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Die Erfindung betrifft eine Wähleinrichtung für ein Kraftfahrzeuggetriebe nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Derartige Wähleinrichtungen bestehen aus einem Gehäuse, in dem ein Wählhebel um wenigstens eine Achse schwenkbar gelagert ist. Der Wählhebel ist um wenigstens eine Achse verschwenkbar angeordnet, so dass er, wie dies beispielsweise von Automatikwähleinrichtungen her bekannt ist, die Anwahl der unterschiedlichen Schaltstellungen ermöglicht (beispielsweise P, R, N, D, 3, 2, 1). Wähleinrichtungen weisen häufig mehr als eine Schaltgasse auf, so dass der Wählhebel zwangsläufig um eine zweite Achse verschwenkbar in dem Gehäuse aufgenommen sein muss. Durch die zweite Achse erfolgt ein Gassenwechsel, welcher beispielsweise ein Verschwenken des Wählhebels von einer Automatikschaltgasse in eine Tiptronic-Schaltgasse gestattet. Bei den genannten Automatikwähleinrichtungen bzw. Automatikwähleinrichtungen in Verbindung mit einer Tiptronic-Funktion sind zur Erhöhung der Fahrsicherheit und zur Vermeidung von Fehlbedienungen sowie als Diebstahlsicherung die Systeme „Keylock” und „Shiftlock” bekannt.
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Aufgabe des Keylock-Systemes ist es, ein Abziehen des Zündschlüssels nur in bestimmten, vordefinierten Schaltstellungen zu ermöglichen, während das Shiftlock-System Fehlschaltungen durch Blockierung des Wählhebels vermeidet. Der Wählhebel kann beim System „Shiftlock” von einer ersten Schaltstellung zu einer werteren Schaltstellung nur dann verschwenkt werden, wenn vordefinierte Parameter am Kraftfahrzeuggetriebe bzw. in der Wähleinrichtung erfüllt sind.
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Eine häufige Forderung besteht beispielsweise darin, dass die Anwahl der Rückwärts-Schaltstellung nur unterhalb einer Geschwindigkeit von 5 km/h aus der Neutralposition heraus möglich ist. Durch diese konkrete Umsetzung des Shiftlock-Systemes oberhalb einer Geschwindigkeit von 5 km/h des Kraftfahrzeuges können Fehlschaltungen vermieden werden.
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Zur Umsetzung des Shiftlock-Systemes sind aus dem Stand der Technik Elektromagneten bekannt, die mit Sperrhebeln gekoppelt sind und unmittelbar oder mittelbar am Wählhebel der Wähleinrichtung angreifen. Aus der
DE 195 14 554 A1 ist eine Verriegelungseinrichtung zum Verriegeln von zwei relativ zueinander längsbewegbaren Elementen (beispielsweise Wählhebel und Wähleinrichtung) bekannt, bei der eine Erregerspule und ein Magnetjoch feststehend mit dem ersten Element und ein Magnetanker im Hinblick auf die Längsbewegungsrichtung feststehend mit dem zweiten Element in Verbindung steht. Dabei weisen die gegenüberliegenden Wandungen von Magnetanker und Magnetjoch gegenseitig formkorrespondierende Rastkonturen auf. Zur Verriegelung wird der Elektromagnet in der Raststellung von Magnetanker und Magnetjoch aktiviert, und es ergibt sich ein verriegelnder Formschluss zwischen dem ersten und dem zweiten Element aufgrund gegenseitigen Eingriffs der Rastkonturen. Diese Mechaniken sind jedoch zum Teil sehr aufwendig ausgeführt und erfordern somit einen hohen Montageaufwand, sodass eine wirtschaftliche Herstellung nicht erreichbar ist.
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Der Erfindung liegt die technische Problemstellung zu Grunde, eine Wähleinrichtung bereit zu stellen, die eine Sperrung des Wählhebels in mindestens einer Wählhebelstellung auf einfache Weise ermöglicht.
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Diese technische Problemstellung wird mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
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Dementsprechend ist bei einer erfindungsgemäßen Wähleinrichtung eine mit dem Wählhebel bewegbare Sperrscheibe entlang einer Führungskontur der Wähleinrichtung verschiebbar angeordnet. Die Führungskontur weist in mindestens einer Wählhebelstellung eine der umfänglichen Sperrscheibengeometrie entsprechende Vertiefung auf. In diese Vertiefung kann die Sperrscheibe insgesamt einrücken. Das Einrücken kann bevorzugt unter Nutzung der Schwerkraft, also infolge des Eigengewichtes der Sperrscheibe erfolgen, wobei die Lösung nicht darauf beschränkt ist, sondern ebenso durch geeignete Hilfsmittel bewirkt oder unterstützt werden kann.
