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Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung zum Schalten eines manuell oder halbautomatisch schaltbaren Schaltgetriebes eines Kraftfahrzeugs.
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Derartige Schalteinrichtungen zum Schalten eines manuell oder halbautomatisch schaltbaren Schaltgetriebes eines Kraftfahrzeugs sind in Aufbau sowie Funktion hinlänglich bekannt und dienen dem Schalten entsprechender Schaltgetriebe, d. h. dem Einlegen bestimmter Getriebeschaltstufen entsprechender Schaltgetriebe.
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Bei bekannten manuell oder halbautomatisch schaltbaren Schalteinrichtungen besteht mitunter, d. h. insbesondere bei Bedienung durch unerfahrene Bediener, das Problem, dass ein Bediener eine im Hinblick auf den aktuellen Fahrzustand des mit der Schalteinrichtung ausgestatteten Kraftfahrzeugs unpassende Getriebeschaltstufe, d. h. einen unpassenden Gang, einlegt. Derartige Schaltvorgänge können zu erheblichen Beschädigungen des kraftfahrzeugseitigen Schaltgetriebes und somit des Kraftfahrzeugs führen. Ein extremes Beispiel eines solchen Schaltvorgangs ist das Einlegen der Rückwärtsgetriebeschaltstufe, d. h. des Rückwärtsgangs, bei Vorwärtsfahrt mit erhöhter Geschwindigkeit.
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Bisher bekannte Schalteinrichtungen stellen keine zufriedenstellende Möglichkeit dar, die Durchführung entsprechender Schaltvorgänge zu unterbinden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine demgegenüber verbesserte Schalteinrichtung zum Schalten eines manuell oder halbautomatisch schaltbaren Schaltgetriebes eines Kraftfahrzeugs anzugeben.
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Die Aufgabe wird durch eine Schalteinrichtung der eingangs genannten Art gelöst, welche sich durch eine Betätigungseinrichtung, welche ein Betätigungselement umfasst, welches relativ zu einer Schaltkulisse, welche mehrere kulissenartige Öffnungen, wobei jede kulissenartige Öffnung einer bestimmten Getriebeschaltstufe zugeordnet ist, bewegbar gelagert ist, wobei das Betätigungselement in einer Bewegungsachse ausgehend von einer Neutralstellung in zwei unterschiedliche Bewegungsrichtungen translatorisch bewegbar ist und um die Bewegungsachse ausgehend von der Neutralstellung in zwei unterschiedliche Schwenkrichtungen verschwenkbar ist, wobei das Betätigungselement wenigstens einen Aufnahmebereich zur zumindest abschnittsweisen Aufnahme wenigstens eines einer Sperreinrichtung zugehörigen Sperrelements umfasst, sowie wenigstens eine Sperreinrichtung, welche wenigstens ein einem betätigungselementseitigen Aufnahmebereich zuordenbares oder zugeordnetes, bewegbar gelagertes Sperrelement umfasst, wobei das Sperrelement zwischen einer Sperrstellung, in welcher es in einen ihm zuordenbaren oder zugeordneten Aufnahmebereich eingreift, sodass ein Verschwenken des Betätigungselements ausgehend von der Neutralstellung in wenigstens eine Schwenkrichtung nicht möglich ist, und einer Nichtsperrstellung, in welcher es nicht in einen ihm zuordenbaren oder zugeordneten Aufnahmebereich eingreift, sodass ein Verschwenken des Betätigungselements ausgehend von der Neutralstellung in beide Schwenkrichtungen möglich ist, und umgekehrt, bewegbar gelagert ist, auszeichnet.
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Die Schalteinrichtung umfasst als wesentliche Bestandteile eine Betätigungseinrichtung und eine mit dieser zusammenwirkende Sperreinrichtung. Die Betätigungseinrichtung, die Sperreinrichtung sowie deren Zusammenwirken werden im Weiteren näher erläutert.
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Die Betätigungseinrichtung ist von einem Bediener, typischerweise dem Fahrer, im Zusammenhang mit der Durchführung manueller oder halbautomatischer Schaltvorgänge, d. h. im Zusammenhang mit dem Schalten entsprechender Getriebeschaltstufen bzw. dem Einlegen entsprechender Gänge des Schaltgetriebes, betätigbar bzw. zu betätigen.
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Die Betätigungseinrichtung umfasst ein Betätigungselement. Das Betätigungselement ist relativ zu einer kraftfahrzeugseitigen Schaltkulisse, welche einen Teil eines typischerweise in der oder im Bereich der Mittelkonsole eines Kraftfahrzeugs angeordneten Schaltkulissenelements bildet, bewegbar gelagert. Die bewegbare Lagerung des Betätigungselements erlaubt, jeweils ausgehend von einer Neutral- oder Nullstellung des Betätigungselements sowohl translatorische Bewegungen des Betätigungselements in einer Bewegungsachse in zwei unterschiedlichen, typischerweise entgegen gesetzten Bewegungsrichtungen als auch Schwenkbewegungen des Betätigungselements um die Bewegungsachse in zwei unterschiedlichen, typischerweise entgegen gesetzten Schwenkrichtungen. Das Betätigungselement ist also relativ zu dem Schaltkulissenelement, d. h. relativ zu der Schaltkulisse, in einer Bewegungsachse ausgehend von einer Neutralstellung in zwei unterschiedliche Bewegungsrichtungen translatorisch bewegbar und um die Bewegungsachse ausgehend von der Neutralstellung in zwei unterschiedliche Schwenkrichtungen verschwenkbar.
