DE68903883T2 - Schall- und schwingungsdaempfer fuer einen getriebeschalthebel. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Schall- und Schwingungsdämpfungseinrichtung für einen Schalthebel zum Schalten der Gänge in einem manuell betätigbaren Fahrzeuggetriebe.
• In den meisten Fahrzeugen ist ein Getriebe im Antriebszug zwischen dem Motor und den angetriebenen Rädern vorgesehen. Wie bekannt, umfaßt das Getriebe eine Mehrzahl von Zahnrädern, die selektiv eingerückt werden können, um eine Mehrzahl von Übersetzungen zur Drehzahlreduzierung zwischen dem Eingang und dem Ausgang des Getriebes zu schaffen. Ein Steuerelement im Getriebe wird vom Fahrer des Fahrzeuges über eine Mehrzahl von Übersetzungs-Positionen geschaltet, um die gewünschte Drehzahlreduzierung auszuwählen. Als Folge davon kann eine Beschleunigung und Verzögerung des Fahrzeuges in gleichmäßiger und wirksamer Weise erzielt werden.
• In vielen kleineren Fahrzeugen wie z. B. Automobilen arbeitet das Getriebe automatisch. Das Schalten des Steuerelementes zwischen den verschiedenen Übersetzungs-Positionen im Getriebe wird hier automatisch durch ein Steuersystem ausgeführt ohne Eingriff des Fahrzeug-Fahrers. In vielen grösseren Fahrzeugen wird jedoch kein automatisches Getriebe verwendet, wie z.B. in Lastkraftwagen wegen der Größe und der hohen Kosten. Solche größeren Fahrzeuge sind daher oft mit einem manuell betätigbaren Getriebe versehen, bei dem das Schalten des Steuerelementes zwischen den verschiedenen Übersetzungs-Positionen durch physische Bewegung des Fahrzeug- Fahrers durchgeführt wird.
• Um das Steuerelement zwischen den Übersetzungs-Positionen in einem manuellen Getriebe zu schalten, ist allgemein eine mechanische Schalthebelanordnung vorgesehen. Ein unteres Ende der Schalthebelanordnung erstreckt sich nach unten innerhalb des Getriebes in Eingriff mit dem Steuerelement, während das andere Ende sich nach oben erstreckt in einen Bereich, in welchem es vom Fahrzeug-Fahrer gut erfaßt und betätigt werden kann. Wenn somit das obere Ende der Schalthebelanordnung vom Fahrzeug-Fahrer bewegt wird, wird auch das untere Ende innerhalb des Getriebes bewegt. Durch geeignete Verschiebung des oberen Endes des Schalthebels kann der Fahrer das Steuerelement des Getriebes so positionieren, daß eines aus einer Mehrzahl von Übersetzungsverhältnissen für den Betrieb ausgewählt wird.
• Wenn das Fahrzeug in Betrieb ist, wurde festgestellt, daß das Getriebe und andere Komponente des Antriebszuges des Fahrzeugs in gewissem Ausmaß vibrieren. Auch werden Schwingungen in Betrieb vom Fahrzeugmotor selbst erzeugt. Alle derartigen Schwingungen können vom Fahrer als unerwünschter Lärm aufgenommen werden. Um den Umfang dieser Schwingungsgeräusche, die der Fahrer aufnimmt, zu reduzieren, ist die Fahrzeugkabine, in der sich der Fahrer befindet, mit schallisolierendem Material ausgekleidet. Unglücklicherweise muß sich jedoch der Schalthebel vom Getriebe aus nach oben in die Fahrerkabine hineinerstrecken, damit er erfaßt werden kann. Als Folge hiervon überträgt der Schalthebel diese Schwingungen in die Fahrerkabine und durchbricht dadurch die Schallisolierung. Es ist daher erwünscht, die Schalthebelanordnung mit einem schwingungs- und schalldämpfenden Mechanismus zu versehen, der reduziert oder verhindert, daß die Schwingungen des Motors und des Getriebes durch den Schalthebel in die Fahrerkabine des Fahrzeuges übertragen werden.
• In dem US-Patent 4 092 078 ist eine elastische Verbindung eines axialen Gelenkes mit dem Verbindungsgestänge eines Steuergetriebes eines Fahrzeugmotors beschrieben. Die elastische Verbindung soll eine geräuschlose Übertragung von Axialkräften gewährleisten, und sie kann als eine Dämpfungseinrichtung betrachtet werden zur Verbindung eines Endes eines ersten Hebels mit einem Ende eines zweiten Hebels. Die Dämpfungseinrichtung hat ein hohles Gehäuse mit ersten und zweiten offenen Enden und einem ersten hohlen Mantel im Gehäuse zur Aufnahme des Endes des ersten Hebels, das sich durch das erste offene Ende des Gehäuses erstreckt, wobei der erste Mantel einen Abstand vom Gehäuse hat, um einen ersten radial verlaufenden Raum dazwischen zu bilden, wobei ferner ein schwingungsdämpfendes Material in dem ersten radial verlaufenden Zwischenraum angeordnet ist, um den ersten Mantel mit dem Gehäuse zu verbinden.
