CN105090472A - 用于汽车的换挡装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于汽车、尤其轿车的换挡装置，其具有用于接通汽车的变速器的至少一个挡位的可滑移地支承的换挡轴(6)；用于将手动操作件的换挡运动机械地传递至换挡轴(6)的单向的牵引件(4)；和用于转换牵引件(4)和换挡轴(6)之间的耦连方向的可致动的耦连方向件，该耦连方向件具有与换挡轴(6)轴向固定地相连的形状配合件(10,11)；可滑移地被支承的基座(12)，其与牵引件(4)轴向固定地相连，和支承在基座(12)上的调节件(13)，该调节件可以横向于牵引件(4)的牵引方向调节并且具有第一和第二调节件侧边(13A,13B)用于形状配合地引导形状配合件(10,11)，第一和第二调节件侧边相对牵引件(4)的牵引方向相互反向地倾斜。

Description

用于汽车的换挡装置
技术领域
本发明涉及一种用于汽车、尤其轿车的换挡装置，一种用于借助这种换挡装置挂入至少一个挡位的方法，以及一种具有这种换挡装置的汽车、尤其是轿车。
背景技术
由DE102012010341A1(补充地参考该专利并且其内容明确地在本发明公开内容中被引用)已知一种换挡装置，其具有用于连接汽车的变速器的换挡轴、用于将可手动操作件的换挡运动机械地传递至换挡轴的单向的牵引件和用于转换牵引件和换挡轴之间的耦连方向的可致动的耦连方向件。在一种实施形式中，耦连方向件具有机械的预选件，其可滑移并且根据位置定义机械的反向的强制引导。在一种实施形式中，机械的预选件具有调节件和通过牵引件在滑槽中可滑移的滑动件，其中滑槽支路是可通过调节件转换的或者对于滑动件是可选择的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，改善汽车中、尤其轿车中挡位的挂入。
所述技术问题通过一种用于汽车、尤其轿车的换挡装置解决，其具有用于接通汽车的变速器的至少一个挡位的可滑移地支承的换挡轴；用于将手动操作件的换挡运动机械地传递至换挡轴的单向的牵引件；和用于转换牵引件和换挡轴之间的耦连方向的可致动的耦连方向件，该耦连方向件具有形状配合件，其与换挡轴轴向固定地相连；可滑移地被支承的基座，其与牵引件相连，和支承在基座上的调节件，该调节件可以横向于牵引件的牵引方向调节并且具有第一和第二调节件侧边用于形状配合地引导形状配合件，第一和第二调节件侧边相对牵引件的牵引方向相互反向地倾斜。所述技术问题还通过一种具有该换挡装置的汽车和一种借助该换挡装置接通至少一个挡位的方法解决。
按照本发明的一方面，汽车、尤其是轿车具有变速器、手动操作件和用于挂入变速器的至少一个挡位的换挡装置，所述换挡装置在本发明的一种实施形式中具有用于连接汽车的变速器的至少一个挡位的换挡轴，所述换挡轴沿换挡方向可滑移地被支承；具有用于将手动操作件(尤其是换挡杆)的换挡运动机械地传递至换挡轴的单向的、尤其可柔性弯曲的牵引件(尤其是牵引索)；并具有用于转换牵引件和换挡轴之间的耦连方向的、尤其电动、电磁、气动和/或液压地致动的耦连方向件。如前所述，补充地参照专利文献DE102012010341A1。