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Die Neutralstellung des Betätigungselements zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass in dieser sowohl translatorische Bewegungen des Betätigungselements in zwei unterschiedlichen, typischerweise entgegen gesetzten Bewegungsrichtungen als auch Schwenkbewegungen des Betätigungselements in zwei unterschiedlichen, typischerweise entgegen gesetzten Schwenkrichtungen möglich sind.
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Die Schaltkulisse umfasst mehrere kulissenartige Öffnungen. Jede kulissenartige Öffnung ist einer bestimmten Getriebeschaltstufe zugeordnet. Je nach Schaltstellung befindet sich das Betätigungselement, d. h. insbesondere ein entsprechender Vorsprung, sonach innerhalb einer entsprechenden kulissenartigen Öffnung. Die konkrete Anzahl bzw. Anordnung der kulissenartigen Öffnungen der Schaltkulisse ergibt sich aus der Anzahl der Getriebeschaltstufen des jeweiligen Schaltgetriebes. Die Ausbildung der Schaltkulisse ist zumindest im Hinblick auf die jeweiligen Vorwärtsgetriebeschaltstufen des Schaltgetriebes zugeordneten kulissenartigen Öffnungen typischerweise symmetrisch bezüglich einer Symmetrieachse, d. h. zumindest die jeweiligen Vorwärtsfahrstufen zugeordneten kulissenartigen Öffnungen sind symmetrisch bezüglich einer Symmetrieachse angeordnet bzw. ausgebildet. Die jeweiligen Getriebeschaltstufen zugeordneten kulissenartigen Öffnungen kommunizieren typischerweise über eine zentrale Öffnung miteinander bzw. münden in eine solche. Die zentrale Öffnung verläuft typischerweise in der oder parallel zu der Symmetrieachse.
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Das grundsätzlich als Schaltfinger zu bezeichnende bzw. zu erachtende Betätigungselement umfasst zweckmäßig einen Grundkörper und einen von diesem abragenden, typischerweise stift- oder zapfenartigen Vorsprung. Das freie Ende des Vorsprungs kann mit einem Handhabungselement, z. B. in Form eines Knaufs, ausgestattet sein. Im in einem Kraftfahrzeug verbauten Zustand der Schalteinrichtung ist der Grundkörper unterhalb der Schaltkulisse angeordnet, der Vorsprung durchsetzt die Schaltkulisse, d. h. insbesondere eine entsprechende kulissenartige Öffnung. Mit anderen Worten ragt der Vorsprung durch die Schaltkulisse, d. h. insbesondere durch eine entsprechende kulissenartige Öffnung der Schaltkulisse. Der Vorsprung lässt sich daher von einem Bediener erreichen und somit bewegen. Im Zusammenhang mit der beschriebenen Relativbewegung des Betätigungselements relativ zu der Schaltkulisse, ergibt sich hieraus, dass sich der Vorsprung innerhalb der Schaltkulisse in entsprechende kulissenartige Öffnungen bewegen lässt.
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Die Neutralstellung des Betätigungselements zeichnet sich sonach insbesondere auch dadurch aus, dass sich das Betätigungselement in dieser nicht in einer entsprechenden kulissenartigen Öffnung befindet; entsprechend ist in der Neutralstellung keine Getriebeschaltstufe eingelegt.
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Das Betätigungselement umfasst ferner wenigstens einen Aufnahmebereich zur zumindest abschnittsweisen Aufnahme wenigstens eines der im Weiteren näher beschriebenen Sperreinrichtung zugehörigen Sperrelements. Der betätigungselementseitige Aufnahmebereich ist im Allgemeinen dazu eingerichtet, mit einem entsprechenden Sperrelement derart zusammenzuwirken, dass Schwenkbewegungen des Betätigungselements ausgehend von der Neutralstellung in eine erste und/oder zweite Schwenkrichtung nicht möglich bzw. gesperrt sind. Bezug nehmend auf die zweckmäßige Ausbildung des Betätigungselements mit einem Grundkörper und einem entsprechenden Vorsprung ist der wenigstens eine betätigungselementseitige Aufnahmebereich typischerweise an dem Grundkörper ausgebildet.
