DE102012206992A1

DE102012206992A1 - Rastiervorrichtung

Info

Publication number: DE102012206992A1
Application number: DE201210206992
Authority: DE
Inventors: Jan Szekeres-Kriselius; Albert Suing; Melanie Willms
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: SIGNATA GMBH, DE
Priority date: 2012-04-27
Filing date: 2012-04-27
Publication date: 2013-10-31

Abstract

Eine Rastiervorrichtung (100) gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst eine Rastierkontur (110), ein Rastierelement (190), das derart ausgebildet und angeordnet ist, um mit der Rastierkontur (110) in Kontakt zu stehen und auf der Rastierkontur (110) wenigstens entlang eines Bewegungspfads bewegbar zu sein, und eine elastische Weichkomponente (170), die wenigstens teilweise zwischen der Rastierkontur (110) und einer Aufnahme (150) entlang des Bewegungspfads angeordnet ist und derart ausgebildet ist, die Rastierkontur (110) wenigstens in Richtung des Bewegungspfads federgedämpft aufzunehmen. Hierdurch kann es möglich sein, eine geringere Geräuschbelästigung bei einem Rastiervorgang zu ermöglichen.

Description

Ausführungsbeispiele beziehen sich auf eine Rastiervorrichtung, wie sie beispielsweise bei Schaltvorrichtungen für die Betätigung von Getrieben in Kraftfahrzeugen verwendet werden können.
Rastiervorrichtungen werden in vielen Bereichen der Technik eingesetzt, zu denen unter anderem die Kraftfahrzeugtechnik zählt. Dort können sie beispielsweise dazu dienen, einen Schalthebel oder einen anderen Auswahlhebel in einer vom Fahrer gewählten Schaltposition derart festzuhalten, dass dem Fahrer die gewählte Schaltposition durch die Lage und/oder die Orientierung des betreffenden Schalthebels angezeigt wird. Die Rastiervorrichtung hält jedoch zumindest in wenigstens einer Schaltposition den Hebel typischerweise nur derart fest, dass dieser durch den Fahrer in eine andere Schaltposition oder in wenigstens eine andere Bedienposition bewegbar ist. So wird beispielsweise bei einem Getriebe für ein Kraftfahrzeug der Schalthebel gegenüber einem Schaltgehäuse mittels einer Rastiervorrichtung geführt, durch die die möglichen Schaltpositionen des Schalthebels festgelegt und vorgegeben werden. Eine solche Rastiervorrichtung ist beispielsweise in der WO 2005/031491 A1 beschrieben.
Bei dem Bewegen des Schalthebels entlang der Rastierkontur wird hierbei ein Rastierelement typischerweise gegen eine von einem Federelement, beispielsweise einer Anpressfeder, erzeugte Kraft auf die Rastierkontur gedrückt. Die einzelnen Schaltpositionen sind durch Vertiefungen in der Rastierkontur gebildet. Wird nun der Schalthebel bewegt und so das Rastierelement entlang der Rastierkontur bewegt, können hierdurch Geräusche entstehen, die sich als Schall in das Innere des Fahrzeugs fortpflanzen und dort vom Fahrer bemerkt werden können.
So sind konventionelle Rastierungen häufig starr im Gehäuse aufgenommen. Der durch den Rastiervorgang entstehende Körperschall wird so in das Gehäuse übertragen, welches dann oft als Klangkörper fungiert und das Geräusch verstärkt. In konventionellen Systemen wird zum Teil versucht, die entstehenden Geräusche durch Einlegen einer Dämmmatte in die Rastierung zu reduzieren.
Je nach konkreter Implementierung einer solchen Rastierung kann es dennoch beim Schalten zu einer als unangenehm, störend oder irritierend empfundenen Geräuschbelästigung kommen. Es besteht daher ein Bedarf daran, eine Rastiervorrichtung zu schaffen, welche eine geringere Geräuschbelästigung bei einem Rastiervorgang ermöglicht.
Diesem Bedarf trägt eine Rastiervorrichtung gemäß Patentanspruch 1 Rechnung.
Eine Rastiervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst eine Rastierkontur und ein Rastierelement, das derart ausgebildet und angeordnet ist, um mit der Rastierkontur in Kontakt zu stehen und auf der Rastierkontur wenigstens entlang eines Bewegungspfads bewegbar zu sein. Sie umfasst ferner eine elastische Weichkomponente, die wenigstens teilweise zwischen der Rastierkontur und einer Aufnahme entlang des Bewegungspfads angeordnet ist und derart ausgebildet ist, um die Rastierkontur wenigstens in Richtung des Bewegungspfads federgedämpft aufzunehmen.
Einem Ausführungsbeispiel der Rastiervorrichtung liegt so die Erkenntnis zugrunde, dass eine geringere Geräuschbelästigung bei einem Rastiervorgang dadurch erreichbar sein kann, indem eine direkte Übertragung von bei dem Rastiervorgang entstehenden Geräuschen von der Rastierkontur zu der Aufnahme, also beispielsweise einem Gehäuse der Rastiervorrichtung oder der entsprechenden Schaltung, durch Zwischenschaltung der elastischen Weichkomponente unterbunden, zumindest jedoch reduziert wird.
Die Rastierkontur weist häufig wenigstens eine Vertiefung auf, die hinsichtlich ihrer Lage einer Schaltposition des Rastierelements und damit im Allgemeinen eines Schalthebels entspricht und dieser zugeordnet ist. Gegebenenfalls kann die Rastierkontur auch eine Mehrzahl entsprechender Vertiefungen umfassen, die mehreren unterschiedlichen Schaltpositionen entspricht. Weist eine Rastierkontur mehrere Vertiefungen auf, können diese beispielsweise durch einen gemeinsamen Vertiefungskanal verbunden sein, der jedoch im Allgemeinen gegenüber diesen zugeordneten Vertiefungen eine geringere Tiefe aufweist.
