DE9308072U1

DE9308072U1 - Schalthebelgehäuse

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Publication number: DE9308072U1
Application number: DE9308072U
Authority: DE
Original assignee: Heidemann-Werke & Co Kg 37574 Einbeck De GmbH
Current assignee: Heidemann-Werke & Co Kg 37574 Einbeck De GmbH
Priority date: 1993-05-28
Filing date: 1993-05-28
Publication date: 1993-07-22
Anticipated expiration: 2003-05-29

Description

Schalthebelgehäuse

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schalthebelgehäuse entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die schwingungsgedämpfte Getriebelagerung bei Kraftfahrzeugen bringt infolge Lastwechselreaktionen große Relativbewegungen zwischen Getriebe und Karosserie bzw. Fahrgestell mit sich, welche über zwischengeordnete Konstruktionselemente auf den Handschalthebel übertragen werden, wobei diese Lastwecheselreaktionen entsprechend der Geometrie der genannten Zwischenelemente mehr oder weniger verstärkt werden. Bei der Ausbildung der Lagerung des Handschalthebels muß diesen Lastwechselreaktionen Rechnung getragen werden, insbesondere um keine überproportional großen Schalthebelbewegungen im Fahrgastraum zu bekommen und um Geräusche im Fahrgastraum zu vermeiden.

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Ol Aus der DE 32 16 688 C2 ist eine Abstützvorrichtung für den Handschalthebel eines Kraftfahrzeugs bekannt, welche zur Befestigung, insbesondere zur Verschraubung mit dem, einstückig mit einem Fahrzeugboden ausgebildeten Tunnel bestimmt ist. Sie besteht aus zwei äußeren, rechtwinklig ausgebildeten, mit dem Tunnel verschraubten Bügeln, zwischen denen sich unter Zwischenanordnung von Gummiblöcken parallel innere Bügel erstrecken, zwischen denen wiederum in einer besonderen Halteeinrichtung ein durch Gummiblöcke gebildetes Lager für den Handschalthebel angeordnet ist. Der Handschalthebel ist im Bereich dieses Lagers mit einem Kugelabschnitt versehen und auf diese Weise kugelgelenkartig gelagert. Das untere Ende des Handschalthebels steht mit einer Betätigungsstange in Verbindung, über das System der Gummiblöcke sollen Schwingungen, die von dem Getriebe sowohl über eine Betätigungs- als auch über eine Stützstange übertragen werden, gedämpft werden. Wesensmerkmal dieser Abstützeinrichtung bzw. Schalthebellagerung ist somit kein geschlossener Gehäusekörper sondern eine Anordnung von zwei identisch ausgebildeten, beiderseits bezüglich des Handschalthebels befindlichen, zwischen sich den Kugelabschnitt des Handschalthebels schwenkbar aufnehmenden Stützeinheiten. Die Funktion dieser Abstützeinrichtung ist somit auf die elastisch dämpfende Lagerung des Kugelabschnitts des Handschalthebels beschränkt.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Schalthebelgehäuse der eingangs bezeichneten Art zu entwerfen, dessen Lagerung an der Karosserie oder sonstigen Fahrzeuggestellteilen mit Hinblick auf eine einfache Dämpfung bzw. Entkopplung von Schwingbewegungen eines zugehörigen Getriebes hin ausgelegt ist. Gelöst ist diese Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Schalthebelgehäuse durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1.

