DE19639417A1 - Vorrichtung zur Fernbetätigung eines Getriebes in einem Fahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Fernbetätigung eines Getriebes in einem Fahrzeug der im Oberbegriff des Anspruches 1 beschriebenen Art.

Stand der Technik

Lastkraftwagen und andere Typen von schwereren Nutzfahrzeugen sind im allgemeinen mit einem gesonderten Fahrgestellrahmen (beispielsweise einem Trägerrahmen) versehen, der dann das primär lastaufnehmende Konstruktionsteil des Fahrzeugs darstellt. Dieser Typ von Rahmenkonstruktion besteht meistens aus zwei in der Längsrichtung des Fahrzeugs angeordneten Längsträgern, die durch eine Anzahl von Querträgern miteinander verbunden sind.

Der Fahrzeug-Antriebsmotor und das zu diesem gehörende Getriebe sind dabei elastisch oder abgefedert und vibrationsgedämpft im Fahrgestellrahmen gelagert. Motor und Getriebe sind dann, zum Beispiel über zwischen Motor/Getriebe und Rahmen oder am Rahmen fest angebrachten Teilen angeordnete Lagerungen in Form von Gummibuchsen oder Gummiblöcken, beweglich am Rahmen befestigt.

Für die vom Fahrer vorzunehmende Betätigung des Getriebes, d. h. die Wahl eines Ganges (für die Antriebsübersetzung) ist eine Schaltvorrichtung vorhanden. Diese umfaßt u. a. einen Schalthebel und zumindest eine mit diesem verbundene Schalthebelstange, die eine damit verbundene Schaltstange betätigt, wobei letztere bis in das Getriebe hineingeführt ist und dort Schaltorgane zum Ein- und Auslegen der Gänge betätigt.

Die Schalthebelstange ist gewöhnlich beweglich am Fahrgestellrahmen gelagert und geführt; die mit der Schalthebelstange verbundene Schaltstange ist an ihrem ins Getriebe eingeführten Ende mit im Getriebe vorhandenen Schaltorganen verbunden. Infolge der elastischen, vibrationsgedämpften Lagerung des Getriebes im Fahrgestellrahmen ist mit einem Auftreten von Relativbewegungen zwischen Fahrgestellrahmen und Getriebe zu rechnen, da die beiden Einheiten in gewissem Ausmaß elastisch voneinander getrennt sind und somit bei laufendem Motor und besonders beim Fahrbetrieb des Fahrzeugs unterschiedliche Bewegungsschemata aufweisen können.

Da die am Fahrgestellrahmen gelagerte und gelenkte Schalthebelstange die vom Schalthebel bewirkte Schaltbewegung auf die Schaltstange überträgt, deren im Getriebe angeordnetes Ende jedoch dem allgemeinen Bewegungsschema des Getriebes folgen muß, kann der Unterschied zwischen den Bewegungsschemata des Fahrgestellrahmens und Getriebes bei der Schaltstange deren eigene, von der Schalthebelstange gesteuerte Schaltbewegungen stören. Diese Störung der Schaltbewegungen der Schaltstange kann im ungünstigen Fall zu einem Herausspringen des Ganges oder zu Schwierigkeiten beim Ein- oder Auslegen eines Ganges führen.

Zweck der Erfindung

Der vorrangige Zweck der Erfindung besteht demzufolge in einer neuen Art von Wellenkupplungsvorrichtung zur Anordnung in der Bewegungsübertragung zwischen zwei miteinander verbundenen Bewegungsübertragungsorganen, die sich in gewissem Ausmaß nach unterschiedlichen Schemata bewegen und dadurch in eine nicht-lineare/koaxiale Ausrichtung zueinander kommen können.

Ein anderer Zweck der Erfindung besteht darin, eine Wellenkupplungsvorrichtung zu erhalten, die konstruktiv einfach ist und zu wesentlich niedrigeren Kosten als bekannte, Universal- oder Kreuzgelenk enthaltende Konstruktionslösungen hergestellt werden kann und außerdem eine wesentlich geringere axiale Länge aufweist als diese bekannten Konstruktionen haben können.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, eine Wellenkupplungsvorrichtung zu erhalten, die ein einfaches Verbinden der zwei durch die Kupplungsvorrichtung miteinander zu verbindenden Wellenteile gestattet und bei der die Kupplungsvorrichtung sich außerdem zum Trennen der beiden Wellenteile voneinander einfach zerlegen lassen muß, z. B. um eines der Wellenteile zu erneuern.

