-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schalthebelanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Von einem Verbrennungsmotor angetriebene Fahrzeuge besitzen aufgrund der geringen Drehzahlspreizung des Motors ein Gangwechselgetriebe, welches vielfach von Hand betätigt wird. Zu diesem Zweck ist im Innenraum des Fahrzeugs ein Schalthebel mit einem daran angeordneten Schalthebelknopf vorgesehen, der vom Fahrer des Fahrzeugs zum Gangwechsel manuell betätigt wird.
-
Der Verbrennungsmotor ist im Motorraum eines Fahrzeugs über Motorlager an die Karosserie angebunden und kann daher vom Verbrennungsmotor induzierte Schwingungen auf die Karosserie übertragen. Um die Einkopplung störender Schwingungen in die Karosserie zu vermeiden, ist es erforderlich, die Motorlager hinsichtlich ihrer Kennlinie relativ weich auszulegen, was beim Startvorgang des Verbrennungsmotors und beim Übergang vom Schubbetrieb in den Zugbetrieb dazu führt, dass der Verbrennungsmotor mit dem daran angekoppelten Gangwechselgetriebe eine Kippbewegung um die Längsachse des Fahrzeugs ausführt.
-
Wenn die Schalthebelanordnung zur Vermeidung von Elastizitäten im Betätigungsweg vom Schalthebel zum Getriebe mit einer Schaltstange als Betätigungselement versehen ist, führt die Kippbewegung des Motors und des Getriebes dazu, dass der Schalthebel ebenfalls eine Kippbewegung ausführt, was zu störenden Querbewegungen des Schalthebelknopfs führt. Bei mit Start-Stopp-Systemen ausgestatteten Fahrzeugen tritt dies besonders störend in den Vordergrund, da es bei jedem Start-Stopp-Vorgang zu einer Querbewegung des Schalthebelknopfs kommt.
-
Aus der Druckschrift
US 4,509,384 ist eine Schalthebelanordnung mit einem einen Schalthebelknopf aufweisenden Schalthebel zur manuellen Betätigung eines Gangwechselgetriebes eines Fahrzeugs mittels einer auf Getriebebauteile wirkenden Schaltstange bekannt. Der Schalthebel ist zudem zum Wählen verschiedener Schaltgassen und zum Schalten verschiedener Gangstufen an einem Gelenk verschwenkbar angelenkt. Schwenkbewegungen des Schalthebels werden dabei auf die Schaltstange, und von dieser auf das Gangwechselgetriebe übertragen.
-
Aus der auf die Anmelderin zurückgehende Druckschrift
DE 196 32 859 A1 ist eine Schalthebelanordnung bekannt geworden, die den Komfort mindernde, störende Bewegungen des Schalthebelknopfs im Innenraum des Fahrzeugs weitgehend vermeidet. Diese Schalthebelanordnung weist einen Schalthebel mit einem Schalthebelknopf zur manuellen Betätigung eines Gangwechselgetriebes eines Fahrzeugs mittels mindestens einer auf Getriebebauteile wirkenden Schaltstange auf. Der Schalthebel ist dabei mit einem ersten Gelenk relativ zu einem den Schalthebel am Gangwechselgetriebe axialfest an einem Stützlager abstützendem Schaltarm gelagert und ist zum Wählen verschiedener Schaltgassen in Längsrichtung des Fahrzeugs und zum Schalten verschiedener Gangstufen in Querrichtung am dem Gelenk verschwenkbar angelenkt, wobei der Schalthebel mit der Schaltstange über ein mehrere Verbindungsstangen aufweisendes Vierkugelgelenk mit der Schaltstange gekoppelt ist, derart, dass Schwenkbewegungen des Schalthebels auf Bewegungen der Schaltstange übersetzt übertragen werden.
-
Obwohl sich diese Schalthebelanordnung in der Praxis bereits positiv bewährt hat, besteht noch Raum für Verbesserungsmöglichkeiten. Die bekannte Schalthebelanordnung weist viele Bauteile auf, benötigt in einem Fahrzeug viel Bauraum, und der Einbau einer solchen Schalthebelanordnung in einem Fahrzeug ist relativ aufwendig und teuer.
-
In neueren Fahrzeugen ist der Platz im Fahrzeuginnenraum zudem in zunehmendem Maße beschränkt, da verschiedene Bauteile, wie beispielsweise die Kardanwelle, um steigenden Anforderungen gerecht zu werden, mit höherer Momentenübertragungskapazität ausgelegt werden und daher immer mehr Bauraum in Anspruch nehmen. Die Schalthebelanordnung muss deshalb im Fahrzeuginnenraum immer weiter nach oben verlegt werden. Dies führt wiederum dazu, dass der Schalthebel sehr weit oben angeordnet ist, was für manche Fahrer unangenehm ist, weil er mit erhobenem Arm Schaltbewegungen ausführen muss. insbesondere dann, wenn der Fahrer den Schalthebel für einen Schaltvorgang relativ weit bewegen muss, ist dies für den Fahrer mit der Zeit sehr anstrengend.
-
Da die Schalthebelanordnung im Fahrzeuginnenraum aus den genannten Gründen nach oben versetzt werden musste und diese mit einem Schaltarm axialfest am weiter unten angeordneten Getriebe gelagert ist, verläuft dieser Schaltarm nicht in der Horizontalebene, sondern läuft in der Regel schräg nach oben, vom Getriebe zu einem Gelenk des Schalthebels, was zu einer Verzerrung des H-Schaltmusters zu einem W-Schaltmuster führt. Wenn dann beispielsweise beim starken Beschleunigen des Fahrzeugs auch nur leichte Kippbewegungen des Getriebes auf den Schalthebel übertragen werden, so hat dies wiederum in Verbindung mit der Übertragung von Kippbewegungen zur Folge, dass die Querbewegungen des Schalthebels vergrößert werden.
