DE102009024822A1

DE102009024822A1 - Switching unit for multi-level change gear in motor vehicle, has three switching lanes arranged in H-shaped diagram and checking unit, which limits switching lane choice

Info

Publication number: DE102009024822A1
Application number: DE200910024822
Authority: DE
Inventors: Klaus Gausrab; Daniel Bencina; Dan-Mihai Ispas
Original assignee: ENTECH ENGINEERING TECHNOLOGIE; ENTECH ENGINEERING TECHNOLOGIES SCHULER GmbH; Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: ENTECH ENGINEERING TECHNOLOGIE; ENTECH ENGINEERING TECHNOLOGIES SCHULER GmbH; Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2009-06-13
Filing date: 2009-06-13
Publication date: 2010-12-16

Abstract

The switching unit has three switching lanes arranged in an H-shaped diagram and a checking unit, which limits switching lane choice. The checking unit is formed in such a manner that it limits change in a third switching lane as a function of a change time of a change taken place directly from one switching lane to another.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung für ein mehrstufiges Wechselgetriebe in einem Kraftfahrzeug.The The present invention relates to a switching device for a multi-speed change gearbox in a motor vehicle.

Aus der DE 1 750 088 ist eine gattungsgemäße Schaltvorrichtung für mehrstufige Geschwindigkeitswechselgetriebe mit einer Sperreinrichtung bekannt. Die Sperreinrichtung begrenzt dabei eine Schaltgassenwahl in zwei Richtungen und soll insbesondere verhindern, dass man aus einer beliebigen äußeren Schaltgasse eines nach dem bekannten H-System ausgelegten Schaltbildes ohne Zwischenschalten der mittleren Schaltgase in die andere äußere Schaltgasse weiterschalten kann.From the DE 1 750 088 is a generic switching device for multi-speed speed change gearbox with a locking device known. The locking device limits a Schaltgassenwahl in two directions and should in particular prevent that you can continue from any outer shift gate of a designed according to the known H-circuit diagram without interposition of the mean shift gases in the other outer shift gate.

Aus der DE 30 11 131 C2 ist eine weitere Schaltvorrichtung für ein mehrstufiges Wechselgetriebe in einem Kraftfahrzeug bekannt mit einer Sperreinrichtung, die ein Verschalten verhindert, indem sie eine Schaltgassen-Wählbewegung der Schaltwelle begrenzt. Die Sperreinrichtung verhindert dabei durch entsprechende Sperrmittel insbesondere die Anwahl der dem Rückwärtsgang zugeordneten Schaltgasse zumindest solange, bis die Sperrmittel durch eine zum Einrücken des Rückwärtsgangs vorgeschriebene, besondere Betätigung des Handschalthebels aus ihrer Sperrstellung ausgerückt werden.From the DE 30 11 131 C2 a further switching device for a multi-speed change gear in a motor vehicle is known with a locking device which prevents interconnection by limiting a shift gate selection movement of the shift shaft. The locking device prevents by corresponding blocking means in particular the selection of the reverse gear associated shift gate at least until the locking means are disengaged by a prescribed for engaging the reverse gear, special operation of the manual shift lever from its locked position.

Aus der DE 25 10 154 A1 ist eine weitere Schaltvorrichtung bekannt, die eine Überschaltsperre bei mindestens drei Schaltgassen besitzt. Die Schaltvorrichtung erzwingt dabei eine mechanische Zwangsführung von Sperrelementen, die eine Fehlschaltung ausschließen. Generell ermöglicht dabei die bekannte Überschaltsperre nur das Erreichen einer jeweils direkt benachbarten Schaltgasse.From the DE 25 10 154 A1 Another switching device is known which has an override lock at least three shift gates. The switching device enforces a mechanical forced operation of blocking elements that preclude a faulty circuit. In general, the known override lock allows only reaching a directly adjacent shift gate.

