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Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung mit einem Handschalthebel mit einer Lagereinrichtung, wobei der Handschalthebel in der Lagereinrichtung gelagert ist, so dass der Handschalthebel zwischen verschiedenen Hebelpositionen bewegbar ist, um Schalt- und/oder Wählbewegungen einzuleiten, wobei die Lagereinrichtung als ein Kreuzgelenk ausgebildet ist, wobei das Kreuzgelenk eine Schwenkung des Handschalthebels um eine Wählachse und um eine Schaltachse ermöglicht.
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Zur manuellen Einleitung von Schalt- und/oder Wählbewegungen für ein Schaltgetriebe über einen Handhebel weisen Fahrzeuge üblicherweise Schaltmodule auf, welche in einem Innenraum des Fahrzeugs angeordnet sind und welche wahlweise über ein Gestänge oder Seilzüge die Schalt- und/oder Wählbewegungen, zu dem Getriebe weiterführen.
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Bei derartigen Schaltmodulen werden oftmals Kugelgelenke zur Lagerung des Handhebels eingesetzt, da diese aufgrund des Gelenkaufbaus die zueinander senkrecht orientierten Schaltbewegungen und Wählbewegungen des Handhebels erlauben.
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Die Druckschrift
DE 38 24 296 C2 , die als nächstkommender Stand der Technik angenommen wird, offenbart eine Vorrichtung zum Schalten eines Kraftfahrzeuggetriebes mit einem derartigen Schaltmodul. Hervorzuheben ist bei dem Schaltmodul, dass dieses über ein Kardangelenk gelagert ist und auf diese Weise Schalt- und/oder Wählbewegungen für den Handhebel ermöglicht.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltvorrichtung für ein Fahrzeug vorzuschlagen, welche gute Bedieneigenschaften aufweist und zugleich kostengünstig hergestellt werden kann. Diese Aufgabe wird durch eine Schaltvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
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Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung für ein Fahrzeug, welche auch als eine externe Schaltvorrichtung oder Außenschaltung bezeichnet werden kann. Die Schaltvorrichtung kann in Fahrzeugen unterschiedlichster Anwendung, zum Beispiel in Pkws oder Nutzfahrzeugen, eingesetzt werden. Insbesondere bildet die Schaltvorrichtung die Schnittstelle zwischen einem Fahrer des Fahrzeugs und dem Schaltgetriebe des Fahrzeugs.
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Die Schaltvorrichtung weist einen Handschalthebel auf, welcher durch den Fahrer zum Gangwechsel und/oder zur Gangwahl in dem Schaltgetriebe betätigt werden kann. Der Handschalthebel weist z.B. einen Knauf an seinem freien Ende auf. Die Schaltvorrichtung weist eine Lagereinrichtung auf, wobei der Handschalthebel in der Lagereinrichtung gelagert ist. Der Handschalthebel kann zwischen verschiedenen Hebelpositionen insbesondere durch den Fahrer bewegt werden, um die Schalt- und/oder Wählbewegungen einzuleiten.
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Die Lagereinrichtung ist als ein Kreuzgelenk, insbesondere als ein Kardangelenk, ausgebildet. Das Kreuzgelenk ermöglicht ein Schwenken des Handschalthebels um eine Wählachse sowie um eine Schaltachse. Vorzugsweise sind die Wählachse und die Schaltachse senkrecht zueinander orientiert. Besonders bevorzugt ist die Schaltvorrichtung zur Übertragung von Schalt- und/oder Wählbewegungen einer H-Schaltung ausgebildet, wobei der Verbindungsschenkel des H's eine Wählgasse darstellt und die freien Schenkel des H's jeweils Schaltgassen darstellen. Dabei kann die Schaltvorrichtung als eine 4-, 5-, 6- oder Mehrgangschaltvorrichtung ausgebildet sein. Zum Einlegen eines Ganges wird der Handschalthebel um die Schaltachse geschwenkt, für ein Auswählen einer Schaltgasse wird der Handschalthebel dagegen um die Wählachse geschwenkt.