Beschreibung der Erfindung

Obige Zwecke werden gemäß der Erfindung dadurch erfüllt, daß die Wellenkupplung der einleitungsweise angegebenen Art die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale aufweist. Vorzugsweise Weiterentwicklungen der Wellenkupplungsvorrichtung gemäß der Erfindung können außerdem die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten, weiteren Merkmale aufweisen.

Vorrangiges Kennzeichen einer Wellenkupplungsvorrichtung gemäß der Erfindung ist ein an jedem der Wellenteilenden vorzugsweise scheibenförmig ausgeführter Mitnehmer, der mit dem jeweiligen Wellenteilende fest verbunden ist und sich in dessen Querrichtung erstreckt. Zwischen den Mitnehmern der beiden miteinander verbundenen Wellenteile ist ein mit diesen fest verbundenes, elastisch nachgiebiges Lamellenpaket angeordnet, das eine konzentrische Durchgangsöffnung aufweist. Das Lamellenpaket besteht aus einer Anzahl von ebenen, aufeinanderliegenden Lamellenelementen. Die Mitnehmer der miteinander verbundenen Wellenteile sind auf den gegenüberliegenden Seiten des Lamellenpakets befestigt.

Die das Lamellenpaket bildenden Lamellenelemente bestehen zweckmäßigerweise aus dünnen, absolut gleichen Metallscheiben (Blechlamellen), deren ringförmig geschlossene Planform zur konzentrischen Öffnung des Lamellenpakets hin durch eine kreisförmige Innenkante und nach außen hin durch eine Anzahl von geraden, durch bogenförmige Ecken miteinander verbundene Außenkanten begrenzt wird.

Die Mitnehmer an den Enden der miteinander verbundenen Wellenteile sind zweckmäßigerweise fest mit dem zwischen diesen angeordneten Lamellenpaket an getrennten diametralen Außenbereichen des Pakets verbunden. Der Ausdruck "diametral" bezieht sich hierbei auf den Begriff "Durchmesser" im allgemeinsten Sinn, d. h. er bezeichnet eine Gerade durch den Mittelpunkt einer einheitlichen, mittelsymmetrischen Planformfigur, die dann nicht unbedingt ein Flächenbereich zwischen zwei konzentrischen Kreisen sein muß, sondern in Radialrichtung von der Mitte der konzentrischen Öffnung des Lamellenpakets aus gesehen ein "ringförmig" geschlossener Flächenbereich von wechselnder Breite sein kann.

Jeder der beiden Mitnehmer ist zweckmäßigerweise mit dem Lamellenpaket in zwei diametral gegenüberliegenden Eckenbereichen des Pakets verbunden. Die Geraden zwischen den jeweils diametral gegenüberliegenden Eckenbereichen der Mitnehmer bilden einen zumindest annähernd rechten Winkel zueinander, so daß die Mitnehmer auf den entgegengesetzten Seiten des Lamellenpakets kreuzweise zueinander liegen.

Jeder Mitnehmer ist zweckmäßigerweise mit seinen jeweils zugehörigen zwei Eckenbereichen des Lamellenpakets durch ein Paar von Befestigungsorganen verbunden, die die Endbereiche des Mitnehmers mit den angrenzenden Eckenbereichen des Lamellenpakets verbinden. Diese Befestigungsorgane, bei denen es sich z. B. um Bolzen, Schrauben, Zapfen oder Niete handeln kann, die in koaxialen Löchern in den Endbereichen der Mitnehmer und den angrenzenden Eckenbereichen des Lamellenpakets angeordnet werden.

Zur einfachen Lösbarkeit der Wellenkupplungsvorrichtung ist zweckmäßigerweise zumindest der eine Mitnehmer durch leicht lösbare Befestigungsorgane wie Schrauben mit Muttern mit dem Lamellenpaket verbunden.

Insbesondere, wenn die Wellenkupplungsvorrichtung Wellenteile miteinander verbinden soll, die Teile einer Schaltstange in einem schwereren Nutzfahrzeug, z. B. in einem Lastkraftwagen, sind, kann es angebracht sein, daß das Lamellenpaket aus 5 bis 10 Lamellenelementen mit einer Dicke von jeweils weniger als 0,5 mm besteht. Ein solches Lamellenpaket kann sich z. B. aus 6 Lamellenelementen von je 0,4 mm Dicke oder 8 Lamellenelementen von je 0,3 mm Dicke zusammensetzen.

