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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Bei Fahrzeugen mit längs eingebautem Handschaltgetriebe ist üblicherweise eine sogenannte „äußere Schaltung” vorgesehen, bei welcher der Schalthebel über Stangen und Gelenke mit einer zentralen Schaltwelle des Getriebes verbunden ist. Bei der Funktionsauslegung wird einerseits eine weitgehende Entkoppelung des Schalthebels von Körperschwingungen und Bewegungen des Motor-/Getriebeverbunds angestrebt und andererseits eine hinreichend direkte Anbindung des Schalthebels an das Getriebe um einen möglichst hohen Schaltkomfort, d. h. präzise Schaltbewegungen, zu ermöglichen.
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Diese Funktionsanforderungen sind teilweise konfligierend. Insbesondere bei Fahrzeugen mit Diesel-Motoren ergibt sich aufgrund des vergleichsweise hohen Anregungspegels des Diesel-Motors ein Zielkonflikt. Translatorische Bewegungen in Querrichtung des Fahrzeugs sowie Schwenkbewegungen des Motor-/Getriebeverbunds um die Fahrzeuglängsachse werden vom hinteren Getriebeende in die äußere Schaltung eingeleitet. Um eine Übertragung dieser Schwingungen bzw. Bewegungen auf den Schalthebel zu vermeiden, sind gewisse „Entkopplungsmaßnahmen” erforderlich, welche sich bisweilen ungünstig auf das „Schaltgefühl” auswirken.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schalteinrichtung zu schaffen, bei der den Anforderungen „Entkoppelung des Schalthebels” vom Motor-/Getriebeverbund und „Schaltkomfort” in ausgewogener Weise Rechnung getragen wird.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Ausgangspunkt der Erfindung ist eine Schalteinrichtung zum Schalten eines Handschaltgetriebes eines Fahrzeugs, bei der ein Schalthebel, über eine Schalthebellageranordnung schwenkbar im Fahrzeug gelagert ist. „Im Fahrzeug” bedeutet, dass der Schalthebel über die Schalthebellageranordnung an einem sogenannten Schaltarm gelagert sein kann, dessen vorderes Ende direkt oder indirekt (über ein oder mehrere Zwischenbauteile) an einem Gehäuse des Handschaltgetriebes gelagert ist. Ferner kann vorgesehen sein, dass der Schaltarm elastisch an der Karosserie des Fahrzeugs gelagert ist. Der Schalthebel weist einen sich unterhalb der Schalthebellageranordnung erstreckenden unteren (Schalthebel-)Abschnitt auf.
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Ferner ist eine „hintere Gelenkanordnung” vorgesehen, über die der untere Abschnitt des Schalthebels mit einem hinteren Ende einer Schaltstange gekoppelt ist.
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Ein vorderes Ende der Schaltstange ist über eine „vordere Gelenkanordnung” mit einer Schaltwelle des Handschaltgetriebes gekoppelt. Durch Verschwenken des Schalthebels in einer Querrichtung kann eine Drehbewegung in die Schaltwelle eingeleitet werden, wodurch einzelne Getriebeschaltgassen angewählt werden können. Innerhalb einer gewählten Getriebeschaltgasse können einzelne Gänge durch Verschwenken des Schalthebels in Fahrzeuglängsrichtung geschaltet werden. Eine Schwenkbewegung des Schalthebels in Fahrzeuglängsrichtung wird in eine Verschiebebewegung der Schaltstange bzw. der Schaltwelle in Fahrzeuglängsrichtung umgesetzt.
