DE19913835A1

DE19913835A1 - Schaltvorrichtung für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE19913835A1
Application number: DE1999113835
Authority: DE
Inventors: Joerg Meyer
Original assignee: ZF Lemfoerder GmbH
Current assignee: ZF Lemfoerder GmbH
Priority date: 1999-03-26
Filing date: 1999-03-26
Publication date: 2000-09-28
Anticipated expiration: 2019-03-27
Also published as: EP1082557A1; DE19913835C2; WO2000058646A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung für Kraftfahrzeuge, insbesondere Nutzfahrzeuge mit: DOLLAR A - einem Gehäuse (1), DOLLAR A - einem in dem Gehäuse innerhalb einer Wählgasse um eine Wählachse (2) schwenkbar aufgenommenen, hohl ausgebildeten Wählhebel (3) zur Anwahl unterschiedlicher Fahrstufen des Kraftfahrzeuggetriebes, DOLLAR A - einer in dem Wählhebel gegen die Kraft wenigstens einer Feder (4) verschiebbaren Stange (5), DOLLAR A - einem Schaltknauf (6) am oberen, dem Fahrzeugführer zugewandten Ende des Wählhebels (3), DOLLAR A - einer in dem Schaltknauf (6) aufgenommenen Betätigungseinrichtung (7) zur Axialverschiebung der Stange (5), DOLLAR A - einem mit der Stange verbundenen Führungsglied (8), das in eine Schaltungskulisse (9) eingreift, die den einzelnen Fahrstufen zugeordnete Wählhebelstellungen des Wählhebels definiert, wobei das Führungsglied (7) aus wenigstens einer Wählhebelstellung heraus durch Axialverschiebung der Stange (5) in eine Schwenkkulisse (10) überführbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus ergonomischen Gründen ist es in den meisten Kraftfahrzeugen üblich, die Schaltvorrichtung zwischen dem Fahrer- und dem Beifahrersitz anzuordnen, so daß der Fahrzeugführer den Wählhebel ohne sich nach vorn beugen zu müssen, erreichen kann. Bei Nutzkraftfahrzeugen, die hinter den Fahrersitzen beispielsweise eine Schlafkabine aufweisen, ist eine derartige Anbringung einer Schaltvorrichtung insofern von Nachteil, als die Gefahr besteht, daß der Fahrzeugführer, der zwischen den Fahrersitzen hindurchsteigen muß, um in seine Schlafkabine zu gelangen, häufig am Wählhebel hängen bleibt. Es ist dabei nicht auszuschließen, daß ungewollt eine Fahrstufe eingelegt wird oder Beschädigungen an der Schaltvorrichtung auftreten.

Das ungewollte Einlegen einer Fahrstufe ist insofern gefährlich, als der Fahrzeugführer dies nicht bemerkt und beim erneuten Starten des Fahrzeuges dieses ruckartig anfährt. Potentiell besteht somit eine erhöhte Unfallgefahr. Um diesem Problem zu begegnen, ist es in vielen Kraftfahrzeugen üblich, die Schaltvorrichtung in das Armaturenbrett zu integrieren. Dies hat jedoch wiederum den Nachteil, daß die Schaltvorrichtung für den Fahrzeugführer schlechter zu erreichen ist, als bei einer herkömmlichen Anordnung zwischen den Fahrzeugsitzen. Der Einbau der Schaltvorrichtung im Armaturenbrett ist somit unergonomisch.

Der Erfindung liegt die technische Problemstellung zugrunde, eine Schaltvorrichtung für Kraftfahrzeuge zu schaffen, die im Fahrzeug in ergonomisch günstiger Weise eingebaut werden kann und dennoch keine hoch aufragenden, Verletzungs- oder Unfallgefahren in sich bergenden Teile aufweist und die einfach und kostengünstig herstellbar ist.