Kurze Beschreibung der Figuren

Nachstehend folgt eine Beschreibung und weitere Erläuterung der Erfindung mit Hinweis auf beiliegende, Ausführungsbeispiele einer Wellenkupplungsvorrichtung gemäß der Erfindung zeigende Figuren.

Fig. 1 zeigt Teile eines Schaltbetätigungssystems für ein Kraftfahrzeug, bei dem eine erfindungsgemäße Wellenkupplungsvorrichtung zwei dadurch kraftschlüssig werdende Wellenteile einer zwischen einer beweglichen Schalthebelstange und nicht dargestellten Schaltorganen in einem nur angedeutet dargestellten Getriebe angeordneten Schaltstange miteinander verbindet;

Fig. 2 zeigt die Systemteile gemäß Fig. 1 in einer rechtwinkligen Ansicht zur Lamellenpaketebene der Wellenkupplungsvorrichtung;

Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Wellenkupplungsvorrichtung in seitlicher Ansicht und teilweise als Schnittbild entsprechend dem Schnitt III-III in Fig. 4;

Fig. 4 zeigt die Wellenkupplungsvorrichtung gemäß Fig. 3 rechtwinklig zur Lamellenpaketebene der Wellenkupplungsvorrichtung wie in Fig. 2;

Fig. 5 zeigt als Flächenansicht eines der im Lamellenpaket gemäß Fig. 3-4 enthaltenen Lamellenelemente.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Wellenkupplungsvorrichtung 2 gezeigt die hier zur Verbindung eines ersten Wellenteils 4 mit einem zweiten Wellenteil 6 dient, wobei diese beiden Wellenteile zusammen eine Schaltstange bilden, die zur Übertragung von Bewegungen einer Schalthebelstange 8 auf nicht dargestellte Schaltorgane in einem nur andeutungsweise dargestellten Getriebe 10 eines mit einem Rahmen 12 versehenen Kraftfahrzeugs dienen. Die Schalthebelstange 8 ist drehbar angeordnet sowie in ihrer Längsrichtung am Rahmen 12 gelagert und dient zur Übertragung von Schaltbewegungen eines vom Fahrer des Fahrzeugs betätigten, nicht dargestellten Schalthebels auf die genannten Schaltorgane im Getriebe 10.

Die somit bewegliche, aber am Rahmen fest gelagerte Schalthebelstange 8 ist an ihrem gemäß Fig. 1 rechten Ende mit einer Befestigungsplatte 14 verbunden, die ihrerseits am ersten Wellenteil 4 an dessen vom Getriebe 10 entfernten Ende befestigt ist. Das gezeigte Ende der Schalthebelstange 8 ist auf eine bekannte Weise am Rahmen oder Rahmenteil 12 in einer am Rahmenteil angeschraubten, mit Gummibuchsen 16 und Lagerhülsen 18 versehenen Lagerung 20 gelagert. Die Lagerhülsen 18 sind an je einem Ende einer Dreiecksplatte 22, die in Fig. 2 besonders deutlich erkennbar ist, befestigt. Das Ende der Schalthebelstange 8 sowie die Befestigungsplatte 14 sind über ein konventionelles Kugelgelenk 24 im oberen Teil (s. Fig. 2) der Dreiecksplatte gelagert. In Fig. 1 ist darüber hinaus eine Reaktionsstrebe 26 abgebildet, die zwischen einer Konsole 28 am Ende der Schalthebelstange 8 und einer oberen Halterung 30 angeordnet ist.