Generell besitzen derzeit am Markt befindliche PKW-Schaltgetriebe üblicherweise maximal drei Schaltgassen für Vorwärtsgänge, bei denen der Schalthebel ohne Einwirken von Bedienkräften in die mittlere Schaltgasse, auch Neutralgasse genannt, zwangsweise rückgeführt wird. Durch die Bewegung des Schalthebels nach links oder rechts bis zu einem spürbaren Anschlag, können die danebenliegenden Schaltgassen ohne Sichtkontrolle angewählt werden, wodurch ein Auffinden der Schaltgassen und der zugehörigen Gänge intuitiv möglich ist. Steigt jedoch die Anzahl der Gänge über sechs hinaus, werden zwangsläufig vier oder mehr Schaltgassen benötigt. Haben die Rastierkräfte hierbei in Wählrichtung ein ähnliches Niveau, so unterscheiden sich die einzelnen Schaltgassen für den Fahrer nur über die Stellung des Schalthebel und somit über den Wählweg, wodurch es im Fahrbetrieb sehr schwierig wird, die Schaltgassen ohne Sichtkontrolle sicher auffinden und gezielt anwählen zu können. Um die Schaltgassen dabei ohne Sichtkontrolle identifizieren zu können, ist ein haptisches Unterscheidungsmerkmal zwingend erforderlich, welches bspw. durch unterschiedliche Wählkräfte zwischen den einzelnen Schaltgassen erreicht werden kann. Hierbei sollte die Rastierkraft zur letzten Gasse hin ein deutlich höheres Niveau aufweisen als die Rastierkräfte zwischen der Neutralgasse und den links und rechts daneben liegenden Schaltgassen. Generell reicht dieses Unterscheidungsmerkmal jedoch üblicherweise nicht aus, um auch bei schnellen Schaltvorgängen mit hohen Bedienkräften die einzelnen Gänge sicher auffinden zu können. Darüber hinaus sind hierzu relativ hohe Vorwählkräfte notwendig, um zu verhindern, dass bei einem schnellen Hochschalten versehentlich bspw. der siebte Gang eingelegt wird. Diese vergleichsweise hohen Vorwählkräfte erzeugen jedoch unerwünscht hohe Rückstellkräfte, wodurch es insgesamt aufwändiger wird, derartige Handschaltgetriebe komfortabel zu bedienen.As a general rule currently own on the market car manual transmission usually a maximum of three shift gates for forward gears, where the shift lever without the intervention of operators in the middle shift gate, also called neutral lane, forcibly is returned. By the movement of the shift lever left or right up to a noticeable stop, the adjoining shift gates can be without visual inspection be selected, thereby finding the Schaltgassen and the associated gears intuitively possible is. However, the number of gears exceeds six In addition, inevitably four or more shift gates needed. Have the locking forces this in the direction of selection a similar level, so the individual differ Shift lanes for the driver only about the position the shift lever and thus over the selector path, thereby It is very difficult in driving, the shift gates without visual inspection be sure to find and select targeted. To identify the shift gates thereby without visual inspection can be a haptic differentiator is mandatory required, which, for example, by different selection forces can be achieved between the individual shift gates. in this connection should the Rastierkraft to the last lane out a much higher Have level as the locking forces between the neutral lane and the shift lanes to the left and right. As a general rule However, this distinguishing feature is usually sufficient not enough, even with fast switching operations with high Operators find the individual gears safely to be able to. In addition, this is relatively high Pre-selection forces necessary to prevent with a fast upshift accidentally, for example, the seventh Gear is engaged. These comparatively high preselection forces produce undesirably high restoring forces, which makes it more complex overall, such manual transmission comfortable to use.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine gattungsgemäße Schaltvorrichtung, eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform anzugeben, welche insbesondere zuverlässig und komfortabel zu schalten ist.The The present invention addresses the problem of for a generic switching device, an improved or at least another embodiment Specify which particular reliable and comfortable to switch is.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This Problem is inventively by the subject of the independent claim 1 solved. advantageous Embodiments are the subject of the dependent Claims.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einer Schaltvorrichtung für ein mehrstufiges Wechselgetriebe in einem Kraftfahrzeug mit zumindest drei in einem H-Schaltbild angeordneten Schaltgassen eine Sperreinrichtung vorzusehen, die den Wechsel einer Schaltgasse in Abhängigkeit der Wechselzeit eines unmittelbar zuvor erfolgten Schaltgassenwechsels erschwert bzw. verhindert. Im Folgenden wird die Funktionsweise beispielhaft an einem 7-Gangetriebe mit fünf Schaltgassen erläutert. Hierbei wird die mittlere Schaltgasse mit dem dritten und dem vierten Gang als erste Schaltgasse bezeichnet, von der die Wählbewegung ausgeht. Dies bedeutet bei diesem Beispiel konkret, dass die Vorwählkräfte hin zu einer dritten Schaltgasse mit dem siebten Gang abhängig sind von der Wechseldauer zwischen der ersten Schaltgasse mit dem dritten und vierten Gang und einer zweiten Schaltgasse mit dem fünften und sechsten Gang. Bei einem schnellen Wechsel zwischen der ersten Schaltgasse und der zweiten Schaltgasse ist somit bei Erreichen der zweiten Schaltgasse ein Anschlag oder ein deutlich höherer Widerstand zu spüren als bei einem langsamen Schalten, d. h. bei einer langsamen Wählbewegung. Ein Wählkraftverlauf kann dabei in Abhängigkeit von der Zeitdauer des Schaltgassenwechsels bestimmt werden, wobei die einzelnen Gradienten des Kraftverlaufes am Ende des Schaltbildes üblicherweise durch den Einfluss der Elastizität bei Verwendung von Seilzügen als Kraftübertragungselemente entstehen. Bei einer Wechseldauer von der ersten in die zweite Schaltgasse von z. B. weniger als 0,3 Sekunden, sperrt die erfindungsgemäße Sperreinrichtung ein Weiterschalten in die dritte Schaltgasse komplett und erlaubt dies erst nach einer vordefinierten Verweildauer. Generell sollte dabei die Wählkraft zur dritten Schaltgasse hin immer ein gewisses Mindestkraftniveau aufweisen, wodurch erreicht wird, dass bei einem Gangwechsel in der zweiten Schaltgasse auch bei leicht schräg eingeleiteter Schaltbewegung eine gefühlte Führung auch im Mittelbereich besteht und kein ungewolltes Eintauchen hin zur dritten Schaltgasse stattfindet. Selbstverständlich kann dabei die erfindungsgemäße Sperreinrichtung zwischen zwei beliebigen Schaltgassen vorgesehen werden, wobei diese zusätzlich den Vorteil aufweist, dass sie die Wählbewegung ausschließlich in eine Wählrichtung begrenzt, nicht jedoch in die andere. Die Sperreinrichtung lässt sich aber grundsätzlich auch so gestalten, dass die Sperreinrichtung in beide Wählrichtungen wirkt.The present invention is based on the general idea to provide a locking device in a switching device for a multi-speed change gear in a motor vehicle with at least three arranged in a H-circuit shift gates, which makes it difficult to change a shift gate in response to the change time of a immediately preceding shift gate change or prevented. The following is an example of the operation of a 7-speed transmission with five shift gates explained. Here, the middle shift gate with the third and fourth gear is referred to as the first shift gate from which the selection movement starts. Specifically, in this example, this means that the preselection forces toward a third shift gate with the seventh gear depend on the changeover duration between the first shift gate with the third and fourth gears and a second shift gate with the fifth and sixth gears. In a quick change between the first shift gate and the second shift gate thus a stop or a significantly higher resistance is to be felt when reaching the second shift gate as in a slow switching, ie at a slow selection movement. A Wählkraftverlauf can be determined depending on the duration of the shift gate change, the individual gradient of the force curve at the end of Circuit diagram usually caused by the influence of elasticity when using cables as power transmission elements. At an alternating duration of the first to the second shift gate of z. B. less than 0.3 seconds, the locking device according to the invention blocks further switching to the third shift gate completely and allows this only after a predefined residence time. Generally speaking, the selection force for the third shift gate should always have a certain minimum force level, which ensures that a gear change in the second shift gate even with a slightly obliquely initiated switching movement a perceived guidance in the central region and no unwanted immersion takes place towards the third shift gate. Of course, the locking device according to the invention between two arbitrary shift gates can be provided, this additionally has the advantage that it limits the selection movement exclusively in a selection direction, but not in the other. In principle, however, the blocking device can also be designed such that the blocking device acts in both selection directions.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung, ist die Sperreinrichtung derart ausgebildet, dass sie z. B. ab einer Wechselzeit von t ≥ 0,6 sec von der ersten in die zweite Schaltgasse nur eine Mindestwählkraft fordert. Dies verhindert zuverlässig, dass auch bei extrem langsamen Schaltbewegungen bzw. Schaltvorgängen ein unbeabsichtigtes Schalten in die dritte Schaltgasse erfolgt.at an advantageous embodiment of the invention Solution, the locking device is designed such that they z. B. from a change time of t ≥ 0.6 sec from the first in the second shift gate only a Mindestwählkraft calls. This reliably prevents even at extreme slow switching movements or switching operations an unintentional Switching to the third shift gate takes place.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung, ist die Sperreinrichtung derart ausgebildet, dass sei bei sinkender Wechselzeit von der ersten in die zweite Schaltgasse die Wählkraft zum Wechseln in die dritte Schaltgasse erhöht. Eine derart ausgebildete Sperreinrichtung kann bspw. durch ein entsprechendes Feder-/Dämpferelement erreicht werden, welches ähnlich einem Stoßdämpfer bei schnell aufgebrachten Bewegungen hart und bei langsamen Bewegungen weich reagiert. Mit einer derartig ausgebildeten Sperreinrichtung lässt sich ein besonders komfortables Schalten, insbesondere auch angepasst an die jeweils individuellen Schaltgeschwindigkeiten, erreichen.at a further advantageous embodiment of the invention Switching device, the locking device is designed such that be with decreasing changeover time from the first to the second shift gate increases the selection force to change to the third shift gate. Such a trained locking device can, for example. By a corresponding Spring / damper element can be achieved, which is similar a shock absorber with fast applied movements hard and soft in slow movements. With such a thing trained locking device can be a particularly comfortable Switching, especially adapted to each individual Switching speeds, reach.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Further important features and advantages of the invention will become apparent from the Subclaims, from the drawings and from the associated Description of the figures with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It it is understood that the above and the following yet to be explained features not only in each case specified combination, but also in other combinations or can be used in isolation, without the scope of the present To leave invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.preferred Embodiments of the invention are in the drawings and will become more apparent in the following description explained, wherein the same reference numerals to the same or similar or functionally identical components relate.