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Ol Erfindungswesentlich ist hiernach, daß das Schalthebelgehäuse als Gehäusekörper ausgebildet ist, an dem die Stützstange befestigt und die Betätigungsstange in einer, Schaltbewegungen ermöglichenden Weise geführt ist, wobei der Gehäusekörper unter Zwischenanordnung wenigstens eines Federelements mit einer Montageplatte in Verbindung steht, welche das unmittelbare Verbindungselement zur Karosserie oder sonstigen Fahrzeuggestellteilen bildet. Sämtliche, über die Betätigungsstange sowie die Stützstange von dem Getriebe übertragenen Schwingbewegungen werden von dem Gehäusekörper aufgenommen, der einen in sich starren Körper bildet und aufgrund des Federelements gegenüber der Karosserie schwingungstechnisch entkoppelt angeordnet ist. Das wenigstens eine Federelement ist derart bemessen, daß die durch das Getriebe übertragenen Schwingbewegungen oder Lastwechselreaktionen in jedem Fall aufgenommen werden können, wobei das Federelement zweckmäßigerweise derart ausgebildet ist, daß von diesem gleichzeitig eine Dämpfungswirkung ausgeht. Das Federelement ist ferner derart ausgelegt, daß der Gehäusekörper im Ruhezustand hinsichtlich sämtlicher Schwingbewegungen elastisch in einer Mittenlage gehalten wird. Der Gehäusekörper nebst an diesem befestigten Teilen wie z.B. der Handschalthebei einschließlich dessen Lagerung sowie zugehörige Verbindungselemente mit der Betätigungsstange erfahren durch das Federelement eine spiel- und geräuschfreie Führung, wobei auftretende Schwingungen entsprechend der konkreten Ausbildung des Federelements eine Dämpfung erfahren und insbesondere nicht auf die Karosserie übertragen werden. Das erfindungsgemäße Schalthebelgehäuse ist als einheitliches Bauteil handhabbar, insbesondere einfach montier- und demontierbar ausgebildet.

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Ol Die Merkmale des Anspruchs 2 sind auf eine symmetrische Anordnung der Federelemente gerichtet, wobei die Verbindung der Federelemente mit der genannten Montageplatte über jeweils eine Führungsbuchse erfolgt, in der ein Führungsbolzen geführt ist, der mit der Montageplatte in fester Verbindung steht. Das System der zueinander parallel angeordneten Führungsbuchsen und Führungsbolzen ist somit geeignet, Kräfte senkrecht zur Achse der Führungbolzen auf das Federelement zu übertragen, wohingegen Kräfte, die in Achsrichtung der Führungsbuchsen auftreten, keiner Federwirkung unterworfen sind, so daß Schwingbewegungen in dieser Richtung ausschließlich reibungsbedingt gedämpft werden. Die Federelemente sind vorzugsweise derart angeordnet, daß sich die genannten Führungsbuchsen etwa in Richtung der Längserstreckung der Betätigungsstange erstrecken. Aufgrund der Parallelanordnung der Federelemente besteht naturgemäß auch eine Möglichkeit zur Aufnahme eines Kräftepaares, welches in einer Ebene senkrecht zu den Achsen der Führungsbolzen wirksam ist.

Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 3 ist das einzelne Federelement als Hüllkörper ausgebildet, in dessen zentralem Bereich sich die Führungsbuchse befindet. Der Hüllkörper ist als Vollkörper ausgebildet oder mit Ausnehmungen versehen, die sich in dessen Achsrichtung, insbesondere parallel zur Achse der Führungsbuchse erstrecken. Dies bedeutet, daß die Führungsbuchse in wenigstens einen Steg eingebunden ist, der aus der Substanz des Federelements besteht, so daß in Verbindung mit den genannten Ausnehmungen eine elastische Verdrehbarkeit des Federelements, insbesondere desssen äußerer peripherer Bereiche gegenüber den zentralen Bereichen gegeben ist, deren Ausmaß durch die Geometrie der Ausnehmungen bestimmt ist. Das Federelement besteht aus

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Ol Gummi oder einem vergleichbaren Werkstoff wie z.B. Naturkautschuk, thermoplastischem Polyethylen oder Polyurethan.

Die Merkmale des Anspruchs 4 sind auf eine weitere Ausgestaltung des einzelnen Federelements, insbesondere des Systems aus Führungsbolzen und Führungsbuchse gerichtet. Diese Verbindung ist derart beschaffen, daß axiale Ausgleichsbewegungen der Führungsbuchse gegenüber dem Führungsbolzen kräftefrei möglich sind und äußerstenfalls durch auftretende Reibung gedämpft werden. Der vorzugsweise aus korrosionsfreiem chromhaltigen Stahl bestehende Führungsbolzen ist innerhalb der Führungsbuchse andererseits in geeigneter Weise verdrehstarr aufgenommen. Dies bedeutet, daß über den Führungsbolzen Kräfte auf das Federelement übertragbar sind, die senkrecht zu dessen Achse wirken und daß ferner Drehmomente, die in der Achse des Führungsbolzens wirken, unter elastischer Torsion des Federelements aufgenommen werden .