-
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schalthebelanordnung bereitzustellen, die dem Fahrer eine komfortable Betätigung des Schalthebels und eine Schalt- sowie Wählbewegung im Getriebe mit geringen Betätigungswegen auszulösen ermöglicht. Zudem soll vermieden werden, dass es zu einer Verzerrung des Schaltbilds kommt.
-
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen nach dem Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in weiteren Ansprüchen beschrieben.
-
Die Erfindung schafft eine Schalthebelanordnung mit einem einen Schalthebelknopf aufweisenden Schalthebel zur manuellen Betätigung eines Gangwechselgetriebes eines Fahrzeugs mittels mindestens eines auf Getriebebauteile wirkenden Betätigungselements und einem ersten Gelenk, welches den Schalthebel relativ zu einem den Schalthebel am Gangwechselgetriebe axialfest an einem Stützlager abstützendem Schaltarm lagert, wobei der Schalthebel zum Wählen verschiedener Schaltgassen in einer ersten Richtung und zum Schalten verschiedener Gangstufen in einer zur ersten Richtung im Wesentlichen orthogonalen Richtung am ersten Gelenk verschwenkbar angelenkt ist und die Schalthebelanordnung eine mit dem Betätigungselement gekoppelte und an einem zweiten Gelenk gelagerte Betätigungsstange aufweist, die mit dem Schalthebel mittels einer Verbindungsstange gekoppelt ist, derart, dass eine Schwenkbewegung des Schalthebels zum Wählen einer Schaltgasse um einen ersten Schwenkwinkel mittels der Verbindungsstange eine Schwenkbewegung der Betätigungsstange um einen zweiten Schwenkwinkel bewirkt.
-
Auf diese Weise werden Schwenkbewegungen des Schalthebels in Wählrichtung in Schwenkbewegungen der Betätigungsstange mit einem anderen Schwenkwinkel übersetzt. Die Erfindung schafft somit eine Wählwinkelübersetzung.
-
Das zweite Gelenk, an dem die Betätigungsstange gelagert ist, ist insbesondere nicht relativ zum ersten Gelenk, an dem der Schalthebel gelagert ist, beweglich. Beide Gelenke sind miteinander gekoppelt, der Schalthebel und die Betätigungsstange sind zudem mittels der Verbindungsstange gekoppelt, was dazu führt, dass Schwenkbewegungen des Schalthebels um das erste Gelenk zu Schwenkbewegungen der Betätigungsstange um das zweite Gelenk führen.
-
Eine Verschwenkung des Schalthebels zum Wählen verschiedener Schaltgassen ist dabei in der Regel im Wesentlichen eine Schwenkbewegung quer zur Längsrichtung des Fahrzeugs. Eine Schwenkbewegung zum Schalten verschiedener Gangstufen ist in der Regel eine in einer dazu orthogonalen Richtung, also im Wesentlichen eine Schwenkbewegung in Fahrzeuglängsrichtung.
-
Gemäß der Erfindung ist nicht der Schalthebel, sondern die Betätigungsstange mit dem auf wenigstens ein Getriebebauteil direkt wirkenden Betätigungselement gekoppelt. Eine Schwenkbewegung am Schalthebel zum Wählen einer Schaltgasse wird somit zuerst mit einer Übersetzung auf das Betätigungselement und dann über das Betätigungselement weiter übertragen. Das auf wenigstens ein Getriebebauteil wirkende Betätigungselement ist beispielsweise eine mit einer Schaltwelle des Getriebes gekoppelte Schaltstange.
-
Die Übersetzung der Schwenkbewegung des Schalthebels wird gemäß der Erfindung von dem Schalthebel nur über eine einzige Verbindungsstange auf eine einzige Betätigungsstange, und von der einen Betätigungsstange auf das auf Getriebebauteile wirkende Betätigungselement übertragen. Zwischen dem Betätigungselement und dem Schalthebel ist also kein komplizierter Aufbau mit einer Vielzahl von Stangen und Lagern vorgesehen, über welche Schwenkbewegungen des Schalthebels übersetzt auf das Betätigungselement übertragen werden.
-
Je nach Ausführungsform der Schalthebelanordnung sind der Schalthebel und die Betätigungsstange zwar mit mehr als einer Stange gekoppelt, eine einzige Verbindungsstange genügt aber gemäß der Erfindung, um die Schwenkbewegungen von dem Schalthebel auf die Betätigungsstange zu übertragen. Eine erfindungsgemäße Schalthebelanordnung zeichnet sich damit unter anderem dadurch aus, dass sie aus nur wenigen Bauteilen aufgebaut ist. Sie ist somit auch relativ kostengünstig und beansprucht weniger Platz im Fahrzeuginnenraum als bekannte Schalthebelanordnungen.