Die Erfindung löst diese technische Problemstellung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung weist demnach ein Gehäuse sowie einen, in dem Gehäuse innerhalb einer einzigen Wählgasse um eine Wählachse schwenkbar aufgenommenen, hohl ausgebildeten Wählhebel zur Anwahl unterschiedlicher Fahrstufen des Kraftfahrzeuggetriebes auf.

In dem hohl ausgebildeten Wählhebel ist gegen die Kraft wenigstens einer Feder eine Stange axial verschieblich aufgenommen. Am oberen, dem Fahrzeugführer zugewandten, Ende des Wählhebels ist ferner ein Schaltknauf befestigt, der eine Betätigungseinrichtung zur Axialverschiebung der Stange aufnimmt. Die Betätigungseinrichtung kann ein in den Schaltknauf eingesetzter Knopf sein, der unmittelbar oder über eine zwischengeschaltete Mechanik mit der Stange zusammenwirkt.

Die Stange ist ihrerseits mit einem Führungsglied verbunden, das in eine Schaltkulisse der Schaltvorrichtung eingreift. In die Schaltkulisse sind die den einzelnen Fahrstufen zugeordneten Wählhebelstellungen eingearbeitet, was bedeutet, daß die durch den Fahrzeugführer anwählbaren Wählhebelstellungen in Form einzelner Ausnehmungen in die Schaltkulisse eingelassen sind. Wenn das Führungsglied in diese Ausnehmungen eingreift, ist der Wählhebel in der Wählhebelstellung festgelegt. Unterhalb der Ausnehmungen verläuft eine Schaltkulissenbahn innerhalb der das Führungsglied zum Wechsel der Fahrstufen beispielsweise gleitend geführt ist.

Erfindungsgemäß soll das Führungsglied zudem aus wenigstens einer Wählhebelstellung heraus durch eine Axialverschiebung der Stange in eine Schwenkkulisse überführbar sein. Die Axialverschiebung der Stange kann über die Betätigungseinrichtung vom Fahrzeugführer vollzogen werden. Durch diese Axialverschiebung rückt das Führungsglied in die Schwenkkulisse ein, sodaß der Wählhebel insgesamt um die Wählachse in eine außerhalb des Gefahrenbereiches liegende Position verschwenkt beziehungsweise gekippt werden kann. Dabei wird das Führungsglied innerhalb der Schwenkkulisse geführt.

Eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung ist durch einen besonders einfachen Aufbau gekennzeichnet. Die Schaltkulisse und die Schwenkkulisse können unmittelbar in das Gehäuse eingearbeitet sein. Vorzugsweise ist die Schwenkkulisse in der gleichen Richtung verlaufend angeordnet, wie die Schaltungskulisse. Die Schwenkkulisse verläuft somit mit konstantem Abstand zur Schaltkulisse oberhalb oder unterhalb der Schaltkulisse.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung durchsetzt der Wählhebel einen Rastierschieber an dem wenigstens ein auf einer in dem Gehäuse der Schaltvorrichtung eingearbeiteten Rastierkulisse entlanggeführtes Rastierelement angebracht ist. Der Rastierschieber erzeugt somit zusammen mit der Rastierkulisse und dem Rastierelement ein "Schaltgefühl" für den Fahrzeugführer. Eine derartige Ausführung ist zur Realisierung des Erfindungsgedankens nicht zwingend notwendig, bildet aber eine sinnvolle Ausgestaltung, weil die Wählhebelstellungen üblicherweise elektronisch erfaßt werden und der Fahrzeugführer bei einer berührungslos funktionierenden Änderung der Wählhebelstellung ansonsten über die gewählte Fahrstufe verunsichert sein könnte.