按照本发明的一个方面，该耦连方向件具有机械的预选件，所述预选件可滑移并且根据位置定义机械的反向的强制引导。按照一方面，耦连方向件具有形状配合件，所述形状配合件与换挡轴尤其沿换挡方向轴向固定地相连；具有尤其沿牵引件的牵引方向可滑移地支承的、尤其在壳体上支承的基座，所述基座尤其沿牵引件的牵引方向与牵引件轴向固定地相连；并具有支承在基座上的调节件，该调节件可以尤其电动、电磁、气动和/或液压地横向于、尤其至少基本上垂直于牵引件的牵引方向调节、尤其移动，并且具有第一和第二调节件侧边，用于形状配合地引导形状配合件，第一和第二调节件侧边相对牵引件的牵引方向相互反向地倾斜并且能够可选地或者根据调节件的位置与形状配合件形状配合地啮合。
由此在一种实施形式中，牵引件沿牵引方向、尤其牵引索的轴向或纵向的牵引运动可以以有利的方式尤其可靠地和/或以简单设计方式可选地被转换成换挡轴在换挡方向上相反的运动：若调节件横向于牵引方向向第一调节件位置调节，则形状配合件在基座沿牵引方向位移时在第一调节件侧边上停止。因为第一调节件侧边相对牵引件的牵引方向倾斜，这引起了形状配合件和与该形状配合件轴向固定相连的换挡轴沿第一换挡方向的强制引导。若调节件相反地横向于牵引方向向第二调节件位置调节，则形状配合件在基座沿牵引方向位移时在第二调节件侧边上停止。因为第二调节件侧边相对牵引件的牵引方向倾斜，这引起了形状配合件和与该形状配件轴向固定相连的换挡轴沿第二换挡方向的强制引导。
在一种实施形式中，换挡装置具有用于基座逆向于牵引件的牵引方向复位的、尤其弹性的复位件。复位件可以将基座尤其弹性地连接在壳体上。在一种实施形式中，复位件当在牵引件上的牵引力消失时将基座逆向于牵引方向地复位，因此在牵引件重新沿牵引方向进行牵引运动时第一或第二调节件侧边再次可选地与形状配合件形状配合地啮合。
在一种实施形式中，基座具有带有第一和第二滑槽侧边的滑槽，用于引导形状配合件，所述第一和第二滑槽侧边相对牵引件的牵引方向相互反向地倾斜并且能够与形状配合件形状配合地啮合。滑槽侧边在一种实施形式中沿牵引件的牵引方向与调节件侧边间隔，尤其沿牵引方向位于调节件前方。
在一种实施形式中，由此换挡轴或与该换挡轴轴向固定相连的形状配合件通过基座沿牵引方向的滑移、通过碰触滑槽侧边之一而沿换挡方向滑移，并且因此尤其被调节至一个位置中，当基座继续沿牵引方向滑移时，形状配合件能够从该位置中与两个沿牵引方向与滑槽侧边间隔的、尤其沿牵引方向位于滑槽侧边之后的调节件侧边之一形状配合地啮合，并且由此沿换挡方向向第一或第二换挡位置滑移。
在一种实施形式中，第一和第二滑槽侧边尤其在换挡轴的换挡方向上相互对置并且朝向牵引件的牵引方向尤其线性地扩散。由此在一种实施形式中，形状配合件由此通过基座沿牵引方向的滑移从在换挡轴的换挡方向上间隔的换挡位置被引导至共同的中间位置中。
在一种实施形式，滑槽和形状配合件能够沿垂直于牵引件的牵引方向的下行方向(Unterlaufrichtung)相互运动。由此在一种实施形式中形状配合件在基座或其滑槽逆向于牵引方向运动时可以在基座或滑槽的下方移动，而不会沿换挡方向滑移。
为此在一种实施形式中，滑槽可沿下行方向滑移地支承在基座上，其中在一种扩展设计中滑槽朝向形状配合件尤其弹性地预紧，因此滑槽在形状配合件上行之后自动地复位，并且形状配合件尤其再次与滑槽侧边形状配合地啮合。作为备选或补充，在一种实施形式中，形状配合件可沿下行方向滑移地支承在基座上，其中在一种扩展设计中，形状配合件朝向滑槽尤其弹性地被预紧，因此在滑槽下行之后自动地复位并且尤其再次与滑槽侧边形状配合地啮合。为此形状配合件尤其具有沿下行方向的突起，所述突起尤其预紧地、沿下行方向可滑移地支承在基体上，所述基体自身尤其沿牵引和/或换挡方向可滑移地支承在基座上。
为了改善这种上行或下行，在一种实施形式中形状配合件和/或滑槽具有沿下行方向的斜坡。