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Die wenigstens eine Sperreinrichtung umfasst, wie erwähnt, wenigstens ein Sperrelement. Das typischerweise stift- oder zapfenartige Sperrelement ist einem betätigungselementseitigen Aufnahmebereich zuordenbar bzw. zugeordnet und, insbesondere translatorisch, bewegbar gelagert. Die bewegbare Lagerung des Sperrelements ermöglicht ein Bewegen dieses von einer Sperrstellung in eine Nichtsperrstellung, und umgekehrt. In der Sperrstellung greift das Sperrelement, insbesondere formschlüssig, in einen ihm zuordenbaren oder zugeordneten betätigungselementseitigen Aufnahmebereich ein, sodass ein Verschwenken des Betätigungselements ausgehend von der Neutralstellung in wenigstens eine Schwenkrichtung nicht möglich ist. In der Nichtsperrstellung greift das Sperrelement nicht in einen ihm zuordenbaren oder zugeordneten betätigungselementseitigen Aufnahmebereich ein, sodass ein Verschwenken des Betätigungselements ausgehend von der Neutralstellung in beide Schwenkrichtungen möglich ist. Das Sperrelement ist sonach im Allgemeinen dazu eingerichtet, mit einem entsprechenden betätigungselementseitigen Aufnahmebereich derart zusammenzuwirken, dass Schwenkbewegungen des Betätigungselements ausgehend von der Neutralstellung in eine erste und/oder zweite Schwenkrichtung nicht möglich bzw. gesperrt sind. In der Sperrstellung ist das Sperrelement typischerweise aus einem sperreinrichtungsseitigen Gehäuseteil ausgefahren, in der Nichtsperrstellung ist das Sperrelement typischerweise in ein bzw. das sperreinrichtungsseitige Gehäuseteil eingefahren.
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Die erfindungsgemäße Schalteinrichtung ermöglicht es auf konstruktiv vergleichsweise einfache Weise, durch gezielte Bewegungen des Sperrelements in die Sperrstellung, d. h. durch ein gezieltes Eingreifen des Sperrelements in einen diesem zugeordneten betätigungselementseitigen Aufnahmebereich, Schwenkbewegungen des Betätigungselements in entsprechende kulissenartige Öffnungen und somit Schaltvorgänge, d. h. das Einlegen von Getriebeschaltstufen, zu unterbinden. Derart ist es insbesondere möglich, bestimmte Schaltvorgänge in bestimmten Fahrsituationen eines mit der Schalteinrichtung ausgestatteten Kraftfahrzeugs, d. h. z. B. ein Schalten in eine niedrigere Vorwärtsgetriebeschaltstufe bzw. in einen zu niedrigen Vorwärtsgang oder eine Rückwärtsgetriebeschaltstufe bzw. in einen Rückwärtsgang bei Vorwärtsfahrt mit erhöhter Geschwindigkeit, zu unterbinden.
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Der wenigstens eine betätigungselementseitige Aufnahmebereich oder wenigstens ein betätigungselementseitiger Aufnahmebereich kann durch eine eine (im Wesentlichen) U-förmige Grundform aufweisende Ausnehmung oder Konturierung des Betätigungselements gebildet sein. Die Bezeichnung „U-förmige Grundform“ umfasst auch Grundformen, welche im Wesentlichen ein U darstellen. Beispielsweise kann die Grundform des Aufnahmebereichs auch V-förmig sein. Im Allgemeinen ist der Aufnahmebereich durch wenigstens zwei sich parallel oder sonst wie winklig, d. h. insbesondere geneigt, zueinander erstreckende Schenkel begrenzt.
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Der wenigstens eine betätigungselementseitige Aufnahmebereich oder wenigstens ein betätigungselementseitiger Aufnahmebereich kann eine Ausnehmung oder Konturierung mit zwei gleich langen, sich typischerweise parallel erstreckenden Schenkeln umfassen. Die Schenkel sind hierbei derart dimensioniert, dass das Betätigungselement in der Sperrstellung derart in den betätigungselementseitigen Aufnahmebereich eingreift, dass ein Verschwenken des Betätigungselements ausgehend von der Neutralstellung in beide Schwenkrichtungen nicht möglich ist. Durch diese vergleichsweise einfache konstruktive Maßnahme lässt sich also gezielt das Schalten in zwei bestimmte, typischerweise aufeinanderfolgende Getriebeschaltstufen unterbinden.
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In einer Variante kann der wenigstens eine betätigungselementseitige Aufnahmebereich oder wenigstens ein betätigungselementseitiger Aufnahmebereich eine Ausnehmung oder Konturierung mit zwei unterschiedlich langen, sich typischerweise parallel erstreckenden Schenkeln umfassen. Die Schenkel sind hierbei derart dimensioniert sind, dass das Sperrelement in einer ersten Sperrstellung derart in den betätigungselementseitigen Aufnahmebereich eingreift, dass ein Verschwenken des Betätigungselements ausgehend von der Neutralstellung in nur eine Schwenkrichtung nicht möglich ist. In einer zweiten Sperrstellung greift das Sperrelement derart in den betätigungselementseitigen Aufnahmebereich ein, dass ein Verschwenken des Betätigungselements ausgehend von der Neutralstellung in beide Schwenkrichtungen nicht möglich ist.
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Das Sperrelement ist hier also in zwei unterschiedliche Sperrstellungen bewegbar. In der ersten Sperrstellung greift das Sperrelement derart in den bzw. einen betätigungselementseitigen Aufnahmebereich ein, dass es diesen nur abschnittsweise, insbesondere nicht vollständig, ausfüllt. In der zweiten Sperrstellung greift das Sperrelement weiter als in der ersten Sperrstellung, d. h. insbesondere vollständig, in den bzw. einen betätigungselementseitigen Aufnahmebereich ein.
