DE19918508A1 - Schaltvorrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung zum Schalten von Gangstufen eines Getriebes von Kraftfahrzeugen, bei der ein Schalthebel innerhalb eines Gehäuses angeordnet und innerhalb einer Schaltkulisse zwangsgeführt ist und um zwei orthogonal zueinander liegende Schwenkachsen (Schaltachse, Wählachse) schwenkbar gelagert ist, DOLLAR A wobei der Schalthebel innerhalb eines Trägerkörpers um die erste Schwenkachse (Schaltachse) schwenkbar und axial unverschieblich bezüglich dieser gelagert ist, und der Trägerkörper in einem Lager im Gehäuse axial unverschieblich, aber schwenkbar um die zweite Schwenkachse (Wählachse) gelagert ist, wobei sowohl der Schwenkwinkel des Schalthebels um die erste Schwenkachse (Schaltachse) als auch um die zweite Schwenkachse (Wählachse) mittels zumindest eines Sensors erfaßbar ist. DOLLAR A Um eine einfach zu montierende Schaltvorrichtung eines automatisierten Kraftfahrzeuggetriebes zu schaffen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Trägerkörper das Gehäuse im Bereich des Lagers durchsetzt und daß ein drehbeweglich um die zweite Schwenkachse am Trägerkörper aufgenommener Positionsanzeiger (Positionsscheibe) zumindest mittelbar mit dem Schalthebel gekoppelt ist und daß der Sensor im Bereich des Lagers außerhalb des Gehäuses angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung nach dem Oberbe­ griff von Patentanspruch 1.

Eine solche Schaltvorrichtung wird zum Schalten von automati­ sierten Kraftfahrzeuggetrieben verwendet, wobei die Schaltsi­ gnalübertragung auf elektrischem oder optischem Wege an eine Steuerungseinrichtung des Kraftfahrzeuggetriebes erfolgen kann. Diese Schaltsignalübertragung wird üblicherweise auch als "shift-by-wire" bezeichnet. Eine derartige Schaltvorrichtung ist aus der EP 0 794 362 A2 bekannt. Bei dieser ist ein Schalt­ hebel um zwei orthogonal zueinander angeordnete Schwenkachsen schwenkbar gelagert. Die Schaltposition des Schalthebels wird dabei von Sensoren erfaßt, die mit einer Steuerfahne korrespon­ dieren, die mit dem unteren Ende des Schalthebels gekoppelt ist.

Nachteilhafterweise stellt sich die Montage der Sensoren bezie­ hungsweise der Steuerfahne am unteren Ende des Schalthebels als aufwendig dar.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfach zu montierende Schaltvorrichtung eines automatisierten Kraftfahrzeuggetriebes zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Patentanspruch 1 gelöst.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung liegt dar­ in, daß ein Sensor zur Montage in einfacher Weise auf das Ge­ häuse aufgesetzt werden kann.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung liegt darin, daß der Sensor in einem Bereich anbringbar ist, der frei von einem Schmierfett ist, das üblicherweise zur Schmierung der Schalthebellagerung eingesetzt wird. Dies be­ dingt als einen zusätzlichen Vorteil einen größeren Handlungs­ spielraum bei der konstruktiven Auslegung der Schmierung der Schalthebellagerung.

Auch bei der Ausgestaltung der Schutzmanschette, die üblicher­ weise den Raum innerhalb des Gehäuses der Schaltvorrichtung vor Verschmutzung schützt, ist in vorteilhafter Weise ein größerer Handlungsspielraum gegeben, da ein Eindringen von Schmutz in das Gehäuse keine Gefahr für die Funktionsfähigkeit des Sensors bedeutet.

Die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung ist in vorteilhafter Weise kostengünstig, da die Verwendung eines kostengünstigen Sensors ermöglicht wird.

Die Ausgestaltung der Erfindung gemäß Patentanspruch 5 zeigt eine Möglichkeit zur Verwendung besonders kostengünstiger und zuverlässiger optischer Signalaufnehmer.

Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus den übrigen Patentan­ sprüchen und der Beschreibung hervor.

Die Erfindung ist nachstehend anhand von einer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 ein erstes Ausgestaltungsbeispiel einer Schaltvorrich­ tung zum Schalten von Gangstufen eines nicht näher dargestell­ ten Getriebes eines Kraftfahrzeuges in einer perspektivischen Ansicht, wobei sich ein Schalthebel in einer Grundposition "G" befindet,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Gehäuseinneren Bau­ einheit in der gleichen Blickrichtung, wie sie sich in Fig. 1 darstellt, wobei sich der Schalthebel in der Grundposition "G" befindet,

Fig. 3 die Schaltvorrichtung gemäß Fig. 1 in einem Schnitt ent­ lang einer Ebene, die zwischen einer Längsachse des Schalthe­ bels und einer Schaltachse aufgespannt ist. Die Blickrichtung ist dabei in Fig. 1 mit dem Pfeil III gekennzeichnet,

Fig. 4 die Schaltvorrichtung gemäß Fig. 1 in einem Schnitt ent­ lang einer Ebene, die zwischen der Längsachse des Schalthebels und einer Wählachse aufgespannt ist. Die Blickrichtung ist da­ bei in Fig. 1 mit dem Pfeil IV gekennzeichnet,

Fig. 5 die Schaltvorrichtung gemäß Fig. 4 in einem Schnitt ent­ lang Linie V-V,

Fig. 6 den Schalthebel, einen Lagerbolzen, einen ersten Schwenkkörper mit einem linken Einsatz und einen erstes Rast­ mittel in einer Ansicht VI gemäß Fig. 2, wobei sich der Schalt­ hebel in der Grundposition "G" befindet. Das erste Rastmittel umfaßt einen ersten Rollenhalter und einen ersten Rollkörper,

