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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wählhebelanordnung mit einem Drehknopf mit einer drehbar in einem Gehäuse gelagerten Rast- und Sperrscheibenwelle zum Anwählen von Fahrmodi bei einem Automatikgetriebe eines Fahrzeuges gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 näher definierten Art.
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Beispielsweise aus der Druckschrift
US 9 810 314 B2 ist eine Wählhebelanordnung mit einem Drehschalter bekannt, um verschiedene Fahrmodi bei einem Fahrzeuggetriebe anzuwählen. Beispielsweise gibt es als Fahrmodus die Parksperre, den Neutralmodus, den Rückwärtsfahrmodus, den automatischen Fahrmodus und auch einen manuellen Fahrmodus sowie einen Sportfahrmodus. Diese verschiedenen Fahrmodi sind über den Drehschalter anwählbar.
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Die bekannte Wählhebelanordnung umfasst hierzu einen Drehknopf zum Betätigen durch den Fahrer zum Einstellen der verschiedenen Fahrmodi. Der Drehknopf ist an einer Schaltwelle über eine Keilverzahnung drehfest angeordnet, sodass die Drehbewegung des Drehknopfes auf die Schaltwelle übertragen wird. Durch die Drehbewegung der Schaltwelle wird der entsprechende Fahrmodus von der in einem Gehäuse gelagerten Schaltwelle an ein Steuergerät des Fahrzeuggetriebes übertragen. Auf der Schaltwelle ist zudem eine Rastierscheibe über eine weitere Keilverzahnung drehfest verbunden. Der Außenumfang der Rastierscheibe weist eine Vielzahl von Zähnen auf, die von einem Rastierstift abgetastet werden, um bei der Drehbewegung entsprechende Rastierungen zu simulieren. Ferner ist an der Schaltwelle eine Sperrscheibe drehfest angeordnet. Die Sperrscheibe umfasst eine Sperrkontur. Um die Drehbewegung des Drehknopfes zu sperren, sind unbedingt mehrere magnetische Betätigungsaktoren vorgesehen, die jeweils einen Betätigungsstift axial betätigen, wodurch die Drehbewegung der Schaltwelle gesperrt wird.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wählhebelanordnung der eingangs beschriebenen Gattung vorzuschlagen, welche möglichst kostengünstig ist und ein möglichst geringes Gewicht aufweist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte und beanspruchte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung sowie den Zeichnungen.
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Somit wird eine Wählhebelanordnung mit einem Drehknopf mit einer drehbar in einem Gehäuse gelagerten Rast- und Sperrscheibenwelle zum Anwählen von Fahrmodi bei einem Automatikgetriebe eines Fahrzeuges vorgeschlagen, wobei der Rast- und Sperrscheibenwelle zumindest eine Sperrkontur zugeordnet ist. Um eine besonders kostengünstige und ein geringes Gewicht aufweisende Wählhebelanordnung zu realisieren, ist vorgesehen, dass nur ein Betätigungsaktor mit einem betätigbaren Sperrstift zum Sperren der Drehbewegung der Rast- und Sperrscheibenwelle in einer vorbestimmten Fahrsituation und/oder in einem der Fahrmodi vorgesehen ist, wobei der betätigte Sperrstift in Wirkverbindung mit einer korrespondierenden Ausnehmung der Sperrkontur bringbar ist.
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Auf diese Weise wird bei der vorgeschlagenen Wählhebelanordnung durch nur einen Betätigungsaktor die Drehung des Drehknopfes bzw. der mit dem Drehknopf verbundenen Rast- und Sperrscheibenwelle sicher blockiert. Hierdurch können Kosten und Gewicht sowie Bauraum eingespart werden, welcher ansonsten für weitere Betätigungsaktoren und die mit den Betätigungsaktoren gekoppelten zusätzlichen Bauteile erforderlich ist. Somit kann der Drehknopf durch den vom einzigen Betätigungsaktor bewegbaren Sperrstift durch sein Eingreifen in die korrespondierende Ausnehmung der Sperrkontur an der Rast- und Sperrscheibenwelle in verschiedenen Fahrmodi beispielsweise auch in Abhängigkeit von bestimmten Fahrsituationen blockiert bzw. gesperrt werden.