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Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Lagereinrichtung einen Lagerschaleneinsatz und einen Zylindereinsatz aufweist. Vorzugsweise sind der Lagerschaleneinsatz und/oder der Zylindereinsatz gegebenenfalls jeweils als einstückige Bauteile ausgebildet. Der Zylindereinsatz trägt den Handschalthebel, insbesondere lagert der Zylindereinsatz den Handschalthebel. Der Zylindereinsatz ist in dem Lagerschaleneinsatz um die Wählachse schwenkbar gelagert. Insbesondere bilden der Lagerschaleneinsatz und der Zylindereinsatz eine Wählachsenlagerung für den Handschalthebel. Insbesondere kann in einem Betriebszustand der Schaltvorrichtung der Zylindereinsatz um die Wählachse in dem Lagerschaleneinsatz geschwenkt werden. Es ist vorgesehen, dass der Lagerschaleneinsatz und/oder der Zylindereinsatz aus Kunststoff ausgebildet sind. Besonders bevorzugt sind der Lagerschaleneinsatz und/oder der Zylindereinsatz als Kunststoffspritzgussteile ausgebildet.
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Ein Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass mindestens einer der Lagerpartner, nämlich der Lagerschaleneinsatz und/oder der Zylindereinsatz, aus Kunststoff ausgebildet ist und auf diese Weise gute tribologische Eigenschaften aufweist. Besonders bevorzugt sind sogar beide Lagerpartner aus Kunststoff ausgebildet, sodass im Betrieb bei der Wählachsenlagerung Kunststoff auf Kunststoff gleitet und auf diese Weise ein reibungsarmer Betrieb der Schaltvorrichtung möglich ist. Dadurch, dass der Lagerschaleneinsatz und/oder der Zylindereinsatz aus Kunststoff gefertigt ist beziehungsweise sind, können diese besonders kostengünstig hergestellt werden. Insgesamt verbindet die Schaltvorrichtung somit einen hohen Bedienkomfort bei günstigen Fertigungskosten.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist der Zylindereinsatz eine Außenzylindermantelflächenabschnitt, insbesondere eine gerade Außenzylindermantelfläche, und der Lagerschaleneinsatz einen Innenzylindermantelflächenabschnitt, insbesondere einen geraden Innenzylindermantelflächenabschnitt, als Lagerflächen der Lagereinrichtung auf. Insbesondere gleiten bei der Wählachsenlagerung der Außenzylindermantelflächenabschnitt auf dem Innenzylindermantelflächenabschnitt.
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Durch die Ausbildung als Zylindermantelflächen beziehungsweise -abschnitten davon, wird erreicht, dass die Lagerflächen in jeder Betriebssituation großflächig aufeinanderliegen und dadurch reproduzierbare tribologische Eigenschaften aufweisen, die letztendlich durch den Fahrer im Betrieb der Schaltvorrichtung wahrgenommen werden. Insbesondere ist eine Flächenpressung zwischen dem Zylindereinsatz und dem Lagerschaleneinsatz ähnlich wie die Flächenpressung von einem Kugelgelenk. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass die Lagerflächen vergrößert werden und die Reibung der Lagerflächen aufeinander entsprechend verringert werden.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umschließt der Lagerschaleneinsatz den Zylindereinsatz in Umlaufrichtung um die Wählachse um mehr als 180 Grad, vorzugsweise um mehr als 240 Grad. Alternativ oder ergänzend wird der Zylindereinsatz durch den Lagerschaleneinsatz formschlüssig gehalten. In dieser Ausgestaltung kann der Zylindereinsatz beispielsweise in den Lagerschaleneinsatz eingeclipst oder eingeschoben werden. Dadurch bilden Lagerschaleneinsatz und Zylindereinsatz eine selbsthaltende Unterbaugruppe, welche in der weiteren Montage der Schaltvorrichtung einfach verbaut werden kann.
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Bei einer bevorzugten konstruktiven Realisierung der Erfindung ist der Handschalthebel in dem Zylindereinsatz um die Schaltachse schwenkbar gelagert. Dadurch wird erreicht, dass die Schaltvorrichtung ein Schwenken des Handschalthebels sowohl für die Wählbewegungen als auch für die Schaltbewegungen umsetzen kann.
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Eine mögliche konstruktive Ausgestaltung sieht vor, dass die Schaltvorrichtung einen Bolzen aufweist, wobei der Bolzen in dem Zylindereinsatz angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist der Bolzen in dem Zylindereinsatz schwenkbar positioniert. Der Handschalthebel ist auf dem Bolzen drehfest gelagert. Dabei kann der Handschalthebel beispielsweise eine Bolzenaufnahme aufweisen, in der der Bolzen drehfest angeordnet ist, wobei der Handschalthebel mit dem Bolzen relativ zu dem Zylindereinsatz geschwenkt werden kann.