Fig. 7 den Schalthebel, den Lagerbolzen, einen zweiten Schwenk­ körper mit einem zweiten Einsatz und ein zweites Rastmittel in einer Ansicht VII gemäß Fig. 2, wobei sich der Schalthebel in der Grundposition "G" befindet. Das zweite Rastmittel umfaßt einen zweiten Rollenhalter und einen zweiten Rollkörper,

Fig. 8 die Anordnung des ersten und des zweiten Rollkörpers ge­ genüber dem ersten und dem zweiten Einsatz, wenn sich der Schalthebel in der Grundposition "G" oder einer Neutralposition "N" befindet,

Fig. 9 die Anordnung des ersten und des zweiten Rollkörpers ge­ genüber dem ersten und dem zweiten Einsatz, wenn sich der Schalthebel in der Schaltposition "+" befindet,

Fig. 10 die Anordnung des ersten und des zweiten Rollkörpers gegenüber dem ersten und dem zweiten Einsatz, wenn sich der Schalthebel in der Schaltposition "-" befindet,

Fig. 11 die Anordnung des ersten und des zweiten Rollkörpers gegenüber dem ersten und dem zweiten Einsatz, wenn sich der Schalthebel in einer ersten Zwischenstellung befindet,

Fig. 12 die Anordnung des ersten und des zweiten Rollkörpers gegenüber dem ersten und dem zweiten Einsatz, wenn der Schalt­ hebel in der Rückwärtsgangposition "R" verrastet ist und

Fig. 13 die Anordnung des ersten und des zweiten Rollkörpers gegenüber dem ersten und dem zweiten Einsatz, wenn sich der Schalthebel in einer zweiten Zwischenstellung befindet.

Fig. 14 und Fig. 15 ein zweites Ausgestaltungsbeispiel der Schaltvorrichtung in jeweils zwei Ansichten analog zu Fig. 2 und Fig. 4 des ersten Ausgestaltungsbeispieles.

Fig. 1 zeigt eine Schaltvorrichtung 1 zum Schalten von Gangstu­ fen eines nicht näher dargestellten Getriebes eines Kraftfahr­ zeuges in einer perspektivischen Ansicht, wobei sich ein Schalthebel 4 in einer Grundposition "G" befindet.

Der Pfeil I weist dabei in Kraftfahrzeuglängsrichtung auf das vordere Ende des Kraftfahrzeuges.

Ein Gehäuse 2 der Schaltvorrichtung 1 ist an Befestigungsstel­ len 3 mit einer nicht näher dargestellten Kraftfahrzeugkarosse­ rie verbunden. Die Schaltvorrichtung 1 umfaßt einen Schalthebel 4, der innerhalb des Gehäuses 2 um zwei orthogonal zueinander angeordnete Schwenkachsen schwenkbar gelagert ist. Die erste Schwenkachse liegt im wesentlichen in Kraftfahrzeugquerrichtung und wird im folgenden als Schaltachse 5 bezeichnet. Die zweite Schwenkachse liegt in Kraftfahrzeuglängsrichtung und wird im folgenden als Wählachse 6 bezeichnet. Das Gehäuse 2 ist waage­ recht in einer Ebene geteilt, in der die Wählachse 6 liegt. Den unteren Teil des Gehäuses 2 bildet dabei ein Lagerbock 7 und den oberen Teil ein Lagerdeckel 8. Der Lagerdeckel 8 weist eine Öffnung auf, durch die ein oberes Schalthebelende 9 des Schalt­ hebels 4 ragt.

Koaxial zur Wählachse 6 sind zwei Lagerbuchsen 10, 11 in Boh­ rungen des Gehäuses 2 angeordnet, in denen eine in Fig. 2 näher ersichtliche gehäuseinnere Baueinheit 12 schwenkbar gelagert ist.

Oberhalb des Schalthebels 4 ist das Schaltschema 13 gezeigt, wie es sich einem Bediener der Schaltvorrichtung 1 darstellt.

Dabei ist der Schalthebel um die Wählachse 6 zum einen in die Grundposition "G" und zum anderen in eine Neutralposition "N" schwenkbar. Der Schalthebel 4 steht im normalen Fahrbetrieb in der Grundposition "G". Aus dieser Grundposition "G" kann durch Schwenken des Schalthebels 4 um die Schaltachse 5 in eine Posi­ tion "+" die nächsthöhere Vorwärtsgangstufe und durch Schwenken in eine Position "-" die nächstniedrigere Vorwärtsgangstufe ge­ wählt werden. Der Schalthebel 4 schwenkt selbsttätig aus den Positionen "+", "-" und der Neutralposition "N" in die Grundpo­ sition "G° zurück. Um den Rückwärtsgang auszuwählen, muß der Schalthebel 4 um die Schaltachse 5 aus der Neutralposition "N" in eine Rückwärtsgangposition "R" geschwenkt werden. Der Schalthebel 4 rastet in der Rückwärtsgangposition "R" ein.

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht der gehäuseinneren Baueinheit 12 in der gleichen Blickrichtung, wie sie sich in Fig. 1 darstellt, wobei sich der Schalthebel 4 in der Grundpo­ sition "G" befindet.

Die gehäuseinnere Baueinheit 12 umfaßt ein unteres Schalthebe­ lende 14 einen Trägerkörper 15, einen in Fig. 3 näher ersicht­ lichen Lagerbolzen 16, zwei Schwenkkörper 17, 18 und eine Posi­ tionsscheibe 19.

