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Die Erfindung betrifft einen Schaltdom zur Erzeugung von variablen Schaltkräften. Ferner betrifft die Erfindung eine Schaltarretierung für ein Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs zur Erzeugung von variablen Schaltkräften.
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Aus dem Stand der Technik sind Schaltdome und Schaltarretierungen bekannt.
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Die
DE 10 2009 058 541 A1 beschreibt eine Schaltarretierung zur Lagefixierung eines beweglichen Stellelements mit einem Rastelement zum Verrasten am Stellelement oder einem mit dem Stellelement in Wirkverbindung stehendem Bauteil, wobei das Rastelement durch ein Federelement gegen das Stellelement vorspannbar ist. Die Federkraft des Federelements ist im durch die Maximalstellungen des Rastelements vorgegebenen Arbeitsbereich veränderlich.
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Die
DE 195 09 967 A1 beschreibt Schaltarretierung für die Lagefixierung eines beweglichen Stellelementes, insbesondere für eine Schaltstange eines Kraftfahrzeuggetriebes mit einem in eine Ausnehmung der Schaltstange eingreifenden, vorzugsweise kugelförmigen Rastelement, welches in einer Aufnahme eines zylindrischen Innenelementes geführt ist, wobei das Innenelement in einer Bohrung eines Gehäuses oder in einer in der Bohrung befestigten zylindrischen Hülse über Wälzkörper axial verschieblich geführt und in Richtung des Rastelements durch eine Feder belastet ist. Die Feder weist eine zumindest teilweise von der zylindrischen Form abweichende Form auf.
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Nachteilig am Stand der Technik ist, dass die Schaltkräfte durch die Arretierung und durch das Schaltgewicht starr vorgegeben werden. Die Schaltkräfte sind baugruppenabhängig und nicht verstellbar. Zwar zeigt
JP 2001-246 957 A einen Schaltdom für ein Schaltgetriebe, bei dem der Schaltarm ein Langloch für die Schaltmasse aufweist, so dass das Trägheitsmoment je nach Anordnung der Schaltmasse in dem Langloch bei der Montage einstellbar ist. Eine einmal so fixierte Schaltmasse erlaubt aber keine nachträgliche Änderung des Trägheitsmoments, um fahrsituationsabhängig variable Schaltkräfte zu erzeugen.
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DE 697 16 869 T2 und
DE 198 40 849 A1 zeigen Schaltarretierungen mit jeweils zwei Federn unterschiedlichen Durchmessers. Beide Schaltarretierungen bewirken, dass die Einstellung während des Einbaus der Schaltung erleichtert wird. Durch den nach Einbau nicht veränderlichen Aufbau der Schaltarretierungen, ist das Zusammenwirken der Federn fest vorgegeben und im verbauten Zustand die Erzeugung variabler Schaltkräfte in Abhängigkeit des Fahrerwunsches nicht möglich.
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DE 10 2011 101 123 A1 zeigt eine Schaltvorrichtung, bei der die Federkraft einer Schaltarretierung durch eine variable externe Zusatzkraft überlagerbar ist. Die Zusatzkraft muss allerdings bei jedem Schaltvorgang von Neuem aufgebracht werden und erfordert einen entsprechend groß dimensionierten Aktor, um eine hinreichend große Schaltkraftänderung zu bewirken.
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Es besteht somit die technische Aufgabe, variable einstellbare Schaltkräfte in die Funktion des Schaltdomes zu integrieren.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere gelöst durch einen Schaltdom für ein Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs zur Erzeugung von variablen Schaltkräften aufweisend ein am Schaltdom vorgesehenes Betätigungselement zum Verschieben von Gangrädern, wobei das Betätigungselement, auf dem ein verlagerbares Schaltgewicht führbar ist, als Hebelarm ausgebildet ist.
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Eine Verstellung der Kräfte hat den Vorteil, dass diese auf die Zielgruppe der Endverbraucher, wie sportliche ambitionierten Fahrer oder komfortbetonte Fahrstile ausgerichtet werden könnte und sowohl den sportlich ambitionierten als auch den komfortbetonten Fahrer ansprechen würde.
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Durch das Vorsehen des Betätigungselements mit dem verlagerbare Schaltgewicht sind die Schallkräfte variabel und individuell je nach Nutzergruppe einstellbar.