-
Da Schwenkbewegungen des Schalthebels zum Wählen einer Schaltgasse übersetzt auf die Betätigungsstange und somit auch übersetzt auf das Getriebe übertragen werden, kann die Länge des Schalthebels dem Bedarf entsprechend kürzer oder auch länger ausgelegt werden als bei bekannten Schalthebelanordnungen, und die Längen von Schalthebel, Verbindungsstange und Betätigungsstange lassen sich so aufeinander abstimmen, dass eine wunschgemäße Verschwenkung des Schalthebels erreicht wird, um eine Wahl der Schaltgasse im Getriebe zu bewirken. Das Wählen einer Schaltgasse ist somit für den Fahrer komfortabler als bei der bekannten Schalthebelanordnung.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schalthebelanordnung ist der zweite Schwenkwinkel größer als der erste Schwenkwinkel. In diesem Fall genügt eine durch den Fahrer vorgenommene Schwenkbewegung des Schalthebels um einen kleineren Schwenkwinkel, um eine Schwenkbewegung der Betätigungsstange um einen größeren Winkel in Wählrichtung zu bewirken.
-
Folglich kann der Schalthebel, und insbesondere der für den Fahrer sichtbare, in der Regel oberhalb des ersten Gelenks liegende Teil des Schalthebels kürzer ausgelegt werden, da auch kleinere Schwenkbewegungen des Schalthebels genügen, um dank der mittels der Betätigungsstange übersetzten Bewegung eine ausreichende Verlagerung eines Schaltelements im Getriebe zu bewirken und somit die Wahl einer Schaltgasse im Getriebe einzuleiten.
-
Da der Schalthebel kürzer ausgelegt werden kann, kann auch das obere Ende des Schalthebels, an dem in der Regel ein Schalthebelknopf angeordnet ist, welcher als Griff für den Fahrer zur Bedienung des Schalthebels ausgebildet ist, weiter nach unten verlegt werden.
-
Wenn das erste Gelenk, an dem der Schalthebel schwenkbar gelagert ist, weiter unten angeordnet werden kann, verläuft zudem auch ein das Gelenk mit dem Getriebe verbindender Schaltarm weniger steil oder überhaupt nicht schräg nach oben, wie dies bei bekannten Schalthebelanordnungen der Fall ist. Somit werden die angesprochenen Probleme der Verzerrung des Schaltmusters vermieden.
-
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist ein erster Endbereich der Verbindungsstange in einem ersten Abstand vom ersten Gelenk am Schalthebel angelenkt, und ein zweiter Endbereich der Verbindungsstange ist in einem vom ersten Abstand abweichenden, zweiten Abstand vom zweiten Gelenk an der Betätigungsstange angelenkt. Der zweite Abstand ist dabei vorzugsweise kleiner als der erste Abstand.
-
Der Abschnitt des Schalthebels, der vom ersten Gelenk bis zu der Verbindung mit dem ersten Endbereich der Verbindungsstange reicht, wobei es sich bei diesem Abschnitt in der Regel um einen unterhalb des ersten Gelenks liegenden, für den Fahrer nicht sichtbaren Abschnitt des Schalthebels handelt, weist in diesem Fall nicht dieselbe Länge auf wie der Abschnitt der Betätigungsstange, der vom zweiten Gelenk bis zu dem zweiten Endbereich der Verbindungsstange reicht.
-
Zum Wählen einer Schaltgasse betätigt der Fahrer den oberhalb des ersten Gelenks liegenden Abschnitt des Schalthebels in Querrichtung zum Fahrzeug, und zwar um einen bestimmten Wählwinkel. Der Schalthebel wird somit um das erste Gelenk verschwenkt. Dabei bewegen sich die oberhalb und unterhalb des ersten Gelenks liegenden Endbereiche des Schalthebels jeweils auf Kreisbahnen mit dem ersten Gelenk als Mittelpunkt um denselben Winkel.
-
Die Verbindungsstelle von Schalthebel und Verbindungsstange bewegt sich also infolge einer solchen Schwenkbewegung des Schalthebels auf einer Kreisbahn um das erste Gelenk, und zwar um den Wählwinkel. Der Radius dieser Kreisbahn entspricht dabei der Länge des Abschnitts des Schalthebels zwischen dem ersten Gelenk und der Verbindungsstelle zwischen dem Schalthebel und der Verbindungsstange. Infolgedessen wird die gesamte Verbindungsstange verschoben, also verschiebt sich auch das andere Ende der Verbindungsstange, also die Verbindungsstelle zwischen der Betätigungsstange und der Verbindungsstange. Die Verbindungsstelle zwischen der Betätigungsstange und der Verbindungsstange bewegt sich dabei auf einer Kreisbahn um das zweite Gelenk, wobei der Radius dieser Kreisbahn der Länge des Abschnitts der Betätigungsstange zwischen dem zweiten Gelenk und der Verbindung zwischen der Betätigungsstange und der Verbindungsstange entspricht.
-
Da die Verbindungsstange mit der Betätigungsstange und dem Schalthebel nicht starr, sondern gelenkig verbunden ist, kann sich dabei der Winkel zwischen der Verbindungsstange und der Betätigungsstange, beziehungsweise zwischen der Verbindungsstange und dem Schalthebel, während den beschriebenen Schwenkbewegungen des Schalthebels und der Betätigungsstange ändern.
-
Da die vorstehend beschriebenen Abschnitte des Schalthebels und der Betätigungsstange unterschiedlich lang sind und folglich die Radien der angesprochenen Kreisbahnen, auf denen sich die beiden Verbindungsstellen zwischen der Verbindungsstange und dem Schalthebel einerseits, und zwischen der Verbindungsstange und der Betätigungsstange andererseits, bewegen, ebenfalls unterschiedlich lang sind, führt eine Auslenkung des Schalthebels um einen bestimmten Schalthebelwählwinkel zu einer Schwenkbewegung der Betätigungsstange um einen von dem Schalthebelwählwinkel abweichenden, vorzugsweise größeren Betätigungsstangenwählwinkel.
