WO2004042256A1 - Schaltvorrichtung zur übertragung von schaltbefehlen an ein automatikgetriebe - Google Patents

Schaltvorrichtung zur übertragung von schaltbefehlen an ein automatikgetriebe Download PDF

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switching
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shift lever
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Andreas Giefer
Jörg Meyer
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ZF Lemfoerder GmbH
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Definitions

  • Switching device for transmitting switching commands to
  • the invention relates to a switching device for transmitting switching commands to an automatic transmission of a motor vehicle with a housing and / or a frame, a shift lever which is designed to be pivotable about a selection axis and a shift axis, the selection axis and the shift axis preferably being arranged orthogonally to one another, and the shift lever can be switched at least into a first shift gate and a second shift gate, the first shift gate preferably shifting shift programs (P, N, R and D) of an automatic transmission and the second shift gate preferably implementing manual typing commands.
  • P, N, R and D shift programs
  • This switching device already has two shift gates, the first, also called automatic shift gate, for selecting automatic transmission stages and the second, designated sequence shift gate, for manual upward and downward movement of transmission stages. Furthermore, this switching device has a selector gate, which is used to switch between automatic selector gate and sequence selector gate. A simple one is shown in FIG.
  • Cable levers are transferred to the gearbox using a cable. If the driver changes from the automatic shift gate, which switches the programs of the automatic transmission, to the sequence shift gate (Tippgasse), the shift lever is mechanically separated from the cable so that there is no cable path during the tip movement. In order to be able to implement this switching mechanism, a complex mechanism is required that requires a lot of installation space. In addition, expensive components must be used due to the potential for high abuse forces.
  • a switching device for transmitting shift commands to an automatic transmission of a motor vehicle with a housing and / or a frame and a shift lever, the shift lever being designed to be pivotable about a selection axis and a shift axis, the selection axis and the shift axis preferably being arranged orthogonally to one another are, and the shift lever is switchable at least in a first shift gate and a second shift gate.
  • Shift programs (P, N, R and D) of an automatic transmission can preferably be shifted in the first shift gate and manual typing commands in the second shift gate.
  • a shift slide is provided which is mounted so as to be linearly movable in one plane and is designed such that a linear shift of the shift slide is made possible by a movement of the shift lever in the first shift gate and by a movement of the shift lever in the second shift gate causes the movement of the shift carriage to be decoupled.
  • the kinematics can be particularly "smooth-running" during the shifting process, that is to say energy-saving and therefore special be carried out comfortably.
  • mechanical elements for transmitting the manual forces can be attached at least partially between the shift carriage and the automatic transmission
  • Shift automatic transmission P, N, R and D.
  • a simple cable pull, a Bowden cable or a mechanical linkage is suitable for this.
  • a further embodiment of the coupling can be implemented at least partially by electrical elements.
  • the shift position of the shift carriage can be detected by means of reed contacts and the detected positions can be implemented using a servomotor that switches the gearbox positions.
  • the manual forces for switching the automatic positions can be reduced or safety functions can be installed.
  • the coupling can also be implemented at least partially by optical elements.
  • the position of the switching carriage is detected optically and therefore without contact.
  • the optical detector which can be a distance laser, transmits the shift programs to another shift mechanism, which then shifts the automatic transmission positions (P, N, R and D).
  • P, N, R and D the automatic transmission positions
  • Manual typing commands can be implemented in the second shift gate, in particular the selection of the speed level with the "Tiptronic". To switch up and down the speed levels, these options are usually marked with "+” and "-", particularly directly and quickly enable, electrical and / or optical switches should be used to implement the switching commands.
  • shifting lever In a special embodiment of the shifting device, an extension of the shifting lever beyond the pivot point of the shifting axes is provided for the power coupling of shifting lever and shifting slide, which extends directly or indirectly into the shifting slide.
  • Shift lever extension can thereby be varied particularly easily either the shift path of the shift lever or the force for actuating the shift lever in the selection and shift axis.
  • a locking element is provided for fixing the shift carriage, which is actuated by the movement of the shift lever in the selection axis and fixes the shift carriage as soon as the shift lever is in the second shift gate.
  • This locking element securely locks the switching slide in the housing while the driver executes typing commands to the "Tiptronic" in the second switching alley.
  • Such a locking element can be designed as a lever which has a hook and in recesses in the housing and / or the frame intervenes.
  • circuit device should have means for unlocking the
  • Such a means for unlocking can be an unlocking lever, which is pivotably mounted about an axis of the switching slide and can be displaced about it and is locked in a first locking position with the switching slide and is designed to be displaceable relative to the switching slide in a second position.
  • the release lever can engage with a hook on an elevation on the switching slide.
  • the unlocking lever is pivoted, whereby the hook is released from the elevation on the shift carriage and the connection shift carriage and
  • Shift lever separates. If, for example, the unlocking lever is provided with an elongated hole in the region of the pivot axis, this elongated hole enables the shift lever to be displaced. The freedom of movement of the shift lever can be determined by the hole length. No force is transferred to the switching slide within this range of motion.
  • the switching slide is provided with cutouts.
  • the shift lever engages in these recesses and the recesses are designed such that a relative movement between shift lever and shift slide is possible in the second shift gate and a force coupling of the movement between shift lever and shift slide is given in the first shift gate.
  • the shift lever is guided indirectly or directly in a guide curve in order to determine the shift programs (P, N, R and D) of the automatic transmission and to generate an ergonomic shifting sensation.