Alternativ oder ergänzend können sich an eine oder mehrere Vertiefungen wenigstens ein Flankenbereich anschließen, der gegenüber einem Seitenbereich einer Vertiefung, der nicht in einen Vertiefungskanal oder einen Flankenbereich mündet, eine geringere Steigung aufweist. Hierdurch können beispielsweise Bewegungen des Rastierelements ermöglicht werden, die Bedienpositionen des zugehörigen Schalthebels zugeordnet sind, in denen jedoch dieser nach einer entsprechenden Betätigung nicht verharren, sondern in die ursprüngliche Schaltposition und damit die entsprechende Vertiefung des Flankenbereichs zurückkehren soll.
Zu diesem Zweck kann das Rastierelement beispielsweise einen von einer Druckfeder beaufschlagten Stift umfassen, wobei ein Kopf des Stifts eine Kontaktfläche aufweist, die konvex, beispielsweise sphärisch, ausgeführt ist, und mit der Rastierkontur in Kontakt steht.
Das Rastierelement oder auch der mit ihm verbundene Schalthebel können beispielsweise über ein Schwenkgelenk oder über ein anderes Drehlager geführt sein. Ebenso kann ergänzend oder alternativ der Schalthebel bzw. das Rastierelement auch vollständig oder teilweise über eine Linearführung beweglich geführt sein.
Die Lage der wenigstens einen Vertiefung auf der Rastierkontur und gegebenenfalls die Lage des wenigstens einen implementierten Flankenbereichs definieren so einen Bewegungspfad des Rastierelements, auf dem dieses entlang der Rastierkontur während des Normalbetriebs bewegbar ist. Der Bewegungspfad kann hierbei entlang einer Linie verlaufen, also eindimensional ausgestaltet sein, oder auch in mehr als einer Dimension, also beispielsweise in zwei Dimensionen verlaufen. Der Bewegungspfad kann so beispielsweise – je nach konkreter Lagerung des Schalthebels und des Rastierelements – wenigstens teilweise oder auch vollständig im Wesentlichen auf einem Kugeloberflächenabschnitt und/oder im Wesentlichen in einer Ebene liegen.
Bei einer Rastiervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel kann in Richtung des Bewegungspfads ein Spalt zwischen der Rastierkontur und der Aufnahme angeordnet sein, in den sich die elastische Weichkomponente wenigstens teilweise hinein erstreckt. Hierdurch kann gegebenenfalls mithilfe vergleichsweise einfacher technischer Maßnahmen eine Entkopplung der Rastierkontur durch den Spalt ermöglicht werden und gleichzeitig eine Führung der Rastierkontur durch die elastische Weichkomponente ermöglicht werden.
Bei einer Rastiervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die elastische Weichkomponente ferner derart ausgebildet sein, um als Dämmmatte zu wirken. So kann die elastische Weichkomponente beispielsweise an einer dem Rastierelement abgewandten Seite angeordnet und derart ausgebildet sein, um eine Kraft auf die Rastierkontur in Richtung des Rastierelements auszuüben. Hierdurch kann also beispielsweise eine Vorspannung erzeugt werden, durch die während des Rastiervorgangs entstehende Schwingungen zumindest teilweise gedämpft werden können. Alternativ oder ergänzend kann hierzu ebenso eine Masse der Rastiervorrichtung und/oder der Rastierkontur erhöht werden, was sich gegebenenfalls in einer Änderung der Eigenfrequenz des Rastierbauteils bzw. der Rastiervorrichtung niederschlägt. So kann hierdurch gegebenenfalls ein Schallspektrum, welches während des Rastiervorgangs erzeugt wird, beeinflusst werden.
Bei einer Rastiervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die elastische Weichkomponente einteilig ausgeführt sein. Hierdurch kann gegebenenfalls eine Herstellung, Montage und/oder Integration der Rastiervorrichtung vereinfacht werden. Hierbei wird unter einer einstückig ausgebildeten Komponente eine solche verstanden, die genau aus einem zusammenhängenden Materialstück gefertigt ist. Der Begriff „einstückig“ kann daher synonym mit den Begriffen „integral“ oder „einteilig“ verwendet werden. Die elastische Weichkomponente kann beispielsweise ein thermoplastisches Elastomer, beispielsweise ein thermoplastisches Polyurethan und/oder einen Kunststoff auf Basis von Ethylen-Propylen-Dien-Monomer und Polypropylen, umfassen. Bei einer Rastiervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die elastische Weichkomponente beispielsweise ein Spritzgießbauteil sein und/oder mit einem die Rastierkontur umfassenden Rastierbauteil stoffschlüssig, beispielsweise mittels eines Vulkanisierungsverfahrens, verbunden sein. Anders ausgedrückt kann die elastische Weichkomponente an einem die Rastierkontur umfassenden Rastierbauteil anvulkanisiert sein.
Bei einer Rastiervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Rastierkontur an einem Innenteil eines Rastierbauteils gebildet sein, wobei das Rastierbauteil ein von dem Innenteil verschiedenes Außenteil umfasst. Das Innenteil und das Außenteil können in einem solchen Fall durch wenigstens eine Federstruktur miteinander verbunden sein.
Das Außenteil kann optional derart ausgebildet sein, um mit der Aufnahme mechanisch verbindbar oder bereits mechanisch verbunden zu sein. Die Rastierkontur kann so ausschließlich an dem Innenteil des Rastierbauteils gebildet sein, sodass das Außenteil frei von dieser ist. Hierdurch kann gegebenenfalls eine akustische bessere Entkopplung der Rastierkontur erzielt werden, indem das Innenteil über die wenigstens eine Federstruktur mit dem Außenteil verbunden ist, welches zur mechanischen Verbindung mit der Aufnahme dient. Hierbei kann das Außenteil an die betreffenden Bedürfnisse und Anforderungen hinsichtlich der mechanischen Befestigung der Rastiervorrichtung in der Aufnahme gegebenenfalls anpassbar sein. So kann bei einer solchen Rastiervorrichtung das Innenteil und das Außenteil nur durch die wenigstens eine Federstruktur miteinander verbunden sein.