• Nach der Erfindung ist nun eine Dämpfungseinrichtung vorgesehen, die ferner einen zweiten hohlen Mantel aufweist, der in dem Gehäuse angeordnet ist zur Aufnahme des Endes des zweiten Hebels, das sich durch das zweite offene Ende des Gehäuses erstreckt, wobei der zweite Mantel einen Abstand vom Gehäuse hat, um einen zweiten radial verlaufenden Zwischenraum zwischen beiden zu bilden, wobei die beiden Mäntel einen Abstand voneinander haben, um einen axial verlaufenden Zwischenraum zwischen sich zu bilden, und wobei ein schwingungsdämpfes Material in dem axial verlaufenden Raum und in dem zweiten radial verlaufenden Raum angeordnet ist, um die Mäntel mit dem Gehäuse zu verbinden.
• In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Schall- und Schwingungs-Dämpfungseinrichtung vorgesehen für eine Schalthebelanordnung in einem manuell betätigbaren Fahrzeuggetriebe. Ein unterer Schalthebel ist mit dem Getriebe verbunden zum Wechseln der Gänge. Das obere Ende des unteren Schalthebels erstreckt sich nach oben vom Getriebe aus und kann mit dem unteren Ende eines oberen Schalthebels mit Hilfe der Schall- und Schwingungsdämpfungseinrichtung verbunden werden. Die Dämpfungseinrichtung umfaßt ein hohles zylindrisches Gehäuse mit oberen und unteren Paaren von fluchtenden quer verlaufenden Bohrungen. Das obere Ende des unteren Schalthebels erstreckt sich nach oben in das untere Ende des Dämpfer-Gehäuses hinter das untere Paar von Bohrungen, während das untere Ende des oberen Schalthebels sich nach unten erstreckt in das obere Ende des Dämpfergehäuses hinter das obere Bohrungspaar. Ein quer verlaufender Stift erstreckt sich durch Bohrungen in den Enden von jedem der oberen und unteren Schalthebel und durch deren entsprechende Bohrungspaare, um die Schalthebel am Gehäuse zu befestigen. Die Enden der Stifte sind durch Nylonbüchsen in den Bohrungen gelagert. Die Enden der oberen und unteren Schalthebel sind mittels einer hohlen zylindrischen Büchse aus einem schwingungsdämpfenden Material, wie z.B. Polyurethan, im Abstand voneinander und vom Dämpfer-Gehäuse gehalten. Das Polyurethan wird in das Gehäuse eingespritzt und um die Enden der Schalthebel geformt, so daß es diese akustisch gegeneinander isoliert. Ein Kragen ist um die oberen und unteren Enden des Dämpfer-Gehäuses vorgesehen, um zwangsweise Anschläge für die Schalthebel zu bilden, wenn diese bewegt werden.
• Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Schall- und Schwingungsdämpfungs-Einrichtung für eine Schalthebelanordnung in einem manuell betätigbaren Fahrzeuggetriebe zu schaffen.
• Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine solche Dämpfungseinrichtung vorzusehen, bei der ein unteres Schwingungselement akustisch isoliert ist gegen ein oberes nicht-schwingendes Element mit Hilfe von eingespritztem und geformtem Polyurethan.
• Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Dämpfungseinrichtung zu schaffen, die einfach und billig im Aufbau ist.
• Eine beispielsweise Ausbildungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, in der
• Figur 1 eine Ansicht einer Getriebe-Schalthebelanordnung nach der Erfindung zeigt.
• Figur 2 zeigt in einem vergrößerten Schnitt die Schall- und Schwingungs-Dämpfungseinrichtung nach Figur 1.
• Figur 1 zeigt eine Schalthebelanordnung 10 nach der Erfindung. Die Schalthebelanordnung 10 ist für den Betrieb mit einem konventionellen manuell betätigbaren Fahrzeuggetriebe 11 verbunden. Wie bekannt umfaßt das Getriebe 11 eine Mehrzahl von nicht gezeigten Zahnrädern, die selektiv eingerückt werden können, um eine Mehrzahl von Übersetzungs-Verhältnissen zur Drehzahlreduzierung zwischen dem Eingang und dem Ausgang des Getriebes 11 zu schaffen. Ein nicht gezeigtes Steuerelement im Getriebe 11 wird vom Fahrer des Fahrzeuges über eine Mehrzahl von Übersetzungs-Positionen geschaltet, um den gewünschten Gang auszuwählen. Ein unteres Schalthebelelement 11a ist mit dem Steuerelement des Getriebes 11 verbunden, um das Steuerelement zwischen den verschiedenen Übersetzungs- Positionen zu bewegen. Durch Verschieben des unteren Schalthebelelementes 11a kann somit das Getriebe 11 betätigt werden, um ein gewünschtes Übersetzungs-Verhältnis zwischen seinem Eingang und seinem Ausgang zu bewirken. Wie noch erläutert wird, ist die Schalthebelanordnung 10 vorgesehen, um es dem Fahrer zu ermöglichen, das untere Schalthebelelement 11a in einfacher Weise zu verschieben.
