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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Getriebe-Wählhebelbaugruppe gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Im Stand der Technik ist es bekannt, zur Interaktion zwischen Fahrer und Getriebe, insbesondere bei Getriebeautomaten oder Automatikgetrieben, Wählhebel-Baugruppen zu verwenden, über deren Wählhebel Fahrstufen gewählt werden können, zum Beispiel P, N, D, R oder auch weitere Abstufungen. Innerhalb einer Wählhebelbaugruppe wirkt der Wählhebel hierbei mit einem Steuergerät zusammen, um die jeweilige Stellung des Wählhebels, welche mit dem Fahrerwunsch korrespondiert, zu detektieren. Bei mechanischer Ansteuerung des Steuergeräts ist es hierbei bekannt, einen Rotor zu verwenden, an welchem der Wählhebel mit einem Eingriffselement eingreift, wobei der Rotor in Abhängigkeit der Wählhebelstellung verdreht wird. Die Drehstellung kann von einer Sensorik des Steuergeräts detektiert und eine Getriebestellung korrespondierend mit der detektierten Stellung eingenommen werden. Ein gattungsgemäßes Steuergerät ist zum Beispiel aus der Druckschrift
DE 10 2006 000 855 A1 bekannt, ein elektronisches Wählhebelmodul zeigt weiterhin die Druckschrift
DE 10 2006 021 078 B3 .
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Im Zusammenhang mit Getriebe-Wählhebelbaugruppen der gattungsgemäßen Art ist es wünschenswert, den Winkelbereich zwischen jeweiligen Fahrstufenstellungen für den Wählhebel, i.e. dessen Winkelfächer, anwendungsspezifisch oder kundenwunschabhängig variieren zu können, insbesondere vergrößern zu können. Dies erfordert jedoch eine kostspielige Änderung am Steuergerät, insoweit als bei verändertem Winkelfächer des Wählhebels korrespondierend das Leiterplattenlayout des Steuergeräts für die Sensorik geändert werden muss.
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Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Getriebe-Wählhebelbaugruppe für eine vorteilhaft einfache Realisierung eines veränderten Winkelfächers für den Wählhebel anzugeben.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Vorgeschlagen wird erfindungsgemäß eine Getriebe-Wählhebelbaugruppe für ein Kraftfahrzeuggetriebe, insbesondere eines Automobils. Die Getriebe-Wählhebelbaugruppe, welche insbesondere zur Einnahme von Getriebestellungen an einem Automatikgetriebe vorgesehen ist, weist – zur Interaktion mit einem Nutzer – einen Wählhebel auf sowie ein Lager, an welchem der Wählhebel in einer Rotationsebene um eine Lager- bzw. Rotationsachse schwenkbar ist. Das Lager kann insbesondere mittels eines Steuergeräts der Baugruppe gebildet sein, z.B. als Lagerbock.
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Erfindungsgemäß ist mit dem Wählhebel eine Adaptiervorrichtung mit einem Betätigungselement für einen Rotor eines Steuergeräts wirkverbunden, mittels derer eine Auslenkung des Wählhebels um dessen Lagerachse in eine Auslenkung des Betätigungselements, insbesondere in einer zur Rotationsebene des Wählhebels parallelen Ebene und weiterhin insbesondere um die Lagerachse, zur Rotorbetätigung übersetzt wird. Das Betätigungselement kann hierbei ein Zapfen, ein Stift oder allgemein ein Eingriffselement oder -abschnitt zum Eingriff an dem Rotor sein, d.h. zur Betätigung des Rotors.
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Die erfindungsgemäße Getriebe-Wählhebelbaugruppe, deren Adaptiervorrichtung zur Übersetzung der Auslenkung des Wählhebels ausgebildet ist, realisiert vorteilhaft, für den Wählhebel einen Winkelfächer korrespondierend mit Winkelbereichen zwischen anwählbaren Fahrstufen bereitstellen zu können, welcher sich von jenem des Betätigungselements für dieselben Fahrstufen unterscheidet, d.h. eine Adaptierung eines Winkelfächers an einen davon verschiedenen Winkelfächer. Mittels der Adaptiervorrichtung wird erfindungsgemäß insbesondere ein Übersetzungsverhältnis > 1 oder < 1 bei der Übersetzung der Auslenkung realisiert.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bezeichnet der Begriff Auslenkung eine Drehauslenkung, insbesondere um einen Drehwinkel, welcher bei einer rotatorischen Bewegung des Wählhebels überstrichen wird. Abgestellt wird hierbei auf einen Drehwinkel in einer Ebene gleich der oder parallel zur Rotationsebene des Wählhebels, wobei die in der Richtung einer Flächennormalen zur Rotationsebene verlaufende Lagerachse des Wählhebels je den Scheitel des Drehwinkels bildet.
