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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltvorrichtung für
ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Aus
dem Stand der Technik ist bekannt, die Übersetzungen in
Schaltvorrichtungen durch Bauteile mit konstanter Hebellänge
zu realisieren, wodurch die äußeren Wähl-
und Schaltwege, d. h. die Bedienwege am Schalthebel, immer in einem
konstanten Verhältnis zu den inneren Wähl- und
Schaltwegen dargestellt werden. Durch die Forderungen nach immer
kleineren Wähl- und Schaltwegen am Bedienelement bzw. am
Schalthebel im Fahrzeug bedingt die Verwendung von Hebelsystemen,
mit denen vom Fahrer als groß empfundene Wege (z. B. durch
geringe Bauteilsteifigkeiten) reduziert werden.
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Aus
der
DE 10 2005
011 274 A1 der Anmelderin ist eine Schaltvorrichtung für
ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, umfassend eine Schaltwelle,
die über Schaltfinger in Schaltgassen zugeordneten Schaltschienen
des Getriebes eingreift, wobei auf der Schaltwelle für
jede Schaltschiene bzw. Schaltgasse ein Schaltfinger vorgesehen
ist; die Schaltfinger sind derart dimensioniert, dass die Unterschiede
zwischen der zum Schalten der Gänge jeweils erforderlichen
auszuübenden Schaltkraft reduziert bzw. minimiert werden,
so dass die unterschiedlichen Schaltkräfte der Synchronisierungen der
einzelnen Schaltgassen über die unterschiedliche Übersetzung
der über die Schaltwelle übertragenen Kraft weitgehend
ausgeglichen werden.
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Ferner
geht aus der
DE
10 2006 023 527 A1 eine Schaltvorrichtung für
ein Handschaltgetriebe eines Kraftfahrzeuges hervor, mit einem Schalthebel, mittels
dessen wenigstens ein an einer Schaltwelle angeordneter Schaltfinger
manuell schwenkbar ist, bei der der Schaltfinger in Eingriff mit
einem an einer Schaltschiene angeordneten mitnehmenden Element bringbar
ist und in Wirkverbindung mit dem mitnehmenden Element eine axiale
Verschiebung der Schaltschiene bewirkt.
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Bei
der bekannten Schaltvorrichtung weist der Schaltfinger profilierte,
in Bezug auf die Längsachse spiegelsymmetrisch ausgeführte
Abschnitte auf, mittels denen bei einer Schwenkbewegung des Schaltfingers
eine variable Übersetzung der von der Schaltwelle zu übertragenden
Handschaltkraft auf die an der Schaltschiene wirksame Axialkraft
erzeugbar ist; ferner ist vorgesehen, dass dem Schaltfinger kraftempfindliche
Mittel zugeordnet sind, über die in Wirkverbindung mit
den profilierten Abschnitten eine jeweils wirksame Übersetzung
der Handschaltkraft zur Axialkraft mit einer letztlich gegen die
Handschaltkraft wirkenden und durch die zu schaltenden Schaltelemente
hervorgerufenen Gegenkraft variiert. Auf diese Weise sollen Gangwechsel
mit einer vergleichsweise geringen und über den Schaltvorgang weitgehend
ausgeglichenen Handschaltkraft bei einem hohen, gleich bleibenden
Schaltkomfort ermöglicht werden.
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Aus
der
DE 10 2004
002 282 A1 der Anmelderin geht eine Schaltvorrichtung für
ein Zahnradwechselgetriebe hervor, umfassend einen Schalthebel und
eine Servoeinheit, bei der die auf den Schalthebel ausgeübte
Schaltbewegung über die Servoeinheit in das Zahnradwechselgetriebe übertragbar
ist, wobei die Servoeinheit eine Steuerstange sowie eine Kolbenstange
aufweist und die Steuerstange mit dem Schalthebel verbunden ist
und wobei die Kolbenstange mit dem Zahnradwechselgetriebe in Verbindung
steht. Bei der bekannten Schaltvorrichtung ist vorgesehen, dass
zwischen dem Schalthebel und der Steuerstange ein Übersetzungshebel
angeordnet ist. Durch diese Konzeption soll die Realisierung unterschiedlicher
an die Schaltmechanik angepasster Servokennlinien bei Verwendung
einer einheitlichen Servoeinheit ermöglicht werden.
