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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Gangschaltsystem zum Bedienen
eines Übertragungszug-Paares mit einem Schalthebel, der
in Längsrichtung eine Schalthebelachse hat und an einem
ersten Bügel eines Doppelgelenks angebracht ist, um um zwei
orthogonale Achsen zu schwenken, nämlich eine Schaltschwenkachse
und eine Auswahlschwenkachse, welche beide im Wesentlichen senkrecht
zur Schalthebelachse verlaufen, einem Befestigungselement, einem
Schaltsteuerhebel, der mit einem zweiten Bügel des Doppelgelenks
verbunden ist und einen Schaltsteuerzug steuert, und einem Auswahlsteuerhebel,
der über eine Buchse mit dem ersten Bügel des
Doppelgelenks verbunden ist und einen Auswahlsteuerzug steuert.
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Moderne
Fahrzeuge weisen Gangschaltsysteme auf, die Gangschaltkommandos
und Gangauswahlkommandos mittels Übertragungszügen übermitteln.
Diese Bowden- oder Drück-/Zieh-Züge werden durch
eine Bedienung des Schalthebels und eines mechanischen Systems betätigt,
das die Schalthebelbewegung in die geeignete Zugbetätigung
umsetzt. Die meisten bekannten Gangschaltsysteme weisen ein Paar
von Übertragungszügen auf, der eine für
die Übertragung des Gangauswahlkommandos und der andere
für die Übertragung des Gangschaltkommandos.
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EP 662 203 B1 offenbart
ein Gangschaltsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Insbesondere
ist eine manuelle Übertragungsschaltung zur Bedienung eines Übertragungszug-Paares
beschrieben, wobei die Schaltung ein Unterteil aufweist, das ein
Gehäuse beinhaltet, in dem das mechanische System angeordnet
ist, das die Schalthebelbewegung in die geeignete Zugbetätigung
umsetzt. Die zwei Züge sind mit einem Winkelhebel bzw. einem
Zugsteuerelement verbunden, sodass eine unabhängige Bewegung
der zwei Züge ermöglicht wird.
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Alle
diese bekannten Gangschaltsysteme leiden unter der Tatsache, dass
die Bewegung des Schalthebelknaufs eine relativ starke Abweichung von
einem perfekten „H”-Muster zeigt. Der Schalthebelknauf
folgt einer nach außen gekrümmten Kurve (von oben
gesehen) während einer Vorwärts-/Rückwärtsbewegung
(Schaltkommando) des Schalthebels, nachdem ein Auswahlkommando durch
eine Auslenkung des Schalthebels nach links oder rechts durchgeführt
wurde. Eine „H”-Muster-Führung des Schalthebels
muss Spiel lassen für solche Abweichungen. Die Abweichungen
vom perfekten „H”-Muster haben einen negativen
Effekt auf den Fahrkomfort, die Funktionalität und die
Lebensdauer des Gangschaltsystems.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gangschaltsystem
zur Bedienung eines Übertragungszug-Paares bereitzustellen,
das die Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Systeme überwindet.
Die Bewegung des Schalthebelknaufs sollte einem nahezu perfekten „H”-Muster
folgen.
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Diese
Aufgabe wird durch das vorliegende erfinderische Gangschaltsystem
entsprechend den kennzeichnenden Merkmalen des unabhängigen
Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der
Erfindung sind durch die abhängigen Ansprüche abgedeckt.
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Um
das Ziel einer Bewegung des Schalthebelknaufs zu erreichen, die
einem nahezu perfekten „H”-Muster folgt, nutzt
die Erfindung die Tatsache, dass eine geringfügige Drehung
bestimmter Komponenten des Gangschaltsystems um die Schalthebellängsachse
während einer Schwenkbewegung des Schalthebels um mindestens
eine der orthogonalen Achsen des „H”-Musters die
ungewollte koordinierte Links-/Rechtsbewegung des Schalthebels während einer
geraden Vorwärts-/Rückwärtsbewegung des Schalthebelknaufs
kompensieren kann.
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Die
zur Erreichung eines beträchtlich geraderen „H”-Musters
benötigte Drehung bestimmter Komponenten des Gangschaltsystems
um die Schalthebellängsachse ist jedoch relativ gering.