Die Rastierkulisse entspricht einer Kurvenkontur, die beispielsweise den Fahrstufen zugeordnete Wählhebelstellungen als Senken aufweist, zwischen denen nockenartige Erhebungen angeformt sind. Die Rastierrolle gleitet über die nockenartigen Erhebungen in die Senken und der Wählhebel nimmt somit für den Fahrzeugführer spürbar die gewählte Wählhebelstellung ein. Um ein sicheres Folgen der Rastierrolle entlang der Rastierkulisse zu gewährleisten, ist es sinnvoll, daß der Rastierschieber sich über eine Feder an dem Wählhebel abstützt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß das Führungsglied entgegen der Kraft einer Feder zusammen mit der Stange in axialer Richtung verschiebbar ist, bis eine, dem Rastierschieber gegenüberliegend angeordnete Stirnfläche des Führungsgliedes nach Überwindung eines Freiweges an dem Rastierschieber zur Anlage kommt.

Die Schaltkulisse und die Schwenkkulisse stehen miteinander in Verbindung, sodaß es in wenigstens einer vordefinierten Wählhebelstellung möglich ist, das Führungsglied in die Schwenkkulisse zu überführen. Hierzu muß die Stange über das Maß des Freiweges hinaus in axialer Richtung bewegt werden, so daß das Führungsglied und der Rastierschieber, welche zuvor miteinander zur Anlage gebracht wurden, zusammen entgegen der Kraft einer zweiten Feder verschoben werden. In dieser Phase wird die Rastierrolle von der Rastierkulisse abgehoben. Nach Einrücken des Führungsgliedes in die Schwenkkulisse ist es dann möglich, den Wählhebel in eine neutrale Position zu kippen.

Der Schwenkbereich des Wählhebels kann zwischen 0° und 180° betragen, so daß er beispielsweise aus einer senkrechten in wenigstens eine waagerechte Position verbracht werden kann.

Gemäß einer weiteren, sehr vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, sind der Wählhebel, das Führungsglied, der Rastierschieber, die Federn sowie ein Stützring als vorgefertigte Baugruppe montiert. Die gesamte, zuvor benannte Baugruppe wird bei der Endmontage der Schaltvorrichtung in das Gehäuse eingesetzt. Danach muß nur noch ein die Wählachse bildender Bolzen durch eine hierfür vorgesehene Gehäuseausnehmung eingesetzt werden, so daß er den Wählhebel durchsetzt.

Die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung ist in ihrem Aufbau sehr stark vereinfacht, so daß sie kostengünstig herstellbar und montierbar ist. Im Zuge dieser Einfachheit der Schaltvorrichtung ist es ferner vorgesehen und liegt im Bereich des Erfindungsgedankens, die Schaltkulisse, die Schwenkkulisse und die Rastierkulisse in einen, wenigstens einseitig neben den Wählhebel angeordneten, scheibenförmigen Gehäuseabschnitt einzuarbeiten. Sinnvoll ist es jedoch, zwei parallel zueinander angeordnete, scheibenförmige Gehäuseabschnitte vorzusehen, zwischen denen der Wählhebel aufgenommen ist. Die Gehäuseabschnitte können dabei beispielsweise eine Halbkreisform aufweisen.

Zur Erfassung der Wählhebelstellungen werden elektronische oder elektrische Meßwertaufnehmer eingesetzt, die ihre Signale über eine zentrale Steuereinheit an das Kraftfahrzeuggetriebe weitergeben.

Selbstverständlich können die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen, in Alleinstellung oder beliebeiger Kombination mit Einzelmerkmalen aus dem Stand der Technik verwendet werden, ohne dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung für Kraftfahrzeuge wird nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung in der Seitenansicht, also annähernd in Fahrzeug-Querrichtung,

Fig. 3 den Schnittverlauf III-III aus Fig. 2 und

Fig. 4 eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung mit um 90° gekipptem Wählhebel.

Die in den Figuren dargestellte Schaltvorrichtung für Kraftfahrzeuge, wie sie insbesondere zum Einbau in Nutzkraftfahrzeuge verwendet werden kann, besteht zunächst aus einem Gehäuse 1, dessen halbkreisförmige Gehäuseabschnitte 1.1 und 1.2 parallel zueinander angeordnet sind. Zwischen den Gehäuseabschnitten 1.1 und 1.2 ist um eine Wählachse 2 ein Wählhebel 3 verschwenkbar aufgenommen. Die Wählachse 2 wird bei der gezeigten Ausführung durch einen einfachen Bolzen gebildet. Der Wählhebel 3 ist hohlzylindrisch und nimmt in seiner Innenbohrung eine Stange 5 axial verschiebbar auf. In die Gehäuseabschnitte 1.1 und 1.2 sind eine Schaltungskulisse 9, eine Schwenkkulisse 10 und eine Rastierkulisse 12 eingearbeitet.