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Des
Weiteren ist aus der
DE
4223409 A1 der Anmelderin eine Gangschalteinrichtung für
Wechselgetriebe bekannt, mit einem Schaltgestänge, das eine
Schaltwelle mit einem Schaltfinger aufweist, der eine Schaltschiene
betätigt, wobei der Schaltfinger ein profiliertes Ende
aufweist, welches in eine Schaltnut der Schaltschiene eingreift.
Hierbei ist zum Zweck der Erzielung einer ausreichenden Übersetzungsänderung über
dem Schaltweg das Ende des Schaltfingers in Schaltrichtung mit einem
Kreisbogenteil versehen, an den sich zum Ende des Schaltfingers
hin eine logarithmische Spirale anschließt. Der Schaltfinger
ist hierbei in Bezug auf die Längsachse spiegelsymmetrisch
ausgebildet.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltvorrichtung
für ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs anzugeben, durch
die die Bedienwege am Schalthebel unter Beibehaltung der entsprechenden
Wege im Getriebe reduziert werden.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile
gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Demnach
wird eine Schaltvorrichtung für ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs
vorgeschlagen, umfassend eine Wähleinrichtung und eine
Schalteinrichtung, wobei die Wähleinrichtung einen Wählhebel, eine
Wählwelle und einen Rastenhebel und die Schalteinrichtung
einen Schalthebel, eine Schaltwelle und einen Rastenhebel umfasst,
wobei die Rastenhebel einen Schaltfinger aufweisen, der jeweils
in eine Einrichtung bzw. in ein Element einer mit Schaltstangen
wirkverbundenen Mitnehmerwelle eingreifen.
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Hierbei
ist vorgesehen, dass die Rastenhebel im Eingriffsbereich zur jeweiligen
Einrichtung der Mitnehmerwelle d. h. die Schaltfinger eine in Bezug auf
die Längsachse nicht spiegelsymmetrische Kontur aufweisen,
durch die ein nichtlinearer Verlauf der Bewegung der Einrichtung
und somit des Weges am jeweiligen Schaltelement in Abhängigkeit
vom Drehwinkel der Wähl- bzw. Schaltwelle ermöglicht
wird. Erfindungsgemäß kann auch lediglich ein
Schaltfinger die erfindungsgemäße Kontur aufweisen.
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In
Abhängigkeit von der Kontur der Rastenhebel im Eingriffsbereich
zur jeweiligen Einrichtung der Mitnehmerwelle kann ein linear – unstetiger,
ein degressiver oder ein progressiver Verlauf der Bewegung der Einrichtung
in Abhängigkeit vom Drehwinkel der Wähl- bzw.
Schaltwelle realisiert werden.
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Durch
die erfindungsgemäße Konzeption können
zwei oder mehr wirksame Hebellängen oder kontinuierlich
veränderliche Hebellängen des Rastenhebels in
Abhängigkeit vom Weg des Wähl- bzw. Schalthebels
d. h. vom Drehwinkel der Wähl- bzw. Schaltwelle realisiert
werden. Insbesondere können vorzugsweise durch einen progressiven
Verlauf oder durch einen entsprechenden linear – unstetigen
Verlauf die Bedienwege am Schalthebel unter Beibehaltung der entsprechenden
Wege im Getriebe in vorteilhafter Weise reduziert werden. Dies resultiert
wiederum darin, dass die zum Wählen und Schalten erforderlichen
Kräfte im Vergleich zu den erforderlichen Kräften
bei den aus dem Stand der Technik bekannten Schaltvorrichtungen
höher sind.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren
beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1:
Eine schematische Darstellung der erfindungsrelevanten Bauteile
der Schaltvorrichtung für ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs
zur Veranschaulichung der Funktionsweise der Schaltvorrichtung;
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2:
Eine schematische perspektivische Ansicht einer gemäß der
Erfindung ausgeführten Schaltvorrichtung;
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3:
Eine Detailansicht der Schaltvorrichtung gemäß 2;
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4:
Eine schematische perspektivische Ansicht einer gemäß der
Erfindung ausgeführten Schaltvorrichtung, bei der nur der
Wählhebel dargestellt ist;
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5:
Eine Detailansicht der Schaltvorrichtung gemäß 4;
