkkugel 7 ausgeknüpft werden kann.

Der 2 ist die Gesamtanordnung des Schalthebels 3 auf der Lagerung 2 zu entnehmen. Der Schalthebel 3 weist dabei an seinem über die Nabe 24 hinausragenden Ende ein Auge 33 auf, an welchem ein Schaltgestänge 34 eingehängt ist, welches andererseits mit einer nicht näher dargestellten Getriebeschaltung in Verbindung steht. Der Darstellung ist weiterhin der Gewindeabschnitt 5 des Kugelzapfens 4 entnehmbar, mit welchem die Lagerung 2 in einem Gehäuse eines Verbrennungsmotors oder Getriebes fixierbar ist. Bei der Schaltung wird es sich üblicherweise um eine H-Schaltung oder Doppel-H-Schaltung handeln, bei der bei einer Bewegung des Schalthebels 3 in einer längs des Kugelzapfens 4 verlaufenden Ebene Schaltgassen vorgewählt werden. In diesen werden dann die einzelnen Gangstufen durch eine Schwenkbewegung um den Außenring 17 geschaltet.

1: Gehäuse
2: Lagerung
3: Schalthebel
4: Kugelzapfen
5: Gewindeabschnitt
6: Einschraubbohrung
7: Gelenkkugel
8: Lagerschale
9: Gleitfläche
10: Stirnseite
11: Umfangsnut
12: Quermittelebene
13: Schlitz
14: Zunge
15: elastischer Ring
16: Zwischenraum
17: Außenring
18: Nutring
19: O-Ring
20: Bord
21: Nut von 17
22: Ansatz
23: Nut von 8
24: Nabe
25: Abdeckkappe
26: Faltenbalg
27: Winkelring
28: Gummiprofil an 27
29: Wulst
30: Nut von 4
31: Sechskant von 4
32: Gummiprofil an 25
33: Auge
34: Schaltgestänge

Claims

Lagerung (2) eines Schalthebels (3) für eine Außenschaltung eines Kraftfahrzeuggetriebes mit einem Kugelgelenk, welches abschnittsweise von einer aus Kunststoff bestehenden, eine kalottenförmige Innenmantelfläche aufweisenden Lagerschale (8) umgeben ist, wobei die Lagerung (2) einen starr mit einem Motor- oder Getriebegehäuse (1) verbundenen Kugelzapfen (4) aufweist, an dessen Gelenkkugel (7) der Schalthebel (3) über die Lagerschale (8) in zwei Bewegungsrichtungen schwenkbar geführt ist, die Lagerschale (8) unter der Bildung eines radialen Zwischenraums (16) von einem Außenring (17) umschlossen ist, wobei in dem Zwischenraum (16) Dämpfungsmittel (18, 19) angeordnet sind und der Schalthebel (3) mittels einer Nabe (24) schwenkbar auf einer Umfangsfläche des Außenringes (17) geführt ist.
Lagerung (2) eines Schalthebels (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschale (8) mit einer bis über deren Quermittelebene (12) reichenden Umfangsnut (11) versehen ist, wobei von der Umfangsnut (11) mehrere über den Umfang verteilte, bis in die kalottenförmige Innenmantelfläche reichende Schlitze (13) derart in Längsrichtung des Kugelzapfens (4) verlaufen, daß Zungen (14) gebildet werden, die bis über einen Äquator der Gelenkkugel (7) hinausreichen.
Lagerung (2) eines Schalthebels (3) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Umfangsnut (11) ein die Zungen (14) radial in Richtung der Gelenkkugel (7) vorspannender elastischer Ring (15) angeordnet ist.
Lagerung (2) eines Schalthebels (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsmittel als zwei beidseitig der Quermittelebene der Lagerschale (8) angeordnete Nutringe (18) ausgebildet sind.
Lagerung (2) eines Schalthebels (3) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den einander zugewandten Stirnseiten der Nutringe (18) ein O-Ring (19) angeordnet ist, der eine radiale Beweglichkeit des Außenrings (17) gegenüber der Lagerschale (8) von ± 0,5 mm zuläßt.
Lagerung (2) eines Schalthebels (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Stirnseite des Außenrings (17) eine Abdeckkappe (25) unter Zwischenfügung eines Gummiprofils (32) fixiert ist.
Lagerung (2) eines Schalthebels (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einer zweiten Stirnseite des Außenrings (17), die dem Motor- oder Getriebegehäuse (1) zugewandt ist, unter Zwischenfügung eines Gummiprofils (28) ein Winkelring (27) fixiert ist, von dessen abgewinkeltem Ende ein anvulkanisierter Faltenbalg (26) ausgeht, der an seinem anderen Ende über eine Wulst (29) in eine Nut (30) des Kugelzapfens (4) eingeknüpft ist.
Lagerung (2) eines Schalthebels (3) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelring (27) die Zungen (14) mit einem radialen Abstand umgibt.