Der Wählhebel 3 durchsetzt ein Führungsglied 8 in axialer Richtung. Das Führungsglied wird vorliegend durch ein überwiegend zylindrisches, den Wählhebel 3 in einer Innenbohrung aufnehmendes Bauteil gebildet, an dem zwei diametral gegenüberliegend angeordnete Flansche 8.2 angeformt sind. In den Wählhebel 3 ist ferner ein Langloch 3.1 eingearbeitet. Ein Bolzen 15 durchsetzt das Führungsglied 8, sodaß er innerhalb des Langloches 3.1 gleitend geführt ist. Der Bolzen 15 ist in der Stange 5 festgelegt. Somit kann das Führungsglied 8 zusammen mit der Stange 5 in axialer Richtung bewegt werden. Die an dem Führungsglied 8 angeformten Flansche 8.2 greifen in die Schaltkulisse beziehungsweise die Schwenkkulisse ein. Durch die als Druckfeder ausgebildete Feder 4, die eine Wirkverbindung zwischen dem Führungsglied 8 und dem Wählhebel 3 herstellt, wird jeweils eine Gleitführung zwischen den Flanschen 8.2 und den Kulissen realisiert. In der Darstellung der Fig. 2 ist der Flansch 8.2 in der Schalthebelstellung N in die hierfür innerhalb der Schaltkulisse eingearbeitete Ausnehmung eingerückt dargestellt.

Die Fig. 1 zeigt hingegen eine geringfügig axial verschobene Stange 5, so daß der Flansch 8.2 des Führungsgliedes 8 sich innerhalb der kreisförmigen Bahn der Schaltkulisse 9 befindet. Aus dieser Position heraus ist ein Wechsel der Fahrstufen durch ein Verschwenken des Wählhebels 3 um die Wählachse 2 möglich.

Wird die Stange 5 in axialer Richtung aus der Schaltstellung N heraus, über die Schaltkulisse 9 hinaus bewegt, so greift der Flansch 8.2 des Führungsgliedes 8 in die Schwenkkulisse 10 ein. Wie anschaulich aus der Fig. 4 entnehmbar ist, kann der Wählhebel 3 aus dieser Position in eine horizontale Lage verbracht werden.

Zum Wechsel der Fahrstufen ist es lediglich erforderlich, das Führungsglied 8 in axialer Richtung, entgegen der Druckkraft der Feder 4 bis zur Anlage der Stirnfläche 8.1 des Führungsgliedes 8 an dem Rastierschieber 11 zu verschieben. Unterhalb des Rastierschiebers 11 ist eine gegen diesen wirkende, zweite Feder 14 eingesetzt. Diese wird erst wirksam, wenn der Freiweg "s" zwischen dem Führungsglied 8 und dem Rastierschieber 11 überwunden ist, beide Bauteile somit zur Anlage gekommen sind und die Stange 5 darüber hinaus in axialer Richtung weiter bewegt wird. Somit ist, um ein Verschwenken des Wählhebels zu erreichen, für den Fahrzeugführer auch spürbar eine Steigerung des Kraftaufwandes erforderlich, um den Schalthebel in die Schwenkkulisse zu verbringen innerhalb der er anschließend gekippt werden kann.

