DE2260518A1

DE2260518A1 - Schaltgestaenge zur verwendung bei einer lenksaeule von kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE2260518A1
Application number: DE2260518A
Authority: DE
Inventors: William D Allison; Ernest W Kitzner
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1971-12-22
Filing date: 1972-12-11
Publication date: 1973-07-05
Also published as: JPS4880950A; CA969838A; GB1389600A; US3760643A; JPS5527374B2

Description

PATENTANWALT DIPL. ING. HANS- PETER GAUGER

P.A. DIPL. ING. HANS-PETER CAUCER · 8 MÖNCHEN 81 · EFFNERSTR. 43

8 MÖNCHEN 81 EFFNERSTRASSE 43 TELEFON 0811 / 98O 762

TELEGRAMMADRESSE: CAUPAT MÜNCHEN

IHR ZEICHEN: YOUR REF.:

MEIN ZEICHEN MY REF.:

: GFK-26I5

DATUMt DATE:

¹ *·

1972

Anwalt sakte; GFK-2615

FORD-WERKE AKTIENGESELLSCHAFT, 5 KÖLN-DEUTZ, OTTOPLATZ 2

Schaltgestänge zur Verwendung bei einer Lenksäule von Kraftfahrzeugen.

Die Erfindung betrifft ein Schaltgestänge zur Verwendung bei einer kurzen, sog. Mini—Lenksäule von Kraftfahrzeugen, deren Lenkwelle mit einem Schaltrohr umgeben ist, dessen unteres Ende über wenigstens einen angekuppelten Schalthebel über ein Universalgelenk mit einem Ubersetzungsgestänge verbunden ist, welches zwischen seinen Enden über ein weiteres Universalgelenk ortsfest abgestützt und an ein den Gangwechsel des Fahrzeuggetriebes steuerndes Stellglied angeschlossen ist.

An sog. Mini-Lenksäulen von Kraftfahrzeugen verwirklichte ScbAltgestänge der vorliegend interessierenden Art sind beispielsweise vorbeschrieben in den US-Patentschriften 3 575 06I und 3 575 062. Sofern ein derartiges Schaltgestänge einem Schaltgetriebe mit

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mehreren Gängen zugeordnet ist, ist die Kupplung am unteren Ende des Schaltrohres beispielsweise für die wahlweise Kuppelbarkeit mit insgesamt zwei Schalthebeln ausgelegt, von denen jeder über ein Übersetzungsgestänge mit einem zugeordneten StLIgIied zur Steuerung des Gangwechsels verbunden ist. Durch die mittels des Ganghebels bewirkte Drehung des Schaltrohres kann damit beispielsweise ein Dreiganggetriebe mittels des einen Schalthebels wahlweise aus dem Leerlauf in den 2. bzw. 3. Gang und mittels des zweiten Schalthebels aus dem Leerlauf in den 1. Gang und in den Rückwärtsgang geschaltet werden. Ist das Schaltgestänge einem Automatikgetriebe zugeordnet, dann muß nur ein einziger Schalthebel vorgesehen werden, der in diesem Fall dann auch ohne eine besondere Kupplung ständig mit dem unteren Ende des Schaltrohres verbunden sein kann.

Bei Sehaltgestangen dieser Art muß aus folgp nden Gründen ein Universalgelenk zwischen dem bzw. jedem Schalthebel und dem zugeordneten Übersetzungsgestänge vorgesehen sein. Durch die vom Fahrer bewirkte Drehung des Schaltrohres erfährt der an dieses angekuppelte Schalthebel eine Schwenkung. Diese Schwenkbewegung des Schalthebels muß in eine im wesentlichen axiale Bewegung des den Gangwechsel des Fahrzeuggetriebes steuernden Stellgliedes übersetzt werden. Das Übersetzungsgestänge muß deshalb eine translatorische Bewegung ausführen können, welche sich zusammensetzt aus einer Schwingbewegung um eine erste Achse und einer Drehbewegung um eine dazu senkrechte zweite Achse. Das Antriebsende des jeweiligen Übersetzungsgestänges muß deshalb um die Achse der Lenksäule gedreht und die Winkelstellung der Mittellinie des Übersetzungsgestänges bezüglich dieser Achse der Lenksäule muß ständig gewechselt werden.

