DE19924578A1 - Schalthebellagerung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schalthebellagerung einer äußeren Schaltung eines Kraftfahrzeuges, die eine fahrzeugfeste Lagerschale umfaßt, innerhalb derer ein bewegungsfest mit einer Gelenkkugel verbundener Schalthebel schwenkbar gelagert ist, wobei eine Rastierung, die einen nachgiebigen Kraftspeicher umfaßt, einerseits an der Gelenkkugel abgestützt ist. DOLLAR A Um eine kompakte Schalthebellagerung zu schaffen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Rastierung andererseits unmittelbar an der Lagerschale abgestützt ist, wobei der Kraftspeicher in einer Ausnehmung der Gelenkkugel angeordnet ist und an dem einen Ende an dieser und an dem anderen Ende mittels eines Rastelementes in einer Mulde auf einer Innenseite der Lagerschale abstützbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schalthebellagerung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Eine solche Schalthebellagerung ist bereits aus der DE 297 11 214 U1 bekannt. Diese Schalthebellagerung umfaßt einen Schalthebel, der einteilig mit einer Gelenkkugel ausgeführt und innerhalb eines Gehäuses schwenkbar gelagert ist. Zum Toleranzausgleich und zur Positionierung des Schalthebels in seiner Lage ist in die Gelenkkugel eine Mulde eingearbeitet, in die eine Kugel einer Kugelrastierung eingreift. Die Kugelrastierung umfaßt weiterhin eine Schraubendruckfeder, mittels der die Kugel nachgiebig am Gehäuse abgestützt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine möglichst kompakte Schalthebellagerung zu schaffen.

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

Ein Vorteil der Erfindung ist der, daß der für die Rastierung notwendige Bauraum vorrangig in der Gelenkkugel liegt, wodurch eine kleinere Bauweise ermöglicht wird.

Patentanspruch 3 zeigt eine vorteilhafte Möglichkeit, Einfluß auf die Schaltkräfte - wie diese sich dem Bediener des Schalthebels darstellen - auszuüben. Besonders vorteilhaft ist diese Ausgestaltung bei elektrischer oder optischer Signalübertragung von der äußeren auf die innere Schaltung, da bei diesen sogenannten shift-by-wire Schaltungen aus Komfortgründen Schaltkräfte nachgebildet werden müssen.

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

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

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Schalthebellagerung in einer vereinfachten Darstellung in einem Schnitt.

In der Fig. 1 ist eine Schalthebellagerung 1 in einem Schnitt entlang zweier Ebenen dargestellt, die einen Winkel von 135° einschließen, wobei deren Schnittlinie deckungsgleich mit einer Längsachse 2 eines Schalthebels 9 ist. Mittels dieses Schalthebels 9 können die Gänge eines Getriebes eines Kraftfahrzeuges nach dem üblichen Schaltbild 10 einer H- Schaltung gewählt bzw. geschaltet werden. Das Schaltbild 10 weist dabei neben einer Wählgasse 11 auch Schaltgassen 12, 13, 14 auf. Ist kein Gang geschaltet, so schwenkt der Schalthebel selbsttätig in eine Ausgangsstellung 15 zurück.

Die Schalthebellagerung 1 umfaßt ein Gehäuse 5, welches bewegungsfest mit einer Fahrzeugkarosserie verbunden ist. Das Gehäuse 5 weist eine Oberseite 16 mit einer Öffnung 17 auf, durch die der Schalthebel 9 ragt. Der Schalthebel 9 ist innerhalb des Gehäuses 5 mittels eines Kugelgelenkes 18 begrenzt schwenkbar gelagert. Dieses Kugelgelenk 18 umfaßt eine Lagerschale 3, die eine einteilig mit dem Schalthebel 9 ausgeführte Gelenkkugel 36 aufnimmt. Diese Gelenkkugel 36 ist dabei in einem Zwischenbereich 19 des Schalthebels 9 angeordnet. Der Schalthebel 9 ist an dessen oberem Ende 20 mit einem Schaltknauf 21 bewegungsfest verbunden, in den der Bediener des Schalthebels 9 eine Schaltkraft einleiten kann.

An einer Unterseite 22 des Gehäuses 5 ist ein Deckel 23 angeordnet, der mittels einer nicht näher dargestellten Verschraubung mit dem Gehäuse 5 verschraubt ist. Dieser Deckel 23 weist eine Öffnung 24 auf, durch die ein unteres Ende 25 des Schalthebels 9 ragt. Um diese Öffnung 24 ist der Deckel 23 als ein nach oben gerichteter Kragen 26 ausgeformt. Die nach oben gewandte Stirnseite 27 dieses Kragens 26 ist konkav ausgeformt, wobei der Mittelpunkt 28 dieser Ausformung deckungsgleich mit einem Mittelpunkt 29 der Gelenkkugel 36 ist, die auf der Stirnseite 27 des Kragens 26 aufliegt.