-
Die erfindungsgemäße Schalthebelanordnung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass eine Schwenkbewegung der Betätigungsstange zum Wählen einer Schaltgasse eine Drehbewegung des Betätigungselements bewirkt. Eine Schwenkbewegung der Betätigungsstange wird dabei, wie vorstehend beschrieben, durch eine Schwenkbewegung des Schalthebels bewirkt.
-
Das Betätigungselement ist dabei mit dem Getriebe drehbar gekoppelt, so dass es Drehbewegungen um seine Längsachse ausführen kann. In der Regel ist das Betätigungselement als eine mit einer Schaltwelle des Getriebes gekoppelte Schaltstange ausgebildet. Wird die Betätigungsstange verschwenkt, so wird auch der mit der Betätigungsstange gekoppelte Abschnitt des Betätigungselements verschwenkt. Der Abschnitt der Schaltstange, der mit dem Getriebe gekoppelt ist, bleibt dabei ortsfest, dreht sich aber um seine eigene Längsachse.
-
Eine Schwenkbewegung des Schalthebels zum Schalten verschiedener Gangstufen bewirkt hingegen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine translatorische Bewegung des Betätigungselements. Eine Schwenkbewegung des Schalthebels zum Schalten wird somit vorzugsweise in eine translatorische Bewegung, eine Schwenkbewegung zum Wählen hingegen in eine Drehbewegung des Betätigungselements übersetzt.
-
Eine Schaltbewegung des Schalthebels zum Schalten verschiedener Gangstufen wird über eine weitgehend in Längsrichtung des Fahrzeugs ausgeführte Schwenkbewegung ausgeführt. Über die Verbindungsstange wird diese weitgehend translatorische Bewegung auch auf die Betätigungsstange, und von der Betätigungsstange schließlich auf das Betätigungselement übertragen.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schalthebelanordnung weist der Schalthebel einen ersten Abschnitt vorbestimmter Länge zur Anordnung eines Schalthebelknopfes und einen mit dem ersten Abschnitt mittels des ersten Gelenks gekoppelten zweiten Abschnitt vorbestimmter Länge zur Anordnung der Verbindungsstange auf, wobei die beiden Abschnitte eine unterschiedliche Länge aufweisen. Der erste Abschnitt liegt dabei oberhalb des ersten Gelenks, und der zweite Abschnitt unterhalb des ersten Gelenks.
-
Da die beiden Abschnitte des Schalthebels beide um das erste Gelenk verschwenkt werden, führt eine Verschwenkung des ersten Abschnitts um einen bestimmten Winkel jeweils um eine Verschwenkung des zweiten Abschnitts um denselben Winkel. Da die beiden Abschnitte aber eine unterschiedliche Länge aufweisen, werden die Endstücke der beiden Abschnitte auf ihren Kreisbahnen um das erste Gelenk zwar um denselben Winkel, aber um unterschiedliche lange Kreisumfangsabschnitte verschoben. Am Endstück des ersten Abschnitts ist dabei vorzugsweise der Schalthebelknopf angeordnet, das Endstück des zweiten Abschnitts wird durch die Verbindungsstelle des Schalthebels mit der Verbindungsstange gebildet. Auf diese Weise findet eine Übersetzung von Schwenkbewegungen des Schalthebelknopfs auf Schwenkbewegungen der Verbindungsstelle des Schalthebels mit der Verbindungsstange statt.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung führt eine Auslenkung des Schalthebels in Wählrichtung um einen Schalthebelwählwinkel zu einer Auslenkung der Betätigungsstange um einen Betätigungsstangenwählwinkel, der größer ist als der Schalthebelwählwinkel.
-
Dies wird beispielsweise, wie vorstehend beschrieben wurde, dadurch erreicht, dass der Abschnitt des Schalthebels von dem ersten Gelenk zu der Verbindungsstelle mit der Verbindungsstange länger ausgebildet wird als der Abschnitt der Betätigungsstange von dem zweiten Gelenk zu der Verbindungsstelle mit der Verbindungsstange. Auf diese Weise genügen Auslenkungen des Schalthebels um kleine Schalthebelwählwinkel um eine Auslenkung der Betätigungsstange um einen größeren Betätigungsstangenwählwinkel auszulösen und somit um eine die Wahl der Schaltgasse im Getriebe zu bewirken.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schalthebelanordnung ist ein erster Endbereich der Verbindungsstange mittels einer ersten Buchse mit einem Endstück eines zweiten Abschnitts des Schalthebels gekoppelt, und ein zweiter Endbereich der Verbindungsstange ist mittels einer zweiten Buchse mit der Betätigungsstange gekoppelt.
-
Der zweite Abschnitt des Schalthebels ist dabei vorzugsweise unterhalb des ersten Gelenks angeordnet. Da der Schalthebel mit der Verbindungsstange mittels der ersten Buchse gekoppelt ist, können Relativbewegungen zwischen dem Schalthebel und der Verbindungsstange stattfinden. Insbesondere der eingeschlossene Winkel zwischen dem Schalthebel und der Verbindungsstange ist also variabel. Da die Betätigungsstange mit der Verbindungsstange mittels einer zweiten Buchse gekoppelt ist, können auch Relativbewegungen zwischen der Betätigungsstange und der Verbindungsstange ausgeführt werden. Solche Relativbewegungen ermöglichen, dass eine Verschwenkung des Schalthebels um einen ersten Winkel zu einer Verschwenkung der Betätigungsstange um einen zweiten, vom ersten abweichenden Winkel führt.