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6:
Eine schematische perspektivische Ansicht einer gemäß der
Erfindung ausgeführten Schaltvorrichtung, bei der nur der
Schalthebel dargestellt ist;
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7:
Eine Detailansicht der Schaltvorrichtung gemäß 6;
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8:
Eine schematische Darstellung der Anfangs- und der Endposition eines
erfindungsgemäß ausgeführten Schaltfingers
sowie ein Diagramm zur Veranschaulichung des daraus resultierenden progressiven
Verlaufs des Weges am Schaltelement als Funktion des Drehwinkels
der Schalt- bzw. Wählwelle;
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9:
Eine schematische Darstellung der Anfangs- und der Endposition eines
erfindungsgemäß ausgeführten Schaltfingers
sowie ein Diagramm zur Veranschaulichung des daraus resultierenden
linear – unstetigen Verlaufs des Weges am Schaltelement
als Funktion des Drehwinkels der Schalt- bzw. Wählwelle;
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10:
Eine schematische Darstellung der Anfangs- und der Endposition eines
erfindungsgemäß ausgeführten Schaltfingers
sowie ein Diagramm zur Veranschaulichung des daraus resultierenden degressiven
Verlaufs des Weges am Schaltelement als Funktion des Drehwinkels
der Schalt- bzw. Wählwelle;
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11:
Ein Diagramm zur Veranschaulichung möglicher Verläufe
des Weges am Schaltelement als Funktion des Drehwinkels der Schalt-
bzw. Wählwelle gemäß der Erfindung; und
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12:
Detailansichten des Wählhebels und der Mitnehmerwelle sowie
des gemäß einer Ausführungsform der Erfindung
ausgeführten Schaltfingers.
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In 1 ist
eine als Wähl- oder Schaltwelle fungierende Welle 2 dargestellt,
auf der ein Wähl- bzw. Schalthebel 4 und ein Rastenhebel 1 befestigt ist,
wobei der Rastenhebel 1 über einen Schaltfinger 5 in
ein mit einer nicht dargestellten Mitnahmewelle verbundenes Element 3 eingreift.
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Gemäß der
Erfindung weist der Schaltfinger 5 des Rastenhebels 1 im
Eingriffsbereich zum Element 3 eine in Bezug auf die Längsachse
nicht spiegelsymmetrische Kontur auf, durch die ein nichtlinearer
Verlauf der Bewegung des Elementes 3 und somit des Weges
am jeweiligen Schaltelement in Abhängigkeit vom Drehwinkel
der Wähl- bzw. Schaltwelle 2 ermöglicht
wird.
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Wenn
die Welle 2 über den Hebel 4 um einen Winkelbetrag φ verdreht
und der Hebel 4 um den betrag X bewegt wird, beträgt
die wirksame Hebellänge des Hebels 1 A; das Element 3 wird,
wie in 1 dargestellt, in vertikaler Richtung um den Weg
Z bewegt; die Einrichtung 3 ist nach dieser Bewegung durch
die Strich – Punkt-Linien dargestellt. Wenn die Welle 2 über
den Winkel φ hinaus um den Winkel ν verdreht wird
(der Hebel 4 wird hierbei um den betrag Y bewegt) beträgt
die wirksame Hebellänge des Hebels 1 aufgrund
der Ausgestaltung des Schaltfingers 5 B und das Element
wird um den Weg Z bewegt. Aufgrund der größeren
wirksamen Hebellänge B ist der Weg Y des Hebels 4 kleiner
als der Weg X. In 1 ist die Einrichtung 3 nach
der erneuten Bewegung um Z durch gestrichelte Linien dargestellt.
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Durch
die gezeigte Ausgestaltung des Schaltfingers 5 wird ein
linear – unstetiger Verlauf der Bewegung der Einrichtung 3 in
Abhängigkeit vom Drehwinkel der Wähl- bzw. Schaltwelle 2 realisiert,
so dass die Bedienwege am Hebel 4 unter Beibehaltung der
entsprechenden Wege der Einrichtung 3 im Getriebe reduziert
werden.
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In 2 ist
eine Schaltvorrichtung für ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs
dargestellt, welche Hebel mit erfindungsgemäß ausgeführten
Schaltfingern aufweist; 3 ist eine Detailansicht der
Schaltvorrichtung gemäß 2. Der Aufbau
von derartigen Schaltvorrichtungen ist dem Fachmann bestens bekannt,
so dass im Rahmen der folgenden Figurenbeschreibung nur die erfindungsrelevanten
Bauteile beschrieben und erläutert werden.