Bei einer Rastiervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, bei der das Rastierbauteil ein Innenteil und ein Außenteil umfasst, kann das Innenteil, das Außenteil und die wenigstens eine Federstruktur einteilig ausgeführt sein. Hierdurch kann gegebenenfalls eine Herstellung des Rastierbauteils und/oder seine Montage vereinfacht werden, da aufgrund der einteiligen Ausführung das Innenteil mit der Rastierkontur, das Außenteil und die wenigstens eine Federstruktur gleichzeitig hergestellt bzw. zusammen ohne weitere Ausrichtungsschritte oder andere Justagen eingebaut werden können.
Bei einer Rastiervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel mit einem Rastierbauteil mit einem Innen- und einem Außenteil kann das Rastierbauteil einen Spalt umfassen, der zwischen dem Innenteil und dem Außenteil des Rastierbauteils angeordnet ist. In den Spalt kann sich die elastische Weichkomponente wenigstens teilweise hinein erstrecken. So kann die akustische Entkopplung – wie dies bereits zuvor beschrieben wurde – im Rahmen des Rastierbauteils implementiert werden, indem sich die elastische Weichkomponente teilweise oder vollständig in den Spalt zwischen Innenteil und Außenteil des Rastierbauteils erstreckt.
Bei einer Rastiervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Rastierkontur an einem Rastierbauteil gebildet sein. Die Rastiervorrichtung kann ferner ein von dem Rastierbauteil separates Aufnahmebauteil umfassen, das derart ausgebildet ist, um mit der Aufnahme, beispielsweise einem Gehäuse, verbindbar zu sein. Das Rastierbauteil und das Aufnahmebauteil können so einen Spalt bilden, in den sich die elastische Weichkomponente wenigstens teilweise hinein erstreckt. So kann die Rastierkontur an einem von dem Aufnahmebauteil separaten Rastierbauteil gebildet sein. Zwischen beiden kann wiederum ein Spalt bestehen, über welchen die akustische Entkopplung bewerkstelligt werden kann.
Bei einer Rastiervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das die Rastierkontur umfassende Rastierbauteil beispielsweise Polyamid umfassen. Ebenso wie die elastische Weichkomponente kann unabhängig von dieser, das die Rastierkontur umfassende Rastierbauteil ein Spritzgießbauteil darstellen. Wie zuvor bereits erläutert wurde, können die elastische Weichkomponente und das Rastierbauteil miteinander stoffschlüssig, beispielsweise über eine Vulkanisierung, miteinander verbunden sein. Selbstverständlich können noch andere stoffschlüssige Verbindungstechniken, beispielsweise ein Verkleben der betreffenden Komponenten, herangezogen werden. Alternativ oder ergänzend können auch andere, beispielsweise formschlüssige und/oder kraftschlüssige Verbindungstechniken eingesetzt werden.
Hierbei kommt eine kraftschlüssige oder reibschlüssige Verbindung durch Haftreibung, eine stoffschlüssige Verbindung durch molekulare oder atomare Wechselwirkungen und Kräfte und eine formschlüssige Verbindung durch eine geometrische Verbindung der betreffenden Verbindungspartner zustande. Die Haftreibung setzt somit insbesondere eine Normalkraftkomponente zwischen den beiden Verbindungspartnern voraus.
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren Ausführungsbeispiele näher beschreiben und erläutert.
1 zeigt eine frontale Querschnittsdarstellung durch eine Rastiervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
2 zeigt eine seitliche Querschnittsdarstellung durch die in 1 dargestellte Rastiervorrichtung;
3 zeigt eine bodenseitige Querschnittsdarstellung durch die in den 1 und 2 gezeigte Rastiervorrichtung;
4 zeigt eine perspektivische Darstellung des Rastierbauteils der Rastiervorrichtung aus den 1 bis 3;
5 zeigt eine bodenseitige perspektivische Darstellung des Rastierbauteils aus 4; und
6 zeigt eine perspektivische Darstellung der elastischen Weichkomponente der Rastiervorrichtung aus den 1 bis 3.
Bei der nachfolgenden Beschreibung der beigefügten Figuren, die Ausführungsbeispiele zeigen, bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten. Ferner werden zusammenfassende Bezugszeichen für Komponenten und Objekte verwendet, die mehrfach in einem Ausführungsbeispiel oder in einer Zeichnung auftreten, jedoch hinsichtlich eines oder mehrerer Merkmale gemeinsam beschrieben werden. Komponenten oder Objekte, die mit gleichen oder zusammenfassenden Bezugszeichen beschrieben werden, können hinsichtlich einzelner, mehrerer oder aller Merkmale, beispielsweise ihrer Dimensionierungen, gleich, jedoch gegebenenfalls auch unterschiedlich ausgeführt sein, sofern sich aus der Beschreibung nicht etwas anderes explizit oder implizit ergibt.
1 zeigt eine frontale Querschnittsdarstellung durch eine Rastiervorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel, die auch einfach als Rastierung bezeichnet wird. Die Rastiervorrichtung 100 umfasst eine Rastierkontur 110. Die Rastierkontur 110 ist hier an einem Rastierbauteil 120 gebildet, dass ein Innenteil 130 und ein Außenteil 140 umfasst. Die Rastierkontur 110 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel vollständig an dem Innenteil 130 des Rastierbauteils 120 gebildet. Das Außenteil 140 ist derart ausgebildet, um mit einer Aufnahme 150, bei der es sich im vorliegenden Fall um ein Gehäuse 160 handelt, mechanisch verbindbar zu sein. Wie beispielsweise im Zusammenhang mit 3 noch näher gezeigt werden wird, ist das Außenteil 140 gerade so ausgeformt, dass dieses mit dem Gehäuse 160 eine formschlüssige Verbindung schaffen kann. Das Außenteil 140 bildet so eine Schnittstelle zu der Aufnahme 150. 1 zeigt nicht, dass das Außenteil 140 und das Innenteil 130 einteilig ausgeführt und über mehrere Federstrukturen miteinander verbunden sind. Dies wird jedoch insbesondere im Zusammenhang mit den 4 und 5 noch näher gezeigt und erläutert.