Koaxial zur Schaltachse 5 ist der Lagerbolzen 16 angeordnet, mittels dessen der Schalthebel 4 schwenkbar um die Schaltachse 5 gelagert ist.

Da die gehäuseinnere Baueinheit 12 im Gehäuse 2 schwenkbar um die Wählachse 6 und der Schalthebel 4 in der gehäuseinneren Baueinheit 12 schwenkbar um die Schaltachse 5 gelagert ist, ist der Schalthebel 4 kardanisch gelagert.

Das untere Schalthebelende 14 ist zapfenartig ausgestaltet und weist einen Dämpfungsring 20 auf, der in einer in Fig. 3 ge­ zeigten Schaltkulisse 21 zwangsgeführt ist, deren Führungskon­ tur dem Schaltschema 13 entspricht. Infolge der Richtungsumkehr der Schaltbewegungen an der kardanischen Lagerung des Schalthe­ bels 4 ist diese Führungskontur 180° gedreht bezüglich des Schaltschemas 13, wie es sich für den Bediener darstellt.

Fig. 3 zeigt die Schaltvorrichtung 1 gemäß Fig. 1 in einem Schnitt entlang einer Ebene, die zwischen einer Längsachse 22 des Schalthebels 4 und der Schaltachse 5 aufgespannt ist. Die Blickrichtung ist dabei auf ein hinteres Ende des Kraftfahrzeu­ ges gerichtet und in Fig. 1 mit dem Pfeil III gekennzeichnet.

Der Schalthebel 4 ist gegenüber dem Trägerkörper 15 mittels des Lagerbolzens 16 schwenkbar um die Schaltachse 5 gelagert. An den beiden Enden 23, 24 des Lagerbolzens 16 ist jeweils einer der beiden Schwenkkörper 17, 18 um die Schaltachse 5 schwenkbar gegenüber dem Trägerkörper 15 gelagert. Das untere Schalthebe­ lende 14 durchsetzt - wie in Fig. 4 näher ersichtlich ist - die Schwenkkörper 17, 18 durch Aufnahmebohrungen 25, 26 so daß der Schalthebel 4 mit den Schwenkkörpern 17, 18 relativ zu dem Trä­ gerkörper 15 schwenkbar ist.

Der Trägerkörper 15 weist drei Kammern 27, 28, 29 auf, von de­ nen eine dritte in Fig. 4 ersichtlich ist. Die erste Kammer 27 und die zweite Kammer 28 sind den Schwenkbewegungen um die Schaltachse 5 zugeordnet, wohingegen die dritte Kammer 29 den Schwenkbewegungen um die Wählachse 6 zugeordnet ist. Die drei Kammern 27, 28, 29 erstrecken sich näherungsweise parallel zur Längsachse 22 des Schalthebels 4, wenn sich dieser in der Grundposition "G" befindet und weisen Öffnungen 30, 31, 32 auf der Unterseite des Trägerkörpers 15 auf. In jeder der drei Kam­ mern 27, 28, 29 ist jeweils ein Rastmittel 33, 34, 35 angeord­ net. Die drei Rastmittel 33, 34, 35 sind identisch aufgebaut und umfassen jeweils einen Rollenhalter 39, 40, 41 und einen Rollkörper 42, 43, 44, der mittels einer in der Zeichnung nicht ersichtlichen Clipverbindung in dem Rollenhalter 39, 40, 41 drehbar um eine Rotationsachse 45, 46, 47 gelagert ist. Jeder der drei Rollenhalter 39, 40, 41 weist eine Bohrung 81, 82, 83 auf, in der eine Schraubendruckfeder 36, 37, 38 angeordnet ist. Diese stützt sich einerseits am Trägerkörper 15 und anderer­ seits an dem jeweiligen Rollenhalter 39, 40, 41 ab. Da die Schraubendruckfedern 36, 37, 38 unter Vorspannung stehen, drüc­ ken diese die Rollkörper 42, 43, 44 gegen profilierte Oberflä­ chen 48, 49, 50 eines Einsatzes 51, 52, 53 aus Metall. Der er­ ste Einsatz 51 ist dem ersten Rastmittel 33 zugeordnet und in dem ersten Schwenkkörper 17 aufgenommen. Hingegen ist der zwei­ te Einsatz 52 dem zweiten Rastmittel 34 zugeordnet und in dem zweiten Schwenkkörper 18 aufgenommen. Die beiden Schwenkkörper 17, 18 bestehen dabei aus einem Kunststoff und sind zur form­ schlüssigen Verbindung jeweils um einen der beiden Einsätze 51, 52 spritzgußgefertigt.

Die beiden Schwenkkörper 17, 18 weisen an deren unteren Enden jeweils einen Ansatz 54, 55 auf. Die beiden Ansätze 54, 55 er­ strecken sich parallel zur Schaltachse 5 und überlappen sich in einem Bereich des Schalthebels 4 und sind relativ zueinander begrenzt um die Schaltachse 5 schwenkbar, wie in Fig. 4 er­ sichtlich ist.

Fig. 4 zeigt die Schaltvorrichtung 1 gemäß Fig. 1 in einem Schnitt entlang einer Ebene, die zwischen der Längsachse 22 des Schalthebels 4 und der Wählachse 6 aufgespannt ist. Die Blick­ richtung ist dabei in Fig. 1 mit dem Pfeil IV gekennzeichnet.