Die Merkmale des Anspruchs 5 bringen den Vorteil mit sich, daß der Verdrehwinkel des einzelnen Federelements begrenzt ist und daß die Verdrehbarkeit beider Federelemente symmetrisch bezüglich einer Mittelebene ausgebildet ist. Das genaue Ausmaß des maximalen Drehwinkels ist in einfacher Weise über die Geometrie der genannten Ausnehmungen konstruktiv festlegbar.

Das Federelement ist entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 6 in einen formstabilen Außenring eingesetzt, der seinerseits das unmittelbare Bindeglied zu entsprechenden Ausnehmungen des Gehäusekörpers bildet. Der Außenring besteht vorzugsweise aus einem Kunststoff auf der Basis eines Polyamids, z.B. PA 6.6.

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Ol Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 7 besteht die Führungsbuchse vorzugsweise aus geeigneten Kunststoffen wie z.B. Polyamiden, (z.B. PA 12), Polyacetalen, Polytetrafluorethylen usw. Es sind dies Kunststoffe, die als verschleiß- und reibungsarm angesehen werden können.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf das in den Zeichnungen schematisch dargestellte Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Schalthebelgehäuses nebst Stütz- und Betätigungsstange;

Fig. 2 eine Schnittdarstellung des Schalthebelgehäuses entsprechend einer Ebene II-II der Fig. 3;

Fig. 3 eine Draufsicht auf das Schalthebelgehäuse entsprechend Pfeil III der Fig. 1;

Fig. 4 eine vergrößerte Schnittdarstellung eines Schalthebelgehäuses entsprechend einer Ebene IV-IV der Fig. 5;

Fig. 5 eine Schnittdarstellung eines Schalthebelgehäuses entsprechend einer Ebene V-V der Fig. 4.

Mit 1 ist in den Fig. 1 bis 3 ein Schalthebelgehäuse in seiner Gesamtheit bezeichnet, welches über eine Stützstange 2, auch Stabilisator genannt, mit einem an der Stelle 3 befindlichen, zeichnerisch nicht dargestellten Getriebe in fester Verbindung steht. Die Stützstange 2 dient hauptsächlich der Übertragung von aus dem Schalt-Vorgang resultierenden Reaktionskräften. Hierauf soll in der Folge nicht näher eingegangen werden.

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Ol Das Schalthebelgehäuse steht mit dem, an der Stelle 3
befindlichen Getriebe ferner über eine Betätigungsstange 4 in Verbindung, welche der Übertragung der für Schaltvorgänge erforderlichen Bewegungen dient. Es sind dies

zum einen Längskräfte in Richtung der Betätigungsstange 4 sowie Schwenkbewegungen um die Achse derselben. Es ist die Betätigungsstange 4 in einer, diese Schaltbewegungen erlaubenden, im folgenden noch näher dargelegten Weise
in dem Schalthebelgehäuse 1 gelagert.

Mit 5 ist ein Handschalthebel bezeichnet, der oberseitig aus dem Schalthebelgehäuse 1 herausragt und der Einleitung von Schaltbewegungen in die Betätigungsstange 4
dient. Der Handschalthebel 5 ist zu diesem Zweck in
einem kugelgelenkartigen Lager 6 in dem Schalthebelgehäuse 1 gelagert und steht mit der Betätigungsstange in

geeigneter Weise in Verbindung, und zwar derart, daß die zur Durchführung eines Schaltvorgangs erforderlichen,
jeweils in eine Wähl- und in eine Schaltbewegung unterteilbaren Bewegungen möglich sind. Wähl- und Schaltbewe- gungen des Handschalthebels 5 verlaufen senkrecht zueinander, wobei beispielsweise die Wählbewegungen des
Handschalthebels 5 senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1 und die Schaltbewegungen in Richtung der Pfeile 7 (Fig. 1) verlaufen.