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Bevorzugt ist die Getriebe-Wählhebelbaugruppe derart ausgebildet, dass die Adaptiervorrichtung, welche bevorzugt rein mechanisch arbeitet, die Auslenkung des Wählhebels in eine Auslenkung des Betätigungselements untersetzt, d.h. die Auslenkung des Betätigungselements bleibt hinter jener des Wählhebels zurück. Bei einer Untersetzung, korrespondierend mit einem Übersetzungsverhältnis > 1, kann vorteilhaft einfach ein Winkelfächer für den Wählhebel realisiert werden, dessen Winkel zwischen Getriebestellungen, zum Beispiel P zu R, R zu N, N zu D, größer sind als jene eines Winkelfächers, welcher für das Betätigungselement bzw. das Zusammenwirken mit einem Rotor am Steuergerät gebildet ist, zum Beispiel mittels einer Leiterplatte und einer Sensorik desselben.
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Bevorzugt ist das Betätigungselement an einem Betätigungsglied der Adaptiervorrichtung, welche als Kinematik wirken kann, angeordnet, welches bei einer Auslenkung des Wählhebels korrespondierend verlagert bzw. mitgenommen wird. Das Betätigungselement kann integral mit dem Betätigungsglied gebildet sein oder daran als separat gefertigtes Betätigungselement angeordnet sein.
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Das Betätigungsglied, bevorzugt ein Schwenkarm, alternativ z.B. ein zumindest abschnittsweise mit einer Verzahnung versehenes Element, ist bevorzugt schwenk- oder drehbeweglich an dem Wählhebel gelagert, insbesondere mit diesem wirkverbunden, und weiterhin insbesondere derart, dass bei Auslenkung des Wählhebels eine Schwenk- oder Drehbewegung des Betätigungsglieds initiiert wird.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann hierbei vorgesehen sein, dass die Adaptiervorrichtung derart mit dem Wählhebel zusammenwirkt, dass das Betätigungselement und/oder das Betätigungsglied bei Auslenkung des Wählhebels zu einer gegenläufigen oder einer vorauseilenden Bewegung entlang einer Kreisbahn gezwungen wird, insbesondere um eine am Wählhebel festgelegte Schwenkachse.
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Hierzu ist vorgesehen, das Betätigungsglied bei Auslenkung des Wählhebels über mindestens ein Getriebeelement der Adaptiervorrichtung zu einer Dreh- oder Schwenkbewegung zu zwingen, über welches insbesondere der Umfang einer Auslenkung bzw. eine Übersetzung einstellbar ist. Das mindestens eine Getriebeelement kann als Stange, insbesondere als Schubstange oder ebenfalls als verzahntes Element ausgebildet sein, in letzterem Fall insbesondere mit dem Betätigungsglied kämmend.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, den Wählhebel als Winkelhebel, insbesondere zumindest abschnittsweise L-förmig zu bilden. Der erste und der zweite Schenkel des Winkelhebels bzw. der L-Form, welche sich je in der Rotationsebene des Wählhebels erstrecken, laufen hierbei in einem Scheitelpunkt zusammen, durch welchen oder benachbart zu welchem die Lagerachse verläuft. Die Schenkel sind bei bevorzugten Ausgestaltungen im Wesentlichen zu einander senkrecht angeordnet.
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Das Betätigungsglied ist bevorzugt an einem Schenkel gelagert, wobei die Adaptiervorrichtung bevorzugt derart konfiguriert ist, dass das wenigstens eine Getriebeelement das Betätigungsglied stets in eine Position drängt, bei welcher das Betätigungselement von der Lagerachse weiter entfernt ist als der Lagerpunkt des Betätigungsglieds am Schenkel.