Dabei zeigen, jeweils schematisch,there show, in each case schematically,

1 eine Abhängigkeit einer Wählkraft an einem Handschalthebel von einem Wählweg bei einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung, 1 a dependence of a selection force on a manual shift lever of a selection path in a switching device according to the invention,

2 einen Prinzipaufbau der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung, 2 a basic structure of the switching device according to the invention,

3 eine Darstellung wie in 2, jedoch bei einer anderen Ausführungsform, 3 a representation like in 2 but in another embodiment,

4 eine Detaildarstellung einer Sperreinrichtung der Schalteinrichtung, 4 a detailed representation of a locking device of the switching device,

5 eine Darstellung wie in 4, jedoch mit einem anderen Sperrelement, 5 a representation like in 4 but with another blocking element,

6a–e mehrere Stellungen der Sperreinrichtung bei einzelnen Schaltvorgängen, 6a -E several positions of the locking device in individual switching operations,

7, 8 weitere Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Sperreinrichtung, 7 . 8th further embodiments of a locking device according to the invention,

9 ein Wählkraft-Wählwegdiagramm bei einer Schaltvorrichtung mit einer Sperreinrichtung gemäß der 5, 9 a selector force Wählwegdiagramm in a switching device with a locking device according to the 5 .

10 einen Prinzipaufbau einer weiteren Variante der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung, 10 a basic structure of a further variant of the switching device according to the invention,

11 eine Darstellung wie in 10, jedoch aus einer anderen Perspektive, 11 a representation like in 10 but from a different perspective,

12 eine stark vereinfachte Darstellung der Schaltvorrichtung nach 10. 12 a greatly simplified illustration of the switching device after 10 ,

Entsprechend der 2, weist eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung 1 eine Sperreinrichtung 2 auf, welche eine Schaltgassenwahl begrenzt. Die Sperreinrichtung 2 ist dabei derart ausgebildet, dass sie einen Wechsel in eine dritte Schaltgasse in Abhängigkeit einer Wechselzeit t eines unmittelbar zuvor erfolgten Wechsels von einer ersten in eine zweite Schaltgasse begrenzt und damit einen Wechsel über mehrere Schaltgassen hinweg behindert bzw. verhindert. Generell umfasst die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung 1 ein Handschaltgetriebe 3, in welchem die erfindungsgemäße Sperreinrichtung 2 angeordnet ist. Die Sperreinrichtung 2 ihrerseits weist ein gedämpftes und federbeaufschlagtes Sperrelement 4 auf, das mit einem linear verstellbaren Sperrkonturenelement 5 zusammenwirkt. Das Sperrkonturenelement 5 ist dabei gemäß der 2 hakenartig ausgebildet und weist eine Führungskontur 6 auf, entlang welcher das in diesem Fall bolzenartige Sperrelement 4 entlang rollt bzw. gleitet. Angeordnet ist das Sperrkonturenelement 5 auf einem Mitnahmeelement 7, welches in einer Linearführung 8 in Wähl-/Längsrichtung 9 verstellbar gelagert ist. Auf der dem Sperrkonturenelement 5 gegenüberliegenden Seite, weist das Mitnahmeelement 7 eine Mitnahmekontur 10 auf, in welche ein innerer Getriebewählhebel 11 eingreift.According to the 2 , Has a switching device according to the invention 1 a locking device 2 on which limits a shift gate option. The locking device 2 is designed such that it limits a change in a third shift gate as a function of a change time t of an immediately preceding change from a first to a second shift gate and thus obstructs or prevents a change across multiple shift gates. Generally, the switching device according to the invention comprises 1 a manual transmission 3 in which the locking device according to the invention 2 is arranged. The locking device 2 in turn, has a damped and spring-loaded blocking element 4 on, with a linear adjustable Sperrkonturenelement 5 interacts. The locking contour element 5 is in accordance with the 2 formed like a hook and has a guide contour 6 on, along which in this case bolt-like blocking element 4 rolls along or slides. The blocking contours element is arranged 5 on a driving element 7 which is in a linear guide 8th in selector / longitudinal direction 9 is mounted adjustable. On the the Sperrkonturenelement 5 opposite side, has the driving element 7 a driving contour 10 into which an internal gear selector 11 intervenes.