-
Die Betätigungsstange ist zudem vorzugsweise auch mit dem Betätigungselement mittels einer dritten Buchse gekoppelt. Eine Verschwenkung der Betätigungsstange führt zu einer Änderung der Relativdrehwinkellage der dritten Buchse und dem in der dritten Buchse befindlichen Teil der Betätigungsstange.
-
Vorzugsweise sind die erste und/oder die zweite und/oder die dritte Buchse mit Schmiermittel versehen, und weisen zur Schmierung eine entsprechende Schmiernut auf. Durch eine entsprechende Schmierung der Buchsen ist sichergestellt, dass es zwischen den mittels der Buchse gekoppelten Bauteilen zu weniger Reibung und Verschleiß kommt. Auch eine selbstschmierende Ausgestaltung der Buchsen ist nach der Erfindung vorgesehen.
-
Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schalthebelanordnung weist das Betätigungselement mehrere weitgehend senkrecht zueinander stehende Abschnitte auf und ist mit wenigstens einer Schaltwelle des Gangwechselgetriebes gekoppelt. Durch eine geeignete Wahl der Länge der Abschnitte des Betätigungselements lässt sich dabei ein möglichst optimales „Packaging” im Fahrzeug erzielen. Auf diese Weise kann die erfindungsgemäße Schalthebelanordnung an die baulichen Eigenheiten eines Fahrzeugs angepasst werden und hat auch neben einer Vielzahl von anderen, in der Nähe des Getriebes angeordneten und viel Raum beanspruchenden Bauteilen genügend Platz, ohne, dass es bei translatorischen Bewegungen oder bei Drehbewegungen des Betätigungselements zu Kollisionen mit anderen Bauteilen kommt.
-
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer bekannten Schalthebelanordnung;
-
2 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schalthebelanordnung;
-
3A eine schematische Ansicht eines Schalthebels einer erfindungsgemäßen Schalthebelanordnung in einer einer ersten Schaltgasse entsprechenden Stellung;
-
3B eine schematische Ansicht eines Schalthebels einer erfindungsgemäßen Schalthebelanordnung in einer einer zweiten Schaltgasse entsprechenden Stellung; und
-
3C eine schematische Ansicht eines Schalthebels einer erfindungsgemäßen Schalthebelanordnung in einer einer dritten Schaltgasse entsprechenden Stellung.
-
1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer bekannten Schalthebelanordnung 18. Es ist ein Gangwechselgetriebe 19 schematisch dargestellt, welches fünf Gangstufen für die Vorwärtsbewegung eines nicht näher dargestellten Fahrzeugs und einen Rückwärtsgang aufweist. An dem Gehäuse des Gangwechselgetriebes 19 ist zudem ein Abtriebsflansch 20 vorgesehen, an dem beispielsweise eine nicht näher dargestellte Kardanwelle des Fahrzeugs angeflanscht werden kann.
-
Die erste und die zweite Gangstufe des Gangwechselgetriebes 19 liegen in einer ersten, die dritte und die vierte Gangstufe in einer zweiten, die fünfte Gangstufe sowie der Rückwärtsgang in einer dritten Schaltgasse. Der Fahrer kann mittels eines Schalthebels 22 einerseits die Schaltgasse wählen und andererseits innerhalb einer Schaltgasse zwischen den Gangstufen schalten. Zur einfachen Bedienung weist der Schalthebel 22 einen Schalthebelknopf 21 auf.
-
Der Schalthebel 22 ist von einem weitgehend in der Horizontalebene verlaufenden Schaltarm 23 axialfest an einem Stützlager 24 am Gangwechselgetriebe 19 abgestützt. Zudem ist der Schalthebel 22 relativ zu dem Schaltarm 23 an einem Gelenk 26 gelagert. Eine Verschwenkung des Schalthebels 22 in Längsrichtung des Fahrzeugs, angedeutet mit den Pfeilen S, dient dabei zum Schalten zwischen verschiedenen Schaltstufen des Gangwechselgetriebes 19, eine Verschwenkung des Schalthebels 22 in Querrichtung relativ zum Fahrzeug, angedeutet mit den Pfeilen W, dient zum Wählen zwischen verschiedenen Schaltgassen.
-
Der Schalthebel 22 ist an seinem unterhalb des Gelenks 26 liegenden Ende mittels einer Buchse 27 mit einer auf das Gangwechselgetriebe 19 wirkenden Schaltstange 28 gekoppelt. Um innerhalb des Gangwechselgetriebes 19 zu schalten oder zu wählen, ist die Schaltstange 28 mit einer nicht näher dargestellten, innerhalb des Gangwechselgetriebes 19 angeordneten Schaltwelle gekoppelt.
-
Wenn der Fahrer eine Schaltgasse wählen will, so verschwenkt er den Schalthebel 22 in Wählrichtung (W). Dabei wird auch das mit der Schaltstange 28 gekoppelte Ende des Schalthebels 22 verschwenkt. Eine Verschwenkung des mit der Schaltstange 28 verbundenen Endbereichs der Betätigungsstange 22 wird dabei in eine Drehbewegung der Schaltstange 28 übersetzt. Die Drehbewegungen der Schaltstange 28 führen dann schließlich über die mit der Schaltstange 28 gekoppelte Schaltwelle zur Wahl einer entsprechenden Schaltgasse im Gangwechselgetriebe.