Das an der Stelle 3 befindliche Getriebe ist in besonderen, schwingungsdämpfenden Lagern gegenüber der Karosserie bzw. dem Fahrgestell des jeweiligen Kraftfahrzeugs
gelagert, so daß aufgrund der starren Verbindung zwischen dem Getriebe und dem Schalthebelgehäuse 1 über die Stützstange 2 Lastwechselreaktionen des Getriebegehäuses unmittelbar auf das Schalthebelgehäuse 1 übertragen
werden und hierbei entsprechend der Geometrie dieser
Verbindung mehr oder weniger verstärkt werden. Es ist

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Ol das Schalthebelgehause 1 aus diesem Grunde mit einer inneren Federung und Dämpfung versehen, deren Aufbau im folgenden noch näher erläutert werden wird. Wesentlich ist, daß die Anbringung des Schalthebelgehäuses 1 an der Karosserie oder dem Fahrgestell über eine Montageplatte 8 erfolgt, die mit der Karosserie starr, mit dem übrigen Schalthebelgehause 1 jedoch elastisch sowie dämpfend in Verbindung steht.

Mit 9 sind Schraubbolzen der Montageplatte 8 bezeichnet, über welche diese an der Karosserie befestigt wird. Die Verbindung zwischen dem Schalthebelgehause 1 und dieser Montageplatte ist derart beschaffen, daß Schwingbewegungen sowie Lastwechselreaktionen, die über die Stützstange 2 auf das Schalthebelgehause 1 übertragen werden, so daß die Karosserie bzw. das Fahrgestell von diesen Schwingungen wirksam entkoppelt wird.

Es wird im folgenden auf die Fig. 4 und 5 Bezug genommen, bei denen Funktionselemente, die mit denjenigen der Fig. 1 bis 3 übereinstimmen, entsprechend beziffert sind.

Die Fig. 4 und 5 lassen erkennen, daß das Schalthebelgehause 1 aus dem eigentlichen Gehäusekörper 10 besteht, der auf seiner Oberseite 11 einen zylindrischen, das Lager 6 beinhaltenden Aufsatz 12 trägt, der sich durch eine zentrale öffnung 13 der Montageplatte 8 hindurcherstreckt. Das Lager 6 wird durch einen aus Kunststoff bestehenden, sphärische Lagerflächen aufweisenden Lagerkörper 14 gebildet, der mit einem entsprechend ausgestalteten, auf dem Handschalthebel 5 angeordneten Gegenkörper 15 zusammenwirkt.

Mit 16 sind zwei, sich parallel zueinander seitlich

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Ol bezüglich des Gehäusekörpers 10 unterhalb der Montageplatte 8 erstreckende Führungsbolzen bezeichnet, die an beiden stirnseitigen Enden über Haltewinkel 17 mit der Montageplatte 8 in fester Verbindung stehen. Mit 18 sind zwei, von den Führungsbolzen 16 in Längsrichtung durchdrungene, untereinander parallele, in Umfangsrichtung asymmetrisch ausgebildete Ausnehmungen bezeichnet, in denen aus einem beispielsweise gummiartigen Werkstoff bestehende Federelemente 19 aufgenommen sind, wobei die Verknüpfung dieser Federelemente mit dem Führungsbolzen 16 über Führungsbuchsen 20 erfolgt, die unmittelbar mit dem Werkstoff der Federelemente in Verbindung stehen, in denen die Führungsbolzen jedoch gleitfähig aufgenommen sind.