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Der Kern der Erfindung besteht darin, dass sowohl die vordere als auch die hintere Gelenkanordnung jeweils zwei Schwenkgelenke aufweist. Durch eine geeignete Anordnung der Schwenkachsen der einzelnen Schwenkgelenke lassen sich Schwingungen bzw. Bewegungen des Motor-/Getriebeverbunds wirksam vom Schalthebel entkoppeln.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung liegt zumindest in einer Stellung des Schalthebels (z. B. in derjenigen Stellung des Schalthebels, in der sich das Handschaltgetriebe im ausgekuppelten Zustand/Leerlaufstellung befindet) eine Schwenkachse eines ersten Schwenkgelenks der hinteren Gelenkanordnung in einer vertikalen Mittellängsebene des Fahrzeugs oder in einer Ebene, die exakt oder im Wesentlichen parallel zu einer vertikalen Mittellängsebene des Fahrzeugs ist. Unter dem Begriff „vertikale Mittellängsebene” ist eine Ebene zu verstehen, die parallel oder im Wesentlichen parallel zur Hochachse des Fahrzeugs und parallel oder im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Fahrzeugs ist und die sich – in Fahrzeuglängsrichtung gesehen – im Wesentlichen in der Fahrzeugmitte befindet.
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Desweiteren kann vorgesehen sein, dass zumindest in einer Stellung des Schalthebels eine Schwenkachse eines ersten Schwenkgelenks der vorderen Gelenkanordnung in einer vertikalen Mittellängsebene des Fahrzeugs oder in einer Ebene liegt, die exakt oder im Wesentlichen parallel zu einer vertikalen Mittellängsebene des Fahrzeugs ist.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass zumindest in einer Stellung des Schalthebels (z. B. in der „Leerlaufstellung”) die Schwenkachsen der beiden ersten Gelenke in einer gemeinsamen Ebene liegen.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest in einer Stellung des Schalthebels eine Schwenkachse eines zweiten Schwenkgelenks der hinteren Gelenkanordnung sich in einer Querrichtung des Fahrzeugs erstreckt. Dementsprechend kann vorgesehen sein, dass sich zumindest in einer Stellung des Schalthebels eine Schwenkachse eines zweiten Schwenkgelenks der vorderen Gelenkanordnung in einer Querrichtung des Fahrzeugs erstreckt.
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Gemäß der Erfindung ist die Schalthebellageranordnung, über die der Schalthebel im Fahrzeug bzw. am oder in dem oben erwähnten Schaltarm gelagert ist, durch eine kardanische Lageranordnung gebildet (und nicht durch ein Kugelgelenk, wie dies bei den meisten herkömmlichen Schalthebellagerungen der Fall ist). Die Schalthebellageranordnung gemäß der Erfindung weist somit eine erste, sich in einer Querrichtung des Fahrzeugs erstreckende Schwenkachse und eine zweite, sich in einer Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckende Schwenkachse auf. Durch Verschwenken um die erste Schwenkachse können einzelne Gänge geschaltet, d. h. eingelegt werden. Durch Verschwenken des Schalthebels um die zweite Schwenkachse können einzelne Schaltgassen angewählt werden.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schwenkachsen der beiden ersten Schwenkgelenke zumindest in einer Stellung des Schalthebels schräg in Bezug auf eine Vertikalrichtung des Fahrzeugs und schräg in Bezug auf eine Längsrichtung des Fahrzeugs sind.
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Vorzugsweise erstrecken sich die Schwenkachsen der beiden ersten Schwenkgelenke, in Fahrtrichtung des Fahrzeugs betrachtet, von hinten unten nach vorne oben.
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Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung verläuft die Schwenkachse des ersten Schwenkgelenks der hinteren Gelenkanordnung zumindest in einer Stellung des Schalthebels schräg in Bezug auf eine Vertikalrichtung des Fahrzeugs und schräg in Bezug auf eine Längsrichtung des Fahrzeugs. Es kann vorgesehen sein, dass die Schwenkachse des ersten Schwenkgelenks der hinteren Gelenkanordnung zumindest in einer Stellung des Schalthebels (in Fahrtrichtung des Fahrzeugs betrachtet) von hinten oben nach vorne unten verläuft.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung die Schwenkachse des ersten Schwenkgelenks der vorderen Gelenkanordnung sich in einer Vertikalrichtung des Fahrzeugs oder in einer Richtung erstreckt, die im Wesentlichen parallel zur Vertikalrichtung des Fahrzeugs ist.
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Im Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine erste Ausführungsform gemäß der Erfindung; und
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2 eine zweite Ausführungsform der Erfindung.