• Die Schalthebelanordnung 10 umfaßt einen Handgriff 12, der am oberen Ende des langgestreckten oberen Schalthebelelementes 13 montiert ist. Der Handgriff 12 hat eine solche Größe, daß er leicht vom Fahrer erfaßt werden kann. Der obere Schalthebel 13 erstreckt sich nach unten vom Handgriff 12 aus durch eine flexible, elastomere Schutzkappe 15, die in einer Öffnung mit relativ großem Durchmesser in einem Boden 16 eingebaut ist. Der Boden 16 kann als Trennwand zwischen der Fahrerkabine des Fahrzeuges (oberhalb des Bodens 16) und dem Motor und dem Antriebszug (unterhalb des Bodens 16) angesehen werden. Wenn gewünscht, kann ein geeignetes akustisches Isoliermaterial (nicht gezeigt) in den Boden 16 eingearbeitet sein, um die Stärke eines unerwünschten Lärms zu reduzieren, der vom Motor kommt und in die Fahrerkabine eintritt.
• Unterhalb des Bodens 16 erstreckt sich der obere Schalthebel 13 weiter abwärts in Eingriff mit einem Schall- und Schwingungsdämpfer 20. In gleicher Weise erstreckt sich das obere Ende des unteren Schalthebels 11a in Eingriff mit dem Dämpfer 20. Wie dargestellt, ist das untere Ende des oberen Schalthebels 13 im oberen Ende der Dämpfungseinrichtung 20 aufgenommen, während das obere Ende des unteren Schalthebels 11a im unteren Ende der Dämpfungseinrichtung 20 aufgenommen ist. Aufbau und Betriebsweise der Dämpfungseinrichtung 20 werden nachfolgend erläutert.
• Figur 2 zeigt, daß die Dämpfungseinrichtung 20 ein äußeres metallisches, zylindrisches Gehäuse 21 aufweist mit einem Paar oberer Bohrungen 21a und einem Paar unterer Bohrungen 21b. Die oberen Bohrungen 21a liegen sich im Gehäuse 21 gegenüber, so daß sie eine gemeinsame Achse bilden, die sich quer durch das Gehäuse 21 erstreckt. Die unteren Bohrungen 21b sind in gleicher Weise ausgerichtet. Obere und untere metallische Stifte 22 und 23 erstrecken sich durch die entsprechenden oberen und unteren Bohrungen 21a und 21b. Die Enden der Stifte 22 und 23 sind in den entsprechenden Bohrungen 21a und 21b durch Büchsen 25 gelagert. Die Büchsen25 bestehen aus einem festen Material niedriger Reibung, wie beispielsweise Nylon. Ein Schnappring 26 ist in einer Umfangsnut angeordnet, die nahe dem Ende von jedem der Stifte 22 und 23 ausgebildet ist, um die Büchsen 25 darauf zu halten.
• Wie oben erwähnt, ist das untere Ende des oberen Schalthebels 13 im oberen Ende des Gehäuses 21 aufgenommen. Eine Bohrung 27 ist durch das untere Ende des oberen Schalthebels 13 ausgebildet, die mit den oberen Bohrungen 21a ausgerichtet werden kann. Wenn sie ausgerichtet ist, erstreckt sich der obere Stift 22 durch diese Bohrungen 27 und 21a, um das untere Ende des oberen Schalthebels 13 im Gehäuse 21 zu halten. In gleicher Weise ist eine Bohrung 28 im oberen Ende des unteren Schalthebels 11a ausgebildet. Die Bohrung 28 kann ausgerichtet werden mit den unteren Bohrungen 21a, damit der untere Stift 23 sich durch diese Bohrungen hindurcherstrecken kann, um das obere Ende des unteren Schalthebels 11a im Gehäuse 21 zu halten. Die Büchsen 25 sind so bemaßt, daß sie an den äußeren Umfangsflächen der oberen und unteren Schalthebel 13 und 11a entsprechend anliegen, wenn sie eingebaut sind, wie dargestellt.
• Die oberen und unteren Schalthebel 13 und 11a sind somit sicher am Gehäuse 21 befestigt, so daß sie aus diesem nicht herausgezogen werden können, ohne daß zuvor die Schnappringe 26 entfernt und die Stifte 22 und 23 herausgezogen werden.
• Obere und untere ringförmige metallische Kragen 30 und 31 sind entsprechend an den oberen und unteren offenen Enden des Gehäuses 21 angebracht. Jeder der Kragen 3o und 31 hat einen allgemein L-förmigen Querschnitt mit einem ersten Abschnitt, der sich axial längs der inneren Umfangsfläche des Gehäuses 21 erstreckt und einem zweiten Abschnitt, der sich über das angrenzende Ende des Gehäuses 21 erstreckt. In den oberen und unteren Kragen 30 und 31 und im Gehäuse 21 sind obere und untere hohle zylindrische, metallische Mäntel 32 und 33 eingebaut. Der obere Mantel 32 erstreckt sich koaxial nach unten vom oberen Kragen 30 aus innerhalb des Gehäuses 21, während der untere Mantel 33 sich koaxial nach oben vom unteren Kragen 31 im Gehäuse 21 aus erstreckt.