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In der ersten Sperrstellung des Sperrelements ist ein Verschwenken des Betätigungselements in eine andere, insbesondere entgegen gesetzte Schwenkrichtung, möglich. Je nachdem, ob ein oberer oder unterer Schenkel länger als der jeweils andere Schenkel ausgeführt ist, ist dabei ein Verschwenken in die eine oder andere Schwenkrichtung möglich bzw. nicht möglich. Derart lässt sich das Schalten in (nur) eine bestimmte Getriebeschaltstufe unterbinden. In der zweiten Sperrstellung des Sperrelements ist ein Verschwenken des Betätigungselements in beide Schwenkrichtungen nicht möglich. Derart lässt sich das Schalten in zwei bestimmte, typischerweise aufeinander folgende Getriebeschaltstufen unterbinden.
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Grundsätzlich kann das Betätigungselement mehr als einen, mithin wenigstens zwei separate Aufnahmebereiche umfassen. Die wenigstens zwei Aufnahmebereiche können z. B. nebeneinander oder übereinander angeordnet sein. In der ersten Alternative sind die wenigstens zwei Aufnahmebereiche typischerweise, insbesondere unmittelbar, benachbart angeordnet.
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Die wenigstens zwei Aufnahmebereiche können in geometrisch-konstruktiver Hinsicht unterschiedlich ausgestaltet sein. Entsprechend kann ein erster Aufnahmebereich eine Ausnehmung oder Konturierung mit zwei gleich langen, sich typischerweise parallel erstreckenden Schenkeln umfassen und ein weiterer Aufnahmebereich eine Ausnehmung oder Konturierung mit zwei unterschiedlich langen, sich typischerweise parallel erstreckenden Schenkeln umfassen. Denkbar ist es auch, dass ein erster Aufnahmebereich eine Ausnehmung oder Konturierung mit zwei unterschiedlich langen, sich typischerweise parallel erstreckenden Schenkeln umfasst, wobei ein erster bzw. oberer Schenkel länger ausgeführt ist als ein zweiter bzw. unterer Schenkel, und ein zweiter Aufnahmebereich ebenso eine Ausnehmung oder Konturierung mit zwei unterschiedlich langen, sich typischerweise parallel erstreckenden Schenkeln umfasst, wobei ein erster bzw. oberer Schenkel kürzer ausgeführt ist als ein zweiter bzw. unterer Schenkel. Mithin lassen sich durch mehrere entsprechende Aufnahmebereiche unterschiedliche Schaltvorgänge, d. h. das Schalten in unterschiedliche Getriebeschaltstufen, unterbinden. Durch Eingriff des oder eines Sperrelements in einen ersten Aufnahmebereich kann z. B. das Schalten in eine erste und/oder eine zweite Getriebeschaltstufe, d. h. das Einlegen eines ersten und/oder zweiten Gangs, unterbunden werden. Durch Eingriff des oder eines Sperrelements in einen zweiten Aufnahmebereich kann z. B. das Schalten in eine dritte und/oder eine vierte Getriebeschaltstufe, d. h. das Einlegen eines dritten und/oder vierten Gangs, unterbunden werden. Selbstverständlich kann durch einen Aufnahmebereich auch das Schalten in eine Rückwärtsgetriebeschaltstufe, d. h. das Einlegen eines Rückwärtsgangs, unterbunden werden.
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Bei einem mehrere Aufnahmebereiche umfassenden Betätigungselement bestehen unterschiedliche Möglichkeiten der Zuordnung des oder eines Sperrelements zu einem bestimmten Aufnahmebereich. Es ist hierbei möglich, dass eine der Anzahl der Aufnahmebereiche entsprechende Anzahl an separaten, d. h. insbesondere wenigstens zwei, separate Sperreinrichtungen mit jeweils einem (einzigen) Sperrelement vorhanden ist, wobei die Sperrelemente der jeweiligen Sperreinrichtungen jeweils einem bestimmten betätigungselementseitigen Aufnahmebereich zugeordnet sind. Es besteht sonach eine feste Zuordnung zwischen jeweiligen Sperrelementen jeweiliger Sperreinrichtungen und jeweiligen Aufnahmebereichen. Es ist auch möglich, dass wenigstens eine bewegbar gelagerte Sperreinrichtung mit einem (einzigen) Sperrelement vorhanden ist, wobei das Sperrelement der Sperreinrichtung durch Bewegen der Sperreinrichtung unterschiedlichen betätigungselementseitigen Aufnahmebereichen zuordenbar ist. Es besteht also keine feste Zuordnung zwischen dem Sperrelement der Sperreinrichtung und den Aufnahmebereichen; das Sperrelement lässt sich durch gezieltes Bewegen der Sperreinrichtung bedarfsweise einem bestimmten Aufnahmebereich zuordnen. Ferner ist es möglich, dass eine Sperreinrichtung mit wenigstens zwei Sperrelementen vorhanden ist, wobei die Sperrelemente der Sperreinrichtung jeweils einem bestimmten betätigungselementseitigen Aufnahmebereich zugeordnet sind. Es besteht wiederum eine feste Zuordnung zwischen jeweiligen Sperrelementen der Sperreinrichtung und jeweiligen Aufnahmebereichen.