Das untere Ende 25 des Schalthebels 9 schließt mit einer weiteren Gelenkkugel 30 ab, die in einer nicht näher dargestellten Kugelpfanne eines weiteren Kugelgelenkes aufgenommen ist. Diese weitere Kugelpfanne ist in bekannter Weise bewegungsfest mit einer Schaltstange verbunden, die mit einer Schaltwelle einer inneren Schaltung des Getriebes gekoppelt ist.

Die Schalthebellagerung 1 umfaßt eine Rastierung 31. Dazu weist die Gelenkkugel 36 eine Sacklochbohrung 32 auf, deren Bohrungsachse 33 durch den Mittelpunkt 28, 29 der Gelenkkugel 36 verläuft. In dieser Sacklochbohrung 32 ist eine Schraubendruckfeder 8 angeordnet. Diese Schraubendruckfeder 8 stützt sich einerseits an dem Grund der Sacklochbohrung 32 und andererseits an einer Kugel 7 ab. Diese Kugel 7 liegt drehbar an der Schraubendruckfeder 8 an und stützt sich ihrerseits in einer Mulde 6 der Lagerschale 3 an deren Innenseite 37 ab.

Diese Mulde 6 ist Teil einer verzweigten Führungsnut, deren Vertiefungen mit dem Schaltbild 10 der H-Schaltung korrespondieren. Der radiale Abstand vom Mittelpunkt 29 der Gelenkkugel 36 zur Führungsnut differiert dabei abhängig von der jeweils betrachteten Vertiefung, d. h. die Führungsnut weist unterschiedliche Tiefen auf.

Infolge dieser unterschiedlichen Tiefen ist die Kugel 7 in bestimmten Mulden 6, 34, 35 einrastbar, so daß auch der Schalthebel 9 für den Bediener spürbar in bestimmten Schaltstellungen einrastbar ist.

Zudem sind infolge der unterschiedlichen Tiefen der Führungsnut, den Schwenkbewegungen des Schalthebels 9 entlang der Wählgasse 11 bzw. der Schaltgassen 12, 13, 14 bestimmte Wähl- bzw. Schaltkräfte zugeordnet. Nimmt der radiale Abstand vom Mittelpunkt 29 der Gelenkkugel 36 zur Führungsnut infolge einer Schwenkbewegung des Schalthebels 9 ab, so stellt sich dies dem Bediener als Zunahme der Schaltkraft dar. Nimmt hingegen der radiale Abstand vom Mittelpunkt 29 der Gelenkkugel 36 zur Führungsnut infolge einer Schwenkbewegung des Schalthebels 9 zu, so stellt sich dies dem Bediener als selbsttätiges Schwenken des Schalthebels 9 dar.

Im folgenden wird dies am Beispiel der Schwenkbewegungen des Schalthebels 9 quer zur Fahrzeuglängsrichtung, d. h. entlang der Wählgasse 11 erläutert. Wird der Schalthebel 9 aus der Ausgangsstellung 15 nach rechts oder nach links geschwenkt, so rollt die Kugel 7 entlang einer Vertiefung der Führungsnut, wobei der radiale Abstand vom Mittelpunkt 29 der Gelenkkugel 36 zur Führungsnut abnimmt. Da die nachgiebige Schraubendruckfeder 8 dabei zunehmend gestaucht wird, nimmt die Schaltkraft für den Bediener zu. Gibt der Bediener den Schalhebel 9 frei, so rollt die Kugel 7 infolge einer Entspannung der Schraubendruckfeder 8 in den der Ausgangsstellung 15 zugeordneten Bereich der Führungsnut.

Werden für die Gelenkkugel 36 bzw. die Lagerschale 3 Werkstoffe verwendet, die fertigungstechnische, temperaturbedingte oder abnutzungsbedingte Maßtoleranzen aufweisen, so wird durch die Rastierung ein ständiger Toleranzausgleich erzielt.

Durch Variation des Anstieges der Vertiefung läßt sich der Verlaufes der Schaltkraft, wie diese sich dem Bediener darstellt, beeinflussen. Der Anstieg der Vertiefung läßt sich dabei bestimmen, indem besagter radialer Abstand über dem Schwenkwinkel des Schalthebels abgeleitet wird.

Anstatt einer Kugel als Rastelement kann in weiteren Ausgestaltungen der Erfindung auch ein anderer Wälzkörper, wie beispielsweise eine Rolle, verwendet werden. Neben Wälzkörpern ist auch die Verwendung von Gleitsteinen möglich.

Außerdem ist neben der im Ausführungsbeispiel aufgeführten Verwendung einer Schraubendruckfeder mit üblicherweise linearer Kennlinie auch die Verwendung einer Schraubendruckfeder mit progressiver Kennlinie möglich.