Diese Drehung wird dadurch implementiert, dass ein Doppelgelenk
verwendet wird, an dem der Schalthebel angebracht ist.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung ist das Gangschaltsystem dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Bügel des Doppelgelenks um die Schalthebelachse
drehbar ist, sodass er sich um die Schalthebelachse dreht während
einer Schwenkbewegung des Schalthebels um die Auswahlschwenkachse.
In diesem Sinne ist das Doppelgelenk, so wie es in der vorliegenden
Erfindung verwendet wird, ähnlich zu einem drehbaren Kardan-
oder Kreuzgelenk.
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Wenn
der Schalthebel durch eine Auslenkung nach links oder nach rechts
eine Auswahlbewegung vollführt hat, impliziert eine perfekt
gerade Bewegung des Schalthebelknaufs (von oben gesehen) in die
Vorwärts-/Rückwärtsrichtung, um Gänge
zu schalten, eine koordinierte geringfügige Drehung nach
außen um die Auswahlschwenkachse. Da das Auswahlkommando
unabhängig vom Schaltkommando sein sollte, sollte diese
koordinierte geringfügige Drehung nach außen um
die Auswahlschwenkachse nicht auf den Auswahlsteuerhebel übertragen werden.
Das Merkmal, dass der erste Bügel des Doppelgelenks, der
mit dem Schalthebel verbunden ist, in der Lage ist, sich während
einer Schwenkbewegung des Schalthebels um die Schalthebelachse zu
drehen, kompensiert die koordinierte geringfügige Drehung
nach außen um die Auswahlschwenkachse fast vollständig.
Das erfinderische Gangschaltsystem ist derart aufgebaut, dass eine
Drehung um die Schalthebelachse in die eine oder die andere Richtung übertragen
wird auf den Auswahlhebel, um diesen in die eine bzw. die andere
Richtung zu betätigen, wenn der Schalthebel nach links
oder rechts ausgelenkt wird. Das Ausmaß einer solchen Betätigung
des Auswahlhebels durch Drehung des ersten Bügels des Doppelgelenks
um die Schalthebelachse ist geeignet, um die ungewollte koordinierte
geringfügige Drehung nach außen um die Auswahlschwenkachse während
einer geraden Bewegung des Schalthebelknaufs (von oben gesehen)
in die Vorwärts-/Rückwärtsrichtung zu
kompensieren. Je weiter nach außen die Ablenkung nach links
oder rechts ist, nachdem eine Auswahlbewegung vollführt
wurde, desto mehr Kompensation durch Drehung des ersten Bügels
des Doppelgelenks um die Schalthebelachse wird benötigt.
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Im
Folgenden wird die Erfindung detailliert auf Basis einer bevorzugten
Ausführungsform diskutiert, welche in den 1 und 2 dargestellt
ist. Gleichwohl ist der Geltungsbereich der Erfindung nicht auf
die dargestellte Ausführungsform beschränkt.
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1 zeigt
ein mechanisches System zur Übertragung einer Bewegung
des Schalthebels auf ein Übertragungszug-Paar (nicht gezeigt)
in Form einer perspektivischen Vorderansicht.
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2 zeigt
ein mechanisches System zur Übertragung einer Bewegung
des Schalthebels auf ein Übertragungszug-Paar (nicht gezeigt)
in Form einer perspektivischen Hinteransicht.
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3 zeigt
schematisch den Pfad des Schalthebelknaufs in einer Draufsicht.
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1 und 2 zeigen
einen Schalthebel 1, der in Längsrichtung eine
Schalthebelachse A hat und an einem ersten Bügel 32 eines
Doppelgelenks 3 angebracht ist. Das Kreuzstück 31 des
Doppelgelenks ist mit einer Achse entlang der Schalthebelachse A
und mit der anderen Achse entlang einer Auswahlschwenkachse C angeordnet.
Der Schalthebel 1 ist an dem oberen Bein 33 des
ersten Bügels 32 des Doppelgelenks 3 befestigt,
der die Drehzapfen des Kreuzstücks 31 aufnimmt,
die entlang der Schalthebelachse A angeordnet sind. Der zweite Bügel 34 des Doppelgelenks 3,
der die anderen Drehzapfen des Kreuzstücks 31 aufnimmt,
die entlang der Auswahlschwenkachse C angeordnet sind, ist drehbar
um eine Schaltschwenkachse B an einem Befestigungselement 2 angebracht.