Die beiden Ansätze 54, 55 der Schwenkkörper 17, 18 weisen die vom unteren Schalthebelende 14 durchsetzten Öffnungen 25, 26 auf. Der Ansatz 55 des in Kraftfahrzeuglängsrichtung auf der rechten Seite angeordnete zweiten Schwenkkörpers 18 wird im folgenden als rechter Ansatz 55 und der andere Ansatz 54 wird im folgenden als linker Ansatz 54 bezeichnet. Das untere Schalthebelende 14 ist im Idealfall spielfrei in der Öffnung 26 des rechten Ansatzes 55 aufgenommen, wohingegen die Öffnung 25 im linken Ansatz 54 als ein Langloch ausgebildet ist, daß sich in Kraftfahrzeuglängsrichtung erstreckt. Somit weist das untere Schalthebelende 14 bezüglich der Schaltachse 5 ein Schwenkspiel 56 gegenüber dem linken Ansatz 54 auf. Eine unter Vorspannung stehende Blattfeder 57 stützt sich mit deren unterem Ende 58 an diesem linken Ansatz 54 und mit deren oberem Ende 59 an einem abgesetzten Bereich 60 des unteren Schalthebelendes 14 ab. Dazu ist das obere Ende 59 der Blattfeder 57 als geschlitzter Ring 61 ausgeführt, der auf den abgesetzten Bereich 60 des unteren Schalthebelendes 14 aufgeschoben ist, wohingegen das untere En­ de 58 der Blattfeder 57 an dem linken Ansatz 54 in einem Schlitz 62 abstützt ist. Die Blattfeder 57 drückt den linken Ansatz 54 gegenüber dem unteren Schalthebelende 14 in Kraft­ fahrzeuglängsrichtung nach hinten, wenn sich der Schalthebel 4 in der in Fig. 1 bis Fig. 8 dargestellten Grundstellung "G" be­ findet. Somit wird in der Grundstellung "G" ständig eine vorde­ re Anlagefläche 63 innerhalb des Langloches gegen das untere Schalthebelende 14 gedrückt, während eine hintere Anlagefläche 64 innerhalb des Langloches das Schwenkspiel 56 zum unteren Schalthebelende 14 aufweist.

Die Positionsscheibe 19 weist eine Bohrung 65 auf, die konzen­ trisch zur Wählachse 6 angeordnet ist. Innerhalb dieser Bohrung 65 ist ein einteilig mit dem Trägerkörper 15 ausgebildeter La­ gerzapfen 66 angeordnet, so daß die Positionsscheibe 19 drehbar um den Trägerkörper 15 gelagert ist. Der Trägerkörper 15 durch­ setzt an dessen hinterem Ende durch die Lagerbuchse 10 das Ge­ häuse 2 und weist an diesem herausragenden hinteren Ende koa­ xial zur Wählachse 6 einen Zapfen 79 auf. Da dieser Zapfen 79 ebene Flächen 80 (vgl. Fig. 1) aufweist, die sich in Kraftfahr­ zeuglängsrichtung erstrecken, kann jeder Winkelstellung dieses Zapfens 79 eine Schwenkstellung um die Wählachse 6 zugeordnet werden. Die Positionsscheibe 19 ist mit einem parallel zur Wählachse 6 verschoben angeordneten Positionsstift 67 verbun­ den, der eine auch in Fig. 1 ersichtliche bogenförmige Nut 68 im Gehäuse 2 durchsetzt. Die bogenförmige Nut 68 erstreckt sich auf einer Kreisbahn, deren Mittelpunkt auf der Wählachse 6 liegt. In Fig. 2 ist ersichtlich, daß der zweite Schwenkkörper 18 einen angegossenen, in Kraftfahrzeuglängsrichtung nach hin­ ten weisenden, Ansatz 69 aufweist, dessen hinteres Ende als ku­ gelförmiger Gleitstein 70 ausgestaltet ist. Dieser kugelförmige Gleitstein 70 ist in einer Nut 71 geführt, die in einem Außen­ bereich der Positionsscheibe 19 angeordnet ist, so daß Schwenk­ bewegungen des Schalthebels 4 beziehungsweise des mit diesem formschlüssig und spielfrei verbundenen zweiten Schwenkkörpers 18 um die Schaltachse 5 über den kugelförmigen Gleitstein 70 zwangsläufig zu Schwenkbewegungen der Positionsscheibe 19 ge­ genüber dem Trägerkörper 15 führen. Demzufolge schwenkt der Po­ sitionsstift 67 um die Wählachse 6 innerhalb der bogenförmigen Nut 68. Schwenkbewegungen des Trägerkörpers 15 um die Wählachse 6 führen ebenfalls zum Schwenken des Positionsstiftes 67 um die Schaltachse 5 innerhalb der bogenförmigen Nut 68. Da jedem Schwenkwinkel des Zapfens 79 eine Schwenkstellung um die Wählachse 6 und jeder Stellung des Positionsstiftes 67 relativ zum Zapfen 79 eine Schwenkstellung um die Schaltachse 5 zuge­ ordnet werden kann, kann am hinteren Ende der Schaltvorrichtung 1 die jeweils gewählte Position der möglichen Positionen

• - Grundposition "G",
• - Neutralposition "N",
• - Rückwärtsgangposition "R",
• - Position "+" oder
• - Position "-"

ermittelt werden. Die Signalaufnahme erfolgt mit einer nicht näher dargestellten Vorrichtung, die auf optischem Wege arbei­ tet.