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Das Betätigungselement weist mindestens einen Teilbereich auf, der als Außengewinde ausgebildet ist, und wobei das Schaltgewicht einen Teilbereich aufweist, der als Innengewinde ausgebildet ist. Das Innengewinde des Schaltgewichts ist als eine Gegenkontur zum Außengewinde der Gewindestange ausgebildet.
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Vorzugsweise ist das Betätigungselement zumindest teilweise als Gewindestange oder Kugelgewindestange ausgebildet.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist das Schaltgewicht ausgebildet ist, mittels eines elektrischen Verstellmittels in einer axialen Richtung auf dem Betätigungselements verlagert zu werden.
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Bevorzugt wird das Schaltgewicht von einer ersten Position in eine weitere Position verlagert.
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Bevorzugt ist das Verstellmittel ein Motor.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist eine Schaltkrafterhöhung mittels einer Verlagerung des Schaltgewichts in Richtung hin zum Schaltdom erzeugbar und eine Schaltkraftverringerung ist mittels einer Verlagerung des Schaltgewichts in eine Gegenrichtung weg vom Schaltdom erzeugbar.
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Auf diese Weise wird eine stufenlose Verstellung der Schaltkräfte ermöglicht.
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Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß insbesondere gelöst durch eine Schaltarretierung für ein Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs zur Erzeugung von variablen Schaltkräften, wobei die Schaltarretierung mindestens zwei voneinander räumlich getrennte Federn aufweist.
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Eine Verstellung der Kräfte hat den Vorteil, dass diese auf die Zielgruppe der Endverbraucher, wie sportliche ambitionierten Fahrer oder komfortbetonte Fahrstile ausgerichtet werden könnte und sowohl den sportlich ambitionierten als auch den komfortbetonten Fahrer ansprechen würde.
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Durch das Vorsehen der Schaltarretierung mit den zwei voneinander räumlich getrennten Federn, sind die Schallkräfte variabel und individuell je nach Nutzergruppe einstellbar.
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Bevorzugt ist die Schaltarretierung in einen Schaltdom integrierbar. Besonders bevorzugt dient die Schaltarretierung einer Lagefixierung einer Schaltstange des Schaltdoms.
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Die Schaltarretierung weist ein erstes Gehäuseteil mit einer ersten Feder, ein zweites Gehäuseteil mit einer zweiten Feder und einen Schaltbolzen mit einem Rastelement auf, wobei das zweite Gehäuseteil innerhalb des ersten Gehäuseteils in einer axialen Richtung der Schaltarretierung verschiebbar angeordnet ist und wobei der Schaltbolzen innerhalb des zweiten Gehäuseteils in der axialen Richtung verschiebbar angeordnet ist. Die Schaltarretierung weist ein Mittel auf, das eingerichtet ist, in axialer Richtung in eine Öffnung des ersten Gehäuseteils eingeführt zu werden, um die erste Feder aus einer Neutralposition in eine zweite Position zu drücken, was eine zumindest teilweise Stauchung der ersten Feder und der zweiten Feder bewirkt und zu einer Erhöhung einer Druckkraft auf den Schaltbolzen führt.
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Vorzugsweise ist das Mittel ein Bolzen. Bevorzugt ist das Mittel aus dem ersten Gehäuseteil wieder ausführbar.
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Bevorzugt sind die Federn als zylindrische Schraubenfedern ausgebildet.
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Eine variable Schaltkraft lässt sich durch eine Arretierung mit einer verstellbaren Federkraft erzeugen. Bevorzugt ist die Schaltarretierung doppelt, vorzugsweise mehrfach gefedert.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform sind die erste Feder und die zweite Feder mittels eines innerhalb des ersten Gehäuseteils in der axialen Richtung verschiebbar angeordneten Schiebers voneinander räumlich getrennt, wobei der Schieber an einem erstes Ende des zweiten Gehäuseteils angeordnet ist.
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Bevorzugt ist der Schieber ein Teil des zweiten Gehäuseteils.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform weist der Schieber mindestens einen auskragenden Teilbereich auf, der eingerichtet ist, in axialer Richtung an einer Gehäuseseite des ersten Gehäuses anzuschlagen, sobald eine Krafteinwirkung auf die zweite Feder eine Federkraft der zweiten Feder übersteigt.
