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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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Aus der europäischen Patentanmeldung
EP 1 229 272 A2 ist bereits eine Schaltvorrichtung für ein Getriebe bekannt, bei der ein Gehäuse mit einem Fahrerschnittstellenmodul motorisch relativ zu einer Montagehalterung angehoben oder abgesenkt werden kann, wobei in der abgesenkten Stellung verschwenkbare Abdeckungen über dem Fahrerschnittstellenmodul geschlossen sind.
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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
- 1 eine erste Ausführung einer Getriebeschaltbetätigung in einer schematischen Darstellung,
- 2 eine zweite Ausführung einer Getriebeschaltbetätigung in einer schematischen Darstellung,
- 3 eine erste Ansicht einer Getriebeschaltbetätigung mit einem ausgeschwenkten Schalthebel,
- 4 eine zweite Ansicht einer Getriebeschaltbetätigung mit einem ausgeschwenkten Schalthebel,
- 5 eine erste Ansicht einer Getriebeschaltbetätigung mit einem eingeschwenkten Schalthebel,
- 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. 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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Bezugszeichenliste
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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