• Die oberen und unteren Mäntel 32 und 33 sind konzentrisch in und im Abstand vom Gehäuse 21 und den Kragen 30 und 31 angeordnet. Somit werden ringförmige radial verlaufende Zwischenräume gebildet zwischen den äußeren Umfangsflächen der oberen und unteren Mäntel 32 und 33 und den inneren Umfangsflächen des Gehäuses 21 und der Kragen 30 und 31. Die Größe jedes radialen Zwischenraumes ist an den oberen und unteren Enden des Gehäuses 21 reduziert, weil die axial verlaufenden Abschnitte der Kragen 30 und 31 innere Umfangsflächen bilden, deren Durchmesser kleiner ist als das Gehäuse 21. Die oberen und unteren Mäntel 32 und 33 liegen nicht aneinander an oder greifen ineinander ein, sondern haben einen Abstand, um einen scheibenförmigen axial verlaufenden Zwixchenraum zwischen sich zu bilden.
• Ein schall- und schwingungsdämpfendes Material 35 ist in den radial und axial verlaufenden, oben beschriebenen Zwischenräumen angeordnet. Das Material 35 füllt die radial verlaufenden Räume aus, die zwischen den Mänteln 32 und 33 und dem Gehäuse 21 gebildet sind sowie zwischen den Mänteln 32 und 33 und den Kragen 30 und 31. Das Material 35 füllt ferner den axial verlaufenden Zwischenraum aus, der zwischen den Mänteln 32 und 33 gebildet ist. Vorzugsweise besteht das Material 35 aus Polyurethan. Das Material 35 kann in das Gehäuse 21 mittels konventioneller Einspritzmethoden eingebracht werden, wobei das Material 35 unter Druck durch eine nicht gezeigte Einspritzöffnung, die durch das Gehäuse 21 ausgebildet ist, eingespritzt wird, wenn die anderen Komponenten der Dämpfungsreinrichtung 20, wie dargestellt, zusammengebaut und zusammengehalten werden. Während des Einspritzvorganges können die oberen und unteren Schalthebel 13 und 11a selbst oder konventionelle Stopfen benutzt werden, um zu verhindern, daß das Material 35 in die Mäntel 32 und 33 eintritt.
• Wenn das schwingungsdämpfende Material 35 in die Dämpfungseinrichtung 20 eingespritzt ist, verbindet es fest die Mäntel 32 und 33 mit dem Gehäuse 21. Die oberen und unteren Schalthebel 13 und 11a können dann in die entsprechenden oberen und unteren Mäntel 32 und 33 eingeführt und darin durch die Stifte 22 und 23 gehalten werden. Die Außendurchmesser der Schalthebel 13 und 11a sind nur etwas kleiner als die Innendurchmesser der entsprechenden Mäntel 32 und 33, wodurch ein guter Gleitsitz ohne Spiel erzielt wird. Sobald die Schalthebel 13 und 11a in die Mäntel 32 und 33 eingesetzt sind, sind sie durch die Stift 22 und 23 mit dem Gehäuse verbunden, wie oben beschrieben wurde.
• Die Dämpfungseinrichtung 20 ist wirksam und reduziert stark das Ausmaß der Schwingungen, die vom unteren Schalthebelelement 11a auf das obere Schalthebelelement 13 übertragen werden und damit auch die Stärke der Geräusche, die in die Fahrerkabine des Fahrzeuges übertragen werden. Dies tritt ein, weil der obere Schalthebel 13 akustisch gegen den schwingenden unteren Schalthebel 11a isoliert ist. Diese akustische Isolierung wird hauptsächlich bewirkt durch das schwingungsdämpfende Material 35, das den größten Teil dieser Schwingungen absorbiert. Die Nylon-Büchsen 25 isolieren die Stifte 22 und 23 gegen das Gehäuse 21, wodurch weiterhin der Umfang der übertragenen Schwingung reduziert wird.
• Trotz der Tatsache, daß die Dämpfungseinrichtung 20 diese Reduzierung der übertragenen Schwingung bewirkt, behält die Schalthebelanordnung 10 nach der Erfindung ein festes Gefühl im Gebrauch. Mit anderen Worten, der obere Schalthebel 13 wird nicht stark abgewinkelt oder geneigt relativ zum unteren Schalthebel 11a, wenn er vom Fahrer erfaßt und bewegt wird. Die oberen und unteren Kragen 30 und 31 wirken als zwangsweise Anschläge, wenn eine solche Abwinklung oder Neigung auftritt, da sie innere Durchmesser bilden, die kleiner sind als der Innendurchmesser des Gehäuses 21.