  • This guide curve can be designed so that for each switching position of a switching program (P, N, R and D) A “bulge”, for example, is provided in the housing. A bolt or a ball under spring force can be pressed into such a bulge. As a result, the shift lever engages noticeably in every shift position, which also supports shifting precision.
  • This bearing can be designed as a ball joint bearing.
  • a ball can be attached to the shift lever, which is guided in a complementary ball socket.
  • the ball socket can, for example, be incorporated in the housing and at least partially enclose the ball.
  • a lubricant can be introduced between the ball and the ball socket in order to ensure a friction-optimized movement.
  • the shift lever can be mounted on two crossed axes.
  • the switching device has a third shift gate, the two outer shift gate preferably being symmetrical to the middle shift gate.
  • the shift program of the automatic transmission can be shifted via the middle shift gate and the two outer shift alleys are available for implementing the tip commands, for example, a "Tiptronic".
  • the shifting device is designed in this symmetrical design, the same shifting device can be used for vehicles which are designed as both right-hand drive and left-hand drive vehicles. For example, this is because possible that only the shift gate in which the shift lever moves is adapted to the type of vehicle
  • Figure 1 Side view of a first embodiment of the switching device, wherein the shift lever is guided in the central guide curve;
  • Figure 2 3-D side view obliquely from above of the switching device of Figure 1;
  • Figure 3 3-D view obliquely from the front of the switching device of Figure 2, wherein the shift lever is guided in the second lateral guide curve;
  • Figure 4 3-D side view obliquely from above of the switching device of Figure 3
  • Figure 5 3-D side view obliquely from above of the switching device of Figure 4, but without a locking lever on the shift carriage
  • Figure 6 3-D side view of a second embodiment of the switching device with locking and unlocking mechanism of the switching carriage, the
  • Figure 1 shows a side view of a first embodiment of the new
  • the shift lever 2 is in a housing half 1 a ball joint bearing 14 pivotally mounted about two axes.
  • the shift lever 2 has an extension 5 below the ball joint bearing 14. This extension 5 is coupled to the shift slide 3.
  • the switching carriage 3 has a connection to the automatic transmission of the motor vehicle via a cable 4. If the shift lever 2 is moved to the right from the position shown in FIG. 1, the shift carriage 3 is moved to the left.
  • the different programs (P, N, R and D) of the automatic transmission are selected with the cable 4 by the movement of the switching carriage 3.
  • With a guide element 15 which is attached to the end of the shift lever 2 and which engages in a central guide curve 12, the movement of the shift lever 2 is guided during the selection of a specific automatic program.
  • FIG. 2 shows a 3-D side view obliquely from above of the switching device from FIG. 1.
  • the switching slide 3 and its locking lever 6 can be seen particularly well. Via the locking lever 6, which can be pivoted by the movement of the shift lever 2, the movement of the shift carriage 3 is blocked.
  • the shift carriage 3, which is connected to the automatic transmission via a cable 4, only moves on a linear path. This movement of the switching carriage 3 is performed on the linear path.
  • one guide lug 3.1 is attached to the right and left of the switching slide 3, which are guided in a guide groove 3.2 in the housing halves 1.
  • FIGS. 3 and 4 show the switching device in different perspective views.
  • the shift lever 2 is not in the first shift gate in which the shift programs (P,
  • N, R and D of an automatic transmission are switched, but in the second shift gate, in which manual typing commands can be implemented.
  • the guide element 15 is no longer in the central guide curve 12, but engages in the second lateral guide curve 12.2 (not visible in FIGS. 3 and 4).
  • a first lateral guide curve 12.1 is arranged in mirror image with respect to the central guide curve 12. If the shift lever 2, the shift lever extension 5 and the guide element 15 are moved into this position, the locking lever 6, which is attached to the shift slide 3, is pivoted. As a result, the hook 7 of the locking lever 6 engages in a specific engagement 7a on the housing half 1, as a result of which the movement of the switching carriage 3 is blocked in this position.
  • FIG. 5 shows a further 3-D side view obliquely from above of the switching device from FIG. 4, but without the locking lever 6 on the switching slide 3.
  • the switching slide 3 has four cutouts 10 in this area. If the shift lever 2 is in the shift gate that implements manual typing commands, the extension 5 of the shift lever 2 can be moved back and forth between the cutouts 11, which can be elongated holes 10. For this purpose, the guide element 15 is guided in the second lateral guide curve 12.2. If the shift lever 2 and the guide element 15 were moved into the position of the central guide curve 12, the shift lever 2 would be in contact with the shift slide 3 in the area of the constrictions of the shift slide 3. As a result, different programs of the automatic transmission could be selected by the movement of the shift lever 2 of the shift carriage 3 and thus via the connected cable 4.
  • FIGS. 6 and 7 show perspective views of a further embodiment of the new switching device with a special locking and unlocking mechanism of the switching slide.
  • FIG. 6 shows a 3-D side view of a second embodiment of the switching device with locking and unlocking mechanism of the switching carriage 3, the movement of the switching carriage 3 not being blocked.
  • the locking mechanism and unlocking mechanism shown consists of a locking lever 6 and an unlocking lever 8, both of which are arranged on the switching slide 3.
  • the locking lever 6 can engage with a hook 7 on an engagement 7a on the housing half 1 and thus block the linear movement of the switching carriage 3.
  • the unlocking lever 8 which is connected at one end of the lever to the extension 5 of the shift lever 2 and at the other end of the lever is optionally attached via a hook 9 to an engagement 9a of the shift slide, can couple or decouple the movement of the shift lever 2 with the shift slide 3.