-
Wenn der Fahrer innerhalb einer Schaltgasse zwischen zwei Schaltstufen schalten will, so verschwenkt er den Schalthebel 22 in Schaltrichtung (S). Infolge einer Verschwenkung des Schalthebels 22 um einen Schaltwinkel, wird auch die mit der Schaltstange 28 verbundene erste Buchse 27 translatorisch in Längsrichtung des Fahrzeugs verschoben. Diese translatorische Bewegung wird auf die Schaltstange 28 und über diese auf das Gangwechselgetriebe 19 übertragen.
-
Über das Längenverhältnis der beidseits des Gelenks 26 angeordneten einzelnen Teilabschnitte des Schalthebels 22 kann der zum Schalten (S) notwendige Betätigungsweg am Schalthebelknopf 21 beeinflusst werden, was dazu führt, dass der unterhalb des Gelenks 26 angeordnete Teilabschnitt eine vorbestimmte Länge aufweisen muss. Unterhalb des Gelenks 26 verläuft die nicht näher dargestellte, am Flansch 20 festgelegte Kardanwelle des Fahrzeugs, so dass das Gelenk 26 in Hochachsrichtung des Schalthebels 22 nach oben gesetzt werden muss.
-
Da das Gelenk 26 weiter oben angeordnet ist als das Stützlager 24, mit welchem der Schalthebel 22 am Gangwechselgetriebe 19 gelagert ist, verläuft ein Abschnitt 25 des Schaltarms 23, in Richtung zum Gelenk 26 hin schräg nach oben, was zu der Eingangs genannten Verzerrung des Schaltschemas führt. Wenn ein Fahrzeug mit der bekannten Schalthebelanordnung 18 stark beschleunigt wird, kann es dazu kommen, dass Kippbewegungen des Gangwechselgetriebes 19 auf den Schaltarm 23 und dann auch auf den Schalthebel 22 übertragen werden. Dabei gerät auch das Gelenk 26 in leichte Schräglage bezüglich der Horizontalebene. Dies hat zur Folge, dass der Schalthebel eine deutliche Querbewegung ausführt. Die genannten Nachteile werden mittels einer erfindungsgemäßen Schalthebelanordnung 1 behoben.
-
2 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schalthebelanordnung 1. Diese weist ein Gangwechselgetriebe 4 auf, welches wiederum fünf Gangstufen für die Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs und einen Rückwärtsgang aufweist. An dem Gehäuse des Gangwechselgetriebes 4 ist zudem ein Abtriebsflansch 16 vorgesehen, an dem eine nicht näher dargestellte Kardanwelle des Fahrzeugs angeflanscht werden kann.
-
Wie bei der bekannten Schalthebelanordnung 18 kann der Fahrer mittels eines Schalthebels 2 mit einem Schalthebelknopf 3 einerseits die Schaltgasse wählen und andererseits innerhalb einer Schaltgasse zwischen den Gangstufen schalten. Der Schalthebel 2 ist an einem weitgehend in der Horizontalebene verlaufenden Schaltarm 5 axialfest an einem Stützlager 6 am Gangwechselgetriebe 4 abgestützt. Außerdem ist der Schalthebel 2 relativ zu dem Schaltarm 5 an einem ersten Gelenk 7 gelagert.
-
Eine Verschwenkung des Schalthebels 2 in Längsrichtung des Fahrzeugs, angedeutet mit den Pfeilen S, dient dabei zum Schalten zwischen verschiedenen Gangstufen des Gangwechselgetriebes 4, eine Verschwenkung des Schalthebels 2 in Querrichtung relativ zum Fahrzeug, angedeutet mit den Pfeilen W, dient zum Wählen zwischen verschiedenen Schaltgassen.
-
Wenn der Fahrer den Schalthebelknopf 3 bewegt, wird der oberhalb des ersten Gelenks 7 liegende Abschnitt 31 des Schalthebels 2 verschwenkt, und folglich wird auch ein unterhalb des ersten Gelenks 7 liegender Abschnitt 8 des Schalthebels 2 verschwenkt, und zwar um denselben Winkel wie der oberhalb des ersten Gelenks 7 liegende Abschnitt 31 des Schalthebels 2.
-
Die erfindungsgemäße Schalthebelanordnung 1 weist eine bei der dargestellten Ausführungsform parallel zum Schalthebel 2 angeordnete Betätigungsstange 9 auf, welche an einem zweiten Gelenk 10 gelagert ist. Das erste Gelenk 7 und das zweite Gelenk 10 sind dabei starr miteinander verbunden. Die Betätigungsstange 9 und der Schalthebel 2 sind zudem mit einer Verbindungsstange 11 gekoppelt.
-
Der Endabschnitt des unterhalb des ersten Gelenks 7 liegenden Abschnitts 8 des Schalthebels 2 ist mit der Verbindungsstange 11 mittels eines in den 3A, 3B und 3C gezeigten dritten Gelenks 29, welches in einer erste Buchse 12 gelagert ist, gekoppelt. Die erste Buchse 12 ist mit Schmierstoff versehen oder selbstschmierend ausgeführt und ermöglicht eine Relativbewegung zwischen dem Schalthebel 2 und der Verbindungsstange 11, durch die sich insbesondere auch der Winkel zwischen dem Schalthebel 2 und der Verbindungsstange 11 verändern kann, bei gleichzeitig geringer Reibung.