Die 4 zeigt dabei eine Detaildarstellung des Sperrkonturenelements 5, das die Wählbewegung in Wählrichtung 9 ausführt und eine gerade Führungskontur 6, sowie eine Sperranschlagskontur 12 aufweist. Die Führungskontur 6 führt dabei das Sperrelement 4 auf einem Betriebsniveau, das der Sperrstellung entspricht. Die Führungskontur 6 sowie die Sperranschlagskontur 12 haben eine definierte Zuordnung zu unterschiedlichen Gassenpositionen 13, welche mit unterbrochen gezeichneter Linie dargestellt sind. Das Sperrkonturenelement 5 ist dabei beispielhaft in der Gassenstellung mit dem ersten und zweiten Gang G1 und G2 dargestellt. Das Sperrelement 4 ist hier als runder Bolzen ausgeführt, der in Wählrichtung 9 über seine Gehäuse feste Lagerung Sperrkräfte in ein Getriebegehäuse übertragen kann. Das Sperrelement 4 ist dabei quer zur Wähl-/Längsrichtung 9 beweglich und wird über eine Feder 14 gegen die Führungskontur 6 vorgespannt. Eine Kraftabstützung des Sperrelementes 4 ist in dieser Abbildung bspw. über eine Führung 15 in einem Gehäuse festen Dämpfungselement 16 dargestellt. Das Sperrelement 4 ist dabei über eine nicht näher bezeichnete Führungsstange mit einem Kolben 17 des Dämpfungselementes 16 fest verbunden, sodass eine Bewegung in Richtung geöffnete Position verzögert stattfindet. Bei einer Rückschaltebewegung des Sperrkonturenelements 5 von der zweiten Gasse mit dem fünften und sechsten Gang G5, G6 in die erste Gasse mit dem dritten und vierten Gang G3, G4, wird das Sperrelement 4 durch eine schräge Rampenkontur 18 in die Ausgangsposition auf Sperrniveau zurück gedrückt. Das Dämpfungselement 16 ist vorzugsweise in seiner Dämpfungswirkung ähnlich von bekannten Fahrwerksstoßdämpfern asymmetrisch ausgebildet, sodass eine Rückschaltebewegung nicht behindert wird. Diese asymmetrische Wirkung lässt sich z. B. durch Integration eines nicht dargestellten Rückschlagventils in das Dämpfungselement 16 bewirken, wobei ein nach außen abgedichtetes Dämpfungselement 16 insbesondere dadurch darzustellen ist, dass dieses Rückschlagventil vorteilhafterweise in den Kolben 17 integriert wird.The 4 shows a detailed representation of the Sperrkonturenelements 5 that the selection movement in the direction of selection 9 performs and a straight guide contour 6 , as well as a Sperranschlagskontur 12 having. The guide contour 6 leads the blocking element 4 at an operating level that corresponds to the blocking position. The guide contour 6 as well as the locking stroke contour 12 have a defined assignment to different lane positions 13 , which are shown with interrupted drawn line. The locking contour element 5 is shown as an example in the aisle position with the first and second gear G1 and G2. The blocking element 4 is here designed as a round bolt, in the direction of selection 9 can transmit over its housing fixed storage locking forces in a transmission housing. The blocking element 4 is transverse to the Wähl- / longitudinal direction 9 movable and is about a spring 14 against the leadership contour 6 biased. A force support of the blocking element 4 is in this figure, for example, a guide 15 in a housing fixed damping element 16 shown. The blocking element 4 is about a unspecified guide rod with a piston 17 of the damping element 16 firmly connected, so that a movement towards the open position takes place delayed. In a switchback movement of the Sperrkonturenelements 5 from the second lane with the fifth and sixth gears G5, G6 into the first lane with the third and fourth gears G3, G4, becomes the blocking element 4 through an oblique ramp contour 18 pressed back to the starting position on Sperrniveau. The damping element 16 is preferably formed asymmetrically in its damping effect similar to known suspension shock absorbers, so that a switch back movement is not hindered. This asymmetric effect can be z. B. by integration of a non-illustrated check valve in the damping element 16 effect, with an outwardly sealed damping element 16 in particular be represented by that this check valve advantageously in the piston 17 is integrated.

Bei der Schaltvorrichtung 1 gemäß der 3 ist die erfindungsgemäße Sperreinrichtung 2 in ihrer kinematischen Kopplung in Bezug auf die 2 vertauscht, sodass das Sperrelement 4 hierbei mit der Wählhebelbewegung gekoppelt ist und das Öffnen und Schließen der Sperreinrichtung 2 durch die federgewirkte, bedämpfte Bewegung des Sperrkonturenelements 5 erfolgt.In the switching device 1 according to the 3 is the locking device according to the invention 2 in their kinematic coupling with respect to the 2 reversed, so that the blocking element 4 this is coupled with the selector lever movement and the opening and closing of the locking device 2 by the spring-induced, damped movement of the locking contour element 5 he follows.