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Eine erfindungsgemäße Wähleinrichtung ist sehr einfach aufgebaut, erfordert nur wenige Zusatzteile und ermöglicht somit eine funktionstüchtige Shiftlock-Einrichtung. Die Sperrscheibe kann mit der Führungskontur eine Gleitverbindung eingehen, so dass ihre Beweglichkeit nahezu ungehindert möglich ist.
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Wie bereits ausgeführt wurde, wird die Sperrscheibe gemeinsam mit dem Wählhebel bewegt. Dementsprechend ist es sinnvoll, dass der Wählhebel eine Ausnehmung der Sperrscheibe durchsetzt und somit einen permanenten Kontakt zur Sperrscheibe aufweist.
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Die Bewegung der Sperrscheibe aus der Vertiefung der Führungskontur heraus kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht werden, dass die Sperrscheibe mittels einer an der Wähleinrichtung vorhandenen Hubeinrichtung bewegt wird. Als Hubeinrichtung können pneumatische, mechanische, hydraulische, elektrische oder elektro-magnetische Systeme zum Einsatz kommen.
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Eine spezielle Ausführungsform der Erfindung kann darüber hinaus darin gesehen werden, dass als Hubeinrichtung ein Elektromagnet zum Einsatz kommt. Elektromagneten sind mit Zug- und mit Druckankern erhältlich. Die Unterscheidung zwischen Zug- und Druckanker bezieht sich dabei auf den jeweils bestromten Zustand des Elektromagneten und die Lage, in der sich der Anker des Elektromagneten in diesem bestromten Zustand befindet. Zur selbsttätigen Rückstellung des Ankers in seine Ausgangsposition dient im unbestromten Zustand eine Feder, so dass der Elektromagnet im bestromten Zustand seinen Anker gegen die Kraft der Feder ausfahren bzw. einziehen kann. Diese Bewegung des Ankers ist erfindungsgemäß dafür nutzbar, die Sperrscheibe aus ihrer in der Vertiefung eingerückten Position zu lösen, so dass eine Bewegung des Wählhebels zum Umschalten zwischen unterschiedlichen Schaltstellungen des Kraftfahrzeuggetriebes ermöglicht und der Wählhebel dementsprechend freigegeben wird.
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Zur Verbesserung der Bewegungsführung der Sperrscheibe kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Sperrscheibe um eine Achse drehbar angeordnet sein.
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Soweit dies notwendig oder sinnvoll ist, kann die Sperrscheibe ferner dazu genutzt werden, den in eine Schaltstellung verschwenkten Wählhebel in eine neutrale Ausgangsposition zurückzubewegen. Hierzu einem weiteren vorteilhaften Vorschlag der Erfindung entsprechend vorgesehen, die Sperrscheibe mit mindestens einer der jeweiligen Bewegungsrichtung des Wählhebels entgegengerichtet wirkenden Feder zu koppeln. Diese Feder kann im einfachsten Fall eine beidseitig wirkende Schenkelfeder sein. Zum Einsatz kommen könnte eine solche Ausführungsform beispielsweise bei Schaltungen, die zur Anwahl der unterschiedlichen Schaltstellungen des Kraftfahrzeuggetriebes lediglich ein kurzzeitiges manuelles Antippen des Wählhebels in „+” oder „–„ Richtung (Herauf- oder Herunterschalten) erfordern. Nach dem tippweisen Schalten bewegt sich der Wählhebel damit jeweils in seine neutrale Ausgangsposition zurück. Die Sperrscheibe wird bei einer derartigen Schaltung in ihrer entriegelten Position am Wählhebel fixiert, bis eine Sperrung des Wählhebels erwünscht oder erforderlich ist.
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Darüber hinaus ist es sinnvoll, die erfindungsgemäße Wähleinrichtung derart auszugestalten, dass die unterhalb einer vom Wählhebel durchsetzten Abdeckung angeordnete Sperrscheibe gleichzeitig eine Abdichtfunktion der zur Führung des Wählhebels in der Abdeckung vorhandenen Kulisse gewährleistet. Somit wird der in der Abdeckung vorhandene Führungsschlitz gegen das Eindringen von Verunreinigungen in die Wähleinrichtung geschützt. Diese Ausgestaltung der Erfindung bietet sich deshalb an, weil die Sperrscheibe in permanentem Kontakt mit dem Wählhebel steht, der die Ausnehmung der Sperrscheibe durchgreift. Zur Verbesserung der Abdichtung sind bekannte Maßnahmen denkbar, wie beispielsweise eine Bürstenanordnung zwischen der Abdeckungsoberfläche und der Scheibenoberfläche.