Ein Schaltsteuerhebel 4 erstreckt sich vom zweiten Bügel 34 des
Doppelgelenks 3 nach unten, um durch eine Verbindung mit
einem Schaltsteuerzug (nicht gezeigt) am unteren Endbereich des
Schaltsteuerhebels 4 Gangschaltkommandos vom Schalthebel 1 zum
Getriebe zu übertragen.
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Die
gepunkteten Doppelpfeile deuten eine Vorwärts-/Rückwärtsbewegung
des Schaltkommandos des Schalthebels 1 an, die in einer
Schwenkbewegung um die Schaltschwenkachse B, die quer zum Fahrzeug
verläuft, und in einer Vorwärts-/Rückwärtsbewegung
des unteren Endbereichs des Schaltsteuerhebels 4 resultiert.
Diese Vorwärts-/Rückwärtsbewegung des
unteren Endbereichs des Schaltsteuerhebels 4 betätigt
den verbundenen Bowden- oder Drück-/Zieh-Übertragungszug
(nicht gezeigt), um das Gangschaltkommando zum Getriebe zu übertragen.
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Der
erste Bügel 32 des Doppelgelenks 3 ist über
eine Buchse 51 mit dem Auswahlsteuerhebel 5 verbunden.
Der Auswahlsteuerhebel 5 ist in dieser Ausführungsform
ein Winkelhebel. Ein Bein 52 des Winkelhebels erstreckt
sich im Wesentlichen parallel zum Schaltsteuerhebel 4 nach
unten, um durch eine Verbindung mit einem Auswahlsteuerzug (nicht
gezeigt) am unteren Endbereich des Auswahlsteuerhebels 5 Gangauswahlkommandos
vom Schalthebel 1 zum Getriebe zu übertragen.
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Der
Auswahlsteuerhebel 5 ist über eine Lagerung 55 drehbar
um eine Achse D, die bezüglich der im Wesentlichen parallelen
Schaltschwenkachse B versetzt verläuft, an dem Befestigungs element 2 angebracht.
In dieser Ausführungsform ist das Befestigungselement 2 ein
L-förmiger Körper, der das Doppelgelenk 3 in
einer horizontalen Ebene umgreift. Der Auswahlsteuerhebel 5 ist
ein Winkelhebel, dessen eines Bein 54 sich im Wesentlichen
horizontal zwischen der Achse D, die bezüglich der parallelen Schaltschwenkachse
B horizontal versetzt verläuft, und der Schaltschwenkachse
B erstreckt und dessen anderes Bein 52 sich nach unten
im Wesentlichen parallel zum Schaltsteuerhebel 4 erstreckt,
sodass er in der Lage ist, durch eine Verbindung mit einem Auswahlsteuerzug
am unteren Endbereich des Auswahlsteuerhebels 5 Gangauswahlkommandos
vom Schalthebel 1 zum Getriebe zu übertragen.
Wie in der dargestellten Ausführungsform gezeigt, kann
der Auswahlsteuerhebel 5 ein Winkelhebel in Form eines flachen
Dreieckselements sein.
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Der
Schaltsteuerhebel 4 und der Auswahlsteuerhebel 5 müssen
sich nicht in vertikaler Weise nach unten erstrecken. Es kann von
Vorteil sein, dass der Schaltsteuerhebel 4 und der Auswahlsteuerhebel 5 sich
mit einem Neigungswinkel bezüglich der Schalthebelachse
A nach unten erstrecken.
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Die
Verbindung des ersten Bügels 32 des Doppelgelenks 3 und
des Auswahlsteuerhebels 5 über eine Buchse 51 ist
vorzugsweise durch ein Zapfenelement mit einem verbundenen kugelförmigen Endbereich
verkörpert. Das Zapfenelement ist mit dem ersten Bügel 32 des
Doppelgelenks 3 verbunden, und sein kugelförmiger
Endbereich ist von einer vorzugsweise röhrenförmigen
Buchse mit einem kreisförmigen Querschnitt aufgenommen,
die es dem kugelförmigen Endbereich des Zapfenelements
erlaubt, entlang der Schaltschwenkachse B zu gleiten.