Ein Nachteil der bislang bekanntenSchaltgestänge ist in einer solchen Ausbildung dieses Universalgelenkes zwischen dem Schalthebel und dem zugeordneten Übersetzungsgestänge zu sehen, das im Falle einesFrontalzusammenstoßes des Kraftfahrzeuges zwar die entsprechend konstruierte Lenksäule ausknickt, damit nicht das Lenkrad

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in den Brustkorb des Fahrers eingedrückt wird, daß aber nicht das Schaltgestänge ein gleichartiges Ausweichen erfährt. Es kann folglich bei einem sehr heftigen Aufprall dazu kommen, daß sich Teile des Schaltgestänges so weit in den Fahrgastraum vorschieben, daß an sich vermeidbare Verletzungen des Fahrers die zwangsläufige Folge sind.

Es besteht deshalb die Aufgabe, ein Schaltgestänge der eingangs genannten Art zu schaffen, welches für die Verhältnisse eines heftigen Aufpralls des Fahrzeuges beispielsweise bei einem Frontalzusammenstoß ein Lösen des Universalgelenks zwischen dem Schalthebel und dem zugeordneten Übersetzungsgestänge ergibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das den Schalthebel mit dem Übersetzungsgestänge verbindende Universalgelenk einen im wesentlichen parallel zu der Achse der Lenksäule ausgerichteten Gelenkstift aufweist, der in dem einen der beiden Gelenkteile so axial verschieblieh gehalten ist, daß die Verbindung zwischen dem Schalthebel und dem Übersetzungsgestänge gelöst wird, wenn letzteres in Achsrichtung der Lenksäule relativ zu dieser verschoben wird. Das Universalgelenk sollte dabei vorzugsweise durch eine an dem Verbindungsende dess Schalthebels angeordnete kugelige Lagerpfanne und eine von dieser aufgenommene Lagerkugel gebildet sein, die eine durchgehende Führungsbohrung für den an dem zugeordneten Verbindungsende des Übersetzungsgestänges drehbar befestigten Gelenkstift aufweist.

Wenn ein mit einem solchen Schaltgestänge ausgerüstetes Kraftfahrzeug einen heftigen Aufprall erfährt, der im wesentlichen frontal gegen den Fahrgastraum ausgerichtet ist, dann kommt es dabei zwangsläufig zu einer Verschiebung des Übersetzungsgestänges relativ zu der Lenksäule. Diese. Relativverschiebung hat ein Ausschieben des Gelenkstiftes aus seiner Führungsbohrung in der Lagerkugel des Universalgelenkes zur Folge, so daß sich das Übersetzungsgestänge sofort löst von dem Schalthebel. Dadurch kann es nicht dazu kommen, daß sich das Schaltgestänge in den Fahrgastraum vorschiebt. Die

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erfindungsgeniäß vorgeschlagene Ausbildung des Schaltgestänges bringt daneben noch den Vorteil einer äußerst einfachen Montage, wobei ohne Schwierigkeiten eine Konstruktion gefunden werden kann, die eine Verwendung dieses Schaltgestänges sowohl für Schaltgetriebe als auch für Automatikgetriebe erlaubt.

In der beigefügten Zeichnung ist eine augenblicklich bevorzugte Ausführungsform des Schaltgestänges schematisch dargestellt. Es zeigt:

Fig. i eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer sog, Mini-Lenksäule, die mit dem Schaltgestänge ausgerüstet ist,

Fig. 2 in teilweise geschnittener Seitenansicht das Schaltgestänge in seiner Gesamtheit,

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Übersetzungsgestänges bei dem Schaltgestänge gem. Fig. 2,

Fig. 4 eine teilweise geschnittene Ansicht des Schaltgestänges in Richtung des Pfeiles*4 in Fig. 3 und

Fig. 5 eine Endansicht des in den Fig. 2 und 4 gezeigten Universalgelenkg'es zur ortsfesten Abstützung des Übersetzungsgestänges bei dem Schaltgestänge gem. Fig. 2.

Die in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichnete Lenksäule besitzt gem. Fig. 1 ein Gehäuse 12 und eine ortsfeste Abstützung 14, die beispielsweise mittels Bolzen 16, 18 an der Spritzwand des Fahrzeuges befestigt sein kann. Die Abstützung 14 ist für eine Lagerung der Lenkwelle 20 eingerichtet, die mit einem Schaltrohr 22 umgeben ist, welches in dem Gehäuse 12 drehbar gelagert ist. Auf das obere Ende der Lenkwelle 20 ist das Lenkrad 24 aufgesetzt.

