換擋操作器的製作方法

2023-05-25 04:57:56

專利名稱：換擋操作器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於手動變速器的換擋操作器。該內部換擋操作器設計用於安裝到手動變速器中，該手動變速器可用於具有內燃機的汽車。
背景技術：
在汽車內部的駕駛員需要操作外部換擋操作器或擋位選擇槓以變換汽車的運行擋位，該外部換擋操作器通過兩條換擋(鋼)索與用於變速器的內部換擋操作器相連。在操作外部換擋操作器時將牽動換擋索，由此使得內部換擋操作器的零件相互垂直移動或相對扭轉，接下來通過其與變速器的有效連接而選擇和置入擋位。接下來只要沒有另外的說 明，所述換擋操作器應一直理解為內部換擋操作器。按製造公差的情況而定，變速器中的振動能夠通過內部換擋操作器和換擋索傳遞到外部換擋操作器，這會降低用戶舒適性。

發明內容
本發明所要解決的技術問題在於，提供ー種可獲得更好的換擋舒適性的內部換擋操作器。該技術問題通過ー種用於汽車的手動變速器的換擋操作器解決，該換擋操作器具有換擋軸，換擋軸操縱杆為轉動換擋軸抗扭地固定在換擋軸上，並且在此，換擋質量體通過弾性元件與換擋軸操縱杆的操作端可相對運動地相連，換擋質量體和弾性元件由此構成減振器。從物理學角度看，在這種結構形式中有兩個相互耦連的振動質量體，S卩，一側為振動的換擋軸和另ー側為相對運動的換擋質量體，其中，換擋軸的振幅總體上逐漸降低。在這方面，所述換擋質量體和弾性元件構成相應的減振器。通過換擋質量體可相對運動地連接到換擋軸操縱杆的操作端，由變速器引起的扭 振或振動僅被減弱或以逐漸減小的振幅傳遞到外部換擋操作器。因為外部換擋操作器(也稱為換擋杆)由駕駛員操作，所述相對運動的連接可導致較少的觸覺獲知的振動和由此獲得更多的換擋舒適性。一種換擋操作器的結構設計規定，所述彈性元件為彈簧系統或備選地為橡膠體，例如橡膠圓柱體。在第一種變形中，例如是単獨的彈簧，尤其是螺旋彈簧的設計中，減振器的固有頻率可清晰地定義，使其能夠有效消除變速器在頻域上狹窄限定的共振。選擇橡膠體可相反地在更寬頻域中抑制振動，當變速器與換擋操作器共同作用，在更寬頻域振動時相應地選擇橡膠體是合理的。當彈簧系統具有兩個或多個例如彼此平行地設置的具有不同彈簧常數的彈簧時，也可實現在更寬頻域內抑制振動。在任何情況下都可以這樣選擇換擋質量體的重量和減振器的動態剛性，使得換擋質量體相對換擋軸相位錯移地振動，並且因此減少這種振動向換擋杆的傳遞。因此能夠取消複雜的例如在鋼索式換擋器中的端頭件、在機械過渡段上的配重和鉸節。同時駕駛員可感覺到更強的換擋精確性，因為在汽車內部的換擋杆上不再出現可感知的振動並且可確實感覺到更輕便的換擋機動性。在試驗研究中被證實的是，最好針對發動機轉速在2000至3000轉/分鐘時來設計減振器，也就是說，在考慮到置入擋位的齒輪對匹配情況下針對換擋軸的扭振在大約30赫茲到50赫茲之間(這自然與減振器的固有頻率一致)來設計減振器。在一種實施形式中，設計有在所述換擋軸上固定的導向元件，用於保持和必要時滑移地引導換擋質量體。在另ー種實施形式中，所述導向元件與換擋軸操縱杆的操作端相連。所述換擋質量體因此力學上沒有直接與換擋軸操縱杆的操作端相連，而是弾性元件的一端與換擋軸操縱杆的操作端例如鉸接式地相連，並且弾性元件的相對端與可滑移地設置在導軌上的換擋質量體相連。這種彈性元件可承受扭矩。所述導向元件支承該換擋質量體並在另一種實施形式中能夠與換擋軸操縱杆的操作端剛性連接。在這種情況下在換擋軸操縱杆轉動時整個帶有換擋質量體的導向元件同 樣轉動。備選地所述導向元件與變速器殼體剛性連接。在這種情況下所述換擋軸操縱杆不再承載導向元件的重量並且僅減振器作用於換擋軸操縱杆的操作端。