在一种实施形式中，调节件可向中间位置调节，在该中间位置中调节件形状配合地阻止形状配合件从滑槽侧边向调节件侧边的过渡。由此一种实施方式中，变速器可被卡止在中间位置上。在一种实施形式中，调节件具有端侧，所述端侧沿牵引方向在调节件侧边之前横向于、尤其垂直于牵引方向延伸，尤其连接两个调节件侧边，并且当该端侧在中间位置中沿牵引方向与形状配合件对置时，形状配合地阻止由于基座沿牵引方向的滑移导致的形状配合件在调节件侧边上的碰撞。
在一种实施形式中，第一和第二调节件侧边相互地、尤其沿换挡轴的换挡方向对置并且朝向牵引件的牵引方向尤其线性地聚拢。由此在一种实施形式中形状配合件通过基座沿牵引方向的滑移从共同的中间位置中被引导至沿换挡轴的换挡方向间隔的换挡位置中。
在一种实施形式中，形状配合件具有可沿下行方向移动支承在基体中的沿下行方向的突起，用于与该突起形状配合地啮合的或用于为了形状配合地引导形状配合件而与侧边接触的滑动面。由此在另一种实施形式中，形状配合件具有尤其沿下行方向可滑移地支承在基体中的沿下行方向的突起，至少一个用于与该突起形状配合地啮合的或用于为了形状配合地引导形状配合件而与侧边接触的滚动体。由此在一种实施形式中可以降低侧边和形状配合件之间的摩擦。
在一种实施形式中，换挡轴为了挂入变速器的至少三个挡位可转动地被支承，并且尤其通过电动的、电磁的、气动和/或液压的伺服驱动旋转，以便尤其在一种扩展设计中可选地与不同的换挡杆啮合或脱离啮合，并且因此沿换挡方向移动各个处于啮合中的换挡杆。由此在一种实施形式中通过伺服驱动可以在两个或多个换挡级对之间选择，然后通过在换挡方向上反向的滑移可选地挂入所述换挡级对的挡位。
为此尤其在一种实施形式中，形状配合件与换挡轴可旋转地相连，因此形状配合件与调节件或滑槽的啮合不会由于换挡轴的旋转而受到不利影响。
在一种实施形式中，换挡轴的换挡方向至少基本上垂直于牵引件的牵引方向。由此在一种实施形式中获得有利的强制引导。
按照本发明的一个方面，汽车的变速器的挡位借助前述换挡装置被挂入，方法是支承在基座上的调节件横向于牵引件的牵引方向可选地向第一或第二调节剂位置调节，以便在基座由于与其相连的牵引件的牵引运动而运动时使得形状配合件与第一或第二调节件侧边形状配合地啮合，并且因此与形状配合件相连的换挡轴沿第一或第二换挡方向移动。
在此，尤其基于检测到的操作件的运动和/或驾驶员辅助系统的指示对调节件电动地、电磁地、气动地和/或液压地致动。换挡装置尤其可以具有用于检测操作件沿两个不同的、尤其相反的操作方向的运动的检测件，所述操作方向尤其至少基本上平行于汽车纵向，并且具有控制件，所述控制件用于根据检测到的操作件沿操作方向的运动将调节件向第一调节件位置调节，并用于根据检测到的操作件沿不同于所述操作方向的运动将调节件向第二调节件位置调节。
附图说明
本发明其他有利的扩展设计由以下对优选实施形式的说明得出。为此在附图中：
图1A示出按照本发明的实施形式的汽车的换挡装置的俯视图，其中形状配合件与滑槽的第二侧边啮合；
图1B以沿图1A的剖切线B-B的剖面示出图1A的换挡装置；
图2A示出与图1A相应的图1的换挡装置，其中形状配合件处于中间位置中；
图2B以沿图2A的剖切线B-B的剖面示出图2A的换挡装置；
图3A示出与图2A相应的图2的换挡装置，其中调节件处于第二调节件位置中；
图3B以沿图3A的剖切线B-B的剖面示出图3A的换挡装置；
图4A示出与图3A相应的图3的换挡装置，其中形状配合件超过滑槽；