Claims (10)

1. Dämpfungseinrichtung (20) zum Verbinden von einem Ende eines ersten Hebels (13) mit einem Ende eines zweiten Hebels (11a), mit einem hohlen Gehäuse (21) mit ersten und zweiten offenen Enden, einem ersten hohlen Mantel (32) der im Gehäuse (21) angeordnet ist und das Ende des ersten Hebels (13) aufnehmen kann, der sich durch das erste offene Ende des Gehäuses (21) erstreckt, wobei der erste Mantel (32) im Abstand vom Gehäuse (21) angeordnet ist, um einen ersten radial verlaufenden Raum dazwischen zu bilden, einem schwingungsdämpfenden Material (35), das in dem ersten radial verlaufenden Raum angeordnet ist, um den ersten Mantel (32) mit dem Gehäuse (21) zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (20) einen zweiten hohlen Mantel (33) aufweist, der im Gehäuse (21) angeordnet ist und das Ende des zweiten Hebels (11a) aufnehmen kann, der sich durch das zweite offene Ende des Gehäuses (21) erstreckt, daß der zweite Mantel (32) im Abstand vom Gehäuse (21) angeordnet ist, um einen zweiten radial verlaufenden Raum dazwischen zu bilden, daß die Mäntel (32, 33) einen Abstand voneinander haben, um einen axial verlaufenden Raum dazwischen zu bilden, und daß ein schwingungsdämpfendes Material (35) in dem axial verlaufenden und in dem zweiten radial verlaufenden Raum angeordnet ist, um die Mäntel (32, 33) mit dem Gehäuse (21) zu verbinden.