Das hier beschriebene Ausführungsbeispiel befaßt sich mit den Verhältnissen bei einem von Hand schaltbaren Dreiganggetriebe. Es sind zu diesem Zweck zwei Schalthebel 26, 28 vorgesehen, welche wahlweise mit dem unteren Ende des Schaltrohres 22 gekuppelt werden können. Der Schalthebel 26 dient beispielsweise der Schaltung

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des Getriebes zwischen dem Leerlauf und dem 2. bzw. dem 3. Gang, während der Schalthebel 28 der Schaltung des Getriebes zwischen dem Leerlauf und dem I₀ Gang bzw. dem Rückwärtsgang dient. Zur wahlweisen Kuppelbarkeit dieser beiden Schalthebel 26, 28 mit dem unteren Ende des Schaltrohres 22 ist eine Kupplung 30 der beispielsweise in dem US-Patent 3 575 061 beschriebenen Ausführungsform vorgesehen. Wird folglich das Schaltrohr 22 mittels' eines Ganghebels von dem Fahrer des Fahrzeuges um die Achse der Lenksäule gedreht, dann wird entweder der eine Schalthebel 26 oder der andere Schalthebel 28 verschwenkt.

An dem äußeren Ende jedes Schalthebels 26, 28 ist ein Universalgelenk 32 bzw. 34 zur Verbindung mit einem zugeordneten Übersetzungsgestänge 36 bzw. 38 angeordnet. Da beide Universalgelenke 32, 34 identisch ausgeführt sind, wird die folgende Beschreibung auf das eine Universalgelenk 32 eingeschränkt.

Das dem Schalthebel 26 zugeordnete Übersetzungsgestänge 36 besitzt an seinem einen Ende eine rechtwinklige Abbiegung 37, welche sich parallel erstreckt zu dem Verbindungsende des Schalthebels 26_e Diese Abwinklung 37 besitzt eine Öffnung 42, in welcher das eine Ende eines Gelenkstiftes 40 drehbar festgelegt ist. Der Gelenkstift 40 faßt mit seinem anderen Ende in eine Pührungsbohrang 44 des einen kugeligen Gelenkteils 46 ein, welcher in einer kugeligen Lagerpfanne 48 am Ende 50 des Schalthebels 26 angeordnet ist. Die Lagerpfanne 48 sitzt in einer Bohrung 52 des Schalthebels 26.

Die Lagerkugel 46 des Universalgelenks 32 kann bezüglich der Lagerpfanne 48 eine Universalbewegung ausführen₀ Das Übersetzungsgestänge 36 kann folglich eine Drehbewegung um die Achse des Schaltrohres 22 ausführen und auch beliebige Winkelstellungen einnehmen bezüglich der Schwenkachse des Schalthebels 26. Zusätzlich kann der Gelenkstift 40 eine axiale Verschiebung relativ zu dem Universalgelenk 32 erfahren.

Für das Übersetzungsgestänge 36 - und natürlich auch für das Übersetzungsgestänge 38 - ist ein weiteres Universalgelenk 53 für

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seine ortsfeste Abstützung beispielsweise an der Spritzwand des Fahrzeuges vorgesehen. Da dieses Universalgelenk Gegenstand einer anderen Anmeldung bildet, kann seine Beschreibung kurz gefaßt werden. An dem Übersetzungsgestange 36 ist zwischen den Enden eine rechteckige Öffnung 5h ausgebildet, die ein quer angeordnetes Lagerstück 56 rechteckigen Querschnitts aufweist. Das Lagerstück 56 ist etwas kleiner dimensioniert als die Öffnung 54, so daß eine Relativbewegung stattfinden kann. Zu beiden Seiten des Übersetzungsgestänges 36 M je ein Drehlagerteil 60, 62 angeordnet, die bei Gh bzw. 66 eine Punktberührung mit dem Übersetzungsgestänge besitzen, so daß dadurch eine Drehachse bereitgestellt ist. In einer Axialbohrung des Lagerstückes 56 ist eine Lagerhülse 68 angeordnet, welche einen Klemmbolzen 70 aufnimmt, mittels welchem dieses Universalgelenk an Winkelstützen 72, lh befestigt ist, die ihrerseits mittels Bolzen 76 an der Spritzwand 78 des Kraftfahrzeuges befestigt sind.