Die 6a–6e zeigen zur Veranschaulichung das Sperrkonturenelement 5 in verschiedenen Gassenstellungen relativ zum Sperrelement 4. Dabei wird im Folgenden die Gasse mit dem dritten und vierten Gang G3, G4 jeweils als erste Schaltgasse und die Gasse mit dem fünften und sechsten Gang G5, G6 stets als zweite Schaltgasse bezeichnet, wobei die dritte Schaltgasse durch den siebten Gang G7 bezeichnet ist. Betrachtet man die 6a, so kann man erkennen, dass das Sperrelement 4 bei einer Schaltbewegung zwischen dem Rückwärtsgang und den ersten vier Gängen G1–G4 durch die Führungskontur 6 auf dem Niveau der Sperrstellung geführt wird. Ein schnelles Durchschalten in die dritte Schaltgasse, d. h. zum siebten Gang G7, wird dadurch verhindert, dass das Sperrelement 4 bei der Bewegung in Richtung der zweiten Schaltgasse mit den Gängen G5 und G6 aufgrund der verzögerten Öffnungsbewegung nicht der schrägen Rampenkontur 18 folgt, sondern auf die Sperranschlagskontur 12 trifft und dadurch die Bewegung des Sperrkonturenelements 5 gestoppt wird, wie dies bspw. gemäß der 6c dargestellt ist. Die 6d hingegen zeigt das Sperrelement 4 in der entsperrten Stellung der zweiten Schaltgasse mit den Gängen G5 und G6, nachdem die Feder 14 das Sperrelement 4 nach unten gedrückt hat. Damit ist der Weg in Richtung der dritten Schaltgasse mit dem siebten Gang G7 frei. Das Schalten in den siebten Gang G7 ist somit gemäß der 6e dargestellt, wobei zur Reduzierung der Reibungen die Anlageposition des Sperrelements 4 an einem Boden 19 der Führungskontur 6 auch als Endanschlag im Dämpfungselement 16 dargestellt wird.The 6a - 6e show for illustrative purposes the Sperrkonturenelement 5 in different lane positions relative to the blocking element 4 , In the following, the lane with the third and fourth gear G3, G4 will always be referred to as the first shift gate and the lane with the fifth and sixth gear G5, G6 will always be referred to as the second shift lane, the third shift lane being designated by the seventh gear G7. Looking at the 6a , so you can tell that the blocking element 4 in a switching movement between the reverse gear and the first four gears G1-G4 through the guide contour 6 at the level of the blocking position. A fast switching in the third shift gate, ie to the seventh gear G7, is prevented by the blocking element 4 in the movement in the direction of the second shift gate with the gears G5 and G6 due to the delayed opening movement not the oblique ramp contour 18 follows, but on the Sperranschlagskontur 12 meets and thereby the movement of the Sperrkonturenelements 5 is stopped, as for example, according to the 6c is shown. The 6d whereas the blocking element shows 4 in the unlocked position of the second shift gate with the gears G5 and G6, after the spring 14 the blocking element 4 pressed down. Thus, the way in the direction of the third shift gate with the seventh gear G7 is free. The shift to the seventh gear G7 is thus in accordance with 6e illustrated, wherein for reducing the friction, the abutment position of the locking element 4 on a floor 19 the leadership contour 6 also as an end stop in the damping element 16 is pictured.

Gemäß der 5 ist das Sperrelement 4 alternativ nicht als runder Bolzen mit einer runden Außenkontur ausgebildet, sondern weist vielmehr eine Sperrkante 20 auf. Mit einem derartig ausgebildeten Sperrelement 4 stellt sich dabei ein gemäß der 9 dargestellter Schaltverlauf ein.According to the 5 is the blocking element 4 alternatively not designed as a round bolt with a round outer contour, but rather has a locking edge 20 on. With such a trained blocking element 4 adjusts itself in accordance with the 9 illustrated switching course.

Gemäß den 7 und 8 ist das Sperrelement 4 beispielhaft als Laufrolle ausgebildet, die auf einem Bolzen 21 der zweiseitig an einem Kipphebel 22 bzw. am inneren Wählhebel 11 gelagert ist. Die geringere Reibung ist hierbei auch vorteilhaft im Kontaktbereich zwischen dem Sperrelement 4 und der Rampenkontur 18, da sich ein Schalthebel aus der zweiten Schaltgasse nur durch Rastierkräfte des Getriebewählhebels 11 selbsttätig in die erste Schaltgasse zurückbewegen muss und dabei das Sperrelement 4 über die Rampenkontur 18 gegen die Kraft der Feder 14 in seine Ausgangsstellung bewegt wird. Das Dämpfungselement 16 kann hierbei sowohl pneumatisch als auch hydraulisch ausgeführt sein.According to the 7 and 8th is the blocking element 4 exemplified as a roller, which is on a bolt 21 the two-sided on a rocker arm 22 or on the inner selector lever 11 is stored. The lower friction is also advantageous in the contact region between the blocking element 4 and the ramp contour 18 because a shift lever from the second shift gate only by Rastierkräfte the gear selector lever 11 must automatically move back into the first shift gate and the blocking element 4 over the ramp contour 18 against the force of the spring 14 is moved to its initial position. The damping element 16 This can be carried out both pneumatically and hydraulically.