Jedes Federelement 19 ist als Vollkörper ausgebildet oder durch einen Mittelsteg 21 gekennzeichnet, der die Führungsbuchse 20 aufnimmt und das Verbindungsglied zu peripheren Bereichen des jeweiligen Federelements bildet. Das Federelement ist im übrigen durch Ausnehmungen beiderseits des Mittelsteges 21 gekennzeichnet. Das Federelement 19 kann in einen formstabilen Außenring 19' eingebunden sein, der beispielsweise aus Polyamid besteht. Die Mittelstege 21 beider Federelemente 19 erstrecken sich symmetrisch bezüglich einer Mittelebene des Gehäusekörpers 10 der Fig. 4, so daß in Verbindung mit einer bezüglich dieser Mittelebene ebenfalls symmetrischen Anordnung der Ausnehmungen 18 sowie von unsymmetrisch bezüglich des Umfangs der einzelnen Ausnehmungen 18 angeordneten peripheren innenseitigen Vorsprüngen 23 der Ausnehmungen der Federelemente 19 eine Drehbewegung des Gehäusekörpers 10 um die mittig zwischen den Führungsbuchsen 20 gelegene Achse 30 in beiden Richtungen konstruktiv gleichermaßen beschränkt ist, nämlich durch Anlage der Vorsprünge 23 an der Struktur des

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Mittelsteges 21. Aufgrund der aus einem Gummiwerkstoff bestehenden Ausbildung des Federelements führt letztgenannte Anlage zu einer sprungartigen Erhöhung der Verdrehsteifigkeit.

Man erkennt aus obigen Ausführungen, daß aufgrund der besonderen Art der Verbindung zwischen dem Gehäusekörper 10 und der Montageplatte 8 Ausgleichsbewegungen zwischen diesen beiden Teilen möglich sind, welche unter elastischer Verformung der Federelemente 19 stattfinden.

Nachdem das Federelement 19 aus Gummi oder einem vergleichbaren Werkstoff ausgebildet ist, sind Schwingbewegungen des Gehäusekörpers 10 gegenüber der Montageplatte 8 gleichzeitig als gedämpfte Schwingbewegungen anzusehen, wobei hinzutritt, daß Drehschwingungen um die Achsen der Führungsbuchsen 20 als drehwinkelbegrenzt anzusehen sind. Schließlich können Axialbewegungen der Führungsbolzen 3 innerhalb der Führungsbuchsen 20 entsprechend dem hier eingestellten Spiel ebenfalls als gedämpft angesehen werden.

Die Stützstange 2 ist in eine Bohrung 24 des Gehäusekörpers 10 eingesteckt und in der Einsteckposition durch Schrauben 25 gesichert.

Mit 26 ist eine an sich bekannte, am unteren Ende des Handschalthebels 5 befindliche Wählkurbel bezeichnet, auf deren nähere Beschreibung jedoch verzichtet werden kann. Sie bildet einen Teil der Verbindungs- bzw. Anschlußelemente zu der Betätigungsstange 4.

Die Betätigungsstange 4 ist in einer Gleitbuchse 27 aufgenommen, die ihrerseits mit dem Gehäusekörper 10 in fester Verbindung steht. Die Gleitbuchse ist derart ausgebildet, daß die eingangs dargelegten Schaltbewegun-

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Ol gen der Betätigungsstange 4, nämlich ein Verschieben in Richtung deren Achse 28 und eine Drehung um diese Achse möglich sind.

Mit dem erfindungsgemäßen Schalthebelgehäuse steht somit ein Gehäusekonzept zur Verfugung, welches bei zuverlässiger Befestigung an der Karosserie diese jedoch schwingungstechnisch von solchen Bewegungen entkoppelt, die
über die Stützstange 2 z.B. als Lastwechselreaktionen
zwangsläufig auf den Gehäusekörper 10 übertragen werden und es ist diese Lagerung insbesondere zur Verwendung
bei mechanischen Getrieben in Kraftfahrzeugen bestimmt, die über schwingungsgedämpfte Getriebelagerungen verfügen, so daß Vorkehrungen zu treffen sind, um diese
aufhängungsbedingten Getriebebewegungen aufzunehmen.
Erreicht wird auf diese Weise eine spiel- und geräuschfreie Führung, ein Ausgleich von Schwingungen in Längsund Querrichtung zur Fahrtrichtung und eine Schwingungsabsorption aufgrund der Dämpfungseigenschaften der
erfindungsgemäßen Schalthebelgehäuselagerung.