  • the movement of the locking lever 6 and the unlocking lever 8 is coupled to one another via a connecting element 17. As shown in Figure 6, there is the shift lever 2 and that
  • FIG. 7 shows a further 3-D side view of the second embodiment of the switching device from FIG. 6.
  • this is Guide element 15 of the shift lever 2 in the first lateral guide curve 12.1.
  • the position of the locking and unlocking mechanism has changed.
  • the locking lever 6 is closed, that is, the hook 7 engages in the engagement 7 a of the housing half 1, whereby the movement of the
  • FIG. 8 shows a section through the switching device from FIG. 6.
  • a switching lever 2 with a ball joint bearing 14 is pivotally mounted about two axes.
  • the shift lever 2 has an extension 5 below the ball joint bearing 14.
  • This extension 5 is coupled to the shift slide 3.
  • the switching carriage 3 has a connection to the automatic transmission of the motor vehicle via a cable 4.
  • the guide element 15 consists of a hollow cylinder in which a compression spring 13 is located.
  • the compression spring 13 presses a pin 16 with a rounded head against the surface of the central guide curvature 122.
  • the central guide curve 12 has five bulges in FIG. 8. The pin 16 can snap into these bulges.
  • the five bulges thus represent “stable equilibrium positions” which allow the guide element 15 and thus the connected shift lever 2 to snap into this position. These five positions can be assigned five possible shift positions in the automatic transmission.
  • the invention thus provides a switching device with an additional lane (tip lane) for transmitting switching commands to an automatic transmission of a motor vehicle, which is constructed much more simply than the known switching devices and can therefore be produced more cost-effectively. Despite the simpler construction, such a switching device also offers improved switching comfort.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung zur Übertragung von Schaltbefehlen an ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeuges, mit: - einem Gehäuse (1) und/oder einem Rahmen, - einem Schalthebel (2), der um eine Wählachse und eine Schaltachse schwenkbar ausgeführt ist, wobei die Wählachse und die Schaltachse vorzugsweise orthogonal zueinander angeordnet sind, und der Schalthebel (2) zumindest in eine erste Schaltgasse und eine zweite Schaltgasse schaltbar ist, wobei die erste Schaltgasse vorzugsweise Schaltprogramme (P, N, R und D) eines Automatikgetriebes schaltet und die zweite Schaltgasse vorzugsweise manuelle Tippbefehle umsetzt. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaltschlitten (3) vorgesehen ist, der in einer Ebene linear bewegbar gelagert ist und so ausgebildet ist, dass durch eine Kraftkopplung die Bewegung des Schalthebels (2) in der ersten Schaltgasse eine lineare Verschiebung des Schaltschlittens bewirkt und durch eine Bewegung des Schalthebels (2) in der zweiten Schaltgasse eine Entkoppelung der Bewegung des Schalthebels (2) vom Schaltschlitten (3) bewirkt wird.

Description

Schaltvorrichtung zur Übertragung von Schaltbefehlen an ein
Automatikgetriebe
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung zur Übertragung von Schaltbefehlen an ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeuges mit einem Gehäuse und/oder einem Rahmen, einem Schalthebel, der um eine Wählachse und eine Schaltachse schwenkbar ausgeführt ist, wobei die Wählachse und die Schaltachse vorzugsweise orthogonal zueinander angeordnet sind, und der Schalthebel zumindest in eine erste Schaltgasse und eine zweite Schaltgasse schaltbar ist, wobei die erste Schaltgasse vorzugsweise Schaltprogramme (P, N, R und D) eines Automatikgetriebes schaltet und die zweite Schaltgasse vorzugsweise manuelle Tippbefehle umsetzt.
Eine ähnliche Schaltvorrichtung ist aus der Patentanmeldung
DE 198 53 934 AI der Anmelderin bekannt. Diese Schaltvorrichtung verfügt bereits über zwei Schaltgassen, wobei die erste, auch Automatikschaltgasse genannt, zur An wähl von Automatikgetriebestufen und die zweite, mit Sequenzschaltgasse bezeichnet, zum manuellen Auf- und Abwärtsbewegen von Getriebestufen vorgesehen ist. Weiterhin verfügt diese Schaltvorrichtung über eine Wählgasse, die zum Wechseln zwischen Automatikschaltgasse und Sequenzschaltgasse dient. In Figur 13a dieser Schrift wird eine einfache
Übersicht der Schaltpositionen gezeigt, wobei die Sequenzschaltgasse mit SGl, die Automatikschaltgasse mit AG und die Wählgasse mit WG 1 abgekürzt wird. Um zwischen der Automatikschaltgasse und Sequenzschaltgasse wechseln zu können und in den jeweiligen Gassen die Schaltbefehle mechanisch umzusetzen, ist eine aufwendige Mechanik notwendig. In Figur 18 wird die Schaltmechanik gezeigt. Über den Schalthebel, der schwenkbar bezüglich der Wählachse und den Schaltachsen ausgeführt ist, werden die Schaltbefehle, zum Beispiel mittels eines Seilzuges umgesetzt.
Ein Problem bei der bekannten Schaltvorrichtung für Automatikgetriebe mit zusätzlicher Sequenzschaltgasse (Tippgasse) liegt darin, dass die Schalthebelbewegungen durch den Fahrer über einen zweiten Hebel oder
Seilhebel mittels eines Seilzuges zum Getriebe übertragen werden. Wechselt der Fahrer von der Automatikschaltgasse, die die Programme des Automatikgetriebes schaltet, in die Sequenzschaltgasse (Tippgasse), wird der Schalthebel mechanisch vom Seilzug getrennt, damit bei der Tippbewegung kein Seilweg entsteht. Um diesen Schaltmechanismus realisieren zu können, ist eine aufwendige Mechanik notwendig, die viel Bauraum benötigt. Außerdem müssen aufgrund möglicher hoher Missbrauchskräfte teure Bauteile eingesetzt werden.