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Zur Realisierung von Bewegungen des Sperrelements kann die bzw. eine jeweilige Sperreinrichtung eine mit dem oder einem Sperrelement koppelbare oder gekoppelte Antriebseinrichtung zur Bewegung des Sperrelements in die oder in Richtung der Sperrstellung oder einer (ersten oder zweiten) Sperrstellung und/oder zur Bewegung des Sperrelements in die oder in Richtung der Nichtsperrstellung, sowie eine den Betrieb der Antriebseinrichtung steuernde Steuereinrichtung umfassen. Die Steuereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, den Betrieb der Antriebseinrichtung in Abhängigkeit wenigstens eines Betriebsparameters, insbesondere der Geschwindigkeit und/oder Motordrehzahl, eines mit der Schalteinrichtung ausgestatteten Kraftfahrzeugs zu steuern. Mithin kann das Sperrelement z. B. bei Erreichen oder Überschreiten eines vorgebbaren oder vorgegebenen Geschwindigkeitsgrenzwerts, z. B. 100 km/h, bzw. bei Erreichen oder Überschreiten eines vorgebbaren oder vorgegebenen Motordrehzahlgrenzwerts, z. B. 4500 rpm (Umdrehungen pro Minute), in die Sperrstellung bewegt werden, so dass ein Schalten in niedrigere Getriebeschaltstufen bzw. eine Rückwärtsgetriebeschaltstufe unterbunden ist. Die Antriebseinrichtung kann wenigstens ein mit dem Sperrelement koppelbares oder gekoppeltes, z. B. motorisches, insbesondere elektromotorisches, oder hydraulisches oder pneumatisches, Antriebselement umfassen.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug, umfassend ein manuell oder halbautomatisch schaltbares Schaltgetriebe sowie eine diesem zugeordnete, wie vorstehend beschriebene Schalteinrichtung. Sämtliche Ausführungen im Zusammenhang mit der Schalteinrichtung gelten analog für das Kraftfahrzeug.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie den Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1–12 jeweils eine Prinzipdarstellung einer Schalteinrichtung zum Schalten eines manuell oder halbautomatisch schaltbaren Schaltgetriebes eines Kraftfahrzeugs.
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Die 1 bis 5 zeigen jeweils eine Prinzipdarstellung einer Schalteinrichtung 1 zum Schalten eines manuell oder halbautomatisch schaltbaren Schaltgetriebes (nicht gezeigt) eines Kraftfahrzeugs (nicht gezeigt) gemäß einem Ausführungsbeispiel. Ein halbautomatisch schaltbares Schaltgetriebe unterscheidet sich von einem manuell schaltbaren Schaltgetriebe insbesondere darin, dass eine bedienerseitige Betätigung einer Kupplung nicht erforderlich ist.
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Die Schalteinrichtung 1 umfasst eine Betätigungseinrichtung 2 und eine Sperreinrichtung 3, welche derart zusammenwirken, dass bestimmte Schaltvorgänge des Schaltgetriebes, d. h. das Schalten in bestimmte Getriebeschaltstufen und somit das Einlegen bestimmter Gänge, zeitweise, d. h. unter bestimmten Bedingungen, nicht möglich bzw. unterbunden ist.
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Die Betätigungseinrichtung 2 umfasst ein Betätigungselement 4. Das Betätigungselement 4 ist relativ zu einer kraftfahrzeugseitigen Schaltkulisse 5, welche einen Teil eines, typischerweise in der oder im Bereich der Mittelkonsole eines Kraftfahrzeugs angeordneten, Schaltkulissenelements 6 bildet, bewegbar gelagert.
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Ersichtlich umfasst die Schaltkulisse 5 mehrere kulissenartige Öffnungen 9. Die konkrete Anzahl bzw. Anordnung der kulissenartigen Öffnungen 9 der Schaltkulisse 5 ergibt sich aus der Anzahl der Getriebeschaltstufen des jeweiligen Schaltgetriebes. In dem in den Fig. gezeigten Ausführungsbeispielen weist das Schaltgetriebe sechs Vorwärtsschaltstufen und eine Rückwärtsschaltstufe auf, mithin sind insgesamt sieben kulissenartige Öffnungen 9 vorhanden. Mithin ist jede kulissenartige Öffnung 9 einer bestimmten Getriebeschaltstufe zugeordnet.
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Die Ausbildung der Schaltkulisse 5 ist dabei zumindest im Hinblick auf die jeweiligen Vorwärtsgetriebeschaltstufen des Schaltgetriebes zugeordneten kulissenartigen Öffnungen 9 symmetrisch bezüglich einer Symmetrieachse. Die Symmetrieachse fällt hier mit der Bewegungsachse des Betätigungselements 4 bzw. einer zentralen länglichen Öffnung 10 zusammen. Die jeweiligen Getriebeschaltstufen zugeordneten kulissenartigen Öffnungen 9 kommunizieren über die zentrale längliche Öffnung 10 miteinander bzw. münden in diese.