Bezugszeichenliste

1

Gehäuse

1.1

Gehäuseabschnitt

1.2

Gehäuseabschnitt

2

Wählachse

3

Wählhebel

3.1

Langloch

4

Feder

5

Stange

6

Schaltknauf

7

Betätigungseinrichtung

8

Führungsglied

8.1

Stirnfläche

8.2

Flansch

9

Schaltungskulisse

10

Schwenkkulisse

11

Rastierschieber

12

Rastierkulisse

13

Rastierelement

14

Feder

15

Bolzen

16

Stützring
s Freiweg

Claims

1. Schaltvorrichtung für Kraftfahrzeuge, insbesondere zum Einbau in Nutzkraftfahrzeugen mit:

1. einem Gehäuse (1),
2. einem in dem Gehäuse innerhalb einer Wählgasse um eine Wählachse (2) schwenkbar aufgenommenen, hohl ausgebildeten Wählhebel (3) zur Anwahl unterschiedlicher Fahrstufen des Kraftfahrzeuggetriebes,
3. einer in dem Wählhebel gegen die Kraft wenigstens einer Feder (4) verschiebbaren Stange (5),
4. einem Schaltknauf (6) am oberen, dem Fahrzeugführer zugewandten Ende des Wählhebels (3),
5. einer in dem Schaltknauf (6) aufgenommenen Betätigungseinrichtung (7) zur Axialverschiebung der Stange (5),
6. einem mit der Stange verbundenen Führungsglied (8), das in eine Schaltungskulisse (9) eingreift, die den einzelnen Fahrstufen zugeordnete Wählhebelstellungen des Wählhebels definiert,

dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsglied (7) aus wenigstens einer Wahlhebelstellung heraus durch Axialverschiebung der Stange (5) in eine Schwenkkulisse (10) überführbar ist.

2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wählhebel (3) einen Rastierschieber (11) mit wenigstens einem daran angebrachten, auf einer in dem Gehäuse (1) der Schaltvorrichtung eingearbeiteten Rastierkulisse (12) entlanggeführten Rastierelement (13) durchsetzt.

3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rastierschieber (11) sich über eine Feder (14) gegen den Wählhebel (3) abstützt.

4. Schaltvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsglied (8) entgegen der Kraft der Feder (4), zusammen mit der Stange (5) in axialer Richtung verschiebbar ist, bis eine dem Rastierschieber (11) gegenüberliegend angeordnete Stirnfläche (8.1) des Führungsgliedes (8) nach Überwindung eines Freiweges (s) an dem Rastierschieber (11) zur Anlage kommt.

5. Schaltvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Axialbewegung der Stange (5) über das Maß des Freiweges (s) hinaus der Rastierschieber (11) zusätzlich gegen die Kraft der Feder (14) verschiebbar ist und damit das Rastierelement (13) von der Rastierkulisse (12) gelöst wird.

6. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das begrenzt elastisch gelagerte Rastierelement (13) eine Rastierrolle, Feder-Kugel- Raste oder ein Nadellager ist.

7. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Führungsglied (8) und Stange (5) durch einen Bolzen (15) gebildet ist.

8. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wählachse (2) der Schaltvorrichtung aus einem Bolzen besteht.

9. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wählhebel (1), das Führungsglied (8), der Rastierschieber (11), die Federn (4, 14) sowie ein Stützring (16) eine vorgefertigte Baugruppe bilden, die bei der Endmontage in das Gehäuse (1) eingesetzt wird.

10. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkkulisse (10) einen Schwenkbereich des Wählhebels zwischen 0 und 180° aufweist.

11. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkulisse (9), die Schwenkkulisse (10) und die Rastierkulisse (12) in einen wenigstens einseitig neben dem Wählhebel (3) angeordneten, scheibenförmigen Gehäuseabschnitt (1.1) eingearbeitet sind.

12. Schaltvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuseabschnitt (1.1) eine Halbkreisfrom aufweist.

13. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Wählhebel (3) zwischen zwei parallel angeordneten Gehäuseabschnitten (1.1, 1.2) aufgenommen ist.

14. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Position des Wählhebels (3) mittels elektrischer oder elektronischer Meßwertaufnehmer erfaßt und über eine zentrale Verarbeitungseinheit weiterverarbeitet wird.