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1 zeigt eine Schalteinrichtung 1 zum Schalten eines hier nicht näher dargestellten Handschaltgetriebes eines Fahrzeugs. Von dem Handschaltgetriebe ist lediglich eine aus dem Gehäuse des Handschaltgetriebes herausstehende Schaltwelle 2 zu sehen. Die Schaltwelle 2 kann in einer Längsrichtung 3 der Schaltwelle verschoben und um die Längsachse der Schaltwelle gemäß dem Pfeil 4 verdreht werden.
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Durch Verdrehen der Schaltwelle 4 können einzelne Schaltgassen des Handschaltgetriebes angewählt werden. Durch Verschieben der Schaltwelle in Längsrichtung 3 können einzelne Gänge innerhalb einzelner Schaltgassen geschaltet, d. h. ein- bzw. ausgelegt werden.
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Zum Betätigen der Schaltwelle, d. h. zum Wählen einzelner Schaltgassen und zum Schalten einzelner Gänge ist ein Schalthebel 5 vorgesehen. Der Schalthebel 5 ist über eine Schalthebellageranordnung 6 im Fahrzeug bzw. an oder in einem Schaltarm gelagert. Der hier nicht näher dargestellte Schaltarm erstreckt sich oberhalb einer Schaltstange 7 im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung. Ein vorderes Ende des Schaltarms (nicht dargestellt) kann über eine Gelenkanordnung am Gehäuse des Handschaltgetriebes gelagert sein. Der Schaltarm kann zusätzlich über elastische Lager an der Karosserie (nicht dargestellt) des Fahrzeugs gelagert sein.
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Die bereits erwähnte Schalthebellageranordnung 6 weist ein erstes Schwenkgelenk mit einer ersten, sich in einer Querrichtung des Fahrzeugs erstreckenden ersten Schwenkachse 8 auf. Die Schalthebellageranordnung weist ferner eine zweite, sich in einer Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckende Schwenkachse 9 auf. Die beiden Schwenkachsen 8, 9 bilden somit eine „kardanische Lagerung”. Im Unterschied zu vielen herkömmlichen Schalthebellageranordnungen, bei denen der Schalthebel über ein Kugelgelenk gelagert ist, welches einen Drehfreiheitsgrad um die Hochachse aufweist, weist die in den 1, 2 dargestellte Schalthebellageranordnung 6 gerade keinen Drehfreiheitsgrad um die Hochachse des Fahrzeugs (im Wesentlichen entsprechend der Längsachse des Schalthebels 5) auf.
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Eine unterhalb der Schalthebellageranordnung 6 befindlicher Abschnitt 5a des Schalthebels 5 ist über eine hintere Gelenkanordnung 10 mit einem hinteren Ende der Schaltstange 7 verbunden. Ein vorderes Ende der Schaltstange 7 ist über eine vordere Gelenkanordnung 11, die auch als „Schaltstangengelenkanordnung” bezeichnet werden kann, mit der Schaltwelle 2 verbunden.
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Jede der beiden Gelenkanordnungen 10, 11 weist jeweils zwei Schwenkgelenke auf.
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Die hintere Gelenkanordnung 10 weist ein erstes Schwenkgelenk mit einer ersten Schwenkachse 12 und ein zweites Schwenkgelenk mit einer zweiten Schwenkachse 13 auf. In der in 1 gezeigten Stellung des Schalthebels 5 erstreckt sich die Schwenkachse 12 des ersten Schwenkgelenks der hinteren Gelenkanordnung 10 schräg in Bezug auf eine Vertikalrichtung z des Fahrzeugs und schräg in Bezug auf eine Längsrichtung x des Fahrzeugs und zwar von hinten unten nach vorne oben. In der in 1 gezeigten Stellung des Schalthebels 5 liegt die Schwenkachse 12 des ersten Schwenkgelenks der hinteren Gelenkanordnung 10 in einer Mittellängsebene 14 des Fahrzeugs.
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Die Schwenkachse 13 des zweiten Schwenkgelenks der hinteren Gelenkanordnung 10 erstreckt sich in Querrichtung y des Fahrzeugs.