图4B以沿图4A的剖切线B-B的剖面示出图4A的换挡装置；
图5A示出与图4A相应的图4的换挡装置，其中形状配合件与滑槽的第一侧边啮合；
图5B以沿图5A的剖切线B-B的剖面示出图5A的换挡装置；
图6A示出与图5A相应的图5的换挡装置，其中形状配合件处于中间位置中；和
图6B以沿图6A的剖切线B-B的剖面示出图6A的换挡装置。
具体实施方式
图1A示出按照本发明的实施形式的汽车换挡装置的俯视图，图1B以沿图1A的剖切线B-B的剖面示出图1A的换挡装置。
所述汽车具有变速器和手动的操作件(未示出)以及用于挂入变速器的多个挡位的换挡装置，所述换挡装置具有用于挂入挡位的换挡轴6，所述换挡轴沿换挡方向(图1A中的水平方向)可滑移地被支承，具有用于将手动操作件的换挡运动机械地传递至换挡轴6的单向的牵引件4和用于转换牵引件4和换挡轴6之间的耦连方向的可控的耦连方向件。如前所述，补充地参考专利文献DE102012010341A1，尤其参考在此未示出的操作件。
耦连方向件具有配有突起10和基体11的形状配合件，所述基体沿换挡方向轴向固定地与换挡轴6相连，所述耦连方向件具有沿牵引件的牵引方向(在图1A中是垂直的)可滑移地支承在壳体(未示出)上的基座12，其沿牵引方向轴向固定地与牵引件4相连，所述耦连方向件还具有支承在基座12上的调节件13，所述调节件13尤其可以电动或电磁地垂直与牵引件的牵引方向滑移并且具有第一调节件侧边13A和第二调节件侧边13B，用于形状配合地引导形状配合件的突起10，所述调节件侧边相对牵引件的牵引方向相互反向地倾斜，并且可选地或者根据调节件13的位置与形状配合件形状配合地啮合。
换挡装置具有弹性的复位件14，用于使基座12逆向于牵引件的牵引方向复位，所述复位件将基座弹性地连接在壳体上。
基座12具有带有第一滑槽侧边12A和第二滑槽侧边12B的滑槽，用于形状配合地引导形状配合件的突起10，所述滑槽侧边相对牵引件的牵引方向相互反向地倾斜并且能够与形状配合件形状配合地啮合。滑槽侧边12A、12B沿牵引件4的牵引方向位于调节件侧边13A、13B的前方。
第一和第二滑槽侧边12A和12B在换挡轴6的换挡方向上相互对置并且朝向牵引件4的牵引方向线性地扩散。第一和第二调节件侧边13A、13B同样在换挡轴6的换挡方向上相互对置，它们朝向牵引件4的牵引方向线性地聚拢。
形状配合件的突起10可沿下行方向(垂直于图1A的图示平面；在图1B中是水平的)可滑移地支承在基体11上，基体自身沿牵引方向和换挡方向可滑移地支承在基座12上。突起10通过弹簧(未示出)弹性地朝向滑槽(在图1B中向右)预紧。滑槽具有沿下行方向的斜坡14，其在图1A中以虚线表示。
调节件13具有端侧13C，所述端侧沿牵引方向在调节件侧边13A、13B之前垂直于牵引方向延伸并且将调节件侧边13A、13B进行连接，当端侧在图2中所示的中间位置中沿牵引方向与形状配合件对置时，则该端侧13C形状配合地阻止由于基座12沿牵引方向的滑移所导致的形状配合件的突起10在调节件侧边之一上的碰撞，如以下所述。
换挡轴6为了挂入变速器的至少一个挡位可旋转地支承并且可通过电动或电磁的、气动的和/或液压的伺服驱动(未示出)发生旋转，以便如在图6A中通过旋转运动箭头所示地可选地与不同的换挡杆15A、15B啮合或去啮合，因此每个处于啮合的换挡杆15A或15B沿换挡方向移动并且由此可选地挂入挡位。
形状配合件的基体11可旋转地与换挡轴6相连，因此该基体的与调节件12或滑槽的啮合不会通过换挡轴6产生负面影响。