Die Rastiervorrichtung 100 umfasst ferner eine elastische Weichkomponente 170, die beispielsweise aus einem gummiartigen Material, beispielsweise einem thermoplastischen Elastomer gefertigt sein kann. So kann die elastische Weichkomponente 170 beispielsweise ein thermoplastisches Polyurethan und/oder einen Kunststoff auf Basis von Ethylen-Propylen-Dien-Monomer und Polypropylen umfassen. Die elastische Weichkomponente 170 kann so beispielsweise auf Basis eines Zweikomponenten-Spritzgießverfahrens hergestellt werden, sodass es sich bei dieser um ein entsprechendes Spritzgießbauteil handeln kann. Das Rastierbauteil 120 und die elastische Weichkomponente 170 können miteinander stoffschlüssig, formschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden sein. So kann die elastische Weichkomponente 170 beispielsweise direkt auf das Rastierbauteil 120 aufvulkanisiert sein, jedoch mit diesem ebenso beispielsweise verklebt sein. Selbstverständlich können auch andere Kombinationen von stoffschlüssigen, formschlüssigen und kraftschlüssigen Verbindungstechniken eingesetzt werden.
Im Unterschied zu der elastischen Weichkomponente 170 ist das Rastierbauteil 120 häufig aus einem weniger elastischen Kunststoff gefertigt. So kann das Rastierbauteil 120 beispielsweise aus Polyamid gefertigt sein. Auch bei diesem kann es sich um ein Spritzgießbauteil handeln.
1 zeigt ferner einen Spalt 180 zwischen dem Innenteil 130 und dem Außenteil 140 des Rastierbauteils 120. In den Spalt 180 erstreckt sich die elastische Weichkomponente 170 wenigstens teilweise, im vorliegenden Fall sogar im Wesentlichen vollständig. So weist die elastische Weichkomponente 170 eine Kragenstruktur 185 auf, die sich in den Spalt 180 hinein erstreckt. Hierdurch kann aufgrund der elastischen Eigenschaften der elastischen Weichkomponente 170 eine Entkopplung des Innenteils 130 des Rastierbauteils 120 von seinem Außenteil 140 erzielt werden. Der Spalt 180 ist in Richtung eines Bewegungspfads eines Rastierelements 190 der Rastiervorrichtung 100 angeordnet. Der Spalt 180 ist so zwischen zumindest einem Teil des Rastierbauteils 120, nämlich seinem Innenteil 130, und der Aufnahme 150 angeordnet.
Das Rastierelement 190 ist mit einem Schalthebel 200 verbunden und umfasst einen Stift 210, der über eine Druckfeder 220 mit einem Kopf 230 des Stifts 210 gegen die Rastierkontur 110 gepresst wird. Der Kopf 230 des Stifts 210 weist so eine Kontaktfläche 240 auf, die konvex ausgeformt ist und so direkt mit der Rastierkontur 110 in Kontakt steht. Der Kopf 230 kann so beispielsweise zumindest teilweise sphärisch ausgestaltet sein.
Der Stift 210 ist in einer Ausnehmung 250 des Schalthebels 200 angeordnet und kann sich entlang eine Erstreckungsrichtung der Ausnehmung 250 in dieser bewegen. Wie zuvor bereits erwähnt wurde, presst hierbei die Druckfeder 220 den Stift 210 in Richtung der Rastierkontur 110. Zu diesem Zweck weist der Stift 210 im Bereich der Druckfeder 220 einen geringeren Durchmesser als an einem dem Kopf 230 zugewandten Ende auf. Zur Zentrierung des Stifts 210 weist der Kopf 230 eine der Druckfeder 220 zugewandte konische Fläche 260 auf, gegen die ein geschlitzter Ring 270 mit einer entsprechenden Gegenkontur durch die Druckfeder 220 gepresst wird. Zu diesem Zweck weist der geschlitzte Ring 270 eine im Wesentlichen senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Ausnehmung 250 verlaufende Anpressfläche auf. Auch die Ausnehmung 250 weist eine entsprechende Fläche auf, an der sich die Druckfeder 220 abstützt. Durch die geschlitzte Ausführung des Rings 270 weitet sich dieser durch die Beaufschlagung mit der Druckfeder 220 auf und gleicht somit das Spiel zwischen Stift 210 und der Ausnehmung 250 aus. Zur Führung des Stifts 210 in der Ausnehmung 250 weist dieser ferner an einem dem Kopf 230 abgewandten Ende einen kreuzförmigen Schlitz 280 auf, sodass an dem Stift 210 vier Segmente gebildet sind, an denen entsprechende Gleitflächen 290 ausgeformt sind, die mit der Wand der Ausnehmung 250 in Kontakt treten können.
Die Rastierkontur 110 weist im vorliegenden Fall eine Mehrzahl von Vertiefungen 300 auf, von denen in 1 jedoch nur eine zu sehen ist. Die Positionen der Vertiefungen 300 entsprechen hierbei jeweils einer Schaltposition des Schalthebels 200. Die Lage der Vertiefungen 300 und die entsprechenden Schaltpositionen des Schalthebels 200 können sich jedoch hinsichtlich ihrer Lage aufgrund der Lagerung bzw. Führung des Schalthebels und damit der Lagerung bzw. Führung des Rastierelements 190 unterscheiden. So handelt es sich bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel einer Rastiervorrichtung 100 um eine solche für ein automatisiertes Schaltgetriebe in einem Kraftfahrzeug. Der Schalthebel 200 ist über ein in 1 nicht gezeigtes Schwenkgelenk drehbar gelagert. Durch den Einsatz des Schwenkgelenks kehrt sich somit die Bewegung des Rastierelements 190 auf der Rastierkontur 110 im Vergleich zu der Bewegung des Schalthebels 200, die der Fahrer des betreffenden Kraftfahrzeugs ausführt, um. Drückt so beispielsweise der Fahrer den Schalthebel 200 in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs nach vorne, bewegt sich das Rastierelement 190 auf der Rastierkontur 110 in die entgegengesetzte Richtung, also in Fahrrichtung nach hinten.