Claims

DIPL.-ING. HORST ROSE DIPL-ING. PETER KOSEL DIPLvING. PETER SOBISCH

PATENTANWÄLTE - ^: '""; » "··;

ZUGELASSEN BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAivi&Idigr; - EUROPEAN PAfENTArTORNEYS

Patentanwälte Rose, Kosel & Sobisch Postfach 129, D-3353 Bad Gandersheim 1

Odastrasse 4a

Postfach 129

D-3353 Bad Gandersheim 1 Germany

Telefon (05382)4038 Telex957422siedpd Telefax (05382)4030 Telegramm-Adresse: Siedpatent Badgandersheim

Ihr Zeichen/Your ref.

UnserZeichen/Ourref.
2152/106

Datum/Date

27. Mai 1993

Heidemann-Werke GmbH & Co. KG

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ANSPRÜCHE

1. Schalthebelgehäuse (1) für mechanische Getriebe von Kraftfahrzeugen mit einer, zur Anbringung an Karosserieteilen bestimmten Befestigungseinrichtung, einer, der Übertragung von Schaltbewegungen dienenden Betätigungsstange (4) und einer Stützstange (2) sowie einem, mit der Betätigungsstange (4) in Wirkverbindung stehenden Handschalthebel (5), gekennzeichnet durch

- einen Gehäusekörper (10), an dem die Stützstange

(2) befestigt ist, in dem die Betätigungsstange (4) in Richtung ihrer Achse (28) verschiebbar und um ihre Achse (28) schwenkbar gelagert ist und an dem der Handschalthebel (5) gelagert ist,

- wobei die Befestigungseinrichtung durch eine Montageplatte (8) gebildet ist, die mit dem Gehäusekörper (10) unter Zwischenanordnung wenigstens eines Federelementes (19) in Verbindung steht.

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Ol
2. Schalthebelgehäuse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Montageplatte (8) über wenigstens zwei, bezüglich einer Mittelebene (22) symmetrisch ausgestaltete und angeordnete Federelemente (19) mit dem Gehäusekörper (10) in Verbindung steht und

- daß die Federelemente (19) jeweils eine Führungsbuchse (20) aufweisen, die zur Aufnahme eines, mit der Montageplatte (8) in fester Verbindung stehenden Führungsbolzens (16) bestimmt ist.
3. Schalthebelgehäuse (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Federelemente (19) aus Gummi oder einem vergleichbaren Werkstoff wie z.B. Naturkautschuk, Polyurethan oder einem thermoplastischen Elastomer bestehen,

- daß ein Federelement (19) als Vollkörper oder durch einen mit Ausnehmungen versehenen, in einem zentralen Bereich die Führungsbuchsen (20) aufweisenden Hüllkörper gebildet ist und

- daß sich die Ausnehmungen parallel zur Achse der Führungsbuchse (20) erstrecken.
4. Schalthebelgehäuse (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Federelemente (19) in zueinander parallelen Ausnehmungen (18) des Gehäusekörpers (10) eingesetzt sind,

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Ol - daß der Führungsbolzen (16) in der Führungsbuchse

(20) axial frei beweglich angeordnet ist und

- daß der Führungsbolzen (16) im übrigen verdrehstarr mit der Führungsbuchse (20) in Verbindung steht.
5. Schalthebelgehause (1) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Ausnehmungen des Federelements (19) bezüglich des Querschnitts des Hüllkörpers nicht rotationssymmetrisch ausgestaltet sind und

- daß die Ausnehmungen beiderseits eines Mittelstegs

(21) des Hüllkörpers und symmetrisch bezüglich der Mittelebene (22) des Gehäusekörpers verlaufen.
6. Schalthebelgehäuse (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

- daß jedes Federelement (19) in einen formstabilen Außenring (19¹) eingesetzt ist und daß der Außenring (19') aus einem Kunststoff z.B. auf der Basis von Polyamid besteht.
7. Schalthebelgehause (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbuchse

(20) aus einem geeigneten Kunststoff, z.B. aus Polyamid, Polyacetalen, Polyethylen Polytetrafluorethylen (PTFE) oder dergleichen besteht.