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Um eine Sperrung des Drehknopfes bzw. der Rast- und Sperrscheibenwelle mit nur einem von dem Betätigungsaktor betätigten Sperrstift auf konstruktiv einfache Weise zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass die Sperrkontur als Ausnehmungen mehrere in Umfangsrichtung angeordnete Axialbohrungen an der Rast- und Sperrscheibenwelle aufweist, in die der betätigte Sperrstift eingreifen kann, um die Drehbewegung zu blockieren.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführung der vorliegenden Erfindung hinsichtlich der Gestaltung der Sperrkontur bei der vorgeschlagenen Wählhebelanordnung wird dadurch erreicht, dass die Sperrkontur sechzehn gleichmäßig beabstandete Axialbohrungen aufweist, wobei der Drehwinkelbereich von jeweils vier benachbarten Axialbohrungen einem Fahrmodus zugeordnet sind. Durch diese gewählte Zuordnung der Axialbohrungen hinsichtlich der Fahrmodi kann besonders einfach eine Sperrung bezogen auf einen ausgewählten Fahrmodus erfolgen.
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Durch die Verwendung zumindest eines Positionssensors oder dergleichen zum Erfassen der Drehwinkelposition der Rast- und Sperrscheibenwelle kann zudem die jeweils gesperrte Drehwinkelposition des Drehknopfes eindeutig erfasst und erkannt werden.
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Eine bauraumgünstige und konstruktiv einfache Ausführung der Erfindung sieht vor, dass die Rast- und Sperrscheibenwelle an einer dem Drehknopf abgewandten Stirnseite über den Umfang verteilt mehrere Nuten, Schlitze oder dergleichen aufweist, welche mit den Axialbohrungen hinsichtlich ihrer Anordnungsposition korrespondieren und vom Positionssensor erfasst werden können.
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Wenn beispielsweise ebenfalls sechzehn gleichmäßig beabstandete Nuten bzw. Schlitze an einer Stirnseite der Rast- und Sperrscheibenwelle vorgesehen sind, wird der Drehwinkelbereich von jeweils vier benachbarten Nuten einem Fahrmodus zugeordnet. Dadurch ist bei der Sperrung durch einfachste konstruktive Mittel eine Erfassung der Drehwinkelposition des blockierten bzw. gesperrten Drehknopfes möglich.
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Zum Betätigen des Sperrstiftes kann vorzugsweise ein magnetischer Betätigungsaktor vorgesehen werden, der in dem Gehäuse angeordnet ist. Es sind jedoch auch andere Betätigungsarten denkbar, die eine axiale Bewegung des Sperrstiftes ermöglichen, um diesen mit der Sperrkontur der Rast- und Sperrscheibenwelle in Eingriff zu bringen.
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Darüber hinaus kann an der Rast- und Sperrscheibenwelle eine etwa wellenförmige oder dergleichen ausgeführte Rastkontur zum Erzeugen einer vom Fahrer wahrnehmbaren Rastierung während der Drehbewegung des Drehknopfes vorgesehen sein. Beispielsweise kann die Rastierung dadurch realisiert werden, dass der Rastkontur axialseitig ein federbelasteter Rastierstift oder dergleichen zugeordnet ist, der mit der Rastkontur in Anlage steht bzw. über diese hinweg gleitet und die entsprechende Rastfunktion an den Fahrer über den Drehknopf weitergibt. Es sind auch andere Rastkonturen einsetzbar.
