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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Getriebeschaltbetätigung für ein Kraftfahrzeug,
mit einer Handhabe, die in einem verschwenkbar angeordneten Gehäuse gelagert
ist.
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Die
Handhabe kann hierbei jede Art von mechanisch betätigbarer
Vorrichtung zur Auslösung
von Getriebeschaltvorgängen
sein, die vorzugsweise als Schalthebel ausgebildet ist, aber auch
in Form eines Drehknopfes, einer Drehwalze o. ä. realisiert sein kann.
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Aus
der deutschen Offenlegungsschrift
DE 197 46 438 A1 ist eine Getriebeschaltbetätigung bekannt,
die von einer Gebrauchslage in eine Ruhelage bei nicht benutztem
Fahrzeug verlagerbar ist. Dabei wird dem Fahrer jeweils das vollständige Schalthebelgehäuse zugänglich oder
unzugänglich
gemacht.
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Nachteilig
an dieser bekannten Getriebeschaltbetätigung ist, daß durch
das Verschwenken oder Verfahren des Schalthebelgehäuses zwischen einer
Gebrauchslage und einer Ruhelage, ein für beide Lagen ausreichender
Raum für
das Schalthebelgehäuse
zur Verfügung
stehen muß.
Damit entsteht ein relativ großer
Platzbedarf für
beide Lagen. Weiterhin ist nachteilig, daß der Raum für die Ruhelage des
Schalthebelgehäuse
auf irgendeine, in der
DE 197
46 438 A1 nicht angesprochene Weise abgedeckt werden muß, um nicht
einen recht unästhetisch wirkenden
Freiraum im Armaturenbrett, in der Mittelkonsole oder einem Fahrzeugsitz
o. ä. zu
hinterlassen, wenn sich das Schalthebelgehäuse in seiner Gebrauchslage
befindet.
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Darüber hinaus
beansprucht ein Gehäuse, das
in den Fahrzeuginnenraum geschwenkt oder verfahren ist, hier ebenfalls
einen relativ großen Platz.
Unter ästhetischen
Gesichtspunkten ist ein derart deutlich hervortretendes Gehäuse in vielen Fällen unerwünscht.
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Dennoch
wirkt die Idee, eine Getriebeschaltbetätigung bei Nichtbenutzung aus
dem Blickfeld zu entfernen, ästhetisch
reizvoll. Technisch interessant ist zudem, daß eine im Ruhezustand unzugängliche Handhabe
zusätzlich
zum Schutz des Fahrzeugs gegen Diebstahl beiträgt.
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Es
ergab sich daher die Aufgabe, eine Getriebeschaltbetätigung für ein Kraftfahrzeug
zu schaffen, die die vorgenannten Nachteile vermeidet.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß das
Gehäuse
unterhalb einer Bedienfläche
angeordnet ist, daß die
Handhabe eine Durchführungsöffnung in
der Bedienfläche
durchragt und nach einem Einschwenken des Gehäuses größtenteils unterhalb der Bedienfläche angeordnet
ist.
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Durch
die erfindungsgemäße Ausgestaltung der
Getriebeschaltbetätigung
wird dem Fahrer durch das Verschwenken des Gehäuses nicht mehr das ganze oder
fast vollständige
Gehäuse
zugänglich oder
unzugänglich
gemacht, sondern nur noch ein kleiner Teil davon und zwar vorzugsweise
ausschließlich
die Handhabe.
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Das
Verschwenken des Gehäuses
selbst findet unterhalb einer Bedienfläche und damit für den Fahrer
nicht sichtbar statt. Durch eine vorteilhafte geometrische Ausgestaltung
kann zudem der Platzbedarf für
das Verschwenken des Gehäuses
relativ gering gehalten werden.
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Die
Handhabe wird nicht durch eine Linearbewegung in die Funktionsstellung
bzw. Ruhestellung gefahren, sondern vorteilhafterweise über eine Drehachse.
