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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Schaltarretierung einer beweglichen Schaltwelle mit einem Rastelement zum Verrasten an einem Stellelement oder an einem mit dem Stellelement in Wirkverbindung stehenden Bauteil, wobei das Rastelement mittels eines Federelementes gegenüber einem Führungselement vorspannbar ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Fahrzeugschaltung mit einer Schaltarretierung der genannten Art.
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Hintergrund der Erfindung
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Im Allgemeinen dienen Schaltarretierungen zum Verrasten von Gangpositionen an Schaltwellen oder an mit Schaltwellen verbundenen Bauteilen eines Getriebes. Zur Auswertung der geschalteten Gangstellung wird die Stellung des Rastelementes erfasst und an eine zentrale Steuereinheit übermittelt. Am Schaltelement sind verschiedene Rastpositionen vorgesehen, die unterschiedlichen Gängen, wie zum Beispiel einem Vorwärtsgang oder dem Rückwärtsgang zugeordnet sind, genauso wie eine Neutralstellung mittels einer Neutrallinie am Stellelement umgesetzt ist.
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Aus dem Stand der Technik sind Schaltarretierungen bekannt, deren Bauteilanzahl groß ist beziehungsweise ein komplexes Arretiergehäuse erfordern, wie es zum Beispiel in der
DE 10 2007 060 577 A1 gelehrt wird.
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Aus
DE 10 2009 058 541 A1 geht eine Schaltarretierung hervor, deren auf der Schaltwelle befestigtes Stellelement zur Lagerfixierung herangezogen wird, indem ein Rastelement zur Arretierung verrasten kann. Das Rastelement ist dabei innerhalb einer Rastelementaufnahme mittels einer Feder gegenüber dem beweglichen Stellelement vorgespannt, um in die jeweiligen Gangpositionen einzurasten.
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Leider verhält es sich so, dass Bauraumanforderungen, die Montage der Schaltarretierung oder Kosteneinsparungen derartigen Schaltarretierungen zum Nachteil gereichen.
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Aufgabe der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige, montagefreundliche und bauraumoptimierbare Schaltarretierung für manuelle Fahrzeugschaltungen anzugeben.
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Beschreibung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird bei einer Schaltarretierung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Führungselement zusammen mit der Schaltwelle beweglich ist. Auf diese Weise ist es möglich einen Großteil der involvierten Bauteile auf oder an der Schaltwelle anzubringen, womit die Schaltarretierung größtenteils auf recht einfache Weise direkt auf der Schaltwelle zu installieren ist. Die Installation im Fahrzeug wird vorteilhafterweise durch den Einbau der Schaltwelle umsetzbar. Dies führt zu einem größeren Bewegungsfreiraum bei der Installation der Schaltarretierung an der Schaltwelle. Des Weiteren ist es äußerst vorteilhaft, dass die Schaltarretierung größtenteils, insbesondere bei sehr kleiner Auslegung oder Integration der Schaltarretierung in die Schaltwelle, deutlich weniger Raum innerhalb des Fahrzeuges in Anspruch nimmt.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Führungselement an der Schaltwelle fest. Das Rastelement ist gegenüber dem Führungselement, beispielsweise mittels einer Feder, vorgespannt, sodass es der Bewegung der Schaltwelle folgen kann, insoweit die Bewegung des Rastelementes nicht durch die Vorspannung gegenüber dem Stellelement verursacht ist. Eine Bewegung des Rastelementes gegenüber dem Führungselement kann wegen des Eingriffes in das Stellelement somit durch die Bewegung der Schaltwelle ausgelöst werden, obwohl das Rastelement stets senkrecht zur Welle aus einer Schaltposition heraus oder in eine Schaltposition hinein bewegt werden kann.