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Es
ist vorteilhaft, eine Plastikhülse vorzusehen mit einer
kugelförmigen Innenfläche zur Aufnahme des kugelförmigen
Endbereichs des Zapfenelements und einer zylindrischen Außenfläche, die
gleitend in Längsrichtung in der röhrenförmigen
Buchse des gleitenden Gelenks 51 ist.
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Die
gestrichelten Doppelpfeile deuten die Links-/Rechtsbewegung des
Auswahlkommandos des Schalthebels 1 an, die in einer Schwenkbewegung
um die Auswahlschwenkachse C und in einer Vorwärts-/Rückwärtsbewegung
des unteren Endbereichs des Auswahlsteuerhebels 5 resultiert.
Um die Links-/Rechtsbewegung des Schalthebels 1 in eine Vorwärts-/Rückwärtsbewegung
des unteren Endbereichs des Auswahlsteuerhebels 5 umzusetzen,
hat der Auswahlsteuerhebel 5 die Form eines Winkelhebels.
Bei einer Links-/Rechtsbewegung des Auswahlkommandos des Schalthebels 1 folgt
das Zapfenelement, das mit dem ersten Bügel 32 des
Doppelgelenks 3 verbunden ist, einem kreisförmigen
Pfad um die Auswahlschwenkachse C in eine Richtung nach unten oder
oben. Die Buchse 51 im Kniebereich des Auswahlsteuerhebels 5 wird
gedrängt, in der Richtung nach unten oder oben durch eine
Drehung um die Achse D zu folgen, um die der Auswahlsteuerhebel 5 schwenken
kann. Da die Pfade des Zapfenelements und der Buchse 51 nicht
exakt übereinstimmen, muss die Buchse 51 ein Spiel
in einer anderen Richtung als die Schalthebelachse A vorsehen. Vorzugsweise
erstreckt sich diese Richtung entlang der Schaltschwenkachse B,
wie in 1 und 2 gezeigt. Obwohl weniger vorteilhaft,
ist es eine andere Möglichkeit, die Buchse in Form einer
länglichen Öffnung im Auswahlsteuerhebel 5 zu
gestalten, wobei sich die Öffnung im Wesentlichen entlang
der Auswahlschwenkachse C erstreckt, um ein Spiel in der Richtung
der Auswahlschwenkachse C zu erlauben.
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Der
untere Endbereich des Auswahlsteuerhebels 5 bewegt sich
in Vorwärts-/Rückwärtsrichtung in Übereinstimmung
mit der Links-/Rechtsbewegung des Schalthebels 1. Diese
Vorwärts-/Rückwärtsbewegung des unteren
Endbereichs des Auswahlsteuerhebels 5 betätigt
den verbundenen Bowden- oder Zieh-/Drück-Über tragungszug
(nicht gezeigt), um das Gangauswahlkommando zum Getriebe zu übertragen.
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Damit
der kugelförmige Endbereich des Zapfenelements, das mit
dem ersten Bügel 32 des Doppelgelenks 3 verbunden
ist, der Drehbewegung des Auswahlsteuerhebels 5 um die
Achse D, um welche der Auswahlsteuerhebel 5 schwenken kann,
folgen kann, muss er in der Lage sein, sich geringfügig
entlang der Auswahlschwenkachse C zu bewegen. Da der kugelförmige
Endbereich des Zapfenelements in der dargestellten Ausführungsform
durch die röhrenförmige Buchse 51 aufgenommen
wird, ist diese geringfügige Bewegung des kugelförmigen
Endbereichs des Zapfenelements entlang der Auswahlschwenkachse C
nur möglich, wenn der erste Bügel 32 des
Doppelgelenks 3, an dem das Zapfenelement angebracht ist,
in der Lage ist, sich um die Schalthebelachse A zu drehen. Ein Auswahlkommando
in Form einer Bewegung des Schalthebels 1 nach links stimmt
zeitlich mit einer geringfügigen Drehung des ersten Bügels 32 des
Doppelgelenks 3 gegen den Uhrzeigersinn um die Schalthebelachse
A überein. Umgekehrt stimmt ein Auswahlkommando in Form einer
Bewegung des Schalthebels 1 nach rechts zeitlich mit einer
geringfügigen Drehung des ersten Bügels 32 des
Doppelgelenks 3 im Uhrzeigersinn um die Schalthebelachse
A überein.