Ein weiteres Problem der bekannten Schaltvorrichtung für Automatikgetriebe mit zusätzliche manueller Gasse (Tippgasse) ist, dass aufgrund der aufwendigen Mechanik die Kinematik während des Schaltvorganges besonders „schwergängig" also kraftaufwendig und somit unkomfortabel ist.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Schaltvorrichtung für
Automatikgetriebe mit zusätzlicher Gasse (Tippgasse) zur Übertragung von Schaltbefehlen an ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeuges zur Verfügung zu stellen, welche gegenüber den bekannten Schaltvorrichtungen wesentlich einfacher aufgebaut ist und damit kostengünstiger produziert werden kann. Eine solche Schaltvorrichtung sollte trotz einfacherer Bauweise gleichzeitig einen verbesserten Schaltkomfort bieten.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Schaltvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand untergeordneter Patentansprüche.
Demgemäss wird vorgeschlagen, eine Schaltvorrichtung zur Übertragung von Schaltbefehlen an ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeuges mit einem Gehäuse und/oder einem Rahmen sowie einem Schalthebel auszustatten, wobei der Schalthebel um eine Wählachse und eine Schaltachse schwenkbar ausgeführt ist, die Wählachse und die Schaltachse vorzugsweise orthogonal zueinander angeordnet sind, und der Schalthebel zumindest in eine erste Schaltgasse und eine zweite Schaltgasse schaltbar ist. In der ersten Schaltgasse sind vorzugsweise Schaltprogramme (P, N, R und D) eines Automatikgetriebes schaltbar und in der zweiten Schaltgasse vorzugsweise manuelle Tippbefehle. Die Verbesserung kann nun darin gesehen werden, dass ein Schaltschlitten vorgesehen ist, der in einer Ebene linear bewegbar gelagert und so ausgebildet ist, dass durch eine Bewegung des Schalthebels in die erste Schaltgasse eine lineare Verschiebung des Schaltschlittens ermöglicht wird und durch eine Bewegung des Schalthebels in die zweite Schaltgasse eine Entkoppelung der Bewegung des Schaltschlitten bewirkt wird.
Hierdurch wird ein einfacher Aufbau der Schaltvorrichtung erreicht, wodurch der Bauraum der neuen Schaltvorrichtung sehr kompakt ausfällt. Außerdem kann aufgrund der unkomplizierten Mechanik die Kinematik während des Schaltvorganges besonders „leichtgängig", also kräfteschonend und somit besonders komfortabel ausgeführt werden.
Um in der ersten Schaltgasse die Schaltprogramme (P, N, R und D) des Automatikgetriebes schalten zu können, sollte eine Kopplung zwischen dem Schaltschlitten und dem Automatikgetriebe bestehen. Solch eine Kopplung kann auf verschiedene Arten realisiert werden.
Beispielsweise können zwischen dem Schaltschlitten und dem Automatikgetriebe zumindest teilweise mechanische Elemente zur Übertragung der Handkräfte angebracht werden, die Schaltprogramme im
Automatikgetriebe (P, N, R und D) schalten. Hierfür eignet sich zum Beispiel ein einfacher Seilzug, ein Bowdenzug oder auch ein mechanisches Gestänge.
Eine weitere Ausführung der Kopplung kann zumindest teilweise durch elektrische Elemente realisiert werden. So kann die Schaltposition des Schaltschlittens zum Beispiel mittels Reed-Kontakten detektiert und die detektierten Positionen über einen Stellmotor, der die Getriebepositionen schaltet, umgesetzt werden. Hierdurch sind die manuellen Kräfte zum Schalten der Automatikpositionen reduzierbar oder können Sicherheitsfunktionen eingebaut werden.
Alternativ kann die Kopplung auch zumindest teilweise durch optische Elemente realisiert sein. Die Position des Schaltschlittens wird optisch und somit kontaktlos detektiert. Der optische Detektor, der ein Abstandslaser sein kann, übermittelt die Schaltprogramme an einen weiteren Schaltmechanismus, der dann die Automatikgetriebepositionen (P, N, R und D) schaltet. Auch bei dieser Ausführung der Kopplung können die manuellen Kräfte zum schalten der Automatikpositionen reduziert werden. In der zweiten Schaltgasse können manuelle Tippbefehle umgesetzt werden, insbesondere die Wahl der Fahrstufe bei der „Tiptronic". Um das Hoch- und Abschalten der Fahrstufen, wobei diese Optionen meist mit „+" und „-" gekennzeichnet sind, besonders direkt und schnell zu ermöglichen, sollte zur Umsetzung der Schaltbefehle elektrische und/oder optische Schalter eingesetzt werden.
In einer besonderen Ausführung der Schaltvorrichtung ist zur Kraftkopplung von Schalthebel und Schaltschlitten eine Verlängerung des Schalthebels über den Drehpunkt der Schaltachsen hinaus vorgesehen, die mittelbar oder unmittelbar in den Schaltschlitten eingreift. Durch die Dimensionierung der
Schalthebelverlängerung kann hierdurch besonders einfach entweder der Schaltweg des Schalthebels oder die Kraft zur Betätigung des Schalthebels in der Wähl- und Schaltachse variiert werden.