Die Lagerhülse 68 erlaubt eine Drehung des Übersetzungsgestänges 36 um die Achse des Bolzens 70. Gleichzeitig kann das Übersetzungsgestänge 36 eine Schwenkbewegung um die Drehachse ausführen, welche durch die Berührungspunkte 64, 66 der beiden Lagerteile 60, mit dem Übersetzungsgestänge gebildet ist. Für das Übersetzungsgestänge 38 sind gleichartig zwei weitere Drehlagerteile 60* und 62* bereitgestellt.

Das übersetzuHgsgeetänge 36 ist mit seines Ende 80 weiterhin verbunden «it einem den G&ngwechsel des Fahrzeuggetriebes steuernden Stellglied 82. Das Stellglied 82 besitzt eine Schenkachse an dem Ende 80 des Übersetzungsgestänges 36. Sein anderes Ende ist antreibend verbunden mit einem Stellhebel 84, der seinerseits Verbindung hat mit einer Schaltgabel, die das Getriebe aus dem Leerlauf in den 2. Gang bzw. in den 3. Gang schalten kann. Gleichartig ist das Ende des Übersetzungsgestänges 38 mit einem Stellglied 86 verbunden, das seinerseits mit einem Stellhebel 88 antreibend verbunden ist, der an eine weitere Schaltgabel zur Schaltung des Getriebes aus dem Leerlauf in den 1. Gang bzw. in den Rückwärtsgang angeschlossen ist.

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Wenn das vorgeschriebene Schaltgestänge für ein Automatikgetriebe vorgesehen werden soll, dann kann auf einen der beiden Schalthebel 26, 28 verzichtet werden, so daß dann auch nur ein übersetzungsgestänge 36, 38 und ein Stellglied 82, 86 vorhanden ist. In diesem Fall kann dann auf eine besondere Kupplung für die Verbindung des Schalthebels mit dem Schaltrohr 22 verzichtet werden.

Erkennbar liegt für die beiden Universalgelenke 32, 43 eine Konstruktion vor, die ein Lösen des Schalthebels 26, 28 und des jeweils zugeordneten Übersetzungsgestanges 36, 38 in dem Augenblick erlaubt, in welchem das Fahrzeug frontal auf ein Hindernis aufprallt ο Bei eiiem solchen Aufprall erfahren die Übersetzungsgestänge 36, 38 eine Relatiwerschiebung zu der Lenksäule, so daß dann die Gelenkstifte 40 aus ihrer jeweiligen Führungsbohrung 44 ausgeschoben werden.

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Claims

1. Schaltgestänge zur Verwendung bei einer kurzen, sog. Mini- -Lenksäule von Kraftfahrzeugen, deren Lenkwelle mit einem Schaltrohr umgeben ist, dessen unteres Ende über wenigstens einen angekuppelten Schalthebel über ein Universalgelenk mit einem Übersetzungsgestänge verbunden ist, welches zwischen seinen Enden über ein weiteres Universalgelenk ortsfest abgestützt und an ein den Gangwechsel des Fahrzeuggetriebes steuerndes Stellglied angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet , daß das den Schalthebel (26, 28) mit dem Übersetzungsgestänge (36, 38) verbindende Universalgelenk (32, 34) einen im wesentlichen parallel zu der Achse der Lenksäule (lO) ausgerichteten Gelenkstift (40) aufweist, der in dem einen Gelenkteil (46) so axial verschieblich gehalten ist, daß die Verbindung zwischen dem Schalthebel und dem Übersetzungsgestänge gelöst wird, wenn letzteres in Achsrichtung der Lenksäule relativ zu dieser verschoben wird.

2. Schaltgestänge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Universalgelenk (32, 34) durch eine an dem Verbindungsende des Schalthebels (26, 28) angeordnete kugelige Lagerpfanne (k8) und eine von dieser aufgenommene Lagerkugel (46) gebildet ist, die eine durchgehende Führungsbohrung (44) für den an dem zugeordneten Verbindungsende (37) des Übersetzungsgestänges (36, 38) drehbar befestigten Gelenkstift (40) aufweist.

3. Schaltgestänge nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Befestigungsstelle (42) des Gelenkstiftes (40) an dem Übersetzungsgestänge (36, 38) auf der dem weiteren Universalgelenk (53) abgewandten Seite der Lagerpfanne (48) vorgesehen ist.

4. Schaltgestänge nach Anspruch 3, dadurch gekennzei ch- n e t , daß das Übersetzungsgestänge (36, 38) eine endseitige Abwinklung (37) aufweist, die parallel und im Abstand zu den quer zu den Übersetzungsgestange ausgerichteten Schalthebel (26, 28) angeordnet ist.

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