此外可規定，所述導向元件具有帶有至少外部和內部的伸縮元件的伸縮導向裝置，其中，所述外部和內部的伸縮元件彼此可滑移地連接並構成伸縮單元。在具有矩形橫截面的伸縮元件中同時保證換擋質量體在滑移時不扭轉。在管狀伸縮元件的情況中，優選採用ー個平行於第一伸縮單元定向的第二伸縮單元作為導向元件，以構成換擋質量體抗扭的平行導向裝置。在此，伸縮單元分別以一端與換擋軸操縱杆的操作端相連，而伸縮單元第二端與換擋質量體相連。用於減振器的、本身構成換擋軸操縱杆的操作端與換擋質量體之間連接的弾性元件要麼可平行於這種伸縮單元設置，要麼也可以位於伸縮單元之內。設置在伸縮單元內部具有的優點是，可防止弾性元件被損壞。替代伸縮元件或伸縮單元也可將導軌設計成導向元件。該導軌為此可具有在導軌內可前後滑動的滑板，其中，所述換擋質量體固定在所述可滑移地支承的滑板上。對此，燕尾槽式導軌是有優點的。這種換擋變速器優選作為汽車變速器使用，其中，汽車變速器設置在配有內燃機的汽車的傳動鏈中。此外規定，所述導向元件具有限制減振器的弾性元件偏移的止擋，用於阻止弾性元件過度承載或過度拉長。


結合附圖進ー步闡述本發明的實施形式。附圖中圖I顯示的是換擋軸的按測地學的上端的立體示意圖，按照第一種實施形式的減振器鉸接在換擋軸的上端。圖2顯示的是換擋軸的按測地學的上端的立體示意圖，按照第二種實施形式的減振器焊接在換擋軸的上端。圖3顯示的是配有按照第三種實施形式的減振器的換擋軸的按測地學的上端的立體示意圖。
具體實施例方式圖I示意地顯示了換擋變速器I的換擋軸2的端部4，其中按照第一種實施形式的減振器7鉸接在該端部4上。在換擋軸2的端部4上抗扭地設置有換擋軸操縱杆5，該換擋軸操縱杆5在操作端6具有操作開ロ 21，未顯示的換擋索端部鉸接地與操作開ロ 21相連。在操作端6附加地固定有減振器7的弾性元件10的第一端部11，其中，換擋質量體8與彈性元件10的第二端部12相連。該換擋質量體8可滑移地設置在導向元件9上。該導向元件9具有與變速器殼體3剛性連接的導軌17，換擋軸2從該變速器殼體3中伸出。此外，該導向元件9具有在導軌17的型廓中可滑移設置的、並支撐換擋質量體8的滑板18。為此，該導軌17具有如圖I中的開槽式矩形型廓或燕尾槽式型廓。該與變速器殼體3剛性連接的導向元件9使得換擋質量體8僅能線性地朝箭頭方向A和B振動。減振器8的線性運動與換擋變速器的、通過換擋軸和換擋軸操縱杆傳遞來的激勵性振動相位錯移，因此這種振動部分地或全部地由減振器7的反相位振動抵消並且不再傳導至汽車內部的換擋杆。由於這種相位錯移，駕駛員將不再感覺到所述振動，尤其是所述振動不再傳遞到通往設置在汽車內部的換擋杆的連接機械結構上。圖2顯示的是換擋軸2端部4的立體示意圖，具有操作端6的換擋軸操縱杆5抗扭地固定在端部4上。在操作端5設置有萬向球接頭形式的操作連接頭22，該萬向球接頭與通往設置在汽車中的換擋杆的機械連接結構的端部共同作用。在換擋軸操縱杆5的操作端6上附加地焊接有減振器7，該減振器7與操作端6由此剛性連接。所述減振器7具有可滑移地固定在導向元件9中的換擋質量體8。在第二種實施形式中，該導向元件9由兩個管狀伸縮單元15和16構成，它們保證了換擋質量體8的平行導向，因此該換擋質量體8能夠抗扭地併線性導引地振動。為此，所述伸縮単元15和16各具有塊狀的、帶有用於管狀內部伸縮元件14的容納孔的外部伸縮元件13。在這種實施形式中弾性元件10平行於兩個伸縮單元15和16設置，該彈性元件10的偏移行程23由鎖止元件19限定，該鎖止元件19具有可調螺栓20，藉助該可調螺栓20可調節該偏移行程23。這種實施形式相對按照圖I的實施形式的區別主要在於，在此，該導向元件9以伸縮管狀的平行導向裝置形式焊接在換擋軸操作杆5並因此與換擋軸操作杆5剛性相連，在換擋軸操作杆5轉動時整個減振器隨之轉動。圖3顯示的帶有換擋質量體8的換擋軸的端部4。在這種實施形式中，與前述實施形式相同的部件標以相同的附圖標記，與前述實施形式不同的是，導向元件9與換擋軸操作杆5製成一體化構件。換擋質量體8與彈性元件10剛性連接,彈性元件10與導向元件9彈簧彈性地相連。當換擋軸操作杆5圍繞其軸線24扭振吋，彈簧系統3 (在此象徵性地以螺旋彈簧表示)交替在z方向上壓縮或伸展。不言而喻地也可在此再次使用例如為橡膠圓柱體的橡膠體代替彈簧系統3。附圖標記清單I.換擋操作器2.換擋軸、