Jede der Vertiefungen 300, von denen in 1 jedoch nur eine gezeigt ist, entspricht so einer Schalthebelposition, der beispielsweise eine Funktion des betreffenden Getriebes zugeordnet ist. Die einzelnen Vertiefungen 300 können dabei über Vertiefungskanäle miteinander verbunden sein, die jedoch ebenfalls in 1 nicht gezeigt sind.
Neben den Schaltpositionen, in denen der Schalthebel 200 verharren soll, denen also entsprechende Vertiefungen 300 zugeordnet sind, können je nach konkreter Implementierung weitere Bedienpositionen vorgesehen sein, in denen der Schalthebel 200 nicht verbleiben soll. Er soll vielmehr nach der Anwahl einer solchen Position in eine einer Vertiefung 300 zugeordneten Schaltposition zurückkehren.
Um dies zu ermöglichen, weist die Rastierkontur 110 im vorliegenden Fall eine Mehrzahl von Flankenbereichen 310, 310‘ und 310‘‘ (Flankenbereich 310‘‘ ist nicht gezeigt in 1) auf, die die Kontaktfläche 240 des Stifts 210 durch eine entsprechende Verkippung des Schalthebels 200 und damit des Rastierelements 190 annehmen kann. Aufgrund der Tatsache, dass es sich bei den Flankenbereichen 310 jedoch nicht um Vertiefungen mit einer entsprechenden Muldenform handelt, ist die entsprechende Position des Schalthebels aufgrund der Wechselwirkung von Druckfeder 220, Kopf 230 und Rastierkontur 110 nicht stabil. Der Kopf 230 gleitet vielmehr nach dem Loslassen des Schalthebels an dem Flankenbereich 310 entlang zurück in die entsprechende Vertiefung 300.
Die Flankenbereiche 310 unterscheiden sich von anderen Seitenbereichen der Vertiefungen 300 der Rastierkontur 110 im Wesentlichen durch ihre Steigung. Die Seitenbereiche sind so typischerweise deutlich steiler ausgeprägt als die entsprechenden Flankenbereiche 310, sodass eine Bewegung des Schalthebels 200 entlang dieser Seitenbereiche im Unterschied zu den Flankenbereichen 310 kaum möglich ist. Wird der Schalthebel 200 dennoch in eine entsprechende Position geschoben bzw. ein entsprechender Versuch unternommen, handelt es sich um eine nicht vorgesehene Bewegung des Schalthebels, die auch als Missbrauchsstellung bezeichnet wird.
2 zeigt eine im Wesentlichen um 90° gedrehte Schnittdarstellung der Rastiervorrichtung 100 aus 1. So zeigt 2 neben der Vertiefung 300 eine weitere Vertiefung 300‘, die einer weiteren Schaltposition des Schalthebels 200 entspricht. Die beiden Vertiefungen 300 sind durch einen Vertiefungskanal 320 miteinander verbunden. Der Vertiefungskanal 320 weist hierbei eine Kontur auf, die gegenüber einer Oberfläche des Rastierbauteils 120 außerhalb der Rastierkontur 110 versetzt angeordnet ist. Hierdurch kann das Rastierelement 190 in dem Vertiefungskanal 320 beispielsweise von der Vertiefung 300 in die benachbarte Vertiefung 300‘ bewegt werden, wobei jedoch der Fahrer aufgrund der von den Vertiefungen 300, 300‘ abweichenden Kontur des Vertiefungskanals 320 eine Rückkopplung hinsichtlich des Kraftaufwands beim Betätigen des Schalthebels 200 erfährt.
Darüber hinaus zeigt 2 im Bereich der Vertiefung 300‘ den bereits zuvor erwähnten Seitenbereich 330, der gegenüber einem Flankenbereich 310, den das Rastierelement 190 auch in dieser Schnittebene im Bereich der Vertiefung 300 annehmen kann, eine deutlich größere Steigung auf. Während also das Rastierelement 190 durch eine entsprechende Bewegung des Schalthebels 200 durchaus den Bereich des Flankenbereichs 310 annehmen kann, ist eine Bewegung des Rastierelements 190 in den Seitenbereich 330 der Vertiefung 300‘ unter normalen Betriebsbedingungen nicht möglich. Aufgrund der deutlich größeren Steigung des Seitenbereichs 330 wären so deutlich größere Kräfte notwendig, die der Fahrer auf dem Schalthebel 200 ausüben müsste. Dies liefert ihm eine deutliche Rückmeldung, dass eine Bewegung des Schalthebels 200 in die entsprechende Richtung nicht den normalen Betriebsbedingungen entspricht.
3 zeigt eine bodenseitige Querschnittsdarstellung der Rastiervorrichtung 100 aus den 1 und 2. Wie bereits zuvor erläutert wurde, handelt es sich bei der Rastiervorrichtung 100 im vorliegenden Fall um eine solche für ein automatisiertes Schaltgetriebe. So weist die hier gezeigte Rastierkontur 110 insgesamt drei Vertiefungen 300, 300‘, 300“ auf, die jeweils von einem Vertiefungskanal 320, 320‘ voneinander getrennt sind. Die Vertiefung 300, die auch der Stift 210 des Rastierelements 190 mit seinem Kopf 230 annimmt, entspricht der Fahr-Einstellung (D = Drive), während die Vertiefung 300‘ der Leerlauf- oder Neutralstellung (N = Neutral) und die Vertiefung 300“ dem Rückwärtsgang (R = Reverse) entspricht.