Der Rollkörper 44 des dritten, den Schwenkbewegungen um die Wählachse 6 zugeordneten Rastmittels 35 rollt auf der profi­ lierten Oberfläche 50 des dritten Einsatzes 53, der im Gegen­ satz zum ersten Einsatz 51 und zum zweiten Einsatz 52 unmittel­ bar im Lagerbock 7 aufgenommen ist.

Fig. 5 zeigt die Schaltvorrichtung 1 gemäß Fig. 4 in einem Schnitt entlang Linie V-V.

Die profilierte Oberfläche 50 des dritten Einsatzes 53 setzt sich im wesentlichen aus einer Schrägen 73 und einer Vertiefung "G1" zusammen. Wenn sich der Schalthebel 4 in der Grundposition "G" befindet, dann ist der dritte Rollkörper 44 in der Vertie­ fung "G1" eingerastet. Wird der Schalthebel 4 aus dieser Grund­ position "G" in die Neutralposition "N" geschwenkt, so rollt der dritte Rollkörper 44 die Schräge 73 relativ zu dieser gegen die Federkraft der dritten Schraubendruckfeder 38 herauf, wobei diese gestaucht wird. Infolge der in dieser dritten Schrauben­ druckfeder 38 gespeicherten Arbeit steht eine Rückstellkraft an, die bestrebt ist, den Schalthebel 4 aus der Neutralposition "N" in die Grundposition "G" zurückzuführen.

Fig. 6 zeigt den Schalthebel 4, den Lagerbolzen 16, den ersten Schwenkkörper 17 mit dem ersten Einsatz 51, dem ersten Rollen­ halter 39 und dem ersten Rollkörper 42 in einer Ansicht gemäß Linie VI-VI in Fig. 2, wobei sich der Schalthebel 4 in der Grundposition "G" befindet. Insbesondere der zweite Schwenkkör­ per 18, der Trägerkörper 15 und die zweite Schraubendruckfeder 37 sind in der Fig. 6 nicht dargestellt.

Die profilierte Oberfläche 48 des ersten Einsatzes 51 ist als Teilkreisbogen 74 ausgeführt, der konzentrisch zur Schaltachse 5 angeordnet ist. Am hinteren Ende des Teilkreisbogens 74 ist eine Rückwärtsgangvertiefung "R1" angeordnet, die von einer vorderen kurzen Schräge 75 und einer hinteren kurzen Schräge 76 gebildet wird. In dieser Rückwärtsgangvertiefung "R1" rastet der erste Rollkörper 42 ein, wenn sich der Schalthebel 4 in der Rückwärtsgangposition "R" befindet. Infolge der Konzentrizität des vorderen Teilkreisbogens 74 zur Schaltachse 5 führen Bewe­ gungen des ersten Rollkörpers 42 relativ zum vorderen Teil­ kreisbogen 74 zu keiner Änderung der Federspannung der ersten Schraubendruckfeder 37, solange sich dieser Rollkörper 42 auf dem vorderen Teilkreisbogen 74 befindet.

Befindet sich der Schalthebel 4, wie dargestellt, in der Grund­ posion "G", so ist der erste Rollkörper 42 an einem Punkt "G2" des vorderen Teilkreisbogens 74 angeordnet.

Fig. 7 zeigt den Schalthebel 4, den Lagerbolzen 16, den zweiten Schwenkkörper 18 mit dem zweiten Einsatz 52, den zweiten Rol­ lenhalter 40 und den zweiten Rollkörper 43, in einer Ansicht gemäß Linie VII-VII in Fig. 2, wobei sich der Schalthebel 4 in der Grundposition "G" befindet. Insbesondere der erste Schwenk­ körper 17, der Trägerkörper 15 und die erste Schraubendruckfe­ der 36 sind in dieser Fig. 7 nicht dargestellt.

Die profilierte Oberfläche 49 des rechten Einsatzes 52 ist v-förmig und der zweite Rollkörper 43 ist in der näherungsweise mittigen Vertiefung "G3" angeordnet, wenn sich der Schalthebel 4 in der Grundstellung "G" befindet. Eine hintere Schräge 77 der v-förmigen profilierten Oberfläche 49 ist dem Schaltvorgang in die Position "-" und die Rückwärtsgangposition "R" zugeord­ net. Eine vordere Schräge 78 der v-förmigen profilierten Ober­ fläche 49 ist dem Schaltvorgang in die Position "+" zugeordnet.

Wird der Schalthebel 4 aus der Grundposition "G" in die Positi­ on "+" geschwenkt, so rollt der zweite Rollkörper 43 die vorde­ re Schräge 78 relativ zu dieser gegen die Federkraft der zwei­ ten Schraubendruckfeder 37 herauf, wobei diese gestaucht wird. Infolge der in dieser zweiten Schraubendruckfeder 37 gespei­ cherten Arbeit steht eine Rückstellkraft an, die bestrebt ist, den Schalthebel 4 aus der Position "+" in die Grundposition "G" zurückzuführen.

Wird der Schalthebel 4 aus der Grundposition "G" in die Positi­ on "-" geschwenkt, so rollt der zweite Rollkörper 43 die hinte­ re Schräge 77 relativ zu dieser gegen die Federkraft der zwei­ ten Schraubendruckfeder 37 herauf, wobei diese gestaucht wird. Infolge der in dieser zweiten Schraubendruckfeder 37 gespei­ cherten Arbeit steht eine Rückstellkraft an, die bestrebt ist, den Schalthebel 4 aus der Position "-" in die Grundposition "G" zurückzuführen.