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Es kann auf das Rastelement vorteilhafterweise über das Führungselement Kraft ausgeübt werden, wenn ein anderer Gang eingelegt werden soll und die derzeitige Rastposition verlassen wird. Da das Führungselement in der Regel das Rastelement zu einem großen Teil umfasst oder enthält, ist es deutlich einfacher Schaltkraft von der Schaltwelle auf das Rastelement zu übertragen. Dies verbessert die Schalthaptik für den Fahrer deutlich.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Führungselement auf der Schaltwelle festgeschraubt. Auf diese Weise ist es möglich entweder mittels eines Kraftschlusses oder eines Formschlusses das Führungselement an der Schaltwelle zu befestigen. Außerdem stellt eine Verschraubung eine einfache Art und Weise dar diese Verbindung herzustellen, die aufgrund der Befestigung des Führungselementes nun möglich geworden ist. Dabei weist idealerweise das Führungselement ein Innengewinde auf, in welches die Schraube eingeschraubt wird und das Führungselement an der Schaltwelle befestigt.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Führungselement mittels eines die Schaltwelle umfänglich teilweise oder ganz umfassenden Halters an der Schaltwelle fest. Ein solcher Halter kann auf sehr vorteilhafte Weise vor der Installation der Schaltwelle im Fahrzeug auf die Schaltwelle aufgeschoben werden, womit eine vorteilhafte Haltung des Führungselementes gewährleistet ist. Gegebenenfalls ist eine Verdrehsicherung gegen Verdrehungen in Richtung des Wellenumfangs vorzusehen. Auch diese Art der Befestigung erfordert einen sehr geringen Aufwand.
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Vorteilhafterweise ist das Stellelement unbeweglich. Das Stellelement bildet einen materialmäßig geringfügigeren Anteil der Schaltarretierung aus, welcher nicht an der Schaltwelle befestigt wird. Somit handelt es sich um die Befestigung eines unbeweglichen Teiles, was in einem feststehenden Gehäuse oder einem anderen feststehenden Fahrzeugteil besonders einfach zu bewerkstelligen ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist in Bezug auf ein Gehäuse der Schaltarretierung oder in Bezug auf ein Gehäuse einer Fahrzeugschaltung fest. Somit ist es möglich, das Stellelement gegebenenfalls mit bereits vorhandenen Bauteilen zu kombinieren oder es in diese Bauteile zu integrieren, womit zum einen die Bauteilvielfalt reduziert und auch die Montage deutlich vereinfacht wird.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Führungselement zumindest teilweise als Kalotte zur Aufnahme von Wälzkörpern ausgeführt. Mittels der Kalottenform ist es möglich, das Rastelement auf Wälzkörpern zu lagern, womit eine optimale Verrastfunktion in für das Rastelement vorgesehenen halbkugelartigen Rastpositionen auch Drehbewegungen des Rastelementes unterstützt wird.
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Vorteilhafterweise weist der Halter zwei das Führungselement teilweise umfassende Halteelemente auf. Auf diese Weise kann ein Kraftschluss erzeugt werden, der bei der Montage als vorübergehende Halterung eingesetzt werden kann, bis das Führungselement zwischen Welle und Stellelement eingespannt ist. Aufgrund der Führung der beiden Halteelemente kann somit senkrecht zur Verrastrichtung keine Bewegung erfolgen, womit zur Befestigung des Führungselementes eine Verspannung desselben in Verrastrichtung zwischen dem Stellelement und der Schaltwelle ausreicht.
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Alternativ können die beiden Halteelemente auch zu einem einzigen, das Führungselement umfassenden Halteelement ausgebildet werden, wobei das Führungselement bei der Montage senkrecht zur Schaltwelle in das Halteelement eingesteckt wird.
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Vorteilhafterweise halten die beiden Halteelemente das Führungselement kraftschlüssig. Auf diese Weise sind keine weiteren Befestigungselemente erforderlich, zumal eine Art Zangenfixierung bereits für die Montage ausreicht und bei der Endinstallation im Fahrzeug die Vorspannung des Rastelementes gegenüber dem Führungselement die Befestigung der Arretierung komplettiert.
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Die Erfindung schlägt weiter eine Fahrzeugschaltung mit einer erfindungsgemäßen Schaltarretierung vor, wobei sich die Mehrzahl der Bauteile an der Schaltwelle angeordnet sind und somit leicht außerhalb des Fahrzeuges an der Schaltwelle installiert werden können und mit der Schaltwelle letztlich ins Fahrzeug eingebracht werden. Außerdem verbessert sich die Schalthaptik dahingehend, dass eine leichtere Schaltung von einem Gang in den nächsten erfolgen kann.
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Weitere vorteilhafte Ausbildungen und bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind der Figurenbeschreibung und/oder den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Es zeigen:
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1a eine erste Schaltarretierung in einer Schaltposition,
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1b die Schaltarretierung aus 1a mit Blickrichtung entlang der Schaltwelle,
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2 zeigt eine zweite Schaltarretierung mit Blickrichtung entlang der Schaltwelle,
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3 zeigt die Schaltarretierung aus 2 aus einer Blickrichtung senkrecht zur Schaltwelle, und
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4 zeigt eine perspektivische Ansicht der Schaltarretierung aus 2.