3.彈簧系統4.換擋軸端部5.換擋軸操縱杆6.操作端7.減振器8.換擋質量體9.導向元件10.彈性元件
11.弾性元件第一端12.彈性元件第二端13.外部伸縮元件14.內部伸縮元件15.伸縮單元16.伸縮單元17.導軌18.滑板19.鎖止元件20.可調螺栓21.操作開ロ22.操作連接頭23.偏移行程24.軸線A箭頭方向B箭頭方向
權利要求
1.一種用於汽車的手動變速器的換擋操作器，該換擋操作器具有換擋軸(2)，換擋軸操縱杆(5)為轉動所述換擋軸(2)抗扭地固定在該換擋軸(2)上，並且在此，換擋質量體(8)通過彈性元件(10)與所述換擋軸操縱杆(5)的操作端(6)可相對運動地相連，所述換擋質量體⑶和彈性元件(10)由此構成減振器(7)。
2.按照權利要求I所述的換擋操作器，其特徵在於，設置彈簧系統(3)作為所述彈性元件。
3.按照權利要求I所述的換擋操作器，其特徵在於，設置橡膠元件(3)作為所述彈性元件。
4.按照權利要求I所述的換擋操作器，其特徵在於，所述減振器(7)的固有頻率位於30赫茲到50赫茲之間。
5.按照權利要求I所述的換擋操作器，其特徵在於，具有固定在所述換擋軸上的導向元件(9)，用於保持並必要時可滑移地引導所述換擋質量體(7)。
6.按照權利要求2所述的換擋操作器，其特徵在於，所述導向元件(9)與所述換擋軸操縱杆(5)的操作端(6)相連。
7.按照權利要求I至3之一所述的換擋操作器，其特徵在於，所述導向元件(9)與所述換擋軸操縱杆(5)的操作端(6)鉸接地相連。
8.按照前述權利要求之一所述的換擋操作器，其特徵在於，所述導向元件(9)為帶有外部和內部伸縮元件(13、14)的伸縮導向裝置(15、16)，其中，所述外部和內部伸縮元件(13、14)可彼此滑移地相連。
9.按照權利要求7所述的換擋操作器，其特徵在於，所述導向元件(9)具有兩個彼此平行的伸縮導向裝置(15、16)，其中，所述彈簧元件(10)與所述兩個伸縮導向裝置(15、16)平行設置。
10.按照權利要求I至5之一所述的換擋操作器，其特徵在於，所述導向元件(9)具有導軌(17)。
11.按照權利要求7所述的換擋操作器，其特徵在於，所述導軌(17)具有滑板(18)，所述滑板(18)可滑移地支承在所述導軌(17)中，並且其中，所述換擋質量體(8)固定在所述滑板(18)上。
12.按照權利要求2至11之一所述的換擋操作器，其特徵在於，所述導向元件(9)具有限制所述減振器(7)的彈性元件(10)偏移的止擋。
全文摘要
本發明涉及一種用於汽車的手動變速器的(內部)換擋操作器，該換擋操作器具有換擋軸(2)，換擋軸操縱杆(5)為轉動換擋軸(2)抗扭地固定在換擋軸(2)上，並且在此，換擋質量體(8)通過彈性元件(10)與換擋軸操縱杆的操作端(6)可相對運動地相連，因此換擋質量體(8)和彈性元件(10)構成減振器(7)。
文檔編號F16F15/04GK102678902SQ20121006593
公開日2012年9月19日 申請日期2012年3月14日 優先權日2011年3月16日
發明者A.華格納, O.赫爾德曼 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司