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Bevorzugt ist ein Anschlag mittels eines elektronisch angesteuerten Aktuators positionierbar.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform stellt sich eine Schaltkrafterhöhung einstellt, wenn der Schieber am ersten Gehäuse anschlägt, und wobei sich eine Schaltkraftverringerung einstellt, wenn der Schieber nicht am ersten Gehäuse anschlägt.
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Bei zwei sich in Betrieb befindenden Federn würde sich die Schaltkraft verringern. Befindet sich nur eine der beiden Federn in Betrieb, sind höhere Schaltkräfte zu erwarten. Es gibt entsprechend der in der Schaltarretierung verbauten Federn genauso viele verschiedene Schaltkräfte. Der hierdurch erzielbare Vorteil liegt in geringer zu erwartenden Herstell- und Entwicklungskosten.
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Infolge eines mechanischen Sperrens der ersten Feder wäre, hier nur noch die zweite Feder für die Schaltkraft verantwortlich.
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Die Erfindung wird nun beispielhaft durch Figuren veranschaulicht. Es zeigen:
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1 eine schematische Ansicht eines Details eines erfindungsgemäßen Schaltdoms,
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2 einen schematischen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Schaltdom aus 1,
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3 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Schaltarretierung in einem Schaltdom und
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4 einen schematischen Schnitt durch die erfindungsgemäße Schaltarretierung aus 3.
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1 zeigt eine schematische Ansicht eines Details eines erfindungsgemäßen Schaltdoms.
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Der Schaltdom 1 ist für ein Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs zur Erzeugung von variablen Schaltkräften vorgesehen.
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Der Schaltdom 1 weist ein Betätigungselement 15 zum Verschieben von Gangrädern (nicht dargestellt) auf. Der Schaltdom samt Betätigungselement 15 dient zum Verschieben von Gangrädern beim Schalten von einem Gang in den anderen.
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Das Betätigungselement 15 ist als ein Hebelarm ausgebildet. Auf dem Hebelarm ist ein verlagerbares Schaltgewicht 17 angeordnet. Das Betätigungselement 15 weist hierfür einen Teilbereich auf, der als Außengewinde 16 ausgebildet ist. Der Teilbereich ist als Gewindestange ausgebildet. Das Schaltgewicht 17 weist einen Teilbereich auf, der als Gegenkontur zum Außengewinde 16, nämlich als Innengewinde 18, ausgebildet ist.
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Das Schaltgewicht 17 ist auf dem Betätigungselements 15 mittels eines elektrischen Verstellmittels (nicht dargestellt) in einer axialen Richtung 20 des Betätigungselements 15 verlagerbar. Bevorzugt ist das Verstellmittel ein Motor, der eingerichtet ist, das Schaltgewicht 17 von einer ersten Position in eine weitere Position zu verlagern.
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2 zeigt einen schematischen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Schaltdom aus 1.
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Dabei weist der Schaltdom 1 ein Gehäuse auf. Das Schaltgewicht 17 befindet sich in etwa mittig auf dem Außengewinde 16 des Betätigungselements 15.
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Je weiter das Schaltgewicht 17 in der Blattebene nach links verlagert wird, desto höher werden die Schaltkräfte. Je weiter das Schaltgewicht 17 in der Blattebene nach rechts verlagert wird, desto geringer werden die Schaltkräfte.
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Auf diese Weise lässt sich eine variable stufenlose Verstellung der Schaltkräfte erzielen.
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3 zeigt eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Schaltarretierung in einem Schaltdom.
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Der Schaltdom 1 ist ebenfalls für ein Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs zur Erzeugung von variablen Schaltkräften vorgesehen. Der Schaltdom 1 weist die Schaltarretierung 2 zur Lagefixierung einer Schaltstange 19 auf. Die Schaltarretierung 2 wird im Folgenden näher beschrieben.
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4 zeigt einen schematischen Schnitt durch die erfindungsgemäße Schaltarretierung aus 3.
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Eine variable Schaltkraft ließe sich durch eine Arretierung mit mindestens einer verstellbaren Federkraft erzeugen. Hierfür muss die Schaltarretierung 2 derart gefedert sein, dass eine von zwei Federn durch einen Anschlag blockierbar ist.