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
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1a, b zeigen eine erste Schaltarretierung mit einem Stellelement 10 für manuelle Schaltungen, wie sie in Kraftfahrzeugen Verwendung finden, aus unterschiedlichen Perspektiven. Die Schaltarretierung ist im Wesentlichen an der Schaltwelle 14 befestigt, wobei lediglich das Stellelement 10 an einem feststehenden Bauteil, wie zum Beispiel einem Gehäuse des Fahrzeuges, befestigt ist. Am Stellelement 10 befinden sich die Senken, die den jeweiligen Gangpositionen entsprechen und mit der Schaltung angefahren werden können. Idealerweise besteht das Stellelement 10 aus einem kalt umgeformten Blech.
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Die Rastelementaufnahme 11 ist dazu vorgesehen, das Rastelement 12 aufzunehmen und dieses senkrecht zur Schaltwelle 14 zu führen. Dabei stehen der Halter 16 und das Führungselement 15 fest auf der Schaltwelle 14 und folgen stets deren Bewegungen.
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Der Halter 16 weist zwei Haltelemente 13 auf, die das Führungselement 15 in einer Art Zangenumklammerung festhalten. Eine weitere Befestigung des Führungselementes 15 ist nicht von Nöten, zumal in der Rastrichtung senkrecht zur Schaltwelle 14 die auftretenden Kräfte sowohl vom Stellelement 10, als auch von der Schaltwelle 14 aufgenommen werden und die beiden Halteelemente 13 nur Kräfte in Richtung der Schaltwelle 14 aufnehmen müssen. Somit ist zwischen dem Führungselement 15 und der Schaltwelle 14 kein weiteres Befestigungsmittel erforderlich. Auch ein Formschluss zwischen der Schaltwelle 14 und dem Führungselement 15 kann zu einem stabileren Aufbau der Schaltarretierung führen.
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Die 2, 3 und 4 zeigen eine zweite Schaltarretierung aus mehreren Richtungen, wobei die Bezugszeichen größtenteils mit den Bezugszeichen der 1a und 1b übereinstimmen und auch gleiche Bauteile bezeichnen.
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Im Unterschied zur Schaltarretierung der 1a und 1b weist die Schaltarretierung der 2 bis 4 eine Schraube 17 auf, die durch eine Bohrung in der Schaltwelle 14 das Führungselement 15 an der Schaltwelle 14 befestigt. Somit kann während der Montage zunächst ausgehend von der Schaltwelle 14 der Halter 16 mit die Schaltwelle 14 umfassenden Ringen auf die Schaltwelle 14 aufgesteckt werden, wonach das Führungselement 15 mit bereits installierter Rastelementaufnahme 11 und darin vorgespanntem Rastelement 12, zwischen die Halteelemente 13 gesteckt wird und gegenüber der Schaltwelle 14 mit der Schraube 17 befestigt wird.
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Zusammenfassend betrifft die Erfindung eine Schaltarretierung einer beweglichen Schaltwelle mit einem Rastelement 12 zum Verrasten an einem Stellelement 10 oder an einem mit dem Stellelement 10 in Wirkverbindung stehenden Bauteil, wobei das Rastelement 12 mittels eines Federelementes gegenüber einem Führungselement 15 vorspannbar ist. Es soll eine Lehre angegeben werden, die es erlaubt eine vorteilhafte Platzierung der Komponenten einer Schaltarretierung hinsichtlich der Montage, des Bauraums oder der Kosten zu ermöglichen. Dazu wird vorgeschlagen, das Führungselement als ein zusammen mit der Schaltwelle bewegliches Führungselement vorzusehen. Damit können sämtliche Montageschritte, mit Ausnahme der Befestigung des Stellelementes, vorteilhafterweise direkt an der Schaltwelle vollzogen werden. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Fahrzeugschaltung mit einer erfindungsgemäßen Schaltarretierung.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Stellelement
- 11
- Rastelementaufnahme
- 12
- Rastelement
- 13
- Halteelement
- 14
- Schaltwelle
- 15
- Führungselement
- 16
- Halter
- 17
- Schraube
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007060577 A1 [0003]
- DE 102009058541 A1 [0004]