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Die bewegbare Lagerung des Betätigungselements 4 erlaubt, jeweils ausgehend von der in 1 gezeigten Neutral- oder Nullstellung des Betätigungselements 4 sowohl translatorische Bewegungen (vgl. Doppelpfeil 7) des Betätigungselements 4 in einer Bewegungsachse in zwei unterschiedlichen, d. h. entgegen gesetzten, Bewegungsrichtungen als auch Schwenkbewegungen (vgl. Doppelpfeil 8) des Betätigungselements 4 um die Bewegungsachse in zwei unterschiedlichen, d. h. entgegen gesetzten, Schwenkrichtungen. Das Betätigungselement 4 ist daher relativ zu dem Schaltkulissenelement 6 bzw. zu der Schaltkulisse 5 in einer Bewegungsachse ausgehend von einer Neutralstellung in zwei unterschiedliche Bewegungsrichtungen translatorisch bewegbar und um die Bewegungsachse ausgehend von der Neutralstellung in zwei unterschiedliche Schwenkrichtungen verschwenkbar.
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Die in 1 gezeigte Neutralstellung des Betätigungselements 4 zeichnet sich sonach insbesondere dadurch aus, dass sich das Betätigungselement 4 in dieser nicht in einer entsprechenden kulissenartigen Öffnung 9, sondern mittig zwischen den den Getriebeschaltstufen drei und vier entsprechenden kulissenartigen Öffnungen 9 befindet; entsprechend ist in der Neutralstellung des Betätigungselements 4 keine Getriebeschaltstufe eingelegt.
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Das grundsätzlich als Schaltfinger zu bezeichnende bzw. zu erachtende Betätigungselement 4 umfasst einen Grundkörper 4a und einen von diesem abragenden, typischerweise stift- oder zapfenartigen, Vorsprung 4b. Das freie Ende des Vorsprungs 4b kann mit einem Handhabungselement, z. B. in Form eines Knaufs, ausgestattet sein. Der Grundkörper 4a ist unterhalb der Schaltkulisse 5 angeordnet, der Vorsprung 4b durchsetzt die Schaltkulisse 5. Der Vorsprung 4b lässt sich daher von einem Bediener erreichen und somit innerhalb der Schaltkulisse 5 in entsprechende kulissenartige Öffnungen 9 bewegen.
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In dem Grundkörper 4a ist ferner eine zentrale Bohrung 4c vorgesehen, welche von einer mit dem Schaltgetriebe koppelbaren oder gekoppelten Schaltwelle (nicht gezeigt) durchsetzt ist. Die Bohrung 4c ist für das im Weiteren zu erläuternde Prinzip nicht wesentlich.
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Das Betätigungselement 4 ist im Bereich des Grundkörpers 4a, d. h. insbesondere im Bereich der Außenkontur des Grundkörpers 4a, mit einem Aufnahmebereich 12 versehen. Der Aufnahmebereich 12 weist eine U-förmige Grundform auf, welche im Wesentlichen durch zwei sich parallel erstreckende Schenkel 12a, 12b gebildet ist. Der Aufnahmebereich 12 ist sonach im Wesentlichen durch die beiden Schenkel 12a, 12b begrenzt.
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Die Sperreinrichtung 3 umfasst ein stift- oder zapfenartiges Sperrelement 13. Das Sperrelement 13 ist translatorisch bewegbar gelagert. Die bewegbare Lagerung des Sperrelements 13 ermöglicht ein Bewegen dieses von einer Sperrstellung (vgl. 2, 3) in eine Nichtsperrstellung (vgl. 1, 4, 5), und umgekehrt.
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In der in den 2, 3 gezeigten Sperrstellung greift das Sperrelement 13, insbesondere formschlüssig, in den betätigungselementseitigen Aufnahmebereich 12 ein, sodass ein Verschwenken des Betätigungselements 4 ausgehend von der Neutralstellung in beide Schwenkrichtungen nicht möglich ist. Dies ist konstruktiv dadurch realisiert, dass die den betätigungselementseitigen Aufnahmebereich 12 begrenzenden Schenkel 12a, 12b gleich lang und derart dimensioniert sind, dass das Sperrelement 13 in der Sperrstellung derart in den Aufnahmebereich 12 eingreift, dass ein Verschwenken des Betätigungselements 4 ausgehend von der Neutralstellung in beide Schwenkrichtungen nicht möglich ist. In der Sperrstellung ist das Sperrelement 13 typischerweise aus einem sperreinrichtungsseitigen Gehäuseteil 14 ausgefahren.
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In der in den 1, 4, 5 gezeigten Nichtsperrstellung greift das Sperrelement 13 nicht in den betätigungselementseitigen Aufnahmebereich 12 ein, sodass ein Verschwenken des Betätigungselements 4 ausgehend von der Neutralstellung in beide Schwenkrichtungen möglich ist. In der Nichtsperrstellung ist das Sperrelement 13 typischerweise in das sperreinrichtungsseitige Gehäuseteil 14 eingefahren.
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Zur Realisierung entsprechender Bewegungen des Sperrelements 13 umfasst die Sperreinrichtung 3 eine mit dem Sperrelement 13 gekoppelte Antriebseinrichtung (nicht gezeigt) zur Bewegung des Sperrelements 13 in die oder in Richtung der Sperrstellung und/oder zur Bewegung des Sperrelements 13 in die oder in Richtung der Nichtsperrstellung, sowie eine den Betrieb der Antriebseinrichtung steuernde Steuereinrichtung (nicht gezeigt).