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Angemerkt sei, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist, dass sich die Rotations- bzw. Schwenkachsen bzw. Lagerachsen, insbesondere des Wählhebels, des wenigstens einen Getriebeelements sowie des Betätigungsglieds, hierbei sämtlich in der Richtung einer Flächennormalen zur Rotationsebene des Wählhebels erstrecken. Dies ermöglicht, die jeweiligen Komponenten in zueinander parallelen Rotationsebenen dreh- bzw. schwenkbeweglich zu lagern. Hierdurch kann die Wählhebelbaugruppe klein bauend gefertigt werden.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es weiterhin vorteilhaft einfach ermöglicht, durch Variieren der Abstände z.B. zwischen der Lagerachse des Wählhebels und einer Getriebeelement-Rotationsachse, zwischen der Betätigungsglied-Rotationsachse und einer Getriebeelement-Rotationsachse sowie korrespondierende Dimensionierung des wenigstens einen Getriebeelements und/oder des Betätigungsglieds verschiedenste Winkelfächer abzubilden. Dies ermöglicht vorteilhaft die Nutzung eines einheitlichen Steuergeräts.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch eine Getriebe-Wählhebelbaugruppe vorgeschlagen, welche ein Steuergerät mit einem Rotor zur Detektion einer jeweiligen Wählhebelstellung aufweist. Hierbei kann der Rotor über das Betätigungselement der Adaptiervorrichtung, i.e. korrespondierend mit einer Betätigung des Wählhebels, betätigt, i.e. gedreht werden. Der Rotor ist bevorzugt in einem Gehäuse des Steuergeräts zusammen mit einer Leiterplatte aufgenommen, insbesondere drehgelagert, an welcher eine Sensorik zur Detektion der Drehstellung des Rotors angeordnet ist. Hierbei erstreckt sich die Rotationsebene des Rotors parallel zur Rotationsebene des Wählhebels, insbesondere auch parallel zur Leiterplattenoberfläche. Die Sensorik zur Detektion der Rotordrehstellung kann insbesondere berührungslos mit dem Rotor zusammenwirken, zum Beispiel eine induktive, kapazitive oder eine davon verschiedene Sensorik sein.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnungen, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 exemplarisch und schematisch eine Ansicht einer Getriebe-Wählhebelbaugruppe gemäß einer möglichen Ausführungsform der Erfindung;
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2 exemplarisch und schematisch eine weitere Ansicht der Baugruppe gemäß 1 in einer Ruhestellung;
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3 exemplarisch und schematisch eine weitere Ansicht der Baugruppe gemäß 1 in einer beispielhaften, ausgelenkten Stellung;
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4 exemplarisch und schematische eine Ansicht einer Getriebe-Wählhebelbaugruppe mit einem Steuergerät gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform der Erfindung;
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5 exemplarisch und schematisch eine weitere Ansicht der Baugruppe gemäß 4; und
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6 exemplarisch und schematisch eine Ansicht einer Getriebe-Wählhebelbaugruppe gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform der Erfindung, deren Adaptiervorrichtung verzahnte Elemente aufweist.
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In der nachfolgenden Figurenbeschreibung sind gleiche Elemente bzw. Funktionen mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 bis 3 zeigen je exemplarisch und schematisch eine Getriebe-Wählhebelbaugruppe 1 für ein Kraftfahrzeug bzw. zur Steuerung eines Getriebes, insbesondere eines Automatikgetriebes, mit einem als Winkelhebel gebildeten Wählhebel 2. Der L-förmig gebildete Winkelhebel 2 weist einen ersten Schenkel 3 und einen zweiten 4 Schenkel auf, welche in einem Scheitelpunkt 5 um eine Lagerachse A schwenkbar gelagert sind, wobei an einem vom Scheitel 5 entfernten Ende des ersten Schenkels 3 ein Griff 6 für einen Nutzereingriff angeordnet ist.
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Der Winkelhebel 2 ist an einem Lagerbock 7 gelagert und mittels der Lagerung in einer Rotationsebene für die Einnahme verschiedener Wählhebelstellungen, z.B. korrespondierend mit P, D, N, R, schwenkbar, i.e. um die Rotationsachse A.
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Die Baugruppe 1 weist weiterhin eine Adaptiervorrichtung 8 auf, welche mit dem Wählhebel 2 wirkverbunden ist, und dazu vorgesehen ist, bei Betätigung des Wählhebels 2 eine Auslenkung um einen Drehwinkel desselben in eine Auslenkung um einen davon verschiedenen Drehwinkel für die Betätigung eines Rotors zu übersetzen, insbesondere zu untersetzen.
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Die Adaptiervorrichtung 8 weist ein Betätigungselement in Form eines Zapfens 9 auf, welcher dazu vorgesehen ist, in den Rotor eines Steuergerätes, welches bei bevorzugten Ausführungsformen insbesondere Bestandteil der Baugruppe 1 sein kann, einzugreifen und diesen in Abhängigkeit der übersetzten Auslenkung zu verdrehen, d.h. um eine Detektion der gewählten Wählhebelstellung zu ermöglichen. Hierzu weist der Zapfen 9 quer zur Rotationsebene des Wählhebels 2.