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Die
in 2 und in 3 gezeigte
Schaltvorrichtung umfasst einen Wählhebel 6 und
einen Schalthebel 7, wobei der Wählhebel 6 drehfest
mit einer Wählwelle 8 verbunden ist, wie mit einem
Rastenhebel 9 drehfest verbunden ist. Ferner ist der Schalthebel 7 mit
einer Schaltwelle 10 drehfest verbunden, welche wiederum
mit einem Rastenhebel 11 verbunden ist. Die Rastenhebel 9, 11 greifen
jeweils mittels eines Schaltfingers in eine geeignete Einrichtung
einer mit Schaltstangen 13, 14, 15, 16 wirkverbundenen
Mitnehmerwelle 12, um einen Gang zu wählen bzw.
zu schalten. Teile der auf den Schaltstangen angeordneten Schaltelemente
sind mit dem Bezugszeichen 17 versehen. In der in 3 gezeigten
Detailansicht sind die Anschlüsse des Wähl- bzw.
Schalthebels 6, 7 an das Schaltgerät
mit den Bezugszeichen 18 bzw. 19 versehen.
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Zum
besseren Verständnis der Erfindung ist die in 2 und 3 gezeigte
Schaltvorrichtung in 4 und in der in 5 gezeigten
Detailansicht ohne den Schalthebel 7 dargestellt, wobei
der in diesen Figuren gezeigte Schaltfinger des Rastenhebels 9 mit
dem Bezugszeichen 20 versehen ist. Ferner ist in 6 die
in 2 und 3 gezeigte Schaltvorrichtung
ohne den Wählhebel 6 dargestellt, wobei 7 eine
Detailansicht des Schalthebels 7 ist; in diesen Figuren
ist der Schaltfinger des Rastenhebels 11 mit 21 bezeichnet.
Der Schaltfinger 21 greift, wie aus 7 ersichtlich,
in eine Schaltnut 22 der Mitnehmerwelle 12 ein.
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Erfindungsgemäß weisen
die Schaltfinger 20, 21 der Rastenhebel 9, 11 des
Wählhebels 6 und des Schalthebels 7 eine
Kontur auf, die in Bezug auf die Längsachse der Schaltfinger
nicht spiegelsymmetrisch ist und durch die ein nichtlinearer Verlauf der
Bewegung der Einrichtung, in die der jeweilige Schaltfinger eingreift
in Abhängigkeit vom Drehwinkel der Wähl- bzw.
Schaltwelle 8 bzw. 10 ermöglicht wird.
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Die
Schaltfinger 20, 21 sind erfindungsgemäß derart
ausgeführt, dass sich in Abhängigkeit vom Drehwinkel
der Wähl- bzw. Schaltwelle die wirksame Hebellänge
des jeweiligen Rastenhebels 9, 11 ändert;
da der Weg der Einrichtung, in die der jeweilige Schaltfinger eingreift
mit steigender wirksamer Hebellänge ebenfalls steigt, sind
die Schaltfinger gemäß der Erfindung vorzugsweise
derart ausgeführt, dass die wirksame Hebellänge
mit steigendem Drehwinkel der Wähl- bzw. Schaltwelle entweder
stetig oder sprunghaft steigt. Durch können die Bedienwege
am Schaltgerät unter Beibehaltung der entsprechenden Wege
am Schaltelement bzw. an einer Schiebemuffe im Getriebe reduziert
werden.
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Gegenstand
der 8 ist eine Ausgestaltung eines Schaltfingers 23,
welche einen progressiven Verlauf des Weges S am Schaltelement bzw.
an der Schiebemuffe im Getriebe als Funktion des Drehwinkels ϕ der
Schalt- bzw. Wählwelle 24 ermöglicht. Im
unteren linken Teil der 8 ist die Ausgangsposition und
im rechten unteren Teil die Endposition dargestellt; das Diagramm
veranschaulicht den entsprechenden Verlauf des Weges S als Funktion
des Drehwinkels ϕ der Wählwelle. Durch diese Ausgestaltung
des Schaltfingers 23 wird demnach eine kontinuierlich variable
wirksamer Hebellänge realisiert.
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In 9 ist
eine Ausgestaltung eines Schaltfingers 23 gezeigt, welche
einen linear – unstetigen Verlauf des Weges S am Schaltelement
bzw. an der Schiebemuffe im Getriebe als Funktion des Drehwinkels ϕ der
Schalt- bzw. Wählwelle 24 ermöglicht.