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Es ist besonders bevorzugt, dass der Bolzen als ein Wählhebelbolzen ausgebildet ist, über den eine über den Handschalthebel eingebrachte Wählbewegung weitergeleitet wird. Insbesondere bildet ein freies Ende oder ein Abschnitt des Wählhebelbolzens einen Teil eines Gelenks zur Weiterführung der Wählbewegung. Beispielsweise betätigt ein freies Ende des Wählhebelbolzens eine Hebeleinrichtung.
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Bei einer bevorzugten Realisierung der Erfindung weist die Schaltvorrichtung ein Schaltbockgehäuse auf, welches zur Integration in den Fahrzeuginnenraum des Fahrzeugs ausgebildet ist. Das Schaltbockgehäuse weist einen Aufnahmeabschnitt zur Aufnahme für den Lagerschalenabschnitt auf. Zumindest der Aufnahmeabschnitt ist aus Kunststoff ausgebildet. Besonders bevorzugt ist das Schaltbockgehäuse in seiner Gesamtheit aus Kunststoff ausgebildet und im Besonderen als ein Kunststoffspritzgussteil realisiert. In dieser Ausbildung ist die Fertigung der Schaltvorrichtung besonders kostengünstig umsetzbar.
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Zur Montage der Schaltvorrichtung ist es bevorzugt, dass der Aufnahmeabschnitt und der Lagerschalenabschnitt über eine oder mehrere Rastverbindungen miteinander, insbesondere lösbar, verbunden sind. Beispielsweise weist der Lagerschalenabschnitt eine oder mehrere Rastzungen auf, welche in eine oder mehrere Rastaufnahmen des Aufnahmeabschnitts eingeführt werden können und verrastet werden können.
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Besonders bevorzugt weist der Aufnahmeabschnitt einen weiteren Innenzylindermantelflächenabschnitt auf, welcher eine weitere Lagerfläche der Lagereinrichtung bildet. Insbesondere ergänzen sich der Innenzylindermantelflächenabschnitt des Lagerschaleneinsatzes mit dem weiteren Innenzylindermantelflächenabschnitt des Aufnahmeabschnitts zu einem nahezu vollständig oder vollständig umlaufenden Innenzylindermantelflächenabschnitt, welcher dann die Lagerfläche der Lagereinrichtung bildet.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:
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1 eine schematische dreidimensionale Darstellung einer Schaltvorrichtung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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2a, b dreidimensionale Darstellungen eines Ausschnitts der Schaltvorrichtung in der 1 in einer Unteransicht und in einer Schrägansicht;
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3a, b eine Lagereinrichtung der Schaltvorrichtung der vorhergehenden Figuren in einer dreidimensionalen Darstellung in Draufsicht beziehungsweise Unteransicht;
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4a, b die Baugruppe der 3a, b in Explosionsdarstellung. Einander entsprechende oder gleiche Teile werden in den Figuren jeweils miteinander entsprechenden oder gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die 1 zeigt in einer schematischen dreidimensionalen Darstellung eine Schaltvorrichtung 1 als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Schaltvorrichtung 1 ist für eine Integration in eine Fahrzeugkabine eines Fahrzeugs ausgebildet. Sie weist einen Handschalthebel 2 auf, welcher durch einen Fahrer betätigt werden kann. An dem freien Ende des Handschalthebels 2 ist ein Knauf 3 angeordnet, in dem das Schalt- und Wählschema 4 einer H-Schaltung angezeichnet ist. Bei dem Schaltschema 4 ist zwischen einer Wählgasse 5 und verschiedenen Schaltgassen 6 zu unterscheiden. In der Wählgasse 5 befindet sich der Handschalthebel 2 in einer Neutralposition. Das Schaltschema 4 ist lagerichtig in der 1 in der Schaltvorrichtung 1 eingetragen.
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Der Handschalthebel 2 ist über eine Lagereinrichtung 7 so gelagert, dass dieser die unterschiedlichen Hebelpositionen in den Schalt- und/oder Wählgassen 5, 6 einnehmen kann. Die Kraftübertragung auf einen Schaltdom eines Getriebes des Fahrzeugs erfolgt beispielsweise in Front-Quer-Getrieben über Seilzüge. Schnittstellen 8a, b zur Verbindung mit jeweils einem Seilzug zur Übertragung von Schalt- beziehungsweise Wählbewegungen sind in der Figur an dem dem Knauf 3 gegenüberliegenden freien Ende des Handschalthebels 2 unterhalb der Lagereinrichtung 7 sowie an einem freien Schenkel einer Hebeleinrichtung 27 angeordnet. Die Lagereinrichtung 7 ist in einem Schaltbockgehäuse 9 angeordnet. Das Schaltbockgehäuse 9 ist als ein Spritzgussteil aus Kunststoff ausgebildet. Die Schaltvorrichtung 1 ist in einem Fahrzeug in dem Fahrgastraum positioniert, sodass der Handschalthebel 2 während der Fahrt von einem Fahrer bedient werden kann.