Es folgt nun eine nähere Beschreibung einer Wellenkupplungsvorrichtung 2 gemäß der Erfindung. Diese Kupplungsvorrichtung kann als elastische, vorzugsweise lösbare Verbindung zwischen einerseits dem Ende 4′ des ersten Wellenteils 4 und andererseits dem Ende 6′ des zweiten Wellenteils 6 betrachtet werden. Die Wellenkupplungsvorrichtung 2 ist in der aus den Wellenteilen 4 und 6 bestehenden Schaltstange angeordnet, um eine nicht-lineare/koaxiale Schrägstellung der Wellenteile 4 und 6 zueinander zu ermöglichen. Die Notwendigkeit einer solchen Schrägstellung der Wellenteile 4 und 6 zueinander ergibt sich u. a. daraus, daß das Getriebe z. B. in Gummibuchsen oder Gummiblöcken elastisch im Rahmen oder Rahmenteil 12 gelagert ist, während die Schalthebelstange 8 beweglich am Rahmenteil 12 gelagert ist. Daraus ergibt sich, daß die Schalthebelstange 8 und damit auch das erste Wellenteil 4 sich teilweise nach einem anderen Schema bewegt als das Getriebe 4 und somit auch als das zweite Wellenteil 6. Die Wellenkupplungsvorrichtung bildet demzufolge eine Art von beweglicher Schnittstelle zwischen den somit in gewissem Ausmaß relativ zueinander beweglichen Wellenteilen 4 und 6. Die Wellenkupplungsvorrichtung erfüllt darüber hinaus die Aufgabe, bei der Montage des jeweiligen Fahrzeugs den Zusammenbau des Schaltbetätigungssystems mit dem Getriebe weitgehend zu erleichtern. Die lösbare Wellenkupplungsvorrichtung 2 bewirkt selbstverständlich auch eine Arbeitserleichterung beim Aus-/Einbau des Getriebes oder von Teilen des Schaltbetätigungssystems. Ein-/Ausbau ebenso wie Zugänglichkeitsaspekte können unter bestimmten Umständen auch dafür sprechen, die Schaltstange etwas "angewinkelt" anstatt gerade auszuführen, und zwar unabhängig von einer etwaigen Notwendigkeit, Richtungsabweichungen der beiden Wellenteile 4 und 6 zueinander zu gestatten.

Der Deutlichkeit halber sei nun auf die in Fig. 3 und 4 gezeigte Ausführungsform 32 der Wellenkupplungsvorrichtung 2 gemäß Fig. 1-2 verwiesen. Wie aus Fig. 3 hervorgeht, weist die Wellenkupplungsvorrichtung 32 einen am jeweiligen Wellenende fest angebrachten, z. B. angeschweißten, scheibenförmigen Mitnehmer 34 am Ende des Wellenteils 4 bzw. 36 am Ende des Wellenteils 6 auf. Jeder der Mitnehmer erstreckt sich somit quer über sein jeweiliges Wellenende und hat diametral gegenüberliegende Hebelbereiche 38′ und 38′′, die an den Wellenenden 4 und 6 radial vorstehen. Diese Hebelbereiche 38′ und 38′′ sind mit Durchgangslöchern 40 für Befestigungsorgane wie Bolzen oder Schrauben, die nachstehend näher beschrieben werden.

Wie am deutlichsten aus Fig. 3 hervorgeht, ist zwischen den beiden Mitnehmern 34, 36 ein mit diesen fest verbundenes, elastisch nachgiebiges Lamellenpaket 42 mit einer konzentrischen Durchgangsöffnung 42, s. Fig. 4-5, angeordnet. Dieses Lamellenpaket setzt sich aus mehreren, vorzugsweise 5-10 ebenen, gleichen, dünnen Metallscheiben 46 zusammen, s. Fig. 5. Die zum Lamellenpaket 42 gehörenden Metallscheiben 46 liegen somit dicht aufeinander und bilden einen niedrigen Stapel mit einer konzentrischen Durchgangsöffnung 44. Wie besonders aus Fig. 5 hervorgeht, haben die Metallscheiben 46 eine ringförmig geschlossene Planform, die innen an der konzentrischen Öffnung 44 durch einen kreisförmigen Innenrand 48 und außen durch vier geradlinige, an den Enden über bogenförmige Eckränder 52 miteinander verbundene Außenränder 50 begrenzt wird. In den vier Eckenbereichen 54 sind die Lamellenelemente 46 mit Durchgangslöchern 56 für durchgehende Befestigungsorgane 58 versehen, s. Fig. 3.

Wie aus Fig. 4 hervorgeht, ist somit jeder Mitnehmer 34 bzw. 36 mit dem Lamellenpaket an zwei diametral gegenüberliegenden Eckenbereichen des Pakets verbunden. Die beiden diametral gegenüberliegenden Eckenbereiche des jeweiligen Mitnehmers liegen demzufolge auf einer Geraden, die durch den Mittelpunkt der Durchgangsöffnung 44 verläuft. Die beiden Linien zwischen den Eckenbereichen des jeweiligen Paketeckenbereichspaares für die Mitnehmer 34, 36 verlaufen rechtwinklig zueinander.