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Die Schaltarretierung 2 weist zwei voneinander räumlich getrennte Federn (oder Federpakete) 4 und 6 auf. Die Schaltarretierung 2 weist ein erstes Gehäuseteil 3 mit einer ersten Feder 4, ein zweites Gehäuseteil 5 mit einer zweiten Feder 6 und einen Schaltbolzen 8 mit einem Rastelement 9 auf. Das zweite Gehäuseteil 5 ist innerhalb des ersten Gehäuseteils 3 in einer axialen Richtung 20 der Schaltarretierung 2 verschiebbar angeordnet. Ferner ist der Schaltbolzen 8 innerhalb des zweiten Gehäuseteils 5 in der axialen Richtung 20 verschiebbar angeordnet.
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Die Federn 4 und 6 sind als zylindrische Schraubenfedern ausgebildet.
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Die erste Feder 4 und die zweite Feder 6 sind mittels eines innerhalb des ersten Gehäuseteils 3 in der axialen Richtung 20 verschiebbar angeordneten Schiebers 7 voneinander räumlich getrennt. Der Schieber 7 ist an einem ersten Ende des zweiten Gehäuseteils 5 angeordnet.
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Der Schieber 7 weist einen umlaufenden auskragenden Teilbereich 11 auf. Der Teilbereich 11 ist eingerichtet, in axialer Richtung 20 an einer Gehäuseseite 3' des ersten Gehäuses 3 anzuschlagen, sobald eine Krafteinwirkung auf die zweite Feder 6 eine Federkraft der zweiten Feder 6 übersteigt.
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Ferner weist die Schaltarretierung 2 ein Mittel 12 (nämlich einen Bolzen) auf, der eingerichtet ist, in der axialen Richtung 20 in eine Öffnung 13 des ersten Gehäuseteils 3 eingeführt zu werden, um die erste Feder 4 aus einer Neutralposition in eine zweite Position zu drücken, was eine zumindest teilweise Stauchung der ersten Feder 4 und der zweiten Feder 6 bewirkt und zu einer Erhöhung einer Druckkraft auf den Schaltbolzen 8 führt.
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Die Dämpfung der Federn berechnet sich wie folgt: DGes = 1/(1/D1 + 1/D2)
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Ferner weist auch der Schaltbolzen 8 an einem seiner Enden einen umlaufenden auskragenden Teilbereich 14 auf, der eingerichtet ist ein Herausfallen aus dem zweiten Gehäuse 6 zu verhindern.
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Die Schaltarretierung 2 weist ein in eine Ausnehmung der Schaltstange 19 eingreifendes kugelförmiges Rastelement 9 auf. Das Rastelement 9 ist über Wälzkörper 21 in einer etwa halbkugelförmig ausgebildeten Aufnahme eines Schaltbolzens 8 gelagert.
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Somit würden bei zwei sich in Betrieb befindenden Federn 4 und 6 die Schaltkräfte veringern; d. h. der Schieber 7 schlägt nicht am ersten Gehäuse 3 an. Befindet sich nur eine der beiden Federn 4 und 6 in Betrieb, sind höhere Schaltkräfte zu erwarten; d. h. der Schieber 7 schlägt am ersten Gehäuse 3 an.
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Der Nachteil gegenüber dem Schaltdom gemäß den 1 und 2 ist, dass es nur so viele verschiedene Schaltkräfte geben kann, wie Federn, die im System verbaut sind. Der Vorteil gegenüber dem Schaltdom gemäß den 1 und 2 liegt in geringer zu erwartenden Herstell- und Entwicklungskosten. Durch ein mechanisches Sperren der ersten Feder 4 wäre, hier nur noch die zweite Feder 6 für die Kraft verantwortlich.
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Auf diese Weise lässt sich eine alternative variable Verstellung der Schaltkräfte erzielen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schaltdom
- 2
- Schaltarretierung
- 3
- erster Gehäuseteil
- 3'
- Gehäusewand
- 4
- erste Feder
- 5
- zweiter Gehäuseteil
- 6
- zweite Feder
- 7
- Schieber
- 8
- Schaltbolzen
- 9
- Rastelement
- 10
- Wälzkörper
- 11
- auskragender Bereich
- 12
- Mittel
- 13
- Öffnung
- 14
- weiterer auskragender Bereich
- 15
- Betätigungselement
- 16
- Außengewinde
- 17
- Schaltgewicht
- 18
- Innengewinde
- 19
- Schaltstange
- 20
- Richtung