Darüber hinaus kann der Schalthebel 200 (nicht gezeigt in 3) und damit der Stift 210 des Rastierelements 190 durch ein Bewegen ausgehend von der Vertiefung 300 (D-Schaltposition) entlang einer Fahrtrichtung 340 ein manueller Gangwechsel zu größeren oder kleineren Gängen eingeleitet werden. Zu diesem Zweck kann der Kopf 230 des Stifts 210 zu einem der beiden Flankenbereiche 310, 310‘ bewegt werden. Der ebenfalls in 3 gezeigte Flankenbereich 310“ dient hier zum Wechsel zwischen dem „manuellen Betrieb“ des Getriebes, in dem der Fahrer durch Bewegen des Schalthebels 200 die Gänge auswählen kann, und einem Automatikbetrieb, bei dem ein Steuergerät, welches beispielsweise einen Prozessor umfassen kann, die Gangwahl durchführt.
Die drei Vertiefungen 300, 300‘, 300“ sind im vorliegenden Fall im Wesentlichen L-förmig angeordnet. Das Rastierelement 190 kann daher im vorliegenden Fall entlang eines im Wesentlichen zweidimensionalen Bewegungspfads bewegt werden. Zur akustischen Trennung des Innenteils 130 von dem als Aufnahmebauteil dienenden Außenteil 140 des Rastierbauteils 120 erstreckt sich daher im vorliegenden Fall der Spalt 180 im Wesentlichen vollständig um das Innenteil 130 herum. Allerdings ist im vorliegenden Fall das Rastierbauteil 120 mit seinem Innenteil 130 und seinem Außenteil 140 einteilig bzw. einstückig ausgeführt. So ist das Innenteil 130 mit dem Außenteil 140 über wenigstens eine, im vorliegenden Fall sogar über zwei Federstrukturen 350 miteinander verbunden. Die genaue Ausgestaltung der Federstrukturen 350 wird im Zusammenhang mit den 4 und 5 näher erläutert.
Wie bereits zuvor im Zusammenhang mit 1 erläutert wurde, erstreckt sich die elastische Weichkomponente 170 durch die Kragenstruktur 185 in den Spalt 180. Kommt es so beispielsweise bei einer Bewegung des Schalthebels 200 (nicht gezeigt in 3) und einer entsprechenden Bewegung des Rastierelements 190 auf der Rastierkontur 110 zur Erzeugung von Körperschall, wird dieser von dem Ort seines Entstehens, also dem Innenteil 130, über den mit der elastischen Weichkomponente 170 wenigstens teilweise gefüllten Spalt 180 auf das Außenteil 140 übertragen. Der Körperschall wird so hinsichtlich seiner Intensität durch die elastische Weichkomponente 170 gedämpft. Darüber hinaus kann sich auch das Schallspektrum zu tieferen Frequenzen verschieben, wodurch das Geräusch als dumpfer und damit gegebenenfalls als wertiger empfunden werden kann. Anders ausgedrückt kann die Übertragung des durch den Rastiervorgang entstehenden Körperschalls in das die Rastierung aufnehmende Bauteil, also die Aufnahme 150, reduziert und gegebenenfalls hinsichtlich seines Spektrums verändert werden. Der Rastiervorgang kann dadurch leiser und gegebenenfalls angenehmer werden.
Wie 3 auch zeigt, ist die elastische Weichkomponente 170 bodenseitig, also an einer dem Rastierelement 190 abgewandten Seite der Rastierkontur 110 angebracht. Sie liegt somit unterhalb der Rastierkontur 110 an dem Rastierbauteil 120. So ist bei der Rastiervorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel die elastische Weichkomponente 170 derart ausgebildet, dass diese als Dämmmatte wirkt. Sie ist so nicht nur an einer dem Rastierelement 190 abgewandten Seite angeordnet, sie ist vielmehr auch derart ausgebildet, um eine Kraft auf die Rastierkontur 110 bzw. das Rastierbauteil 120 in Richtung des Rastierelements 190 auszuüben. Sie bewirkt so eine Vorspannung in dem Gehäuse 160 (Aufnahme 150) und dämpft so entstehende Schwingungen.
Darüber hinaus ist die elastische Weichkomponente 170 im vorliegenden Fall derart ausgebildet, um die Masse der Rastiervorrichtung 100 bzw. der Rastierkontur 110 und damit des Rastierbauteils 120 zu erhöhen. Durch die Erhöhung der Masse der Rastierung kann so eine Veränderung der Eigenfrequenz zu niedrigeren Frequenzen bewirkt werden. Dies kann zu einem dumpferen, häufig als wertiger empfundenen Schaltgeräusch führen.
Die üblicherweise bei konventionellen Lösungen verwendete einteilige Rastierung wird also im vorliegenden Ausführungsbeispiel in mehrere Teile getrennt. Ein Teil, das Innenteil 130 bildet die Rastierkontur 110, während ein zweites Teil, das Außenteil 140 die Schnittstelle zu dem die Rastierung aufnehmenden Bauteil, also beispielsweise dem Gehäuse 160 darstellt. Je nach konkreter Ausgestaltung sind die beiden Teile im Wesentlichen nur durch die elastische Weichkomponente 170 miteinander verbunden, obwohl, wie im Nachfolgenden im Zusammenhang mit den 4 und 5 noch näher erläutert wird, Innenteil 130 und Außenteil 140 durch eine entsprechende Federstruktur miteinander verbunden sein können. Die Weichkomponente 170 ist so ausgeformt, dass sie zusätzlich zur Entkopplung auf die Funktion der in konventionellen Systemen eingesetzten Dämmmatte übernehmen kann.