Im Folgenden wird die Funktion der Schaltvorrichtung 1 anhand der Fig. 8 bis Fig. 13 erläutert. Dabei stellen diese Figuren jeweils eine Ansicht dar, die insbesondere die Stellungen der Rollkörper 42, 43 auf dem ersten Einsatz 51 und dem zweiten Einsatz 52 für verschiedene Schalthebelpositionen darstellt.

Fig. 8 zeigt die Anordnung des ersten Rollkörpers 42 und des zweiten Rollkörpers 43 gegenüber dem ersten Einsatz 51 und dem zweiten Einsatz 52, wenn sich der Schalthebel 4 in der Position "G" oder "N" befindet. Der erste Rollkörper 42 befindet sich näherungsweise mittig auf dem Teilkreisbogen an dem Punkt "G2" der profilierten Oberfläche 48 des ersten Einsatzes 51, während sich der zweite Rollkörper 43 in der Vertiefung "G3" der v- förmig ausgestalteten profilierten Oberfläche 49 des zweiten Einsatzes 52 befindet. In dieser Vertiefung "G3" liegt der zweite Rollkörper 43 auf zwei Auflagepunkten auf.

Schwenkbewegungen des Schalthebels 4 aus der Grundposition "G" in die Schaltposition "+" führen zu der in Fig. 9 dargestellten Anordnung des ersten Rollkörpers 42 und des zweiten Rollkörpers 43 gegenüber dem ersten Einsatz 51 und dem zweiten Einsatz 52. Dabei ist der zweite Rollkörper 43 die vordere Schräge 78 gegen die Kraft der rechten Schraubendruckfeder 37 heraufgerollt, d. h. der Abstand des zweiten Rollkörpers 43 zur Schaltachse 5 hat sich verkürzt, so daß die zweite Schraubendruckfeder 37 ge­ staucht ist. Da der erste Rollkörper 42 noch immer auf dem Teilkreisbogen 74 angeordnet ist, weist dieser noch immer den gleichen Abstand zur Schaltachse 5 auf. Somit wird die Rück­ stellkraft des Schalthebels 4 aus der Position "+" in die Posi­ tion "G" ausschließlich durch die zweite Schraubendruckfeder 37 aufgebracht.

Schwenkbewegungen des Schalthebels 4 aus der Position "G" in die Schaltposition "-" führen zu der in Fig. 10 dargestellten Anordnung des ersten Rollkörpers 42 und des zweiten Rollkörpers 43 gegenüber dem ersten Einsatz 51 und dem zweiten Einsatz 52. Dabei ist der zweite Rollkörper 43 die hintere Schräge 77 gegen die Kraft der zweiten Schraubendruckfeder 37 bis zu einem Punkt "B1" heraufgerollt, d. h. der Abstand des zweiten Rollkörpers 43 zur Schaltachse 5 hat sich verkürzt, so daß die zweite Schrau­ bendruckfeder 37 gestaucht ist. Da der erste Rollkörper 42 noch immer auf dem Teilkreisbogen 74 angeordnet ist, weist dieser noch immer den gleichen Abstand zur Schaltachse 5 auf. Somit wird die Rückstellkraft des Schalthebels 4 aus der Position "-" in die Position "G" ausschließlich durch die zweite Schrauben­ druckfeder 37 aufgebracht. Aufgrund der Zwangsführung des Dämp­ fungsringes 20 in der Schaltkulisse 21 (vgl. Fig. 3 und Fig. 4) wird ein Rollen des zweiten Rollkörpers 43 über den Punkt "B1" beziehungsweise ein Rollen des ersten Rollkörpers 42 über einen zum Punkt "B1" korrespondierenden Punkt "B2" hinaus verhindert.

Schwenkbewegungen des Schalthebels 4 aus der Position "N" in die Rückwärtsgangposition "R" führen zu der in Fig. 12 darge­ stellten Anordnung des ersten Rollkörpers 42 und des zweiten Rollkörpers 43 gegenüber dem ersten Einsatz 51 und dem zweiten Einsatz 52, wobei eine in Fig. 11 dargestellte erste Zwischen­ stellung überschritten wird.

In der in Fig. 11 dargestellten ersten Zwischenstellung ist der zweite Rollkörper 43 die hintere Schräge 77 gegen die Kraft der zweiten Schraubendruckfeder 37 heraufgerollt, d. h. der Abstand des zweiten Rollkörpers 43 zur Schaltachse 5 hat sich verkürzt, so daß die zweite Schraubendruckfeder 37 gestaucht ist. Der er­ ste Rollkörper 42 ist auf einem Ansatzpunkt "R2" dargestellt, auf dem die vordere kurze Schräge 75 der Rückwärtsgangvertie­ fung "R1" beginnt beziehungsweise deren höchsten Punkt auf­ weist.