Dies hat den Vorteil, daß ein
Verkanten der Handhabe während
der Bewegung verhindert wird und zudem, daß die Reibung in einer Drehlagerung
wesentlich geringer als in einer Linearführung ausführbar ist. Gleichzeitig bildet
beispielsweise eine Stahlachse als Drehlagerung eine stabile Führung und
Fixierung sowohl während
der Bewegung als auch in den beiden Endstellungen.
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Die
Handhabe wird vorteilhafterweise nur mit dem kompletten Gehäuse bewegt,
wodurch gewährleistet
ist, daß Haptik
und Nullagenspiel optimal ausgebildet werden können. Zusätzlich werden Gelenke und Sperrelemente
eingespart. Die durch den Bediener in die Handhabe eingeleiteten
Bedien- und Mißbrauchskräfte können optimal
auf das Gehäuse
und somit über
dessen Anschraubungspunkte in die Mittelkonsole des Kraftfahrzeugs
eingeleitet werden.
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In
der ausgeschwenkten Endstellung kann das Gehäuse vorteilhaft in konische
Zentrierungen fahren, die seine Position in den horizontalen Richtungen
bezüglich
der Oberfläche
genau definieren und auch die Belastungen beim Bedienen der Handhabe,
sowie eingeleitete Mißbrauchskräfte aufnehmen.
In der vertikalen Richtung kann ein Anschlag mit einer Verriegelung
dafür sorgen,
daß die
oben genannten Kräfte
aufgenommen werden. Darüber
hinaus trägt
eine genaue Positionierung des Gehäuses zur Einhaltung eines gleichmäßigen Spaltbildes
zwischen Schalterblende und Mittelkonsolenoberfläche bei.
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Die
Verriegelung ist vorteilhaft mit einem Kniehebelmechanismus realisierbar,
der in fast gestreckter Position sehr große Kräfte aufnehmen kann. Dieser
Kniehebelmechanismus kann gleichzeitig den Antrieb für die Ein-
bzw. Ausschwenkbewegung darstellen.
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Das
Ausschwenken des gesamten Gehäuses
kann auch eine durch den Einschwenkvorgang vorgespannte Feder übernehmen.
Dies hat den Vorteil, daß man
auf einen elektrischen Einklemmschutz verzichten kann.
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Das
Einschwenken kann über
einen Hebelmechanismus oder auch über ein Getriebe erfolgen. In
der untersten Stellung wird das komplette Gehäuse dann verriegelt, um im
abgestellten Fahrzeug keine Halteenergie gegen die vorgespannte
Feder aufwenden zu müssen.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Antriebs ist ein Kniehebelmechanismus,
der über
einen Linearantrieb betätigt
wird und eine mechanische Rutschkupplung als Einklemmschutz aufweist. Ebenfalls
vorteilhaft ist ein tangential an dem Schwenkradius angreifender
Linearantrieb mit einer entsprechenden Rutschkupplung als Einklemmschutz.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen einer erfindungsgemäßen Getriebeschaltbetätigung ergeben
sich aus den abhängigen Ansprüchen und
der nachfolgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele.
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Es
zeigen
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1 eine
erste Ausführung
einer Getriebeschaltbetätigung
in einer schematischen Darstellung,
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2 eine
zweite Ausführung
einer Getriebeschaltbetätigung
in einer schematischen Darstellung,
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3 eine
erste Ansicht einer Getriebeschaltbetätigung mit einem ausgeschwenkten Schalthebel,
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4 eine
zweite Ansicht einer Getriebeschaltbetätigung mit einem ausgeschwenkten Schalthebel,
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5 eine
erste Ansicht einer Getriebeschaltbetätigung mit einem eingeschwenkten
Schalthebel,
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6 eine
zweite Ansicht einer Getriebeschaltbetätigung mit einem eingeschwenkten
Schalthebel.
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Die 1 und 2 zeigen
jeweils ein mögliches
Ausführungsprinzip
einer Getriebeschaltbetätigung.