Eine Rastiervorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel ermöglicht so eine stärkere akustische Entkopplung der Rastierkontur 110 von dem die Rastierung aufnehmenden Bauteil, also der Aufnahme 150. Damit können eine Reduzierung des Schallpegels und eine Veränderung des Schallspektrums einhergehen, wie dies erläutert wurde. Das hier gezeigte Ausführungsbeispiel einer Rastiervorrichtung 100 basiert darauf, dass das Rastierbauteil 120 zweiteilig ausgeführt ist, wobei die beiden Teile durch die elastische Weichkomponente 170 miteinander verbunden sind. Anders ausgedrückt basiert die hier gezeigte Rastiervorrichtung 100 darauf, dass die Rastierung hinsichtlich ihres Aufbaus zweiteilig ausgeführt ist. Sie ermöglicht so eine entkoppelte Rastierung der Schaltbetätigung.
Um eine leichtere Montage und Herstellbarkeit der Rastierkontur 110 und der diese umfassenden Teile zu ermöglichen, ist das Rastierbauteil 120 im vorliegenden Fall einstückig mit den beiden vorgenannten Teilen, dem Innenteil 130 und dem Außenteil 140, ausgeführt. Die beiden Teile sind hierbei durch biegeweiche Federstrukturen 350 miteinander verbunden, die die Rastierkontur über das Außenteil 140 (Schnittstelle) mit der Aufnahme 150.
Bevor jedoch im Zusammenhang mit 4 und 5 die Federstrukturen 350 näher beschrieben werden, sei an dieser Stelle noch darauf hingewiesen, dass das Außenteil 140 eine Mehrzahl von Zapfen 360 aufweist. Mithilfe der Zapfen 360 kann das Rastierbauteil 120 in dem als Aufnahme 150 dienenden Gehäuse 160 formschlüssig befestigt werden. Um eine Fehlmontage der Rastiervorrichtung 100 zu vermeiden, weist die hier gezeigte Rastiervorrichtung 100 einen weiteren Zapfen 370 auf, sodass eine um 180° – verdrehte Einbaulage des Rastierbauteils 120 und damit der Rastiervorrichtung 100 verhindert werden kann. Diese Ausgestaltung der Befestigungsstrukturen kann natürlich bei anderen Ausführungsbeispielen anders erfolgen.
4 zeigt eine perspektivische Darstellung des Rastierbauteils 120 vonseiten des Rastierelements 190 (nicht gezeigt in 4). Entsprechend zeigt 5 eine bodenseitige perspektivische Darstellung des Rastierbauteils 120. So illustrieren die 4 und 5 insbesondere die geometrische Ausgestaltung der Vertiefungskanäle 320, 320‘ sowie der Flankenbereiche 310 im Vergleich zu den Seitenbereichen 330.
5 zeigt, dass das Rastierbauteil 120 insgesamt zwei Federstrukturen 350-1, 350-2 aufweist, die das Innenteil 130 mit dem Außenteil 140 verbinden. In 4 ist die Federstruktur 350-1 durch einen Zapfen zur Befestigung des Rastierbauteils 120 in dem in 4 nicht gezeigten Gehäuse 160 verdeckt.
Die Federstrukturen 350 sind – wie zuvor erläutert wurde – einstückig bzw. einteilig mit dem Innenteil 130 und dem Außenteil 140 ausgeführt. Es handelt sich bei diesen um biegeweiche Federstrukturen, die eine stegförmige entlang des Bewegungspfads biegeweiche Struktur umfassen. So handelt es sich bei den hier gezeigten Federstrukturen 350 um U-förmige Stege, die das Innenteil 130 und das Außenteil 140 miteinander verbinden. Selbstverständlich können bei anderen Ausführungsbeispielen auch abweichende Federstrukturen zum Einsatz kommen, bei denen beispielsweise die stegförmigen Strukturen S-förmig, Z-förmig, V-förmig oder W-förmig sind. Ebenso können komplexere, beispielsweise mäanderförmige stegförmige Strukturen herangezogen werden.
Selbstverständlich können bei anderen Ausführungsbeispielen auch mehr als zwei oder weniger als zwei Federstrukturen 350 implementiert werden. Diese können identisch oder unterschiedlich ausgeführt sein.
6 zeigt ferner die elastische Weichkomponente 170 der in den 1 bis 5 gezeigten Rastiervorrichtung bzw. des dort gezeigten Rastierbauteils 120. Wie bereits zuvor erläutert wurde, ist die elastische Weichkomponente 170 im vorliegenden Ausführungsbeispiel derart ausgebildet, dass diese an einer dem Rastierelement 190 abwandten Seite an dem Rastierbauteil 120 angeordnet ist. In dem Spalt 180 erstreckt sich die elastische Weichkomponente 170 zumindest teilweise, sodass diese die bereits zuvor erwähnte Kragenstruktur 185 aufweist, die im Wesentlichen der Form des Spalts 180 entspricht. Aufgrund ihrer Anordnung und ihrer Ausbildung als Dämmmatte weist die elastische Weichkomponente 170 ferner entsprechende Strukturen auf, die denen der Vertiefungen 300 und den Flankenbereichen 310 entsprechen. Ebenso sind entsprechende Strukturen zwischen diesen erkennbar, die denen der Vertiefungskanäle 320 entsprechen.
Bei anderen Ausführungsbeispielen kann gegebenenfalls eine Implementierung der Federstrukturen 350 auch vollständig entfallen. In einem solchen Fall sind somit das „Innenteil 130“ und das Außenteil 140 separate Bauteile. So kann so das Rastierbauteil 120 von einem die Funktion des Außenteils 140 übernehmenden Aufnahmebauteil durch den Spalt 180 getrennt sein. In einem solchen Fall kann gegebenenfalls eine geometrische Ausgestaltung des Rastierbauteils vereinfacht werden, da dieses gegebenenfalls nicht nur kleiner, sondern gegebenenfalls auch weniger komplex ausgestaltet werden kann. So können gegebenenfalls die Federstrukturen 350 eingespart werden.