Eine weitere Krafteinleitung in den Schalthebel 4 in die auf die Rückwärtsgangposition "R" weisende Richtung führt zu einem Rollen des ersten Rollkörpers 42 relativ zu ersten Einsatz 51 über den Ansatzpunkt "R2" hinaus. D. h. der erste Rollkörper 42 rollt relativ zum ersten Einsatz 51 die vordere kurze Schräge 75 hinab, bis dieser in der Rückwärtsgangvertiefung "R1" die Rollbewegung beendet hat, wie es in der Fig. 12 dargestellt ist. In dieser Rückwärtsgangvertiefung "R1" liegt der erste Rollkörper 42 auf zwei Auflagepunkten auf. Dem Bediener der Schaltvorrichtung 1 stellt sich dies als selbsttätiges Verra­ sten der Schaltvorrichtung 1 dar. Dabei muß der Bediener nach dem Überwinden des Ansatzpunktes "R2" keine zusätzliche Kraft mehr in den Schalthebel 4 einleiten, um die Rückwärtsgangposi­ tion "R" zu erreichen, da die aus der Federkraft der ersten Schraubendruckfeder 36 im Zusammenhang mit der vorderen kurzen Schräge 75 resultierende Kraft den ersten Einsatz gegen die Vorspannung der Blattfeder 57 um die Schaltachse 5 nach vorne schwenkt. Somit kommt die hintere Anlagefläche 64 anstatt der vorderen Anlagefläche 63 mit dem unteren Schalthebelende 14 zum Anschlag (vgl. Fig. 4). Somit wird das Schwenkspiel 56 zwischen dem unteren Schalthebelende 14 und der hinteren Anlagefläche 64 aufgehoben und zwischen der vorderen Anlagefläche 63 und dem unteren Schalthebelende 14 stellt sich ein weiteres Schwenk­ spiel ein. Da die vordere kurze Schräge 75 des ersten Einsatzes 51 steiler ist, als die hintere Schräge 77 des zweiten Einsat­ zes 52, verbleibt die Schaltvorrichtung 1 auch in dieser Rück­ wärtsgangstellung "R", wenn der Bediener den Schalthebel 4 in der Rückwärtsgangstellung "R" losläßt. Dabei steht an der ge­ stauchten zweiten Schraubendruckfeder 37 ständig eine Kraft an.

Leitet der Bediener nun eine Kraft in den Schalthebel 4 ein, um die Schaltvorrichtung 1 aus der Rückwärtsgangposition "R" zu lösen, so wird diese Krafteinleitung vom Schalthebel 4 unmit­ telbar auf den ersten Einsatz 51 übertragen, da sich dieser ge­ gen eine Bewegung des Schalthebels 4 aus der Rückwärtsgangposi­ tion "R" spielfrei über die hintere Anlagefläche 64 am unteren Schalthebelende 14 abstützt. Zum Lösen der Rückwärtsgangpositi­ on "R" muß die Kraft das Maß übersteigen, das notwendig ist, um den Schalthebel 4 gegen die Kraft bis zum Ansatzpunkt "R2" zu führen. Fig. 13 zeigt eine zweite Zwischenstellung, bei der die Kraft dieses Maß erreicht hat. Der erste Rollkörper 42 ist da­ bei auf dem Ansatzpunkt "R2" angeordnet. Damit weist der erste Rollkörper 42 in dieser zweiten Zwischenstellung den gleichen Abstand zur Schaltachse 5 - beziehungsweise die gleiche Span­ nung der ersten Schraubendruckfeder 36 - auf, wie in der ersten Zwischenstellung. Da der erste Einsatz 51 in dieser zweiten Zwischenstellung gegenüber dem zweiten Einsatz 52 nach vorne verschwenkt ist, weist der zweite Rollkörper 43 jedoch einen größeren Abstand zur Schaltachse 5 auf als in der ersten Zwi­ schenstellung.

Die Fig. 14 und Fig. 15 zeigen ein zweites Ausgestaltungsbei­ spiel der Schaltvorrichtung in jeweils zwei Ansichten analog zu Fig. 2 und Fig. 4. Dabei sind die Bezugszahlen jeweils um 100 zu den entsprechenden Bezugszahlen des ersten Ausgestaltungs­ beispieles erhöht.

Fig. 14 zeigt eine gehäuseinnere Baueinheit 112. Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel wird eine Schwenkbewegung eines Schalthebels 104 um eine Schaltachse 105 auf eine koaxial zu einer Wählachse 106 angeordnete Positionswelle 119 übertragen, deren hinteres Ende 191 als Zapfen 179 ausgestaltet ist.

Dieser Zapfen 179 weist ebene Flächen 180 auf, die sich in Kraftfahrzeuglängsrichtung erstrecken. Durch diese Formgebung ist ein nicht näher dargestelltes erstes Inkrementrad form­ schlüssig mit dem Zapfen 179 koppelbar. Dieses erste Inkremen­ trad bildet einen Signalgeber eines optischen Sensors. Ein er­ ster Signalaufnehmer des Sensors umfaßt eine Lichtschranke mit einer elektronischen Auswerteeinrichtung.

Ein zweiter Schwenkkörper 118 weist einen angegossenen in Kraftfahrzeuglängsrichtung nach hinten weisenden Ansatz 169 auf, dessen hinteres Ende als Aufnahmenut 170 ausgestaltet ist, die einen kugelförmigen Gleitstein 171 aufnimmt, so daß die Aufnahmenut 170 und der Gleitstein 171 ein Gelenk bilden. Die­ ser kugelförmige Gleitstein 171 ist an einem Ende 190 eines He­ bels 184 einteilig mit diesem ausgeführt. Der Hebels 184 ist an dessen anderem Ende formschlüssig mit der Positionswelle 119 verbunden. Die Aufnahmenut 170 führt im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel Schwenkbewegungen um die Schaltachse 105 aus, wohingegen der kugelförmige Gleitstein 171 Schwenkbewegun­ gen um die Wählachse 106 ausführt. Somit führen Schwenkbewegun­ gen des Schalthebels 104 beziehungsweise des mit diesem form­ schlüssig und spielfrei verbundenen zweiten Schwenkkörpers 118 um die Schaltachse 105 über die Aufnahmenut 170 und den Hebel 184 zwangsläufig zu Schwenkbewegungen der Positionswelle 119 gegenüber einem Trägerkörper 115.