Hierbei ist jeweils unterhalb einer Bedienfläche (3) ein Schalthebelgehäuse (2)
angeordnet, welches die zur Lagerung eines als Handhabe dienenden Schalthebels
(1) erforderlichen mechanischen Komponenten enthält, sowie
auch elektrische Komponenten zur Erkennung der jeweiligen Schalthebelstellung.
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Das
Schalthebelgehäuse
(1) ist an einer parallel zur Bedienfläche (3) angeordnete
Drehachse (5) gegenüber
einem feststehenden Lagergehäuse (9)
schwenkbar gelagert.
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In
den 1 und 2 ist die Getriebeschaltbetätigung jeweils
in der ausgeschwenkten Stellung dargestellt. In dieser Stellung
durchragt der Schalthebel (1) eine Durchführungsöffnung (4)
in der Bedienfläche
(3), wodurch der Schalthebel (1) dem Fahrer eines
Kraftfahrzeugs in gewohnter Weise als Gangwahlschalthebel zugänglich ist.
Unterhalb der Durchführungsöffnung (4)
befindet sich eine mit dem Schalthebel (1) bewegbare Blende
(14).
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In
der eingeschwenkten Stellung, dargestellt in den 5 und 6,
ist das Schalthebelgehäuse (2)
entlang der Drehachse (5) gegenüber dem Lagergehäuse (9)
verschwenkt, wodurch sich der Schalthebel (1), zumindest
zum größten Teil,
unterhalb der Bedienfläche
(3) befindet. In einer bevorzugten Ausführungsform verschließt ein Endabschnitt
des Schalthebelknaufs (15) die Durchführungsöffnung (4), und zwar
vorzugsweise derart, daß er
mit der Bedienfläche
(3) eine durchgehende plane Fläche ausbildet.
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Zum
Verschwenken und zwar insbesondere zum Einschwenken des Schalthebelgehäuses (2)
ist ein elektromotorischer Antrieb vorgesehen, der in der 1 durch
einen Elektromotor (6) gebildet ist, der mit einem bogenförmigen Zahnstangenabschnitt
(13) zusammenwirkt.
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Hierbei
ist der Elektromotor (6) mit dem beweglich angeordneten
Schalthebelgehäuse
(2) verbunden, während
der Zahnstangenabschnitt (13) einen Teil des feststehenden
Lagergehäuses
(9) bildet. Selbstverständlich
kann alternativ auch die kinematisch umgekehrte Anordnung von Motor
und Zahnstangenabschnitt vorgesehen werden.
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Bei
der in der 2 dargestellten Ausführung ist
zum Verschwenken des Schalthebelgehäuses (2) ein elektromotorisch
betätigter
Kniehebelmechanismus (8) vorgesehen. Selbstverständlich sind die
beiden hier dargestellten elektromotorischen Antriebe nur beispielhaft
für eine
Vielzahl weiterer möglicher
Ausführungsformen
angeführt.
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Befindet
sich das Schalthebelgehäuse
(2) in der eingeschwenkten Position, so kann das Ausschwenken
ebenfalls durch den jeweiligen elektromotorischen Antrieb erfolgen.
Besonders vorteilhaft dabei ist, wenn zusätzlich eine Feder (7)
vorgesehen ist, die beim Einschwenkvorgang vorgespannt wird und
die den Ausschwenkvorgang mit ihrer Federkraft unterstützt.
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Dies
ist in den 1 und 2 durch
eine Schenkelfeder (7) angedeutet, die an der Drehachse (5)
gelagert ist und deren Federkraft zwischen dem Schalthebelgehäuse (2)
und dem feststehenden Lagergehäuse
(9) wirkt. Besonders vorteilhaft ist, wenn der Ausschwenkvorgang
allein durch die Kraft der Schenkelfeder (7) bewirkt wird.