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Zur Verbesserung der Gleitbewegung sowie zur Minderung der zwischen den Bauteilen auftretenden Schwingungen im Fahrbetrieb wird ferner vorgeschlagen, eine erfindungsgemäße Wähleinrichtung dahingehend weiterzubilden, dass die Sperrscheibe auf ihrer an der Führungskontur entlanggleitenden Oberfläche eine Gleitschicht oder eine Dämmschicht aufweist.
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Durch eine erfindungsgemäße Wähleinrichtung wurde insgesamt eine sehr einfache Ausführungsform einer Stromlossperre umgesetzt. Das heißt, im nicht bestromten Zustand oder bei Stromausfall des Kraftfahrzeuges wird eine Fehlschaltung in erwünschte Schaltstellungen des Wählhebels wirksam vermieden. Sinnvollerweise lässt sich damit das System Shiftlock mit dem System Keylock verbinden, so dass der Zündschlüssel beispielsweise nur in den Schaltstellungen des Wählhebels abgezogen oder in das Zündschloss eingeführt werden kann, in denen die Schaltsperre Shiftlock wirksam ist. Als Beispiel seien hier die Schaltstellungen P und/oder N genannt.
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Eine spezielle Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wähleinrichtung wird nachfolgend anhand der Figuren näher beschrieben.
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Es zeigen:
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1: eine vereinfachte Darstellung einer Wähleinrichtung,
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2a, b: ausschnittsweise und im Schnitt eine Ansicht in Längsrichtung und eine Ansicht quer zur Längsrichtung des Wählhebels in der Schaltstellung D,
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3a, b: ausschnittsweise und im Schnitt eine Ansicht in Längsrichtung und eine Ansicht quer zur Längsrichtung des Wählhebels in der Schaltstellung N,
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4: eine Ansicht in Richtung des Wählhebels auf die Sperrscheibe in der Schaltstellung R und
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5: ausschnittsweise und im Schnitt eine Baueinheit, bestehend aus Elektromagnet und Sperrscheibe.
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Der in den Figuren gezeigte Wählhebel (2) ist in einem Gehäuse (1) um eine Achse (3) schwenkbar gelagert. In den 2 bis 4 ist ersichtlich, dass es sich bei der Anordnung der Schaltgassen vorliegend um ein Schaltbild handelt, das einem kleinen „h” entspricht. Demzufolge ist der Wählhebel (2) innerhalb einer ersten Schaltgasse zwischen unterschiedlichen Schaltstellungen des Kraftfahrzeuggetriebes P, R, N, D schwenkbar, zudem kann der Wählhebel um eine zweite Achse in eine zu der ersten Schaltgasse parallele zweite Schaltgasse verschwenkt werden.
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Innerhalb dieser zweiten Schaltgasse ist ein manuelles tippweises Schalten in Form einer Tiptronic-Funktion möglich. Die gezeigte Ausführungsform einer Wähleinrichtung weist darüber hinaus eine Sperrscheibe (4) auf, in die eine Ausnehmung (7) eingebracht ist. Diese Ausnehmung (7) wird von dem Wählhebel (2) durchsetzt, so dass der Wählhebel in permanentem Kontakt mit dieser Ausnehmung (7) der Sperrscheibe (4) steht und die Sperrscheibe (4) zusammen mit dem Wählhebel (2) bewegbar ist.
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In den 2a und 2b, in denen die Schaltstellung D für Vorwärtsfahrt dargestellt wurde, gleitet die Sperrscheibe (4) auf einer Führungskontur (5) der Wähleinrichtung. Die Sperrscheibe (4) ist dabei mit einem Elektromagneten (8), welcher vorliegend als Hubeinrichtung fungiert, gekoppelt. Der Elektromagnet (8) und die Sperrscheibe (4) weisen eine gemeinsame Achse (10) auf, die für die Sperrscheibe (4) eine Drehachse (10) bildet. Der Elektromagnet (8) hebt in der vorliegend dargestellten Ausführung die Sperrscheibe (4) im bestromten Zustand durch seinen ausgefahrenen Anker auf ein Höhenniveau, welches der Führungskontur (5) entspricht.
