[发明专利]换挡操作器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于手动变速器的换挡操作器。该内部换挡操作器设计用于安装到手动变速器中，该手动变速器可用于具有内燃机的汽车。

背景技术

在汽车内部的驾驶员需要操作外部换挡操作器或挡位选择杠以变换汽车的运行挡位，该外部换挡操作器通过两条换挡(钢)索与用于变速器的内部换挡操作器相连。在操作外部换挡操作器时将牵动换挡索，由此使得内部换挡操作器的零件相互垂直移动或相对扭转，接下来通过其与变速器的有效连接而选择和置入挡位。接下来只要没有另外的说明，所述换挡操作器应一直理解为内部换挡操作器。

按制造公差的情况而定，变速器中的振动能够通过内部换挡操作器和换挡索传递到外部换挡操作器，这会降低用户舒适性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种可获得更好的换挡舒适性的内部换挡操作器。

该技术问题通过一种用于汽车的手动变速器的换挡操作器解决，该换挡操作器具有换挡轴，换挡轴操纵杆为转动换挡轴抗扭地固定在换挡轴上，并且在此，换挡质量体通过弹性元件与换挡轴操纵杆的操作端可相对运动地相连，换挡质量体和弹性元件由此构成减振器。

从物理学角度看，在这种结构形式中有两个相互耦连的振动质量体，即，一侧为振动的换挡轴和另一侧为相对运动的换挡质量体，其中，换挡轴的振幅总体上逐渐降低。在这方面，所述换挡质量体和弹性元件构成相应的减振器。

通过换挡质量体可相对运动地连接到换挡轴操纵杆的操作端，由变速器引起的扭振或振动仅被减弱或以逐渐减小的振幅传递到外部换挡操作器。因为外部换挡操作器(也称为换挡杆)由驾驶员操作，所述相对运动的连接可导致较少的触觉获知的振动和由此获得更多的换挡舒适性。

一种换挡操作器的结构设计规定，所述弹性元件为弹簧系统或备选地为橡胶体，例如橡胶圆柱体。在第一种变形中，例如是单独的弹簧，尤其是螺旋弹簧的设计中，减振器的固有频率可清晰地定义，使其能够有效消除变速器在频域上狭窄限定的共振。选择橡胶体可相反地在更宽频域中抑制振动，当变速器与换挡操作器共同作用，在更宽频域振动时相应地选择橡胶体是合理的。当弹簧系统具有两个或多个例如彼此平行地设置的具有不同弹簧常数的弹簧时，也可实现在更宽频域内抑制振动。在任何情况下都可以这样选择换挡质量体的重量和减振器的动态刚性，使得换挡质量体相对换挡轴相位错移地振动，并且因此减少这种振动向换挡杆的传递。因此能够取消复杂的例如在钢索式换挡器中的端头件、在机械过渡段上的配重和铰节。同时驾驶员可感觉到更强的换挡精确性，因为在汽车内部的换挡杆上不再出现可感知的振动并且可确实感觉到更轻便的换挡机动性。

在试验研究中被证实的是，最好针对发动机转速在2000至3000转/分钟时来设计减振器，也就是说，在考虑到置入挡位的齿轮对匹配情况下针对换挡轴的扭振在大约30赫兹到50赫兹之间(这自然与减振器的固有频率一致)来设计减振器。

在一种实施形式中，设计有在所述换挡轴上固定的导向元件，用于保持和必要时滑移地引导换挡质量体。

在另一种实施形式中，所述导向元件与换挡轴操纵杆的操作端相连。所述换挡质量体因此力学上没有直接与换挡轴操纵杆的操作端相连，而是弹性元件的一端与换挡轴操纵杆的操作端例如铰接式地相连，并且弹性元件的相对端与可滑移地设置在导轨上的换挡质量体相连。这种弹性元件可承受扭矩。

所述导向元件支承该换挡质量体并在另一种实施形式中能够与换挡轴操纵杆的操作端刚性连接。在这种情况下在换挡轴操纵杆转动时整个带有换挡质量体的导向元件同样转动。

备选地所述导向元件与变速器壳体刚性连接。在这种情况下所述换挡轴操纵杆不再承载导向元件的重量并且仅减振器作用于换挡轴操纵杆的操作端。

此外可规定，所述导向元件具有带有至少外部和内部的伸缩元件的伸缩导向装置，其中，所述外部和内部的伸缩元件彼此可滑移地连接并构成伸缩单元。在具有矩形横截面的伸缩元件中同时保证换挡质量体在滑移时不扭转。

在管状伸缩元件的情况中，优选采用一个平行于第一伸缩单元定向的第二伸缩单元作为导向元件，以构成换挡质量体抗扭的平行导向装置。在此，伸缩单元分别以一端与换挡轴操纵杆的操作端相连，而伸缩单元第二端与换挡质量体相连。

用于减振器的、本身构成换挡轴操纵杆的操作端与换挡质量体之间连接的弹性元件要么可平行于这种伸缩单元设置，要么也可以位于伸缩单元之内。设置在伸缩单元内部具有的优点是，可防止弹性元件被损坏。