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Sobald
der Schalthebel 1 nach links oder nach rechts ausgelenkt
ist, impliziert eine Drehung des ersten Bügels 32 des
Doppelgelenks 3 um die Schalthebelachse A eine gewisse
Betätigung des Auswahlsteuerhebels 5 abhängig
vom Spiel entlang der Schaltschwenkachse B, das durch die Buchse 51 erlaubt
wird. Dieser Effekt wird dazu genutzt, um das koordinierte Schwenken
des Schalthebels 1 nach außen zu kompensieren,
um ein perfektes „H”-Muster mit dem Schalthebelknauf
durchzuführen während einer Vorwärts-/Rückwärtsbewegung
eines Schaltkommandos, wenn der Schalthebel 1 nach links
oder nach rechts ausgelenkt ist.
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3 zeigt
schematisch das „H”-Muster des Schalthebelknaufs
von oben gesehen. Der Schalthebelknauf in Gangschaltsystemen, die
aus dem Stand der Technik bekannt sind, folgt einem ellipsenförmigen
Pfad wie er durch die gestrichelten Kurven dargestellt ist. Das
perfekte H”-Muster impliziert ein koordiniertes Schwenken
des Schalthebels 1 um die Auswahlschwenkachse C. Gleichzeitig
ist es wünschenswert, dass der Auswahlsteuerhebel 5 dadurch nicht
beeinflusst wird. Wenn der Schalthebel 1 durch geeignete
Führungsmittel (nicht gezeigt) gezwungen wird, einem fast
perfekten „H”-Muster zu folgen, reagiert der erste
Bügel 32 des Doppelgelenks 3 mit einer
geringfügigen Drehung um die Schalthebelachse A, um das
koordinierte Schwenken nach außen um die Auswahlschwenkachse
C zu kompensieren. Als Ergebnis davon bleibt der Auswahlsteuerhebel 5 unbeeinflusst,
obwohl der Schalthebel 1 ein koordiniertes Schwenken um
die Auswahlschwenkachse C nach außen vollführt.
Die kreisförmigen Pfeile in 3 zeigen
qualitativ die kompensierende Drehung des ersten Bügels 32 des
Doppelgelenks 3 um die Schalthebelachse A.
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Zusammenfassung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Gangschaltsystem zum Bedienen
eines Übertragungszug-Paares mit einem Schalthebel (1),
der in Längsrichtung eine Schalthebelachse (A) hat und
an einem ersten Bügel (32) eines Doppelgelenks
(3) angebracht ist, um um zwei orthogonale Achsen zu schwenken,
nämlich eine Schaltschwenkachse (B) und eine Auswahlschwenkachse
(C), welche beide im Wesentlichen senkrecht zur Schalthebelachse
(A) verlaufen, einem Befestigungselement (2), einem Schaltsteuerhebel
(4), der mit einem zweiten Bügel (34)
des Doppelgelenks (3) verbunden ist und einen Schaltsteuerzug
steuert, und einem Auswahlsteuerhebel (5), der über
eine Buchse (51) mit dem ersten Bügel (32)
des Doppelgelenks (3) verbunden ist und einen Auswahlsteuerzug
steuert, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bügel (32)
des Doppelgelenks (3) um die Schalthebelachse (A) drehbar
ist, sodass er sich um die Schalthebelachse (A) dreht während
einer Schwenkbewegung des Schalthebels (1) um die Auswahlschwenkachse
(C). Um das Ziel einer Bewegung des Schalthebelknaufs, die einem fast
perfekten „H”-Muster folgt, zu erreichen, nutzt
die Erfindung die Tatsache, dass eine geringfügige Drehung
des ersten Bügels (32) des Doppelgelenks (3) um
die Schalthebelachse (A) während einer Schwenkbewegung
des Schalthebels (1) um die Auswahlschwenkachse (C) eine
ungewollte koordinierte Schwenkbewegung des Schalthebels (1)
um die Auswahlschwenkachse (C) während einer fast geraden
Vorwärts-/Rückwärtsbewegung des Schalthebelknaufs
kompensiert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 662203
B1 [0003]
- - DE 9002840 U1 [0004]
- - US 4693135 [0004]