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Die Schwenkachse 12 des ersten Schwenkgelenks der hinteren Gelenkanordnung 10 ist über einen u-förmigen Gelenkbügel 15 mit dem unteren Abschnitt 5a des Schalthebels 5 gekoppelt, wobei die Verbindung 16 zwischen dem unteren Schalthebelabschnitt 5a und dem Gelenkbügel 15 starr ausgebildet sein kann.
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Die vordere Gelenkanordnung 11 weist ein erstes Schwenkgelenk mit einer Schwenkachse 17 und ein zweites Schwenkgelenk mit einer Schwenkachse 18 auf. Die Schwenkachse 17 des ersten Schwenkgelenks der vorderen Gelenkanordnung 11 verläuft schräg in Bezug auf die Vertikalrichtung z des Fahrzeugs und schräg in Bezug auf die Längsrichtung x des Fahrzeugs. In der hier gezeigten Stellung des Schalthebels 5 liegt die Schwenkachse 17 ebenfalls in der Mittellängsebene 14 des Fahrzeugs.
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Die Schwenkachse 18 des zweiten Schwenkgelenks der vorderen Gelenkanordnung 11 erstreckt sich in Querrichtung y des Fahrzeugs.
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Aufgrund der Schrägstellung der Schwenkachse 17 ist der Schalthebel 5 weitgehend von Schwingungen bzw. Bewegungen der Motor-/Getriebeeinheit in Wählrichtung, d. h. im Wesentlichen in Querrichtung y des Fahrzeugs, entkoppelt. Aufgrund der Schrägstellung der Schwenkachse 17 ergibt sich jedoch gegenüber herkömmlichen die Schaltstange mit der Schaltwelle verbindenden Gelenkanordnungen eine Änderung der „Wählübersetzung”. Zur Kompensierung dieser Änderung ist die Schwenkachse 12 des ersten Schwenkgelenks der hinteren Gelenkanordnung 10 ebenfalls schräg gestellt. Die Wählübersetzung des Schalthebels 5 entspricht somit im Wesentlichen der Wählübersetzung herkömmlicher Schalteinrichtungen.
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Beim Ausführungsbeispiel der 2 ist die Schwenkachse 12 des ersten Schwenkgelenks der hinteren Gelenkanordnung 10 ebenfalls schräg in Bezug auf die Vertikalrichtung z des Fahrzeugs und schräg in Bezug auf die Längsrichtung x des Fahrzeugs. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der 1 ist hier die Schwenkachse 12 jedoch so angeordnet, dass es sich von hinten oben nach vorne unten erstreckt.
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Die Schwenkachse 13 des zweiten Schwenkgelenks der hinteren Gelenkanordnung 10 entspricht hinsichtlich ihres Verlaufs der in 1 gezeigten Richtung, d. h. sie erstreckt sich im Wesentlichen in Querrichtung y des Fahrzeugs.
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Die Schwenkachse 17 des ersten Schwenkgelenks der vorderen Gelenkanordnung 11 erstreckt sich im Unterschied zu dem Verlauf des Ausführungsbeispiels der 1 im Wesentlichen in Vertikalrichtung z des Fahrzeugs. Der Verlauf der Schwenkachse 18 des zweiten Schwenkgelenks der vorderen Gelenkanordnung 11 entspricht hinsichtlich ihres Verlaufs der in 1 gezeigten Richtung, d. h. die Schwenkachse 18 des zweiten Schwenkgelenks der vorderen Gelenkanordnung 11 erstreckt sich im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung y.
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Die durch die beiden Schwenkachsen 17, 18 angedeuteten Schwenkgelenke der vorderen Gelenkanordnung 11 können in ein- und dieselbe Komponente integriert sein, die als Schaltstangengelenk bezeichnet werden kann. Ein hinteres Ende des Schaltstangengelenks kann fest mit der Schaltstange 7 verbunden sein. Ein vorderes hülsenartiges Ende des Schaltstangengelenks kann auf die Schaltwelle 2 aufgeschoben und z. B. durch eine Bolzenverbindung o. ä. mit der Schaltwelle 2 verbunden sein.