Im unteren linken Teil der Figur ist analog zur 8 die Ausgangsposition
und im rechten unteren Teil die Endposition dargestellt; das Diagramm
veranschaulicht den entsprechenden Verlauf des Weges S als Funktion
des Drehwinkels ϕ der Schalt- bzw. Wählwelle 24.
Bei dem gezeigten Beispiel werden zwei unterschiedliche wirksame
Hebellängen ermöglicht, wobei die Hebellänge
in der Endposition des Schaltfingers 23 größer
ist, als die Hebellänge in der Anfangsposition.
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Bei
dem in 10 gezeigten Beispiel ist eine Ausgestaltung
eines Schaltfingers 23 gezeigt, welche einen degressiven
Verlauf des Weges S am Schaltelement bzw. an der Schiebemuffe im
Getriebe als Funktion des Drehwinkels ϕ der Schalt- bzw. Wählwelle 24 ermöglicht.
Im unteren linken Teil der Figur ist analog zur 8 und 9 die
Ausgangsposition und im rechten unteren Teil die Endposition dar gestellt,
wobei das Diagramm den entsprechenden Verlauf des Weges S als Funktion
des Drehwinkels ϕ der Schalt- bzw. Wählwelle 24 veranschaulicht.
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In 11 sind
mögliche Verläufe des Weges S am Schaltelement
bzw. an der Schiebemuffe im Getriebe als Funktion des Drehwinkels ϕ der
Schalt- bzw. Wählwelle beispielhaft dargestellt, wobei
die Kurven a einen linear – unstetigen Verlauf, Kurve b einen
degressiven Verlauf und Kurve c einen progressiven Verlauf darstellen.
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Im
oberen Teil der 12 ist eine mögliche Anordnung
des Wählhebels 6 in der Gasse 3/4 in einem Getriebe
perspektivisch dargestellt; eine Seitenansicht sowie eine Detailansicht
des Schaltfingers 20 sind im unteren Teil der Figur gezeigt.
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Durch
die erfindungsgemäße Konzeption der Reduzierung
der Bedienwege am Schaltgerät unter Beibehaltung der entsprechenden
Wege am Schaltelement bzw. an einer Schiebemuffe im Getriebe können
in vorteilhafter Weise die herkömmlichen in Getrieben eingebauten
Schaltsysteme weiterhin genutzt werden.
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- 1
- Rastenhebel
- 2
- Welle
- 3
- Element,
in das ein Schaltfinger eingreift
- 4
- Wähl/Schalthebel
- 5
- Schaltfinger
- 6
- Wählhebel
- 7
- Schalthebel
- 8
- Wählwelle
- 9
- Rastenhebel
- 10
- Schaltwelle
- 11
- Rastenhebel
- 12
- Mitnehmerwelle
- 13
- Schaltstange
- 14
- Schaltstange
- 15
- Schaltstange
- 16
- Schaltstange
- 17
- Schaltelement
- 18
- Anschluss
an das Schaltgerät
- 19
- Anschluss
an das Schaltgerät
- 20
- Schaltfinger
- 21
- Schaltfinger
- 22
- Schaltnut
- 23
- Schaltfinger
- 24
- Wähl/Schaltwelle
- ϕ
- Winkel
- ν
- Winkel
- S
- Weg
- Z
- Weg
- X
- Weg
- Y
- Weg
- A
- Hebellänge
- B
- Hebellänge
- a
- linear – unstetiger
Verlauf des Weges S am Schaltelement bzw. an der Schiebemuffe im Getriebe
als Funktion des Drehwinkels ϕ der Schalt- bzw. Wählwelle
- b
- degressiver
Verlauf des Weges S am Schaltelement bzw. an der Schiebemuffe im
Getriebe als Funktion des Drehwinkels ϕ der Schalt- bzw.
Wählwelle
- c
- progressiver
Verlauf des Weges S am Schaltelement bzw. an der Schiebemuffe im
Getriebe als Funktion des Drehwinkels ϕ der Schalt- bzw.
Wählwelle
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 102005011274
A1 [0003]
- - DE 102006023527 A1 [0004]
- - DE 102004002282 A1 [0006]
- - DE 4223409 A1 [0007]