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In der 1 sind schematisch eine Schalthebelachse H, die einer Längserstreckung des Handschalthebels 2 entspricht, eine Wählachse W sowie eine Schaltachse S eingezeichnet. Die Wählachse W und die Schaltachse S sind senkrecht zueinander orientiert und treffen sich in einem Mittelpunkt M der Lagereinrichtung 7. In einer Draufsicht von oben ist die Schaltachse S deckungsgleich zu der Wählgasse 5 und die Wählachse W deckungsgleich oder zumindest parallel zu den Schaltgassen 6.
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Die Lagereinrichtung 7 ist als ein Kreuzgelenk, insbesondere als ein Kardangelenk, ausgebildet, sodass diese den Handschalthebel 2 um die zwei Achsen S, W unabhängig voneinander schwenken kann.
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In den 2a, b sind der Bereich der Schaltvorrichtung 1 um die Lagereinrichtung 7 mit teilweise zeichnerisch unterdrückten Komponenten gezeigt. In den 3a, b ist die Lagereinrichtung 7 in einer schematischen dreidimensionalen Darstellung von oben beziehungsweise von unten dargestellt. In einer teilgeschnittenen Darstellung ist nochmals der Handschalthebel 2 zu erkennen, der sich durch die Lagereinrichtung 7 hindurch erstreckt. Zur Orientierung sind nochmals die Schaltachse S und die Wählachse W zumindest in der 2b eingetragen.
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Wie sich insbesondere in Zusammenschau mit den 4a, b ergibt, die die Lagereinrichtung 7 mit dem Handschalthebel 2 in einer Explosionsdarstellung zeigen, weist die Lagereinrichtung 7 einen Lagerschaleneinsatz 10 und einen Zylindereinsatz 11 auf, welcher in dem Lagerschaleneinsatz 10 um die Wählachse W schwenkbar aufgenommen ist. In dem Zylindereinsatz 11 ist ein Bolzen 12 angeordnet, welcher sich in der Richtung der Schaltachse S erstreckt und über den der Handschalthebel 2 schwenkbar gelagert ist.
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Der Lagerschaleneinsatz 10 und der Zylindereinsatz 11 sind zueinander über eine Gleitlagerung um die Wählachse W gelagert. Der Lagerschaleneinsatz 10 weist eine Zylinderaufnahme 13 auf, welche an ihrer Innenseite einen Innenzylindermantelflächenabschnitt 14 trägt. Der Innenzylindermantelflächenabschnitt 14 ist als eine gerade Zylindermantelfläche ausgebildet. Der Zylindereinsatz 11 trägt dagegen auf seiner Außenseite einen Außenzylindermantelflächenabschnitt 15, welcher ebenfalls als eine gerade Zylindermantelfläche ausgebildet ist. Bei einer Schwenkung des Zylindereinsatzes 11 um die Wählachse W gleiten der Innenzylindermantelflächenabschnitt 14 und der Außenzylindermantelflächenabschnitt 15 großflächig aufeinander ab, sodass die Reibung zwischen den Zylindermantelflächen gleichmäßig verteilt ist. Die Zylindermantelflächen bilden Lagerflächen einer Wählachsenlagerung.
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Aus den Figuren ergibt sich, dass der Innenzylindermantelflächenabschnitt 14 nicht als ein durchgängiger, gerader Zylindermantelflächenabschnitt ausgebildet ist, sondern mehrfach durchbrochen ist. In gleicher Weise ist auch der Außenzylindermantelflächenabschnitt 15 in Umlaufrichtung um die Wählachse W nicht geschlossen, sondern unterbrochen.
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Der Lagerschaleneinsatz 10 umgreift den Zylindereinsatz 11 mit mehr als 180 Grad in Umlaufrichtung um die Wählachse W. Dadurch wird der Zylindereinsatz 11 in dem Lagerschaleneinsatz 10 verliersicher gehalten. Beispielsweise kann der Zylindereinsatz 11 in den Lagerschaleneinsatz 10 eingeclipst werden.