2. Dämpfungseinrichtung (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein ringförmiger Kragen (30, 31) vorgesehen ist, der um wenigstens eines der ersten und zweiten offenen Enden des Gehäuses (21) angeordnet und angebracht ist.

3. Dämpfungseinrichtung (20) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen (30, 31) einen Abschnitt umfaßt, der sich axial längs einer Innenfläche des Gehäuses (21) erstreckt, wodurch der radial verlaufende Raum reduziert wird.

4. Dämpfungseinrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kragen (30, 31) um das erste und das zweite offene Ende des Gehäuses (21) angeordnet und angebracht ist.

5. Dämpfungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (21a, 21b, 22, 23, 27, 28) vorgesehen sind, um wenigstens eines der Enden der ersten und zweiten Hebel (13, 11a) in dem Gehäuse (21) zu halten.

6. Dämpfungseinrichtung (20) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtungen ein Paar von Öffnungen (21a, 21b) umfassen, die durch das Gehäuse (21) ausgebildet sind sowie Stifte (22, 23), die sich durch die Öffnungen (21a, 21b) erstrecken, daß ferner die Stifte (22, 23) sich durch eine Öffnung (27, 28), die durch das Ende der Hebel (13, 11a) ausgebildet sind, und durch die Gehäuseöffnungen (21a, 21b) erstrecken, um die Hebel (13, 11a) im Gehäuse (21) zu halten.

7. Dämpfungseinrichtung (20) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtungen weiterhin eine Büchse (25) aufweisen, um jedes Ende der Stifte (22, 23) in der Öffnung (27,28) abzustützen.

8. Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtungen ferner einen Schnappring (26) aufweisen, der in einer Nut sitzt, die angrenzend an jedes Ende der Stifte (22, 23) ausgebildet ist, um jede der Büchsen (25) darauf zu halten.

9. Dämpfungseinrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Halteeinrichtung vorgesehen ist, um jeden Hebel (13, 11a) in dem Gehäuse (21) zu halten.

10. Dämpfungseinrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das schwingungsdämpfende Material (35) Polyurethan ist.