Gerät ein
Gegenstand in den Schwenkbereich des Schalthebelgehäuses, so
wird die beim Ausschwenken mögliche
Einklemmkraft durch die Kraft der in der Endlagen bereits weitgehend
entspannten Feder (7) bestimmt. Diese Kraft kann so gewählt werden,
daß eine
Personengefährdung
bei einem Klemmvorgang ausgeschlossen ist. Hierdurch sind aufwendige
Einklemmschutzvorrichtungen für
den elektromotorischen Antrieb nicht erforderlich.
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Hervorzuheben
ist, daß die
Getriebeschaltbetätigung
durch die Verwendung einer Feder (7) sehr gute Notlaufeigenschaften
aufweisen kann. Es wird eine erhöhte
Verfügbarkeit
des Systems dadurch erreicht, daß bei einem Ausfall des Aktuators, beispielsweise
des Elektromotors (6), der Schalthebel (1) durch
die in der Feder (7) gespeicherte Energie, bedarfsweise
nach manueller Entriegelung des Einschwenkmechanismus, in die ausgeschwenkte Position
fährt.
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Die 3 bis 6 zeigen
realitätsnähere Darstellungen
einer Getriebeschaltbetätigung,
deren Funktionsweise etwa dem in der 1 dargestellten Funktionsprinzip
entspricht.
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Der
elektromotorische Antrieb ist hier durch einen Elektromotor (6)
gebildet, welcher mit dem Schalthebelgehäuse (2) verbunden
ist und der zusammen mit einem bogenförmigen Abschnitt (13) des
feststehenden Lagergehäuses
(9) einen Zahnstangenantrieb bildet. Die Zahnung des bogenförmigen Abschnitts
ist in diesen Darstellungen verdeckt und somit nicht erkennbar.
Auch auf eine Darstellung der Bedienfläche wurde hier verzichtet.
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Beim
Vergleich der Lage des Schalthebelgehäuses (2) in der ausgeschwenkten
Funktionsstellung, dargestellt in den 3 und 4,
mit seiner Lage in der eingeschwenkten Ruhestellung, dargestellt
in den 5 und 6, ist erkennbar, daß der vom
Schalthebelgehäuse
(2) in den beiden Stellungen beanspruchte Raum sich weitgehend überschneidet.
Der durch die Verschwenkbarkeit des Schalthebelgehäuses (2)
erforderliche zusätzliche Platzbedarf
ist somit relativ gering.
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Der
Schalthebel (1) kann, wie die 5 und 6 zeigen,
soweit verschwenkt werden, daß der Schalthebelknauf
(15) plan mit der hier nicht dargestellten Bedienfläche abschließt.
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Als
besonders vorteilhafte Ausgestaltung sind an der Getriebeschaltbetätigung zwei
Arretierungsmittel (10a, 10b) vorgesehen, die
jeweils durch eine Sperrklinke (12) ausgebildet sind, die
von einem Hubankermagneten (11) betätigbar ist. Hierdurch kann
das Schalthebelgehäuse
(1) in beiden Schwenkpositionen, unabhängig von der Kraft der Feder
(7) oder des elektromotorischen Antriebs, stabil gehalten
werden. Der jeweilige Hubankermagnet (11) hat dabei die
Funktion, die zugehörige
Sperrklinke (12) bedarfsweise zu lösen, um das Schalthebelgehäuse (2)
zur Ermöglichung
eines Ein- oder Ausschwenkvorgangs freizugeben.
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- 1
- Handhabe
(Schalthebel)
- 2
- (Schalthebel)gehäuse
- 3
- Bedienfläche
- 4
- Durchführungsöffnung
- 5
- Drehachse
- 6
- Elektromotor
- 7
- (Schenkel-)Feder
- 8
- (Knie-)Hebelmechanismus
- 9
- Lagergehäuse
- 10a,
10b
- Arretierungsmittel
- 11
- Hubankermagnet
- 12
- Sperrhebel
- 13
- bogenförmiger (Zahnstangen-)Abschnitt
- 14
- Blende
- 15
- Endabschnitt
des Schalthebelknaufs