-
Die Verbindungsstange 11 ist zudem an ihrem anderen Ende mittels eines ebenfalls in den 3A, 3B und 3C gezeigten vierten Gelenks 30, welches in einer zweiten Buchse 13 gelagert ist, mit der Betätigungsstange 9 gekoppelt. Die zweite Buchse 13 ist entsprechend der Buchse 12 ausgeführt und ermöglicht eine Relativbewegung zwischen der Betätigungsstange 9 und der Verbindungsstange 11, durch die sich wiederum auch der dazwischen liegende Winkel verändern kann, bei gleichzeitig geringer Reibung und geringem Verschleiß.
-
Die Betätigungsstange 9 ist an ihrem dem zweiten Gelenk 10 gegenüberliegenden Endbereich mittels einer dritten Buchse 14 mit einer auf das Gangwechselgetriebe 4 wirkenden Schaltstange 15 gekoppelt. Die Schaltstange 15 ist dazu mit einer innerhalb des Gangwechselgetriebes 4, nicht näher dargestellten Schaltwelle gekoppelt. Die dritte Buchse 14 ist entsprechend der Buchse 12 ausgeführt und ermöglicht eine Relativbewegung zwischen der Betätigungsstange 9 und der Schaltstange 15, bei der sich die Relativdrehwinkellage zwischen der Betätigungsstange 9 und der dritten Buchse 14 ändert.
-
Wenn der Fahrer eine Schaltgasse wählen will, so verschwenkt er den Schalthebel 2 in Wählrichtung (W). Der Schalthebelknopf 3 bewegt sich dabei auf einer Kreisbahn um das erste Gelenk 7 als Mittelpunkt. Der dem Schalthebelknopf 3 gegenüberliegende Endbereich des Schalthebels 2, also die Verbindungsstelle zwischen dem Schalthebel 2 und der Verbindungsstange 11 bewegt sich ebenfalls auf einer Kreisbahn mit dem ersten Gelenk 7 als Mittelpunkt.
-
Folglich bewegt sich auch die erste Buchse 12 auf der Kreisbahn, und die Verbindungsstange 11 wird verschoben. Diese überträgt über die zweite Buchse 12 ihre Bewegung auf die Betätigungsstange 9, die daher verschwenkt wird, und sich der Endbereich der Betätigungsstange 9, der mit der Schaltstange 15 gekoppelt ist, sich auf einer Kreisbahn mit dem zweiten Gelenk 10 als Mittelpunkt bewegt.
-
Eine Auslenkung des Schalthebels 2 um einen bestimmen Schalthebelwählwinkel führt bei der dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schalthebelanordnung 1 zu einer Auslenkung der Betätigungsstange 9 um einen Betätigungsstangenwählwinkel, der größer ist als der Schalthebelwählwinkel. Das Übersetzungsverhältnis zwischen den beiden Winkeln wird dabei insbesondere vom Verhältnis zwischen der Länge des Abschnitts 8 des Schalthebels 2, der zwischen dem ersten Gelenk 7 und der ersten Buchse 12 liegt, und der Länge des Abschnitts der Betätigungsstange 9, der zwischen dem zweiten Gelenk 10 und der zweiten Buchse 13 liegt, bestimmt.
-
Bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung genügt also eine Auslenkung des Schalthebels 2 um einen kleineren Schalthebelwählwinkel, um die Betätigungsstange 9 um einen größeren Betätigungsstangenwählwinkel auszulenken. Es findet somit eine Wählwinkelübersetzung statt.
-
Eine Verschwenkung des mit der Schaltstange 15 verbundenen Endbereichs der Betätigungsstange 9 führt zu einer Drehbewegung der Schaltstange 15. Wenn der Schalthebel 2 nach rechts verschwenkt wird, so führt die Schaltstange 15 eine Drehbewegung im Uhrzeigersinn aus, und umgekehrt. Die Drehbewegungen der Schaltstange 15 werden dann schließlich über die mit der Schaltstange 15 gekoppelte Schaltwelle in eine Wählbewegung innerhalb des Gangwechselgetriebes 4 übersetzt.
-
3A zeigt eine schematische Seitenansicht des Schalthebels 2 in einer Position, in welcher eine erste Schaltgasse mit der dritten und der vierten Gangstufe gewählt ist. In dieser Position beträgt der Schalthebelwählwinkel α1 Null Grad. Der Schalthebel 2 verläuft weitgehend vertikal vom Schalthebelknopf 3 zum ersten Gelenk 7 und schließlich zum dritten Gelenk 29.
-
Der Schalthebel 2 ist über das dritte Gelenk 29 mit der Verbindungsstange 11 gekoppelt, und diese ist wiederum über das vierte Gelenk 30 mit der Betätigungsstange 9 gekoppelt. Bei der in 3A gezeigten Position des Schalthebels 2 verläuft auch die Betätigungsstange 9 weitgehend vertikal, also beträgt hier auch der Betätigungsstangenwählwinkel α2 Null Grad.
-
Die 3B zeigt dieselbe Anordnung, wenn eine zweite Schaltgasse gewählt wurde. Bei der dargestellten Ausführungsform handelt es sich hierbei um die Schaltgasse mit der fünften Gangstufe sowie dem Rückwärtsgang. Der Schalthebel 3 musste, um diese Schaltgasse zu erreichen, nach rechts bewegt werden. Der Schalthebelwählwinkel α1 ist nun größer als Null geworden. Das aus den vier Gelenken 7, 10, 29, 30 bestehende Viergelenk sorgt für eine Übersetzung des Wählwinkels. Infolge der Verschwenkung des Schalthebels 2 gegenüber der in 3A gezeigten Position wird die Betätigungsstange 11 über das dritte Gelenk 29 verschwenkt, und diese überträgt die Bewegung wiederum über das vierte Gelenk 30 auf die Betätigungsstange 9. Der Betätigungsstangenwählwinkel α2 ist nun auch größer als Null und insbesondere auch größer als α1.