如图1A的俯视图所示，换挡轴6的换挡方向(在图1A中是水平的)垂直于牵引件4的牵引方向(在图1A中是垂直的)。
以下结合附图顺序(图1A、图1B)→(图2A、图2B)→(图3A、图3B)→(图4A、图4B)→(图5A、图5B)→(图6A、图6B)阐述借助换挡装置挂入变速器的不同挡位。
在图1A、1B中，换挡轴6与换挡杆15A啮合，所述换挡杆位于图1A右侧的挡位位置。其例如对应变速器的第一挡位，其中例如换挡杆15A将第一齿轮抗扭地放置在变速器的轴上并且将第二齿轮与轴旋转脱耦(未示出)。
驾驶员操作所述操作件，例如将换挡杆沿车辆纵向向前(未示出)推动。由此与操作件相连的牵引件4实施沿牵引方向的牵引运动，所述牵引方向在图1A中通过垂直的运动箭头表示。
由此基座12沿牵引方向移动(在图1A、1B中向上)，形状配合件的突起10在第二滑槽侧边12B上滑移，如图1A中通过斜向的运动箭头表示。这使得换挡轴6连带换挡杆15A沿换挡方向(在图1中向左)滑移，如图1A中通过水平的运动箭头表示。由此，换挡杆15A将第一齿轮与变速器的轴旋转脱耦。这对应变速器的中间位置。
在图2A、2B所示的中间位置中，调节件13的端侧13C阻挡住形状配合件的突起10。
根据所检测到的操作件的运动，控制件(未示出)将调节件13横向于牵引方向向第一调节件位置(在图2A右侧)调节，如在图2A中通过水平的运动箭头表示。
在基座12由于与其相连的牵引件4的牵引运动而继续运动时，形状配合件的突起10与第一调节件侧边13A形状配合地啮合并且在第一调节件侧边13A上停止。这使得换挡轴6连带换挡杆15A沿换挡方向(在图2A、3A中向左)向图3A中所示的左边的换挡位置移动。这例如对应变速器的第二挡位，其中例如换挡杆15A将第一齿轮与轴扭转脱耦并且将第二齿轮抗扭地安置在轴上。
若因为驾驶员又松开操作元件而使在牵引件4上的牵引力取消，则复位件16将基座再次复位，如图3A中通过反向于牵引方向的垂直的运动箭头所示。由此形状配合件相对基座12沿牵引方向移动，如图3A中通过反向的沿牵引方向的垂直的运动箭头所示。
其中一旦突起10运动到斜坡14上，该斜坡将突起10挤压到基体11中，如图4A、4B所示。突起可以这样地在滑槽下运动，如在图4A中通过沿牵引方向的垂直的运动箭头所示。当在滑槽下运动之后，突起10通过在突起10和基体11之间的(未示出的)弹簧自动地复位，如在图5A、5B所示，因此突起又与第一滑槽侧边12A形状配合地啮合。
通过再次牵引所述牵引件4，突起10如图5A所示与前述参照图1A所述类似的方式在第一滑槽侧边12A上停止在中间位置中，以便与第二挡位脱开。
在该中间位置中，换挡轴6通过旋转与换挡杆15A脱离啮合并且与换挡杆15B啮合，所述换挡杆与以与前述参照图1A、3A阐述的方式相似地挂入第三和第四挡位。
虽然在前述说明中阐述了示范性的实施形式，但应该指出的是，大量的变型方案是可能的。此外需要指出的是，所述示范性的实施形式仅是举例，而不应认为是对按照本发明的保护范围、应用性和设备构造以任何形式的限定。更确切的说，概述与实施形式的描述是为专业人员提供用于实施至少一个示范性的实施形式的指导说明，其中，能够在所述组件的功能和布局方面进行各种修改，只要不背离权利要求书和等同的特征组合所确定的保护范围即可。
附图标记清单
4牵引件
6换挡轴
10突起(形状配合件)
11基体(形状配合件)
12基座
12A第一滑槽侧边
12B第二滑槽侧边
13调节件
13A第一调节件侧边
13B第二调节件侧边
14斜坡或弹性的复位件