Es ist vorteilhaft, wenn zur Fixierung des Schaltschlittens ein Verriegelungselement vorgesehen ist, das durch die Bewegung des Schalthebels in der Wählachse betätigt wird und den Schaltschlitten fixiert, sobald sich der Schalthebel in der zweiten Schaltgasse befindet. Durch dieses Verriegelungselement wird der Schaltschlitten im Gehäuse sicher arretiert, während der Fahrer in der zweiten Schaltgasse Tippbefehle an die „Tiptronic" ausführt. Ein solches Verriegelungselement kann als ein Hebel ausgeführt sein, der einen Haken aufweist und in Ausnehmungen des Gehäuses und/oder des Rahmens eingreift.
Weiterhin sollte die Schaltungsvorrichtung über Mittel zur Entriegelung des
Schaltschlittens verfügen, welche die Kraftkopplung zwischen Schaltschlitten und Schalthebel löst, sobald der Schalthebel sich in der zweiten Schaltgasse befindet. Hierdurch wird ermöglicht, dass mit dem nun entkoppelten Schalthebel weitere Schaltbefehle ausgeführt werden können.
Ein solches Mittel zur Entriegelung kann ein Entriegelungshebel sein, der schwenkbar um eine Achse des Schaltschlittens und um diese verschiebbar gelagert ist und in einer ersten Verriegelungsstellung mit dem Schaltschlitten verriegelt und in einer zweiten Stellung gegenüber dem Schaltschlitten verschiebbar ausgeführt ist. Zum Verriegeln kann der Entriegelungshebel mit einem Haken an einer Erhebung am Schaltschlitten angreifen. Zum Entriegeln wird der Entriegelungshebel geschwenkt, wodurch der Haken sich von der Erhebung am Schaltschlitten löst und die Verbindung Schaltschlitten und
Schalthebel trennt. Wird der Entriegelungshebel im Bereich der Schwenkachse beispielsweise mit einem Langloch versehen, so ermöglicht dieses Langloch die Verschiebung des Schalthebels. Durch die Lochlänge kann der Bewegungsspielraum des Schalthebels bestimmt werden. Innerhalb dieses Bewegungsspielraumes wird keine Kraft auf den Schaltschlitten übertragen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Schaltvorrichtung ist der Schaltschlitten mit Aussparungen versehen. In diese Aussparungen greift der Schalthebel ein und die Aussparungen sind derart ausgestaltet, dass in der zweiten Schaltgasse eine Relativbewegung zwischen Schalthebel und Schaltschlitten möglich ist und in der ersten Schaltgasse eine Kraftkopplung der Bewegung zwischen Schalthebel und Schaltschlitten gegeben ist.
In einer besonders komfortablen Ausführung der Schaltungsvorrichtung, wird der Schalthebel mittelbar oder unmittelbar in einer Führungskurvatur geführt, um die Schaltprogramme (P, N, R und D) des Automatikgetriebes zu bestimmen und ein ergonomisches Schaltempfinden zu erzeugen. Diese Führungskurvatur kann so ausgeführt sein, dass für jede Schaltposition eines Schaltprogramms (P, N, R und D) eine „Ausbuchtung" zum Beispiel im Gehäuse vorgesehen ist. In solch eine Ausbuchtung kann ein unter Federkraft stehender Bolzen oder eine Kugel gedrückt werden. Hierdurch entseht ein spürbares Einrasten des Schalthebels in jeder Schaltposition wodurch außerdem die Schaltpräzision unterstützt wird.
Um den Schaltkomfort der neuen Schaltvorrichtung weiter zu erhöhen, ist es vorteilhaft, die Bewegung des Schalthebels durch eine Lagerung zu unterstützen.
Diese Lagerung kann als Kugelgelenklagerung ausgeführt sein. So kann am Schalthebel eine Kugel angebracht sein, die in einer komplementären Kugelpfanne geführt wird. Die Kugelpfanne kann zum Beispiel im Gehäuse eingearbeitet sein und die Kugel zumindest teilweise umschließen. Zwischen Kugel und Kugelpfanne kann ein Schmierstoff eingebracht werden, um eine reibungsoptimierte Bewegung zu gewährleisten.
Alternativ zur Lagerung mit einem Kugelgelenklager, kann der Schalthebel über zwei überkreuz stehende Achsen gelagert sein.
Es ist besonders günstig, wenn die Schaltvorrichtung eine dritte Schaltgasse aufweist, wobei die beiden außenliegenden Schaltgassen vorzugsweise symmetrisch zur mittleren Schaltgasse ausgebildet sind. So kann beispielsweise über die mittlere Schaltgasse das Schaltprogramm des Automatikgetriebes geschaltet werden und die beiden äußeren Schaltgassen stehen zur Umsetzung der Tippbefehle zum Beispiel einer „Tiptronic" zur Verfügung.