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In 3a und 3b ist eine Schaltstellung des Wählhebels gezeigt, die der Schaltstellung N (neutral) entspricht. In dieser Schaltstellung soll es gemäß der vorliegenden Lösung möglich sein, den Zündschlüssel abzuziehen, so dass das System Keylock hier außer Kraft gesetzt ist. Wird der Zündschlüssel aus dem Zündschloss entfernt, ist auch ein stromloser Zustand des Kraftfahrzeuges erreicht, so dass der unbestromte Elektromagnet den Anker auf Grund einer integrierten Feder (9) in seine eingezogene Ursprungslage zurückbewegt. Wie aus der 3 insgesamt ersichtlich ist, rückt dabei die Sperrscheibe (4) in die in der Wähleinrichtung hierfür vorgesehene Vertiefung (6) ein und sperrt damit die Bewegungsmöglichkeit des Wählhebels (2). Erst bei wieder eingeschalteter Zündung würde der Elektromagnet erneut bestromt und dessen Anker gegen die Kraft der Feder (9) ausgefahren werden, so dass die Sperrscheibe (4) auf das zuvor bereits erwähnte Höhenniveau der Führungskontur (5) angehoben wird und damit die Anwahl einer Schaltstellung D bzw. R möglich ist.
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In der 5 ist eine mögliche Ausführungsform des Elektromagneten (8) dargestellt. Dabei sind der Anker und die Sperrscheibe einteilig ausgeführt. Sie bestehen vorliegend aus einem gemeinsamen Kunststoffformteil. Somit fällt die Längsmittenachse des Elektromagneten mit der Drehachse der Sperrscheibe (4) zusammen. Um diese Drehachse der Sperrscheibe (4) ist diese um den ortsfest im Gehäuse (1) angeordneten Elektromagneten drehbar.
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Darüber hinaus ist es gemäß der vorgestellten Lösung möglich, dass die Sperrscheibe (4) zusammen mit dem in Axial-Richtung bewegbaren Anker des Elektromagneten eine Hubbewegung ausführt.
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Zur Verdeutlichung der in den Figuren dargestellten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Wähleinrichtung werden nachfolgend Digitalmatritzen beschrieben, die für die Systeme Keylock und Shiftlock bei einer Wähleinrichtung mit den Schaltstellungen R, N und D die Funktionsweise derselben anschaulich beschreibt.
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Die Matrix in 6 bezieht sich dabei auf einen bestromten Magneten, bei dem der Anker ausgefahren und somit die Sperrscheibe (4) aus der Vertiefung (6) der Führungskontur (5) herausgehoben ist, so dass die Sperrscheibe (4) entlang der Führungskontur gleiten kann. Ein Schalten ist somit in allen drei Schaltstellungen R, N. und D möglich, so dass das System Shiftlock in den drei Schaltstellungen R, N und D jeweils ein 0-Signal aufweist. Der Wählhebel ist dementsprechend nicht gesperrt. Ferner weist das System Keylock in den genannten Schaltstellungen jeweils ein 1-Signal auf, was bedeutet, dass der Zündschlüssel in keiner der drei Schaltstellungen R, N oder D abziehbar ist.
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In der zweiten Matrix gemäß 7 ist für die Systeme Keylock und Shiftlock in den Schaltstellungen R, N und D jeweils eine Signalfolge dargestellt. Der Magnet ist in dieser Darstellung stromlos geschaltet, was bedeutet, dass nur in der Schaltstellung N die Zündung ausgeschaltet und der Zündschlüssel abgezogen werden kann. Dementsprechend ist das System Keylock in den Schaltstellungen R und D mit einem 1-Signal gekennzeichnet, während es in der Schaltstellung N ein 0-Signal aufweist. Das aktivierte Shiftlock-System in der Schaltstellung N ist in der Matrix mit einem 1-Signal gekennzeichnet. In den Schaltstellungen R und D weist das System Shiftlock ein 0-Signal auf. Für den Fall, dass der Fahrzeugführer den Wählhebel beispielsweise in der Position D belässt und die Zündung ausschaltet, ist es dementsprechend nicht möglich, den Zündschlüssel abzuziehen. Der Wählhebel (2) kann aus der Position D auch bei abgeschalteter Zündung, also stromlosem Magnet, noch in die Position N verbracht werden. Dies ist möglich, weil die Sperrscheibe (4) sich in diesem Zustand noch auf der Führungskontur (5) befindet und dementsprechend mit dem Wählhebel (2) bis in die N-Stellung verbracht werden kann. In der N-Stellung des Wählhebels nickt die Sperrscheibe (4) in die Vertiefung (6) der Führungskontur ein, so dass ab dieser Position der Wählhebel gesperrt ist und das Shiftlock-Signal somit ein 1-Signal darstellt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gehäuse
- 2
- Wählhebel
- 3
- Achse
- 4
- Sperrscheibe
- 5
- Führungskontur
- 6
- Vertiefung
- 7
- Ausnehmung
- 8
- Elektromagnet
- 9
- Feder
- 10
- Achse
- 11
- Feder
- 12
- Abdeckung
- 13
- Kulisse