Die erfindungsgemäße Schalthebellagerung bietet sich für die hydraulische, die elektrische und die optische Signalübertragung von der äußeren auf die innere Schaltung eines Getriebes im besonderem Maße an. Da in den Fällen der elektrischen und optischen Signalübertragung keine Reaktionskräfte von der inneren Schaltung des Getriebes auf den Schalthebel wirken, werden in diesen Fällen die Reaktionskräfte ausschließlich von der Schalthebellagerung aufgebracht, bzw. die Schaltkräfte mittels dieser nachgebildet. Bei der elektrischen oder optischen Signalübertragung kann ein Signalgeber beispielsweise an dem unterem Ende des Schalthebels anstatt der in der Zeichnung gezeigten weiteren Gelenkkugel angebracht sein. Die Signalaufnahme kann dabei beispielsweise optisch mittels einer Lichtschranke oder aber elektromagnetisch unter Verwendung eines Hallsensors erfolgen.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung weist mehrere Rastierungen auf, wobei jeder Rastierung eine Führungsnut zugeordnet ist. So ist es insbesondere möglich, einer ersten Rastierung die Nachbildung der Schaltkräfte zuzuordnen, wobei einer zweite Rastierung das Einrasten des Schalthebels in den verschiedenen Schaltstellungen zugeordnet ist.

Anstelle der gezeigten äußeren Schaltung mit dem Schaltbild einer H-Schaltung kann die erfindungsgemäße Schalthebellagerung in weiteren Ausgestaltungsformen auch bei anderen Schaltbildern Anwendung finden. Beispielsweise kann die erfindungsgemäße Schalthebellagerung bei solchen Schaltbildern Anwendung finden, wie diese bei automatisierten Zahnräderwechselgetrieben bekannt sind. Dabei ist der Schalthebel entlang einer Wählgasse zum einen in eine Grundposition und zum anderen in eine Neutralposition schwenkbar. Der Schalthebel steht im normalen Fahrbetrieb in der Grundposition. Aus dieser Grundposition kann durch Schwenken des Schalthebels entlang einer ersten Schaltgasse in eine Position "+" die nächsthöhere Vorwärtsgangstufe und durch Schwenken in eine Position "-" die nächstniedrigere Vorwärtsgangstufe geschaltet werden. Der Schalthebel schwenkt selbsttätig aus den Positionen "+", "-" und der Neutralposition in die Grundposition zurück. Um den Rückwärtsgang auszuwählen, muß der Schalthebel entlang einer zweiten Schaltgasse aus der Neutralposition in eine Rückwärtsgangposition geschwenkt werden. Der Schalthebel rastet dabei in der Rückwärtsgangposition ein.

Claims (6)

1. Schalthebellagerung (1) einer äußeren Schaltung eines Kraftfahrzeuges, die eine fahrzeugfeste Lagerschale (3) umfaßt, innerhalb derer ein bewegungsfest mit einer Gelenkkugel (36) verbundener Schalthebel (9) schwenkbar gelagert ist, wobei eine Rastierung (31), die einen nachgiebigen Kraftspeicher (Schraubendruckfeder 8) umfaßt, einerseits an der Gelenkkugel (36) abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastierung (31) andererseits unmittelbar an der Lagerschale (3) abgestützt ist, wobei der Kraftspeicher (Schraubendruckfeder 8) in einer Ausnehmung (Sacklochbohrung 32) der Gelenkkugel (36) angeordnet ist und an dem einen Ende an dieser und an dem anderen Ende mittels eines Rastelementes (Kugel 7) in einer Mulde (6) auf einer Innenseite (37) der Lagerschale (3) abstützbar ist.

2. Schalthebellagerung eines Kraftfahrzeuges nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mulde Teil einer Führungsnut ist, welche mit einem Schaltbild (10) der äußeren Schaltung korrespondiert.

3. Schalthebellagerung eines Kraftfahrzeuges nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß über einen Schwenkwinkel des Schalthebels (9) betrachtet ein unterschiedlicher radialer Abstand von einem Mittelpunkt (29) der Gelenkkugel (36) zur Führungsnut besteht.

4. Schalthebellagerung eines Kraftfahrzeuges nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese eine weitere Rastierung aufweist, wobei die eine Rastierung (31) einem Einrasten in Schaltstellungen zugeordnet ist, wohingegen die weitere Rastierung einer Nachbildung von Schaltkräften zugeordnet ist.

5. Schalthebellagerung eines Kraftfahrzeuges nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschale (3) bewegungsfest mit einem Gehäuse (5) verbunden ist.

6. Schalthebellagerung eines Kraftfahrzeuges nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (Sacklochbohrung 32) der Gelenkkugel (36) eine Bohrungsachse (33) aufweist, die durch einen Mittelpunkt (29) der Gelenkkugel (36) verläuft.