Wird die Schaltvorrichtung in dieser symmetrischen Bauweise ausgeführt, so kann die selbe Schaltvorrichtung für Fahrzeuge, die sowohl als Rechtlenker oder als Linkslenker ausgeführt sind, eingesetzt werden. Dies ist zum Beispiel dadurch möglich, dass lediglich die Schaltkulisse, in der sich der Schalthebel bewegt, an die Art des Fahrzeugs angepasst wird
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
Die Figuren zeigen im Einzelnen:
Figur 1: Seitenansicht einer ersten Ausführung der Schaltvorrichtung, wobei der Schalthebel in der zentralen Führungskurvatur geführt wird; Figur 2 : 3-D Seitenansicht schräg von oben auf die Schaltvorrichtung aus Figur 1; Figur 3: 3-D Ansicht schräg von vorne auf die Schaltvorrichtung aus Figur 2, wobei der Schalthebel in der zweiten seitlichen Führungskurvatur geführt wird;
Figur 4: 3-D Seitenansicht schräg von oben auf die Schaltvorrichtung aus Figur 3; Figur 5: 3-D Seitenansicht schräg von oben auf die Schaltvorrichtung aus Figur 4, jedoch ohne Verriegelungshebel am Schaltschlitten; Figur 6: 3-D Seitenansicht auf eine zweite Ausführung der Schaltvorrichtung mit Ver- und Entriegelungsmechanismus des Schaltschlittens, wobei die
Bewegung des Schaltschlitten nicht gesperrt wird; Figur 7: Weitere 3-D Seitenansicht auf die zweite Ausführung der
Schaltvorrichtung aus Figur 6, jedoch mit gesperrtem Schaltschlitten; Figur 8: Seitlicher Schnitt durch die Schaltvorrichtung aus der Figur 6.
Die Figur 1 zeigt in einer Seitenansicht eine erste Ausführung der neue
Schaltungsvorrichtung, wobei der Schalthebel 2 in der zentralen
Führungskurvatur 12 geführt wird. In einer Gehäusehälfte 1 ist der Schalthebel 2 mit einem Kugelgelenklager 14 schwenkbar um zwei Achsen gelagert. Der Schalthebel 2 besitzt unterhalb des Kugelgelenklagers 14 eine Verlängerung 5. Diese Verlängerung 5 ist mit dem Schaltschlitten 3 gekoppelt. Der Schaltschlitten 3 hat über einen Seilzug 4 eine Verbindung zum Automatikgetriebe des Kraftfahrzeuges. Wird der Schalthebel 2 von der in Figur 1 gezeigten Position nach rechts bewegt, so wird der Schaltschlitten 3 nach links bewegt. Durch die Bewegung des Schaltschlittens 3 werden mit dem Seilzug 4 die unterschiedlichen Programme (P, N, R und D) des Automatikgetriebes angewählt. Mit einem Führungselement 15, das am Ende des Schalthebels 2 befestigt ist und das in einer zentralen Führungskurvatur 12 eingreift, wird die Bewegung des Schalthebels 2 während der Anwahl eines bestimmten Automatikprogramms geführt.
Die Figur 2 zeigt eine 3-D Seitenansicht schräg von oben auf die Schaltvorrichtung aus Figur 1. In dieser Ansicht ist besonders gut der Schaltschlitten 3 und dessen Verriegelungshebel 6 zu erkennen. Über den Verriegelungshebel 6, der durch die Bewegung des Schalthebels 2 geschwenkt werden kann, wird die Bewegung des Schaltschlittens 3 gesperrt. Der Schaltschlitten 3, der über einen Seilzug 4 mit dem Automatikgetriebe verbunden ist, bewegt sich nur auf einer linearen Bahn. Diese Bewegung des Schaltschlittens 3 wird auf der linearen Bahn geführt. So ist rechts und links am Schaltschlitten 3 je eine Führungsnase 3.1 angebracht, die in je einer Führungsnut 3.2 in den Gehäusehälften 1 geführt werden.
Die Figuren 3 und 4 zeigen die Schaltvorrichtung in unterschiedlichen perspektivischen Ansichten. Im Unterschied zu den Figuren 1 und 2 ist der Schalthebel 2 nicht in der ersten Schaltgasse, in der die Schaltprogramme (P,
N, R und D) eines Automatikgetriebes geschaltet werden, sondern in der zweite Schaltgasse, in der manuelle Tippbefehle umgesetzt werden können. Das Führungselement 15 ist nicht mehr in der zentralen Führungskurvatur 12, sondern greift in die zweite seitliche Führungskurvatur 12.2 ein (nicht in den Figuren 3 und 4 sichtbar). Zu dieser zweiten seitlichen Führungskurvatur 12.2 ist eine erste seitliche Führungskurvatur 12.1 spiegelbildlich bezüglich der zentralen Führungskurvatur 12 angeordnet. Wird der Schalthebel 2, die Schalthebelverlängerung 5 und das Führungselement 15 in diese Position bewegt, so wird der Verriegelungshebel 6, der am Schaltschlitten 3 angebracht ist, geschwenkt. Hierdurch rastet der Haken 7 des Verriegelungshebels 6 an einem dafür bestimmten Eingriff 7a an der Gehäusehälfte 1 ein, wodurch in dieser Position die Bewegung des Schaltschlittens 3 gesperrt wird.
Die Figur 5 zeigt eine weitere 3-D Seitenansicht schräg von oben auf die Schaltvorrichtung aus Figur 4, jedoch ohne den Verriegelungshebel 6 am Schaltschlitten 3. Der Schaltschlitten 3 weist in diesem Bereich vier Aussparungen 10 auf. Ist der Schalhebel 2 in der Schaltgasse, die manuelle Tippbefehle umsetzt, so kann die Verlängerung 5 des Schalthebels 2 zwischen den Aussparungen 11, die Langlöcher 10 sein können, hin und her bewegt werden. Hierzu wird das Führungselement 15 in der zweiten seitlichen Führungskurvatur 12.2 geführt. Würde der Schalthebel 2 und das Führungselement 15 in die Position der zentralen Führungskurvatur 12 bewegt, so wäre der Schalthebel 2 im Bereich der Verengungen des Schaltschlitten 3 mit dem Schaltschlitten 3 in Kontakt. Hierdurch könnte durch die Bewegung des Schalthebels 2 der Schaltschlitten 3 und somit über den verbundenen Seilzug 4 verschieden Programme des Automatikgetriebes angewählt werden.