Betrachtet man einen Wählvorgang mit der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung 1 gemäß der 1, so kann man erkennen, dass am Anfang des Übergangs von der zweiten Schaltgasse mit dem fünften und sechsten Gang G5, G6 hin zur dritten Schaltgasse mit dem siebten Gang G7 eine mechanische Sperre angeordnet ist. Prinzipiell ist sowohl im Diagramm gemäß der 1 als auch im Diagramm der 9 auf einer Abszisse ein Wählweg X und auf einer Ordinate eine Kraft F abgetragen. Betrachtet man die 1, so kann man erkennen, dass die Höhe der Wählkraft F hin in die dritte Schaltgasse mit dem siebten Gang G7 abhängig ist von der Wechseldauer zwischen der ersten Schaltgasse und der zweiten Schaltgasse. Bei einem schnellen Wechsel zwischen der ersten Schaltgasse und der zweiten Schaltgasse, also auch bei einer zügigen Schaltung zwischen dem vierten Gang G4 und dem fünften Gang G5, ist bei Erreichen der zweiten Schaltgasse mit dem fünften und sechsten Gang G5, G6 ein Anschlag oder ein deutlich höherer Widerstand zu spüren als bei langsamer Wählbewegung. In der 1 sind dabei unterschiedlichste Wählkraftverläufe 23 in Richtung des siebten Gangs G7 gezeigt und zwar in Abhängigkeit von der Zeitdauer t des Gassenwechsels von der ersten Schaltgasse zur zweiten Schaltgasse. Der Wählkraftverlauf für t ≤ 0,3 sec stellt hierbei eine 100%-Sperre mit festem Anschlag dar. Die unterschiedlichen Kraftverläufe 23 am Ende des Schaltbildes entstehen durch den unterschiedlichen Widerstand, wenn das im Wesentlichen runde Sperrelement 4 unterhalb seiner Mitte auf die untere Kante der Sperranschlagskontur 12 trifft. Je langsamer die Wählbewegung ausgeführt wird, umso tiefer trifft das Sperrelement 4 die Sperranschlagskontur 12 und umso geringer ist der Sperrwiderstand, da die nach unten gerichtete Kraftkomponente bei Anschlag die Öffnungsbewegung unterstützt. Die Wählkraftcharakteristik sollte hierfür ab der zweiten Schaltgasse mit dem fünften und sechsten Gang G5, G6 mit einem steilen Kraftanstieg 24 einen fühlbaren Anschlag darstellen. Dies verhindert ein ungewolltes Schalten in den siebten Gang G7 und erhöht damit die Bediensicherheit der Schaltung zwischen dem vierten Gang G4 und dem fünften Gang G5, d. h. zwischen der ersten Schaltgasse und der zweiten Schaltgasse. Eine Mehrfachschaltung über mehrere Gänge hinweg, z. b. vom vierten Gang G4 zum siebten Gang G7 kann dennoch komfortabel erfolgen, sofern der Wählvorgang zwischen der ersten Schaltgasse und der zweiten Schaltgasse langsamer ausgeführt wird. Eine Mehrfachschaltung vom fünften Gang G5, d. h. von der zweiten Schaltgasse in den siebten Gang G7, d. h. in die dritte Schaltgasse ist unabhängig von der Wählgeschwindigkeit, da der Schaltvorgang nicht über zwei Schaltgassen hinweg erfolgt.Considering a dialing process with the switching device according to the invention 1 according to the 1 , it can be seen that at the beginning of the transition from the second shift gate with the fifth and sixth gear G5, G6 to the third shift gate with the seventh gear G7, a mechanical lock is arranged. In principle, both in the diagram according to the 1 as well as in the diagram of 9 on an abscissa a Wählweg X and on an ordinate a force F removed. Looking at the 1 , it can be seen that the height of the selection force F toward the third shift gate with the seventh gear G7 is dependent on the changeover duration between the first shift gate and the second shift gate. In a quick change between the first shift gate and the second shift gate, so even with a speed circuit between the fourth gear G4 and the fifth gear G5, when reaching the second shift gate with the fifth and sixth gear G5, G6 a stop or a clear to feel higher resistance than when dialing slowly. In the 1 There are a variety of Wählkraftverläufe 23 in the direction of the seventh gear G7 shown in dependence on the time t of the lane change from the first shift gate to the second shift gate. The selection force curve for t ≤ 0.3 sec represents a 100% lock with a fixed stop. The different force curves 23 at the end of the diagram arise due to the different resistance when the substantially round blocking element 4 below its middle on the lower edge of the catch-stroke contour 12 meets. The slower the selection movement is carried out, the deeper the blocking element hits 4 the locking stroke contour 12 and the lower is the blocking resistance, since the downward force component at stop supports the opening movement. For this purpose, the selection force characteristic should start from the second shift gate with the fifth and sixth gear G5, G6 with a steep force increase 24 represent a tactile stop. This prevents inadvertent shifting into the seventh gear G7 and thus increases the operating reliability of the circuit between the fourth gear G4 and the fifth gear G5, that is, between the first shift gate and the second shift gate. A multiple shift over several gears away, eg from the fourth gear G4 to the seventh gear G7 can still be done comfortably, provided that the selection process between the first shift gate and the second shift gate is carried out more slowly. A multiple shift from the fifth gear G5, ie, from the second shift gate to the seventh gear G7, that is, to the third shift gate, is independent of the select speed since the shift does not occur over two shift gates.