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Die Steuereinrichtung ist dazu eingerichtet, den Betrieb der Antriebseinrichtung in Abhängigkeit wenigstens eines Betriebsparameters, insbesondere der Geschwindigkeit und/oder Motordrehzahl, des mit der Schalteinrichtung 1 ausgestatteten Kraftfahrzeugs zu steuern. Mithin kann das Sperrelement 13 z. B. bei Erreichen oder Überschreiten eines vorgebbaren oder vorgegebenen Geschwindigkeitsgrenzwerts, z. B. 100 km/h, bzw. bei Erreichen oder Überschreiten eines vorgebbaren oder vorgegebenen Motordrehzahlgrenzwerts, z. B. 4500 rpm (Umdrehungen pro Minute), in die Sperrstellung bewegt werden, so dass ein Schalten in niedrigere Getriebeschaltstufen bzw. eine Rückwärtsgetriebeschaltstufe unterbunden ist. Die Antriebseinrichtung umfasst ein mit dem Sperrelement 13 gekoppeltes, z. B. motorisches, insbesondere elektromotorisches, oder hydraulisches oder pneumatisches Antriebselement.
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Die 6 bis 8 zeigen eine Prinzipdarstellung einer Schalteinrichtung 1 zum Schalten eines manuellen oder halbautomatisch schaltbaren Schaltgetriebes eines Kraftfahrzeugs gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
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Im Unterschied zu dem in den 1 bis 5 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Sperrelement 13 hier in die Nichtsperrstellung (vgl. 8) sowie in eine erste Sperrstellung (vgl. 6) und in eine zweite Sperrstellung (vgl. 7) bewegbar. In der in 6 gezeigten ersten Sperrstellung greift das Sperrelement 13 derart in den betätigungselementseitigen Aufnahmebereich 12 ein, dass es diesen nur abschnittsweise, d. h. insbesondere nicht vollständig, ausfüllt. In der in 7 gezeigten zweiten Sperrstellung greift das Sperrelement 13 weiter als in der ersten Sperrstellung in den betätigungselementseitigen Aufnahmebereich 12 ein, so dass es diesen weiter, d. h. insbesondere vollständig, ausfüllt.
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Ein weiterer Unterschied zu dem in den 1 bis 5 gezeigten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass die den Aufnahmebereich 12 begrenzenden Schenkel 12a, 12b hier nicht gleich lang, sondern unterschiedlich lang ausgeführt sind. Konkret ist der obere Schenkel 12a kürzer als der untere Schenkel 12b ausgeführt. Die Schenkel 12a, 12b sind also derart dimensioniert, dass das Sperrelement 13 in der ersten Sperrstellung derart in den Aufnahmebereich 12 eingreift, dass ein Verschwenken des Betätigungselements 4 ausgehend von der Neutralstellung in nur eine Schwenkrichtung, d. h. vorliegend nach rechts bzw. vorne nicht möglich ist. In der zweiten Sperrstellung greift das Sperrelement 13, wie erwähnt, derart weit in den Aufnahmebereich 12 ein, dass ein Verschwenken des Betätigungselements 4 ausgehend von der Neutralstellung in beide Schwenkrichtung, d. h. weder nach rechts bzw. vorne noch nach links bzw. hinten, nicht möglich ist.
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Die 9 bis 11 zeigen eine Prinzipdarstellung einer Schalteinrichtung 1 zum Schalten eines manuellen oder halbautomatisch schaltbaren Schaltgetriebes eines Kraftfahrzeugs gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
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Im Unterschied zu dem in den 6 bis 9 gezeigten Ausführungsbeispiel ist hier der obere Schenkel 12a länger als der untere Schenkel 12b ausgeführt. Die Schenkel 12a, 12b sind hier also derart dimensioniert, dass das Sperrelement 13 in der ersten Sperrstellung derart in den Aufnahmebereich 12 eingreift, dass ein Verschwenken des Betätigungselements 4 ausgehend von der Neutralstellung in nur eine Schwenkrichtung, d. h. vorliegend nach links bzw. hinten nicht möglich ist. In der zweiten Sperrstellung greift das Sperrelement 13 wiederum derart weit in den Aufnahmebereich 12 ein, dass ein Verschwenken des Betätigungselements 4 ausgehend von der Neutralstellung in beide Schwenkrichtung, d. h. weder nach rechts bzw. vorne noch nach links bzw. hinten, nicht möglich ist.
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Schließlich zeigt 12 eine Prinzipdarstellung einer Schalteinrichtung 1 zum Schalten eines manuellen oder halbautomatisch schaltbaren Schaltgetriebes eines Kraftfahrzeugs gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
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Im Unterschied zu den in den 1 bis 11 gezeigten Ausführungsbeispielen weist das Betätigungselement 4 hier zwei Aufnahmebereiche 12 auf. Die Aufnahmebereiche 12 sind nebeneinander und somit benachbart angeordnet.