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Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische dreidimensionale Ansicht einer erfindungsgemäßen Wählhebelanordnung;
- 2 eine Explosionsdarstellung der erfindungsgemäßen Wählhebelanordnung;
- 3 eine schematische dreidimensionale Ansicht der Wählhebelanordnung ohne Gehäuse;
- 4 eine schematische Schnittansicht der Wählhebelanordnung in einem nicht gesperrten bzw. blockierten Zustand eines Drehknopfes;
- 5 eine schematische Schnittansicht der Wählhebelanordnung in einem gesperrten bzw. blockierten Zustand des Drehknopfes;
- 6 eine schematische Schnittansicht der Wählhebelanordnung mit einem zugeordneten Positionssensor; und
- 7 eine vergrößerte Detailansicht des Positionssensors gemäß 6.
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In den 1 bis 7 sind verschiedene Ansichten einer erfindungsgemäßen Wählhebelanordnung lediglich beispielhaft dargestellt.
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1 und 2 zeigen eine mögliche Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Wählhebelanordnung mit einem Drehknopf 1, der mit einer Rast- und Sperrscheibenwelle 3 drehfest verbunden ist. Die Rast- und Sperrscheibenwelle 3 ist in einem Gehäuse 2 drehbar gelagert, um verschiedene Fahrmodi, wie zum Beispiel die Parksperre P, den Rückwärtsfahrmodus R, den Neutralmodus N und den automatischen Fahrmodus D bei einem Automatikgetriebe eines Fahrzeuges anzuwählen. Vorzugsweise sind sowohl der Drehknopf 1 und die Rast- und Sperrscheibenwelle 3 sowie das Gehäuse 2 aus Kunststoff gefertigt, welches kostengünstig ist und ein geringes Bauteilgewicht gewährleistet. Die Rast- und Sperrscheibenwelle 3 weist eine Sperrkontur 4 auf, sodass eine Sperrfunktion realisierbar ist.
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Um eine kostengünstige und ein geringes Gewicht aufweisende Wählhebelanordnung zu realisieren, ist vorgesehen, dass nur ein Betätigungsaktor 5 mit einem betätigbaren Sperrstift 6 zum Sperren der Drehbewegung der Rast- und Sperrscheibenwelle 3 in einer vorbestimmten Fahrsituation und/oder in einem der Fahrmodi P, R, N, D vorgesehen ist, wobei der betätigte Sperrstift 6 in Wirkverbindung mit einer korrespondierenden Ausnehmung der Sperrkontur 4 bringbar ist.
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Aus der Explosionsdarstellung gemäß 2 geht hervor, dass das Gehäuse 2 den magnetischen Betätigungsaktor 5 mit dem axial bewegbaren Sperrstift 6 derart aufnimmt, dass der Sperrstift 6 axial in Richtung der Sperrkontur 4 der Rast- und Sperrscheibenwelle 3 bewegbar ist. Der Betätigungsaktor 5 ist mit einer elektronischen Schaltung 7 verbunden, auf der zudem ein Positionssensor 8 zum Erfassen der jeweiligen Drehwinkelposition der Rast- und Sperrscheibenwelle 3 angeordnet ist.
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Die dreidimensionale Ansicht der Wählhebelanordnung ohne das Gehäuse 2 gemäß 3 zeigt die konstruktive Ausführung der Sperrkontur 4 an der Rast- und Sperrscheibenwelle 3. Die Sperrkontur 4 weist als Ausnehmungen mehrere in Umfangsrichtung angeordnete Axialbohrungen 9 auf, in die der betätigte Sperrstift 6 des Betätigungsaktors 5 eingreift. Die Sperrkontur 4 weist sechzehn gleichmäßig beabstandete Axialbohrungen 9 auf, wobei der Drehwinkelbereich von jeweils vier benachbarten Axialbohrungen 9 einem Fahrmodus P, R, N, D zugeordnet sind. Aus dieser Aufteilung ergibt sich, dass bei einer Drehung des Drehknopfes 1 um 360° jede Axialbohrung 9 in einen Drehwinkel von 22,5° am Umfang der Rast- und Sperrscheibenwelle 3 angeordnet ist. Demzufolge werden vier Segmente gebildet, die den Fahrmodi P, R, N, D zugeordnet sind.