Die Wählkraft F hin zur dritten Schaltgasse mit dem siebten Gang G7 sollte jedoch immer ein gewisses Mindestkraftniveau F_min aufweisen und ebenfalls einen steilen Kraftanstieg 7 über den Wählweg X zeigen, wodurch erreicht werden kann, dass bei einem Gangwechsel in der zweiten Schaltgasse mit dem fünften und sechsten Gang G5, G6 auch bei leicht schräg eingeleiteter Schaltbewegung eine gefühlte Führung auch im Mittelbereich besteht und kein ungewolltes Eintauchen hin zur dritten Schaltgasse stattfindet.However, the selection force F towards the third shift gate with the seventh gear G7 should always have a certain minimum force level F _min and also a steep force increase 7 show via the Wählweg X, which can be achieved that during a gear change in the second shift gate with the fifth and sixth gear G5, G6 even with slightly obliquely initiated switching movement felt guidance also in the central region and no unwanted immersion takes place towards the third shift gate ,

Betrachtet man im Vergleich dazu die 9, kann man erkennen, dass der Wählkraftverlauf 23 bei einer vergleichsweise schnellen Schaltung von der ersten in die zweite Schaltgasse mit einer Schaltzeit von t ≤ 0,3 sec einen hohen Kraftanstieg 24 hervorruft, wobei bei einer Schaltzeit von t ≥ 0,3 sec lediglich noch die Mindestschaltkraft F_min benötigt wird, um von der zweiten Schaltgasse in die dritte Schaltgasse, d. h. hin zum siebten Gang G7, wechseln zu können. Bei einer Ausbildung des Sperrelements 4 gemäß der 5 ist somit lediglich durch Ausbildung der Sperrkante 20 ein Einfluss auf den Wahlkraftverlauf 23 möglich. Ein individueller Wahlkraftverlauf 23, hervorgerufen durch das runde Sperrelement 4, ist somit mit einem Sperrelement 4 mit Sperrkante 20 nicht möglich.If you look at the comparison 9 , you can tell that the selection force course 23 at a comparatively fast circuit from the first to the second shift gate with a switching time of t ≤ 0.3 sec a high power increase 24 causes, with a switching time of t ≥ 0.3 sec only the minimum shift force F _{min is} needed to switch from the second shift gate in the third shift gate, ie towards the seventh gear G7, can. In an education of the blocking element 4 according to the 5 is thus only by training the locking edge 20 an influence on the eligibility process 23 possible. An individual choice of eligibility 23 , caused by the round blocking element 4 , is thus with a blocking element 4 with blocking edge 20 not possible.

Gemäß den 10 und 11 ist eine weitere, alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung 1 gezeigt, bei der der Getriebewählhebel 11 mit einem Sperrstift 29 über eine Kulissenkontur 30 mit einer drehbar gelagerten Sperrklinke 25 verbunden ist. Die Sperrklinke 25 besitzt zwei Sperrklinkenelemente 25a und 25b, wobei beide Sperrklinkenelemente 25a, 25b mittels jeweils einer Feder 14a und einer Feder 14b in Drehrichtung 28 vorgespannt sind. Die Federn 14a und 14b können dabei auch als einstückige Feder ausgebildet sein. Wird dabei der Getriebewählhebel 11 schneller betätigt als die Feder(n) die beiden Sperrklinkenelemente 25a, 25b in deren Öffnungsstellung verstellen kann tritt die Sperrwirkung ein, die ein Weiterschalten in die dritte Schaltgasse verhindert. Im Unterschied zu Dämpfungselementen 16 können derartige Federn 14a, 14b einerseits kostengünstiger hergestellt werden und unterliegen andererseits deutlich geringeren Schwankungen, hervorgerufen beispielsweise durch unterschiedliche Temperaturen, die das Dämpfungsverhalten der Dämpfungselemente 16 erheblich beeinflussen können. Mit derartigen Federn 14a, 14b kann somit eine genau einstellbare Sperrwirkung erzielt werden, wobei die Zeitverzögerung allein von den Massenträgheitsmomenten der Sperrklinkenelementen 25a, 25b abhängt.According to the 10 and 11 is another, alternative embodiment of the switching device according to the invention 1 shown at the gear selector lever 11 with a locking pin 29 over a backdrop contour 30 with a rotatably mounted pawl 25 connected is. The pawl 25 has two pawl elements 25a and 25b where both pawl elements 25a . 25b by means of one spring each 14a and a spring 14b in the direction of rotation 28 are biased. The feathers 14a and 14b can also be designed as a one-piece spring. Is doing the gear selector lever 11 operated faster than the spring (s) the two pawl elements 25a . 25b can adjust in their open position enters the blocking effect, which prevents further switching in the third shift gate. In contrast to damping elements 16 can such springs 14a . 14b On the other hand, are produced at a lower cost and on the other hand are subject to significantly lower fluctuations, caused for example by different temperatures, the damping behavior of the damping elements 16 can significantly influence. With such springs 14a . 14b Thus, a precisely adjustable blocking effect can be achieved, wherein the time delay solely by the mass moment of inertia of the pawl elements 25a . 25b depends.

Üblicherweise besitzt die Sperrklinke 25 zwischen der ersten und der zweiten Schaltgasse einen Freiheitsgrad, um ihre Winkelstellung aufgrund der auf sie einwirkenden Federkraft so zu ändern, dass die Sperreinrichtung 2 öffnet. In der zweiten Schaltgasse, das heißt in der Schaltgasse mit dem fünften und sechsten gang G5 und G6, erfährt der Getriebewählhebel 11 in Abhängigkeit der Winkelstellung der Sperrklinke 25 über die Kulissenkontur 30 einen Sperranschlag. Die Sperrklinke 25 sperrt immer dann die Wählbewegung, sofern der Getriebewählhebel 11 schneller bewegt wird, als die Sperrklinke 25, bzw. deren Sperrklinkenelemente 25a, 25b entgegen der Massenträgheit verstellt werden können. Dabei wird über das Sperrklinkenelement 25a eine Sperrung zur ersten Schaltgasse (dritter und vierter Gang G3, G4) hin und über das Sperrklinkenelement 25b eine Sperrung zur dritten Schaltgasse (siebter Gang G7) hin bewirkt. Zur Beeinflussung der Massenträgheit der Sperrklinke 25, bzw. deren Sperrklinkenelemente 25a, 25b können diese individuelle Verlängerungen 26 aufweisen.Usually has the pawl 25 between the first and the second shift gate a degree of freedom to their angular position due to to change the spring force acting on them so that the locking device 2 opens. In the second shift gate, that is in the shift gate with the fifth and sixth gear G5 and G6, learns the gear selector lever 11 depending on the angular position of the pawl 25 over the scenery contour 30 a barrier stop. The pawl 25 always locks the selection movement, if the gear selector lever 11 is moved faster than the pawl 25 , or their pawl elements 25a . 25b can be adjusted against the inertia. It is about the pawl element 25a a lock to the first shift gate (third and fourth gear G3, G4) back and over the pawl element 25b a blockage to the third shift gate (seventh gear G7) out causes. For influencing the mass inertia of the pawl 25 , or their pawl elements 25a . 25b These can be individual extensions 26 exhibit.