15A、15B换挡杆
16复位件

Claims (13)

1.一种用于汽车、尤其轿车的换挡装置，其具有
用于挂入汽车的变速器的至少一个挡位的可滑移地支承的换挡轴(6)；
用于将手动操作件的换挡运动机械地传递至换挡轴(6)的单向的牵引件(4)；和
用于转换牵引件(4)和换挡轴(6)之间的耦连方向的可致动的耦连方向件，该耦连方向件具有与换挡轴(6)轴向固定地相连的形状配合件(10,11)；
可滑移地支承的基座(12)，所述基座与牵引件(4)轴向固定地相连，和
支承在基座(12)上的调节件(13)，该调节件可以横向于牵引件(4)的牵引方向调节并且具有第一和第二调节件侧边(13A,13B)，用于形状配合地引导形状配合件(10,11)，第一和第二调节件侧边相对牵引件(4)的牵引方向相互反向地倾斜。
2.按照权利要求1所述的换挡装置，具有用于使基座逆向于牵引件(4)的牵引方向复位的复位件(16)、尤其弹性的复位件(16)。
3.按照前述权利要求之一所述的换挡装置，其中，基座(12)具有带有第一和第二滑槽侧边(12A,12B)的滑槽，用于形状配合地引导形状配合件(10,11)，所述第一和第二滑槽侧边相对牵引件的牵引方向相互反向地倾斜并且沿牵引件(4)的牵引方向与两个调节件侧边(13A,13B)相间隔。
4.按照前述权利要求之一所述的换挡装置，其中，滑槽(12A,12B)和形状配合件(10,11)能够沿垂直于牵引件(4)的牵引方向的下行方向相互调节。
5.按照前述权利要求之一所述的换挡装置，其中，滑槽(12A,12B)和/或形状配合件(10,11)在下行方向上具有斜坡(14)，和/或尤其预紧地、可滑移地支承在基座(12)上。
6.按照权利要求3至5之一所述的换挡装置，其中，调节件(13)可以向中间位置(图2)调节，在所述中间位置中，调节件形状配合地阻止了形状配合件(10,11)从滑槽侧边(12A,12B)向调节件侧边(13A,13B)的过渡。
7.按照权利要求3至6之一所述的换挡装置，其中，第一和第二滑槽侧边(12A,12B)相互对置并且沿牵引件(4)的牵引方向尤其线性地扩散。
8.按照前述权利要求之一所述的换挡装置，其中，第一和第二调节件侧边(13A,13B)相互对置并且沿牵引件(4)的牵引方向尤其线性地聚拢。
9.按照前述权利要求之一所述的换挡装置，其中，形状配合件(10,11)具有为了形状配合地引导形状配合件(10,11)而与滑槽侧边(12A,12B；13A,13B)接触的滑动面或滚动体。
10.按照前述权利要求之一所述的换挡装置，其中，换挡轴(6)为了挂入变速器的至少三个挡位可转动地被支承，并且与形状配合件(10,11)可旋转地相连。
11.按照前述权利要求之一所述的换挡装置，其中，换挡轴(6)可沿换挡方向滑移地被支承，所述换挡方向至少基本上垂直于牵引件(4)的牵引方向。
12.一种汽车、尤其是轿车，其具有变速器、手动操作件和按照前述权利要求之一所述的换挡装置，所述换挡装置用于挂入变速器的至少一个挡位，换挡装置的牵引件(4)与操作件相连。
13.一种用于接通按照权利要求12所述的汽车的变速器的挡位的方法，其中，支承在基座(12)上的调节件(13)横向于牵引件(4)的牵引方向被调节，以便当基座(12)沿牵引件(4)的牵引方向移动时可选地使第一和第二调节件侧边(13A,13B)与形状配合件(10,11)形状配合地啮合。
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