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Ferner ist aus 3 ersichtlich, dass die Rast- und Sperrscheibenwelle 3 an einer dem Drehknopf 1 abgewandten Stirnseite 10 über den Umfang verteilt mehrere mit den Axialbohrungen 9 korrespondierende Nuten bzw. Schlitze 11 aufweist, denen der gehäusefeste Positionssensor 8 zugeordnet ist. Ebenso wie bei den Axialbohrungen 9 sind sechzehn gleichmäßig beabstandete Nuten 11 an der Stirnseite 10 vorgesehen, wobei der Drehwinkelbereich von jeweils vier benachbarten Nuten 11 einem Fahrmodus P, R, N, D zugeordnet ist. Durch die korrespondierende Zuordnung bzw. Anordnung zwischen den Axialbohrungen 9 und den Nuten 11 kann über den Positionssensor 8 eine gesperrte Drehposition des Drehknopfes 1 erfasst und ausgegeben werden. Zudem kann der jeweils angewählte Fahrmodus P, R, N, D angegeben werden.
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Des Weiteren ergibt sich aus 3, dass an der Rast- und Sperrscheibenwelle 3 eine etwa wellenförmige Rastkontur 12 zum Erzeugen einer vom Fahrer wahrnehmbaren Rastierung während der Drehbewegung des Drehknopfes 1 zugeordnet ist. Der Rastkontur 12 ist axialseitig einem federbelasteten und gehäusefesten Rastierstift 13 zugeordnet, der mit der Rastkontur 12 in Anlage steht. Der Rastierstift 13 ist in 2 angedeutet.
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Wie sich insbesondere aus den 4 und 5 ergibt, ist der Betätigungsaktor 5 derart in dem Gehäuse 2 angeordnet, dass der betätigte Sperrstift 6 eine axiale Bewegung in Richtung der Sperrkontur 4 ausführt, um in die korrespondierende Axialbohrungen 9 einzugreifen. In 4 ist der nicht betätigte bzw. nicht gesperrte Zustand gezeigt, indem der Drehknopf frei drehbar ist. 5 zeigt den aktivierten Betätigungsaktor 5 bzw. den gesperrten Zustand, in dem der Sperrstift 6 mit der korrespondierenden Axialbohrung 9 der Sperrkontur 4 in Eingriff steht, sodass die Drehbewegung des Drehknopfes 1 gesperrt ist.
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In 6 und 7 ist die vorgeschlagene Wählhebelanordnung mit dem der Stirnseite 10 der Rast- und Sperrscheibenwelle 3 zugeordneten Positionssensor 8 im Schnitt und in einer vergrößerten Detailansicht dargestellt. Aus diesen Darstellungen geht hervor, dass der Positionssensor 8 die aufgrund einer Drehung der Rast- und Sperrscheibenwelle 3 vorbeilaufenden Nuten 11 derart erfasst, dass jederzeit eine aktuelle Drehwinkelposition des Drehknopfes 1 durch den Positionssensor 8 erfasst und ausgegeben werden kann.
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Bezugszeichen
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- 1
- Drehknopf
- 2
- Gehäuse
- 3
- Rast- und Sperrscheibenwelle
- 4
- Sperrkontur
- 5
- magnetischer Betätigungsaktor
- 6
- axial bewegbarer Sperrstift
- 7
- elektronische Schaltung
- 8
- Positionssensor
- 9
- Axialbohrungen
- 10
- Stirnseite
- 11
- Nuten bzw. Schlitze
- 12
- Rastkontur
- 13
- gehäusefester federbelasteter Rastierstift
- P
- Parksperre
- R
- Rückwärtsfahrmodus
- N
- Neutralmodus
- D
- automatischer Fahrmodus
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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