Fig. 15 zeigt das zweite Ausgestaltungsbeispiel der Schaltvor­ richtung 101 in einem Schnitt entlang einer Ebene, die zwischen einer Längsachse 122 des Schalthebels 104 und der Wählachse 106 aufgespannt ist. Die Blickrichtung ist dabei in Fig. 14 mit dem Pfeil XV gekennzeichnet.

Die Positionswelle 119 ist in einer Sacklochbohrung 185 in ei­ nem hinteren Bereich 188 des Trägerkörpers 115 gleitgelagert. An einem hinteren Ende 189 dieses hinteren Bereiches 188 ist der Trägerkörper 115 als Lagerbolzen 186 ausgestaltet, der - ähnlich dem Zapfen 179 - ebene Flächen 187 aufweist, die sich in Kraftfahrzeuglängsrichtung erstrecken.

Durch diese Formgebung ist ein nicht näher dargestelltes zwei­ tes Inkrementrad formschlüssig an das hintere Ende 189 des Trä­ gerkörpers 115 koppelbar. Dieses zweite Inkrementrad bildet ei­ nen Signalgeber des optischen Sensors. Ein zweiter Signalauf­ nehmer des Sensors umfaßt eine Lichtschranke mit einer elektro­ nischen Auswerteeinrichtung.

Da jedem Schwenkwinkel des Zapfens 179 relativ zum Lagerbolzen 186 eine Schwenkstellung des Schalthebels 104 um die Schaltach­ se 105 und jedem Schwenkwinkel des Lagerbolzens 186 eine Schwenkstellung um die Wählachse 106 zugeordnet werden kann, kann am hinteren Ende der Schaltvorrichtung 101 die jeweils ge­ wählte Position der möglichen Positionen

• - - Grundposition "G",
• - Neutralposition "N",
• - Rückwärtsgangposition "R",
• - Position "+" oder
• - Position "-"

ermittelt werden. Die Signalaufnahme erfolgt mit einer nicht näher dargestellten Vorrichtung, die auf optischem Wege arbei­ tet.

In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung wird die Schalthebelposition mittels eines induktiven Sensors ermittelt.

In einer weiteren alternativen Ausgestaltung der Erfindung sind die Schwenkkörper und der Lagerbock aus einem relativ hartem Kunststoff gefertigt, auf dem die profilierte Oberflächen un­ mittelbar angeordnet sind.

Claims (5)

1. Schaltvorrichtung (1) zum Schalten von Gangstufen eines Ge­ triebes von Kraftfahrzeugen, bei der ein Schalthebel (4) in­ nerhalb eines Gehäuses (2) angeordnet und innerhalb einer Schaltkulisse (21) zwangsgeführt ist und um zwei orthogonal zueinander liegende Schwenkachsen (Schaltachse 5, Wählachse 6) schwenkbar gelagert ist,
wobei der Schalthebel (4) innerhalb eines Trägerkörpers (15) um die erste Schwenkachse (Schaltachse 5) schwenkbar und axial unverschieblich bezüglich dieser gelagert ist, und der Trägerkörper (15) in einem Lager (10) im Gehäuse (2) axial unverschieblich, aber schwenkbar um die zweite Schwenkachse (Wählachse 6) gelagert ist, wobei sowohl der Schwenkwinkel des Schalthebels (4) um die erste Schwenkachse (Schaltachse 5) als auch um die zweite Schwenkachse (Wählachse 6) mittels zumindest eines Sensors erfaßbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Trägerkörper (15) das Gehäuse (2) im Bereich des La­ gers (10) durchsetzt und daß ein drehbeweglich um die zweite Schwenkachse (Wählachse 6) am Trägerkörper (15) aufgenommener Positionsanzeiger (Positionsscheibe 19) zumindest mittelbar mit dem Schalthebel (4) gekoppelt ist und daß der Sensor im Bereich des Lagers (10) außerhalb des Gehäuses (2) angeordnet ist.

2. Schaltvorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionsanzeiger (Positionsscheibe 19) scheibenför­ mig ist und innerhalb des Gehäuses (2) angeordnet ist und ei­ ne konzentrisch zur zweiten Schwenkachse (Wählachse 6) ange­ ordnete Bohrung (65) aufweist, die von einem Lagerzapfen (66) des Trägerkörpers (15) durchsetzt ist, wobei der scheibenför­ mige Positionsanzeiger (Positionsscheibe 19) mit einem Posi­ tionsstift (67) verbunden ist, der eine bogenförmige Nut (68) im Gehäuse (2) durchsetzt, die sich auf einer Kreisbahn er­ streckt, deren Mittelpunkt auf der zweiten Schwenkachse (Wählachse 6) liegt.

3. Schaltvorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionsanzeiger als eine Positionswelle (119) aus­ gestaltet ist, die in einer konzentrisch zur zweiten Schwen­ kachse (Wählachse 106) angeordneten Bohrung (Sacklochbohrung 185) gelagert ist und die das Gehäuse (102) im Bereich des Lagers (10) durchsetzt und an deren gehäuseinnerem Ende mit einem Hebel (184) verbunden ist, dessen eines Ende (190) von einem Schwenkkörper (118) angelenkt wird, der mit dem Schalt­ hebel (104) verbunden ist.

4. Schaltvorrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor ein optischer Sensor ist.

5. Schaltvorrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionswelle (119) und der Trägerkörper (115) an deren Enden (191, 189), die außerhalb des Gehäuses (2) lie­ gen, jeweils mit einem konzentrisch zur zweiten Schwenkachse (Wählachse 106) angeordneten Inkrementrad verbunden sind.