Wie besonders aus Fig. 3 hervorgeht, sind die Mitnehmer 34 bzw. 36 mit dem jeweiligen Eckenbereich des Lamellenpakets 42 durch zwei Befestigungsorgane 58 verbunden, die durch die Öffnungen 40 und 56 im jeweiligen Mitnehmer und dem Lamellenelementstapel 46 eingeführt sind. Diese Befestigungsorgane können als Bolzen oder Schrauben mit Muttern bzw. Zapfen oder Niete ausgeführt sein.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführung sind der Mitnehmer 34 des ersten Wellenteils 4 durch die Nietverbindung 60 und der Mitnehmer 36 des zweiten Wellenteils 6 ist durch die Schraubverbindung 62 mit Zwischenhülsen 64 und Muttern 66 mit dem Lamellenpaket 42 verbunden.

Obwohl vorstehender besonderer Beschreibungsteil eine erfindungsgemäße Wellenkupplungsvorrichtung bei Anwendung als elastische Verbindung zwischen zwei Wellenteilen einer Schaltstange behandelt, beschränkt sich die Erfindung natürlich nicht auf diese Anwendungsart, sondern die erfindungsgemäße Wellenkupplungsvorrichtung kann auch in vielerlei anderen Fällen zur Anwendung kommen, wo Wellenteile oder Stangen elastisch und bewegungsübertragend miteinander verbunden werden sollen. Selbstverständlich müssen die Wellen oder Stangen keinen kreisrunden Querschnitt haben, und sie können sowohl massiv als auch hohl ausgeführt sein.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Betätigung eines Getriebes (10) in einem Fahrzeug, wobei das Getriebe (10) in einem Fahrzeugrahmen (12) aufgehängt ist und mit einem Schalthebel geschaltet wird, der über eine Schalthebelstange (8) gelenkig mit einer Schaltstange (4, 6) am Getriebe (10) verbunden ist, wobei die Schaltstange (4,6) aus zwei über eine Wellenkupplungsvorrichtung (2, 32) miteinander verbundenen Wellen (4, 6) besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenkupplungsvorrichtung (2, 32) einen am jeweiligen Wellenende (4′ bzw. 6′) mit diesem fest verbundene, quer zum Wellenteilende angeordnete Mitnehmer (34 bzw. 36) umfaßt und zwischen den beiden Mitnehmern (34, 36) ein mit diesen fest verbundenes, elastisch nachgiebiges und mit einer konzentrischen Durchgangsöffnung (44) versehenes Lamellenpaket (42) angeordnet ist, welches aus mehreren ebenen, aufeinander angeordneten Lamellenelementen (46) besteht, wobei die Mitnehmer (34, 36) mit dem Lamellenpaket (42) auf dessen gegenüberliegenden Seiten verbunden sind.

2. Wellenkupplungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellenelemente (46) aus dünnen, gleichen Metallscheiben bestehen, deren ringförmig geschlossene Planform nach innen zur konzentrischen Öffnung (44) des Lamellenpakets hin von einem kreisförmigen Innenrand (48) und nach außen durch mehrere geradlinige, an ihren Enden über bogenförmige Eckränder (52) miteinander verbundene Außenränder (50) begrenzt wird.

3. Wellenkupplungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmer (34, 36) mit dem Lamellenpaket (42) an diametral voneinander getrennten Außenbereichen (54) desselben verbunden sind.

4. Wellenkupplungsvorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden diametral gegenüberliegenden Außenbereiche für die jeweiligen Mitnehmer auf einer Geraden liegen und daß die beiden Geraden zwischen den Außenbereichen des jeweiligen Paares einen zumindest annähernd rechten Winkel zueinander bilden.

5. Wellenkupplungsvorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Mitnehmer (34 bzw. 36) mit jeweils zugehörigen Eckenbereichen (54) des Lamellenpakets (42) verbunden ist durch die Endbereiche (38′, 38′′) des Mitnehmers und die genannten Außenbereiche (54) des in Rede stehenden Lamellenpakets verbindende Befestigungsorgane (58, 62), die sich durch koaxiale Löcher (40, 56) in den Endbereichen (38′, 38′′) des Mitnehmers und die angrenzenden Außenbereiche des Lamellenpakets.

6. Wellenkupplungsvorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsorgane (58, 62) als Bolzen, Schrauben, Zapfen oder Niete ausgeführt sind.

7. Wellenkupplungsvorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lamellenpaket (42) 5-10 Lamellenelemente (46) umfaßt, wobei jedes Lamellenelement eine Wanddicke von weniger als 0,5 mm aufweist, wobei das Lamellenpaket (42) vorzugsweise aus jeweils 6-8 Elementen mit einer Dicke in der Größenordnung von 0,4-0,3 mm besteht.