-
Die 3C zeigt schließlich dieselbe Anordnung, wenn eine dritte Schaltgasse, bei der dargestellten Ausführungsform diejenige mit der ersten und der zweiten Gangstufe, gewählt wurde. Der Schalthebel 2 muss, um diese Position zu erreichen, gegenüber der in der 3A gezeigten Position in der Figurenebene nach links verschwenkt werden. Der Schalthebelwählwinkel α3 ist wiederum größer als Null. Die Verschwenkung wird wiederum über die Verbindungsstange 11 auf die Betätigungsstange 9 übertragen, wobei der Wählwinkel wiederum übersetzt wird. Der Betätigungsstangenwählwinkel α4 ist dabei wiederum größer als der Schalthebelwählwinkel α3.
-
Wenn der Fahrer hingegen innerhalb einer Schaltgasse zwischen zwei Schaltstufen schalten will, so verschwenkt er den Schalthebel 2, wie in 2 mit den Pfeifen S angedeutet, in Schaltrichtung. Der Schalthebelknopf 3 bewegt sich dabei auf einer Kreisbahn um das erste Gelenk 7 als Mittelpunkt. Der Schalthebel 2 ist bei der dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schalthebelanordnung 1 sehr kurz ausgeführt, und geringe Verschwenkungen des Schalthebels 2 genügen bereits, um zwischen Gangstufen des Gangwechselgetriebes 4 zu schalten. Infolge einer Verschwenkung des Schalthebels 2 um einen Schaltwinkel wird die Verbindungsstelle zwischen dem Schalthebel 2 und der Verbindungsstange 11 bei der ersten Buchse 12 näherungsweise translatorisch, in Längsrichtung des Fahrzeugs verschoben.
-
Eine weitgehend translatorische Verschiebung der ersten Buchse 12 und damit eines Endstücks der Verbindungsstange 11 führt ebenfalls zu einer weitgehend translatorischen Verschiebung der Verbindungsstelle zwischen der Verbindungsstange 11 und der Betätigungsstange 9. Auf diese Weise wird die Betätigungsstange 9 in Längsrichtung des Fahrzeugs verschwenkt. Die Auslenkungen des mit der Schaltstange 15 verbundenen Endstücks und damit der dritten Buchse 14, können wiederum aufgrund der kleinen Auslenkungen näherungsweise als translatorische Bewegungen in Längsrichtungen des Fahrzeugs betrachtet werden.
-
Die Schaltstange 15 weist außerdem mehrere zueinander senkrecht stehende Abschnitte 17 auf. Die Schaltstange 15 ist so ausgelegt, damit andere Bauteile zwischen dem Gangwechselgetriebe 4 und der Betätigungsstange 9 angeordnet werden können, und die Schaltstange 15, auch im Zug von translatorischen Bewegungen und Drehbewegungen, nicht mit einem anderen Bauteil kollidiert.
-
Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung kann die Schaltstange 15 auch eine vom dargestellten Fall abweichende Anzahl Abschnitte 17 aufweisen, und die Längen der Abschnitte 17 können ebenfalls abweichen. Die Form der Schaltstange 15 sowie die Anzahl und die Länge der Abschnitte 17 können auf die jeweilige Lage und Geometrie der zur Schaltanordnung 1 benachbart angeordneten Bauteile ausgelegt werden.
-
Hinsichtlich vorstehend im Einzelnen nicht näher erläuterter Merkmale der Erfindung wird im Übrigen ausdrücklich auf die Patentansprüche und die Zeichnungen verwiesen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Schalthebelanordnung
- 2
- Schalthebel
- 3
- Schalthebelknopf
- 4
- Gangwechselgetriebe
- 5
- Schaltarm
- 6
- Stützlager
- 7
- erstes Gelenk
- 8
- zweiter Abschnitt des Schalthebels
- 9
- Betätigungsstange
- 10
- zweites Gelenk
- 11
- Verbindungsstange
- 12
- erste Buchse
- 13
- zweite Buchse
- 14
- dritte Buchse
- 15
- Betätigungselement, Schaltstange
- 16
- Abtriebsflansch
- 17
- Abschnitt der Schaltstange
- 18
- Schalthebelanordnung nach dem Stand der Technik
- 19
- Gangwechselgetriebe
- 20
- Abtriebsflansch
- 21
- Schalthebelknopf
- 22
- Schalthebel
- 23
- Schaltarm
- 24
- Stützarm
- 25
- Abschnitt des Schaltarms
- 26
- Schalthebelgelenk
- 27
- Buchse
- 28
- Schaltstange
- 29
- drittes Gelenk
- 30
- viertes Gelenk
- 31
- erster Abschnitt des Schalthebels
- α1
- Schalthebelwählwinkel
- α2
- Betätigungsstangenwählwinkel
- α3
- Schalthebelwählwinkel
- α4
- Betätigungsstangenwählwinkel
- S
- Pfeil
- W
- Pfeil
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- US 4509384 [0005]
- DE 19632859 A1 [0006]