Je nach konkreter Ausgestaltung kann es darüber hinaus sogar möglich sein, das Aufnahmebauteil in einem solchen Ausführungsbeispiel vollständig einzusparen. In einem solchen Fall kann die elastische Weichkomponente 170 zwischen dem Rastierbauteil 120 mit der Rastierkontur 110 und der Aufnahme 150, also beispielsweise dem Gehäuse 160, angeordnet sein. Es kann gegebenenfalls in einem solchen Fall ratsam sein, das betreffende Gehäuse 160 der Rastiervorrichtung an die neue Geometrie des Rastierbauteils 120 anzupassen.
Allerdings kann es durchaus aus fertigungs- und/oder montagetechnischen Gründen interessant sein, das Rastierbauteil 120 zusammen mit einem Aufnahmebauteil bzw. das Rastierbauteil 120 als einteilige Lösung mit einem Innenteil 130 und einem Außenteil 140 zu implementieren. So kann es gegebenenfalls hierdurch möglich sein, mechanisch stabilere Lösungen und/oder einen einfacheren Einbau zu schaffen.
Auch wenn zuvor eine Rastiervorrichtung 100 ausschließlich im Zusammenhang mit einem automatisierten Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs gezeigt und beschrieben wurde, sind Ausführungsbeispiele einer Rastiervorrichtung 100 bei Weitem nicht auf dieses Einsatzgebiet beschränkt. So sind Rastiervorrichtungen 100 grundsätzlich bei allen schalthebelbetätigten Bedienkomponenten einsetzbar, bei denen wenigstens eine Schaltposition definiert ist. So kann grundsätzlich eine Rastiervorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel auch zur Führung bzw. Lagerung anderer Schalthebel als eines Getriebes im Kraftfahrzeugbereich verwendet werden. Auch außerhalb des Kraftfahrzeugbereichs können entsprechende Rastiervorrichtungen 100 eingesetzt werden.
Durch den Einsatz einer Rastiervorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel kann es so – unabhängig von dem Einsatzort und seiner Ausprägung – gegebenenfalls möglich sein, eine geringere Geräuschbelästigung bei einem Rastiervorgang zu erzielen.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und den beigefügten Figuren offenbarten Merkmale können sowohl einzeln wie auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung eines Ausführungsbeispiels in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein und implementiert werden.
Bezugszeichenliste

100: Rastiervorrichtung
110: Rastierkontur
120: Rastierbauteil
130: Innenteil
140: Außenteil
150: Aufnahme
160: Gehäuse
170: elastische Weichkomponente
180: Spalt
185: Kragenstruktur
190: Rastierelement
200: Schalthebel
210: Stift
220: Druckfeder
230: Kopf
240: Kontaktfläche
250: Ausnehmung
260: konische Fläche
270: Geschlitzter Ring
280: Schlitz
290: Gleitfläche
300: Vertiefung
310: Flankenbereich
320: Vertiefungskanal
330: Seitenbereich
340: Fahrtrichtung
350: Federstruktur
360: Zapfen
370: weiterer Zapfen

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

WO 2005/031491 A1 [0002]

Claims

Rastiervorrichtung (100) mit folgenden Merkmalen: einer Rastierkontur (110); einem Rastierelement (190), das derart ausgebildet und angeordnet ist, um mit der Rastierkontur (110) in Kontakt zu stehen und auf der Rastierkontur (110) wenigstens entlang eines Bewegungspfads bewegbar zu sein; und eine elastische Weichkomponente (170), die wenigstens teilweise zwischen der Rastierkontur (110) und einer Aufnahme (150) entlang des Bewegungspfads angeordnet ist und derart ausgebildet ist, die Rastierkontur (110) wenigstens in Richtung des Bewegungspfads federgedämpft aufzunehmen.
Rastiervorrichtung (100) nach Anspruch 1, bei der in Richtung des Bewegungspfads ein Spalt (180) zwischen der Rastierkontur (110) und der Aufnahme (160) angeordnet ist, in den sich die elastische Weichkomponente (170) wenigstens teilweise hinein erstreckt.
Rastiervorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die elastische Weichkomponente (170) ferner ausgebildet ist, um als Dämmmatte zu wirken.
Rastiervorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die elastische Weichkomponente (170) einteilig ausgeführt ist.
Rastiervorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Rastierkontur (110) an einem Innenteil (130) eines Rastierbauteils (120) gebildet ist, wobei das Rastierbauteil (120) ein von dem Innenteil (130) verschiedenes Außenteil (140) umfasst, und wobei das Innenteil (130) und das Außenteil (140) durch wenigstens eine Federstruktur (350) verbunden sind.
Rastiervorrichtung (100) nach Anspruch 5, bei der das Innenteil (130) und das Außenteil (140) nur durch die wenigstens eine Federstruktur (350) verbunden sind.
Rastiervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, bei der das Innenteil (130), das Außenteil (140) und die wenigstens eine Federstruktur (350) einteilig ausgeführt sind.
Rastiervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei der die wenigstens eine Federstruktur (350) eine stegförmige, entlang des Bewegungspfads biegeweiche Struktur umfasst.
Rastiervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei der das Rastierbauteil (120) einen Spalt (180) umfasst, der zwischen dem Innenteil (130) und dem Außenteil (140) des Rastierbauteils (120) angeordnet ist, in den sich die elastische Weichkomponente (170) wenigstens teilweise hinein erstreckt.
Rastiervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Rastierkontur (110) an an einem Rastierbauteil (120) gebildet ist, und die ferner ein von dem Rastierbauteil (120) separates Aufnahmebauteil umfasst, das ausgebildet ist, um mit der Aufnahme (150), beispielsweise einem Gehäuse (160), verbindbar zu sein, wobei das Rastierbauteil (120) und das Aufnahmebauteil einen Spalt (180) bilden, in den sich die elastische Weichkomponente (170) wenigstens teilweise hinein erstreckt.