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Der Zapfen 9 ist an einem Betätigungsglied 10 der Adaptiervorrichtung 8 in Form eines Schwenkarms gebildet, welcher mit einem ersten Ende 10a schwenkbar am zweiten Schenkel 4 gelagert ist, d. h. mit Abstand zum Scheitel 5 und um eine Betätigungsglied-Rotations- bzw. Schwenkachse B, 3, parallel zur Rotationsebene des Wählhebels 2 schwenkbar. Der Schwenkarm 10 erstreckt sich von seinem ersten Ende 10a hierbei hin zu dem Zapfen 9, welcher an einem zweiten Ende 10b des Schwenkarms 10 angeordnet ist.
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Mit dem Schwenkarm 10 ist ferner ein Getriebeelement in Form einer bügelförmigen Schubstange 11 verbunden, i.e. über ein erstes Ende 11a derselben, welche zwischen dem ersten 10a und dem zweiten 10b Ende an dem Schwenkarm 10 gelagert ist, i.e. um eine Getriebeelement-Rotations- bzw. Schwenkachse C parallel zu der Rotationsebene des Wählhebels 2 schwenkbar. Die Schubstange 11 drängt den Schwenkarm 10 dauerhaft in eine Position, in welcher das zweite Ende 10b ein distales Ende des Schwenkarms 10 bzw. der Adaptiervorrichtung 8 in Bezug auf den Scheitel 5 bildet, wobei sich die Schubstange 11 hin zu einem ortsfesten Lager 12 für dieselbe erstreckt. In dem Lager 12 ist ein weiteres Ende 11b der Schubstange 11 ebenfalls parallel zu der Rotationsebene des Wählhebels 2 schwenkbar gelagert, i.e. um eine weitere Getriebeelement-Rotations- bzw. Schwenkachse D schwenkbar. Die Rotationsachse D weist hierbei einen Versatz zu der Rotationsachse A des Wählhebels 2 auf, d.h. in X-Richtung, 2.
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Anhand von 2 und 3 wird nachfolgend das Wirkprinzip der derart gebildeten Getriebe-Wählhebelbaugruppe 1 näher erläutert.
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In 2 ist eine Ruhestellung der Wählhebelbaugruppe 1 dargestellt, aus welcher der Wählhebel 2 im Zuge einer Betätigung auslenkbar ist, siehe 3.
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Bei einer Auslenkung, zum Beispiel 3, wird der Wählhebel 2 um seine Lagerachse A in seiner Rotationsebene geschwenkt, wobei die Schenkel 3 bzw. 4 in der Rotationsebene gegenüber der Ruhestellung, 2, um einen Winkel α ausgelenkt werden, 3. Einhergehend mit der Auslenkung des Wählhebels 2 wird der Schwenkarm 10 mitverlagert, wobei die Stange 11 ein Moment am Schwenkarm 10 einleitet, welches diesen auf einer gegenläufigen Kreisbahn um die Achse C in eine Schwenkstellung zwingt, in welchem ein Kräftegleichgewicht vorliegt. Ersichtlich bleibt hierbei die Auslenkung des Zapfens 9, dargestellt durch den Winkel β, hinter jener des Wählhebels 2, dargestellt durch den Winkel α, zurück.
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Die derart realisierte Übersetzung, insbesondere Untersetzung, bei welcher bei Auslenkung um den Winkel β auch der lineare Weg in Y-Richtung gegenüber einer Auslenkung um den Winkel α verkürzt ist, ermöglicht vorteilhaft, einen Winkelfächer zur Detektion der Rotorstellung eines Steuergeräts im Rahmen einer Sensoranordnung nutzen zu können, welcher sich von dem Winkelfächer des Wählhebels 2 unterscheidet. Ohne Modifizierungen an einem Steuergerät können somit verschiedene Wählhebel-Winkelfächer erlaubt werden.
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Die 4 und 5 zeigen nunmehr eine weitere Ausführungsform einer Getriebe-Wählhebelbaugruppe 1 mit einem Steuergerät 13, welches einen Rotor 14 aufweist, welcher über die Adaptiervorrichtung 8 korrespondierend mit Wählhebelstellungen verdrehbar ist. Der Rotor 14 ist in einem Gehäuse 15 des Steuergeräts 13 drehgelagert aufgenommen, wobei er sowohl in einer Ebene parallel zu einer Leiterplattenoberfläche einer im Steuergerät 13 aufgenommenen Leiterplatte als auch parallel zur Rotationsebene des Wählhebels 2 drehbeweglich ist.