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Die wenigstens zwei Aufnahmebereiche 12 sind in geometrisch-konstruktiver Hinsicht unterschiedlich ausgestaltet. Ersichtlich umfasst ein erster Aufnahmebereich 12 (linker Aufnahmebereich 12) eine Ausnehmung oder Konturierung mit zwei gleich langen, sich parallel erstreckenden, Schenkel 12a, 12b. Ein weiterer Aufnahmebereich 12 (rechter Aufnahmebereich 12) umfasst eine Ausnehmung oder Konturierung mit zwei unterschiedlich langen, sich parallel erstreckenden, Schenkeln 12a, 12b.
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Denkbar wäre es jedoch auch, dass ein erster Aufnahmebereich 12 eine Ausnehmung oder Konturierung mit zwei unterschiedlich langen, sich parallel erstreckenden Schenkeln 12a, 12b umfasst, wobei ein oberer Schenkel 12a länger ausgeführt ist als ein unterer Schenkel 12b, und ein zweiter Aufnahmebereich 12 ebenso eine Ausnehmung oder Konturierung mit zwei unterschiedlich langen, sich parallel erstreckenden Schenkeln 12a, 12b umfasst, wobei ein oberer Schenkel 12a kürzer ausgeführt ist als ein unterer Schenkel 12b.
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Mithin lassen sich durch mehrere entsprechende Aufnahmebereiche 12 unterschiedliche Schaltvorgänge, d. h. das Schalten in unterschiedliche Getriebeschaltstufen, unterbinden. Durch Eingriff des oder eines Sperrelements 13 in einen ersten Aufnahmebereich 12 kann z. B. das Schalten in eine erste und/oder eine zweite Getriebeschaltstufe, d. h. das Einlegen eines ersten und/oder zweiten Gangs, unterbunden werden. Durch Eingriff des oder eines Sperrelements 13 in einen zweiten Aufnahmebereich 12 kann z. B. das Schalten in eine dritte und/oder eine vierte Getriebeschaltstufe, d. h. das Einlegen eines dritten und/oder vierten Gangs, unterbunden werden. Selbstverständlich kann durch einen Aufnahmebereich 12 auch das Schalten in eine Rückwärtsgetriebeschaltstufe, d. h. das Einlegen eines Rückwärtsgangs, unterbunden werden.
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Bei einem mehrere Aufnahmebereiche 12 umfassenden Betätigungselement 4 bestehen grundsätzlich unterschiedliche Möglichkeiten der Zuordnung des oder eines Sperrelements 13 zu einem bestimmten Aufnahmebereich 12. In dem in 12 gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine bewegbar gelagerte Sperreinrichtung 3 mit einem (einzigen) Sperrelement 13 vorgesehen. Das Sperrelement 13 ist durch Bewegen (vgl. Doppelpfeil 11) der Sperreinrichtung 3 unterschiedlichen betätigungselementseitigen Aufnahmebereichen 12 zuordenbar. Es besteht also keine feste Zuordnung zwischen dem Sperrelement 13 der Sperreinrichtung 3 und den betätigungselementseitigen Aufnahmebereichen 12; das Sperrelement 13 lässt sich durch gezieltes Bewegen der Sperreinrichtung 3 bedarfsweise einem bestimmten Aufnahmebereich 12 zuordnen.
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Denkbar wäre es jedoch auch, dass eine der Anzahl der betätigungselementseitigen Aufnahmebereiche 12 entsprechende Anzahl an separaten, d. h. insbesondere wenigstens zwei, separate Sperreinrichtungen 3 mit jeweils einem (einzigen) Sperrelement 13 vorhanden ist. Die Sperrelemente 13 der jeweiligen Sperreinrichtungen 3 sind dabei jeweils einem bestimmten betätigungselementseitigen Aufnahmebereich 12 zugeordnet. Es besteht hier sonach eine feste Zuordnung zwischen jeweiligen Sperrelementen 13 jeweiliger Sperreinrichtungen 3 und jeweiligen betätigungselementseitigen Aufnahmebereichen 12.
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Es wäre ferner möglich, dass eine Sperreinrichtung 3 mit wenigstens zwei Sperrelementen 13 vorgesehen ist, wobei die Sperrelemente 13 der Sperreinrichtung 3 jeweils einem bestimmten betätigungselementseitigen Aufnahmebereich 12 zugeordnet sind. Es besteht hier wiederum eine feste Zuordnung zwischen jeweiligen Sperrelementen 13 der Sperreinrichtung 3 und jeweiligen betätigungselementseitigen Aufnahmebereichen 12.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schalteinrichtung
- 2
- Betätigungseinrichtung
- 3
- Sperreinrichtung
- 4
- Betätigungselement
- 4a
- Grundkörper
- 4b
- Vorsprung
- 4c
- Bohrung
- 5
- Schaltkulisse
- 6
- Schaltkulissenelement
- 7
- Doppelpfeil
- 8
- Doppelpfeil
- 9
- kulissenartige Öffnung
- 10
- zentrale Öffnung
- 11
- Doppelpfeil
- 12
- Aufnahmebereich
- 12a
- Schenkel
- 12b
- Schenkel
- 13
- Sperrelement
- 14
- Gehäuseteil