Die Figuren 6 und 7 zeigen perspektivische Ansichten auf eine weitere Ausführung der neue Schaltvorrichtung mit einem besonderen Ver- und Entriegelungsmechanismus des Schaltschlittens. Die Figur 6 zeigt eine 3-D Seitenansicht auf eine zweite Ausführung der Schaltvorrichtung mit Ver- und Entriegelungsmechanismus des Schaltschlittens 3, wobei die Bewegung des Schaltschlitten 3 nicht gesperrt wird. Der gezeigte Verriegelungsmechanismus und Entriegelungsmechanismus besteht aus einem Verriegelungshebel 6 und einem Entriegelungshebel 8, die beide am Schaltschlitten 3 angeordnet sind. Der Verriegelungshebel 6 kann mit einem Haken 7 an einem Eingriff 7a an der Gehäusehälfte 1 eingreifen und somit die lineare Bewegung des Schaltschlittens 3 sperren. Der Entriegelungshebel 8, der an einem Hebelende mit der Verlängerung 5 des Schalthebels 2 verbunden ist und am anderen Hebelende wahlweise über einen Haken 9 an einem Eingriff 9a des Schaltschlittens befestigt ist, kann die Bewegung des Schalthebels 2 mit dem Schaltschlitten 3 koppeln oder entkoppeln. Die Bewegung des Verriegelungshebels 6 und des Entriegelungshebels 8 ist über ein Verbindungselement 17 aneinander gekoppelt. Wie in Figur 6 gezeigt, befindet sich der Schalthebel 2 und das
Führungselement 15 in der zentralen Führungskurvatur 12. In dieser Stellung ist der Verriegelungshebel 6 offen, dass heißt der Haken 7 greift nicht in den Eingriff 7a des Gehäuses ein, wodurch sich der Schaltschlitten 3 abhängig von der Bewegung des Schalthebels 2 bewegen kann. Gleichzeitig ist der Entriegelungshebel 8 geschlossen, dass heißt der Haken 9 greift in den Eingriff 9a des Schaltschlittens 3 ein, wodurch der Schaltschlitten 3 mit dem Schalthebel 2 gekoppelt ist. In dieser Stellung des Schalthebels 2 können die verschiedenen Programme des Automatikgetriebes geschaltet werden, wobei die Bewegung des Schalthebels 2 über den Schaltschlitten und den Seilzug 4 an das Automatikgetriebe weitergeleitet wird.
Die Figur 7 zeigt eine weitere 3-D Seitenansicht auf die zweite Ausführung der Schaltvorrichtung aus Figur 6. Im Unterschied dazu, ist das Führungselement 15 des Schalthebels 2 in der ersten seitlichen Führungskurvatur 12.1. Hierdurch hat sich die Stellung des Ver- und Entriegelungsmechanismus geändert. In dieser Stellung ist der Verriegelungshebel 6 geschlossen, das heißt der Haken 7 greift in den Eingriff 7 a der Gehäusehälfte 1 ein, wodurch die Bewegung des
Schaltschlitten 3 gesperrt ist. Gleichzeitig ist der Entriegelungshebel 8 offen, das heißt der Haken 9 greift nicht in den Eingriff 9a des Schaltschlittens 3 ein, wodurch der Schaltschlitten 3 vom Schalthebels 2 entkoppelt ist. In diese Stellung des Schalthebel 2 können manuell die Auf- und Abwärtsbewegen von Getriebestufen geschaltet werden.
Die Figur 8 zeigt einen Schnitt durch die Schaltvorrichtung aus der Figur 6. In einer Gehäusehälfte 1 ist ein Schalthebel 2 mit einem Kugelgelenklager 14 schwenkbar um zwei Achsen gelagert. Der Schalthebel 2 besitzt unterhalb des Kugelgelenklagers 14 eine Verlängerung 5. Diese Verlängerung 5 ist mit dem Schaltschlitten 3 gekoppelt. Der Schaltschlitten 3 hat über einen Seilzug 4 eine Verbindung zum Automatikgetriebe des Kraftfahrzeuges. In dieser Schnittansicht ist besonders gut die Funktionsweise des Führungselementes 15 zu erklären, das sich hier in der zentralen Führungskurvatur 12 bewegt. Das Führungselement 15 besteht aus einem hohlen Zylinder, in dem sich eine Druckfeder 13 befindet. Die Druckfeder 13 drückt einen Stift 16 mit abgerundeten Kopf gegen die Fläche der zentralen Führungskurvaturl2. Die zentrale Führungskurvatur 12 weist in Figur 8 fünf Ausbuchtungen auf. In diese Ausbuchtungen kann der Stift 16 einrasten. Somit stellen die fünf Ausbuchtungen „stabile Gleichgewichtslagen" dar, die das Führungselement 15 und somit den verbundenen Schalthebel 2 in dieser Lage einrasten lassen. Diesen fünf Positionen können fünf möglichen Schaltpositionen im Automatikgetriebe zugeordnet werden. Insgesamt wird also durch die Erfindung eine Schaltvorrichtung mit zusätzlicher Gasse (Tippgasse) zur Übertragung von Schaltbefehlen an ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeuges zur Verfügung gestellt, welche gegenüber den bekannten Schaltvorrichtungen wesentlich einfacher aufgebaut ist und damit kostengünstiger produziert werden kann. Eine solche Schaltvorrichtung bietet trotz einfacherer Bauweise gleichzeitig einen verbesserten Schaltkomfort.