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An der Leiterplattenoberfläche, nicht dargestellt, ist eine Spulenanordnung aus Messspulen gebildet, welche zur Detektion der Wählhebelstellung durch den Rotor 14 bedämpfbar sind. Alternativ können z.B. Hallsensoren, allgemein zum Beispiel eine feldsensierende Messanordnung verwendet werden. Die Anordnung der Spulen auf der Leiterplattenoberfläche definiert hierbei einen Winkelfächer, i.e. via signalgebender und nicht signalgebender Bereiche der Sensoreinrichtung in Rotationsrichtung des Rotors, welcher aufgrund der Übersetzung der am Rotor 14 eingreifenden Adaptiervorrichtung 8 mit dem Winkelfächer des Wählhebels 2 korrespondiert, das heißt rastenden Stellungen, z.B. P, R, D, N, und nicht rastenden Stellungen des Wählhebels 2.
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Im Unterschied zur Ausführungsform gemäß den 1 bis 3 ist der am Steuergerät 13 gelagerte und ansonsten L-förmig gebildete Wählhebel 2 mit einem fersenförmigen Ansatz 16 versehen, durch welchen sich die Rotationsachse A erstreckt.
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Die 6 zeigt nunmehr eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer Getriebe-Wählhebelbaugruppe 1, deren Adaptiervorrichtung 8 von Getriebeelementen 11‘, 11‘‘ sowie einem Betätigungsglied 10 je in Form von verzahnten Elementen, insbesondere zumindest abschnittsweise verzahnten und miteinander kämmenden Rädern Gebrauch macht.
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Die Getriebe-Wählhebelbaugruppe 1 gemäß 6 weist eine Adaptiervorrichtung 8 mit einem ersten zumindest abschnittsweise verzahnten Rad 11‘ auf, welches an einem ortsfesten Lager 12, von einer Auslenkung des Wählhebels 2 unabhängig bzw. unbeeinflusst, drehfest gelagert ist, wobei sich die Lagerachse A des Wählhebels 2 durch den Mittelpunkt des Rades 11‘ erstreckt bzw. mit dessen vermeintlicher Rotationsachse zusammenfällt.
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Mit dem Rad 11‘ kämmend ist an einem zweiten Schenkel 4 des Wählhebels 2 ein weiteres zumindest abschnittsweise verzahntes Rad 11‘‘ der Adaptiervorrichtung 8 um die Achse C drehbeweglich angeordnet, welches mit dem Betätigungsglied 10 kämmend in Eingriff ist, wobei das Betätigungsglied 10 ebenfalls als zumindest abschnittsweise verzahntes Rad gebildet ist. An dem Betätigungsglied 10 ist das Betätigungselement 9 in Form eines Zapfens quer zur Rotationsebene des Wählhebels 2 wegragend aufgenommen.
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Bei einer Auslenkung des Wählhebels 2, angedeutet durch den auf den Griff 6 weisenden Pfeil in 6, wird das Getriebeelement 11‘‘ der Adaptiervorrichtung 8 aufgrund des kämmenden Eingriffs am Rad 11‘ gezwungen, sich in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung um die Achse C zu bewegen, was wiederum zu einer Drehung des Betätigungsglieds 10 um dessen Rotationsachse B in entgegen gesetzter Richtung führt, wodurch das Betätigungselement 9 auf einer zur Rotationsrichtung des Wählhebels 2 gegenläufigen Kreisbahn um die Achse B verlagert wird. Ersichtlich wird auch hierbei die Auslenkung des Wählhebels 2 um einen Winkel α in eine Auslenkung des Betätigungselements um den Winkel β, d.h. je bezogen auf deren Auslenkung bei einer Drehbewegung um die Achse A, übersetzt.
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Angemerkt sei, dass anstelle der zumindest abschnittsweise verzahnten Räder weitere, insbesondere radialverzahnte, Elemente denkbar sind, deren kämmende Verzahnung eine Gleichwirkung ermöglicht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Getriebe-Wählhebelbaugruppe
- 2
- Wählhebel
- 3
- erster Schenkel
- 4
- zweiter Schenkel
- 5
- Scheitel
- 6
- Griff
- 7
- Lager
- 8
- Adaptiervorrichtung
- 9
- Betätigungselement
- 10
- Betätigungsglied
- 10a, b
- Ende 10
- 11, 11‘, 11‘‘
- Getriebeelement
- 11a, b
- Ende 11
- 12
- Lager
- 13
- Steuergerät
- 14
- Rotor
- 15
- Gehäuse
- 16
- Ansatz
- A
- Lagerachse
- B
- Betätigungselement-Rotationsachse
- C
- Getriebeelement-Rotationsachse
- D
- Getriebeelement-Rotationsachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006000855 A1 [0002]
- DE 102006021078 B3 [0002]