Wie dabei der 12 zu entnehmen ist, besitzt der Sperrstift 29 und die Kulissenkontur 30 in Sperrrichtung eine ausgeprägte Sperrkante 20', 20'', während entgegen der Sperrrichtung sowohl der Sperrstift 29 als auch die Kulissenkontur 30 eher runde Formen 27, 27' aufweisen, die ein Rückschalten erleichtern sollen. Von besonderem Vorteil ist auch, dass die Schaltvorrichtung 1 gemäß den 10 bis 12 als vormontierbare Baugruppe in einen anschraubbaren Schaltdeckel 31 integriert werden kann.As the case 12 can be seen, has the locking pin 29 and the backdrop contour 30 in the reverse direction a pronounced locking edge 20 ' . 20 '' , while against the reverse direction both the locking pin 29 as well as the scenery contour 30 rather round shapes 27 . 27 ' have to facilitate a switch back. Of particular advantage is that the switching device 1 according to the 10 to 12 as a preassembled module in a screw-on switch cover 31 can be integrated.

Mit der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung 1 lässt sich somit ein einerseits komfortables und andererseits sicheres Schalten von mechanischen Schaltgetrieben in Kraftfahrzeugen erreichen, wobei die hierfür verwendete Sperreinrichtung 2 vergleichsweise einfach aufgebaut ist.With the switching device according to the invention 1 Thus, on the one hand, it is possible to achieve a comfortable and, on the other hand, reliable switching of mechanical gearboxes in motor vehicles, with the locking device used for this purpose 2 is comparatively simple.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 1750088 [0002]
- DE 3011131 C2 [0003]
DE 2510154 A1 [0004]

Claims

Switching device ( 1 ) for a multi-speed change gearbox in a motor vehicle with at least three shift gates arranged in an H shift pattern and with at least one locking device ( 2 ), which limits a Schaltgassenwahl, characterized in that the locking device ( 2 ) is designed such that it limits a change in a third shift gate in response to a change time (t) of an immediately preceding change from a first to a second shift gate.

Switching device according to Claim 1, characterized in that the blocking device ( 2 ) Is designed such that it limits a selection force (F) for switching to the third shift gate in response to a change time (t) of a previously made change from a first to a second shift gate.

Switching device according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the first shift gate a third and fourth Gang (G3, G4), the second shift gate a fifth and a sixth gear (G5, G6) and the third gear shift a seventh gear (G7).

Switching device according to Claim 2 or 3, characterized in that the blocking device ( 2 ) is designed such that it defines a Mindestwählkraft (F _min ) for switching to the third shift gate regardless of a change time (t) of a previously made change from a first to a second shift gate.

Switching device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the locking device ( 2 ) is designed such that it requires the Mindestwählkraft (F _min ) from an upper limit of the change time of in particular t ≥ 0.6 sec from the first to the second shift gate.

Switching device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the locking device ( 2 ) is designed such that it increases with decreasing change time (t) from the first to the second shift gate, the selection force (F) for changing to the third shift gate.

Switching device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the locking device ( 2 ) a damped and spring-loaded blocking element ( 4 ), which with a linear adjustable Sperrkonturenelement ( 5 ) cooperates.

Switching device according to claim 7, characterized in that the Sperrkonturenelement ( 5 ) orthogonal to the blocking element ( 4 ) is adjustable and an angled guide contour ( 6 ), on which the blocking element ( 4 ) slides along.

Switching device according to claim 7 or 8, characterized in that the Sperrkonturenelement ( 5 ) via an internal gear selector lever ( 11 ) is operable.

Switching device according to one of claims 7 to 9, characterized in that the blocking element ( 4 ) is formed with a round outer contour or a blocking edge ( 20 ) having.

Switching device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the locking device ( 2 ) is designed such that it locks a shift in the third shift gate below a predefined limit value of the changeover time from the first to the second shift gate, or the selection force required for shifting into the third shift gate increased so much that a shift in the third shift gate is impossible.

Switching device according to one of claims 9 to 11, characterized in that the guide contour ( 6 ) and the stop contour ( 12 ) by a backdrop contour ( 30 ) is shown, which in / on a rotatably mounted pawl ( 25 ) and with a locking pin ( 29 ) cooperating with the movable gear selector lever ( 11 ) is fixed.

Switching device according to claim 12, characterized in that - the pawl ( 25 ) is undamped, and / or - that the pawl ( 25 ) an extension ( 26 ) to increase the inertial mass.

Switching device according to claim 12 or 13, characterized in that - the pawl ( 25 ) two pawl elements ( 25a . 25b ), wherein both pawl elements ( 25a . 25b ) with the locking pin ( 29 ), - that the respective backdrop contours ( 30 ) of the two pawl elements ( 25a . 25b ) are designed such that the one pawl element ( 25a ) in one direction of selection and the other pawl element ( 25b ) are effective in the opposite direction.

Switching device according to claim 14, characterized in that the two pawl elements ( 25a . 25b ) lie one above the other in a flat design and are mounted on a common pivot point.

Switching device according to Claim 14 or 15, characterized in that the two pawl elements ( 25a . 25b ) via associated (thigh) springs ( 14a . 14b ) are actuated.

Switching device according to one of claims 1 to 16, characterized in that the locking device ( 2 ) on a switch cover ( 31 ), in particular on a screw-on switch cover ( 31 ), is pre-assembled.