Bezugszeichenliste
1 Gehäusehälfte
2 Schalthebel
3 Schaltschlitten
3.1 Führungsnase des Schaltschlittens
3.2 Führungsnut im Gehäuse
4 Seilzug
5 Verlängerung des Schalthebels
6 Verriegelungshebel
7 Haken des Verriegelungshebel
7a Eingriff für Haken des Verriegelungshebel am Gehäuse
8 Entriegelungshebel
9 Haken des Entriegelungshebel
9a Eingriff für Haken des Entriegelungshebel am Schaltschlitten
10 Langloch
11 Aussparung im Schaltschlitten
12 zentrale Führungskurvatur
12.1 erste seitliche Führungskurvatur
12.2 zweite seitliche Führungskurvatur
13 Druckfeder
14 Kugelgelenklager
15 Führungselement
16 Stift
17 Verbindungselement von Entriegelungshebel und Verriegelungshebel

Claims

Schaltvorrichtung zur Übertragung von Schaltbefehlen an einAutomatikgetriebePatentansprüche
Schaltvorrichtung zur Übertragung von Schaltbefehlen an ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeuges, mit:
- einem Gehäuse (1) und/oder einem Rahmen,
- einem Schalthebel (2), der um eine Wählachse und eine Schaltachse schwenkbar ausgeführt ist, wobei die Wählachse und die Schaltachse vorzugsweise orthogonal zueinander angeordnet sind, und der Schalthebel (2) zumindest in eine erste Schaltgasse und eine zweite Schaltgasse schaltbar ist, wobei die erste Schaltgasse vorzugsweise Schaltprogramme (P, N, R und D) eines Automatikgetriebes schaltet und die zweite Schaltgasse vorzugsweise manuelle Tippbefehle umsetzt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaltschlitten (3) vorgesehen ist, der in einer Ebene linear bewegbar gelagert ist und so ausgebildet ist, dass durch eine Kraftkopplung die Bewegung des Schalthebels (2) in der ersten Schaltgasse eine lineare Verschiebung des Schaltschlittens bewirkt und durch eine Bewegung des Schalthebels (2) in der zweiten Schaltgasse eine Entkoppelung der Bewegung des Schalthebels (2) vom Schaltschlitten (3) bewirkt wird.
2. Schaltvorrichtung gemäß dem voranstehenden Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kopplung zwischen Schaltschlitten (3) und Automatikgetriebe vorgesehen ist.
3. Schaltvorrichtung gemäß dem voranstehenden Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplung zumindest teilweise mechanische Elemente umfasst, vorzugsweise einen Seilzug (4).
4. Schaltvorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplung zumindest teilweise durch elektrische Elemente realisiert wird.
5. Schaltvorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplung zumindest teilweise durch optische Elemente realisiert wird.
6. Schaltvorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Umsetzung der Schaltbefehle in der zweiten Schaltgasse, elektrische und/oder optische Schalter angebracht sind.
7. Schaltvorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kraftkopplung von Schalthebel (2) und Schaltschlitten (3) eine Verlängerung (5) des Schalthebels (2) vorgesehen ist, die mittelbar oder unmittelbar in den Schaltschlitten (3) eingreift.
8. Schaltvorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verriegelungselement (6) zur Fixierung des Schaltschlittens (3) vorgesehen ist, das durch die Bewegung des Schalthebels (2) in der Wählachse betätigt wird und den Schaltschlitten (3) fixiert, sobald sich der Schalthebel (2) in der zweiten Schaltgasse befindet.
9. Schaltvorrichtung gemäß dem voranstehenden Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (6) einen Haken (7) aufweist und in Ausnehmungen (7a) des Gehäuses (1) und/oder des Rahmens eingreift.
10. Schaltvorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Entriegelung des Schaltschlittens (3) vorgesehen sind, welche die Kraftkopplung zwischen Schaltschlitten (3) und Schalthebel (2) entriegelt, sobald der Schalthebel (2) sich in der zweiten Schaltgasse befindet.
11. Schaltvorrichtung gemäß dem voranstehenden Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Entriegelung ein Entriegelungshebel (8) ist, der schwenkbar um eine Achse des Schaltschlittens (3) und um diese verschiebbar gelagert ist und in einer ersten Verriegelungsstellung mit dem Schaltschlitten (3) verriegelt ist und in einer zweiten Stellung gegenüber dem Schaltschlitten (3) verschiebbar ausgeführt ist.
12. Schaltvorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltschlitten (3) Aussparungen (11) aufweist, in die der Schalthebel (2) eingreift und die Aussparungen (11) derart ausgestaltet sind, dass in der zweiten Schaltgasse eine Relativbewegung zwischen Schalthebel (2) und Schaltschlitten (3) möglich ist und in der ersten Schaltgasse eine Kraftkopplung der Bewegung zwischen Schalthebel (2) und Schaltschlitten (3) gegeben ist.
13. Schaltvorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalthebel (2) mittelbar oder unmittelbar in einer Führungskurvatur (12) geführt wird, um die Schaltprogramme (P, N, R und D) des Automatikgetriebes zu bestimmen und ein ergonomisches Schaltempfinden zu erzeugen.
14. Schaltvorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalthebel (2) über ein Kugelgelenk (14) gelagert ist.
15. Schaltvorrichtung gemäß einem der vor anstehenden Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalthebel (2) mit zwei überkreuz stehende Achsen gelagert ist.
16. Schaltvorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Schaltgasse vorgesehen ist, wobei die beiden außenliegenden Schaltgassen vorzugsweise symmetrisch zur mittleren Schaltgasse ausgebildet sind.
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