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Der Bolzen 12 wird in dem Zylindereinsatz 11 über zwei Stutzenabschnitte 16a, b gehalten, welche sich ebenfalls in Richtung der Schaltachse S erstrecken. Der Lagerschaleneinsatz 10 weist Ausnahmen 17a, b auf, sodass die Stutzenabschnitte 16a, b und damit auch der Bolzen 12 aus dem Lagerschaleneinsatz 10 nach außen geführt werden kann. In Umlaufrichtung sind die Auslassungen 17a, b so bemessen, dass deren Begrenzung keine Störkontur bei einer Schwenkung des Zylindereinsatzes 11 um die Wählachse W bilden.
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An einem axialen Ende in Bezug auf die Wählachse W trägt der Zylindereinsatz 11 einen Fortsatz 18, über den der Zylindereinsatz 11 relativ zu dem Schaltbockgehäuse 9 gelagert ist. Zur Begrenzung des Schwenkwinkels um die Wählachse W weist der Lagerschaleneinsatz 10 eine Nase 20 auf, welche in einen freigelassenen Winkelbereich 21 des Zylindereinsatzes 11 eingreift, sodass der Zylindereinsatz 11 an die Nase 20 bei einer Schwenkung um die Wählachse W in Endpositionen anschlagen kann.
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Der Handschalthebel 2 weist eine Bolzenaufnahme 22 auf, welche als eine Durchgangsöffnung in Richtung der Schaltachse S ausgebildet ist und welche den Bolzen 12 drehfest aufnimmt. Der Bolzen 12 greift mit seinem freien Ende in die Hebeleinrichtung 27 ein, wobei die Hebeleinrichtung 27 einen L-förmigen Hebel 28 aufweist, wobei dessen einer freier Schenkel mit dem freien Ende des Bolzens 12 gekoppelt ist und mit diesem ein Gelenk bildet und der andere freie Schenkel die Schnittstelle 8b trägt.
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Der Lagerschaleneinsatz 10 und das Schaltbockgehäuse 9 können in einem Aufnahmeabschnitt 26 des Schaltbockgehäuses 9 über Rastverbindungen 23 miteinander insbesondere lösbar verbunden werden. Hierzu weist der Lagerschaleneinsatz 10 auf jeder Seite drei Rastzungen 24 auf, welche in Rastzungenaufnahmen 25, welche an dem Schaltbockgehäuse 9 angeformt sind, rastend aufgenommen werden. Der Zylindereinsatz 11 ist dann zwischen dem Lagerschaleneinsatz 10 und dem Schaltbockgehäuse 9 verliersicher gefangen. Auf dem Schaltbockgehäuse 9 ist ein weiterer Innenzylindermantelflächenabschnitt ausgebildet, sodass die Wählachsenlagerung auch unter Beteiligung des Schaltbockgehäuses 9 umgesetzt ist. Durch die großflächige Dimensionierung der Lagerflächen der Lagereinrichtung 7 und zugleich der geringen Reibung zwischen den Lagerflächen wird eine sehr reproduzierbare und angenehme Handhabung der Schaltvorrichtung 1 erreicht.
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Es ist vorgesehen, dass der Lagerschaleneinsatz 10, der Zylindereinsatz 11 und das Schaltbockgehäuse 9 jeweils als ein Kunststoffspritzgussteil ausgebildet ist, sodass zum einen gute tribologische Eigenschaften und zum anderen die Fertigung der Schaltvorrichtung 1 sehr kostengünstig umgesetzt werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schaltvorrichtung
- 2
- Handschalthebel
- 3
- Knauf
- 4
- Schalt- und Wählschema
- 5
- Wählgasse
- 6
- Schaltgassen
- 7
- Lagereinrichtung
- 8 a, b
- Schnittstellen
- 9
- Schaltbockgehäuse
- 10
- Lagerschaleneinsatz
- 11
- Zylindereinsatz
- 12
- Bolzen
- 13
- Zylinderaufnahme
- 14
- Innenzylindermantelflächenabschnitt
- 15
- Außenzylindermantelflächenabschnitt
- 16a, b
- Stutzenabschnitte
- 17a, b
- Auslassungen
- 18
- Fortsatz
- 19
- Lageraufnahme
- 20
- Nase
- 21
- Winkelbereich
- 22
- Bolzenaufnahme
- 23
- Rastverbindungen
- 24
- Rastzungen
- 25
- Rastzungenaufnahmen
- 26
- Aufnahmeabschnitt
- 27
- Hebeleinrichtung
- 28
- Hebel
- H
- Schalthebelachse
- S
- Schaltachse
- W
- Wählachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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