DE4420909C1 - Schalthebel für Getriebe von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Schalthebel für Getriebe von Kraftfahrzeugen nach der Gattung des Hauptanspruches.

Ein derartiger, gattungsgemäßer Schalthebel ist beispielsweise aus der DE 28 28 781 A1 bekannt. Der darin beschriebene Schalthebel umfaßt eine Schaltstange und einen Griffknauf mit einer vorderen und einer hinteren Betätigungsfläche. Der Griffknauf ist zur Verbesserung der Ergonomie als Negativprofil einer Hand ausgebildet, wobei der Abstand zwischen einer vorderen Betätigungsfläche zur Anlage der Finger der schaltenden Hand und der rückseitigen Kante des Griffknaufes zumindest in Teilbereichen größer als 70 mm ist. Die Formgebung des Griffknaufes und die geometrischen Abmessungen sind jedoch einzig und allein durch die Profilgebung als Negativprofil der betätigenden Hand bestimmt. Der Griffknauf wird beim Schaltvorgang in Zug- und Druckrichtung jedoch stets von der gesamten Hand umschlossen, so daß der Abstand zwischen den vorderen Betätigungsflächen (Anlage für die Finger) und der hinteren Betätigungsfläche (Anlage des Handballens) deutlich geringer ist als der Abstand in Fahrtrichtung betrachtet zwischen Vorderseite und Rückseite des Griffknaufes.

Aus der DE-Zeitschrift sport auto 1/1994, Seite 98 ist ein Schalthebel mit Schaltstange und Schaltknauf bekannt, der für ein Getriebe mit sequentieller Schaltung vorgesehen ist, d. h. die Schaltung der Vorwärtsgänge des Getriebes erfolgt in einer einzigen Schaltgasse durch Drücken oder Ziehen des Schalthebels, jeweils aus einer Mittelstellung heraus. Bei Anordnung des Schalthebels auf dem Mitteltunnel des Kraftfahrzeuges erfolgt diese Schaltbewegung in Längsrichtung des Kraftfahrzeuges. Die Betätigungsflächen des Schalthebels sind dabei die in Fahrtrichtung vordere bzw. hintere Seite des Schaltknaufes, der hier als Kugel ausgebildet ist. Derartige sequentielle Schaltungen sind bisher nur für halbautomatische Getriebe oder für Getriebe mit Klauenschaltung ausgeführt, da insbesondere bei Klauenschaltgetrieben das Aufbringen der erforderlichen Schaltkraft unproblematisch ist. Bei Klauenschaltgetrieben, insbesondere für Rennfahrzeuge, liegt das Hauptaugenmerk auf einem schnellen Einrücken der Schaltelemente. Die Angleichung der Drehzahl erfolgt durch angepaßtes Betätigen von Kupplung, Gaspedal und Schalthebel. Die Vorteile einer sequentiellen Schaltung sind daher nur von sehr routinierten Fahrern zu nutzen.

Straßen-Kraftfahrzeuge haben jedoch Schaltgetriebe, bei denen der Gangwechsel synchronisiert wird. Bei derartigen synchronisierten Getrieben hängt die Schaltzeit aber direkt mit der Betätigungskraft zusammen. Gleichzeitig sind die möglichen Schaltwege des Schalthebels und die Betätigungswege der den Schalthebel bewegenden Hand aus ergonomischen Gründen begrenzt, so daß das Schalten aus einer Mittelstellung heraus mit den üblichen Schaltwegen problematisch wird.

Aus der DE 80 19 081 U1 ist weiterhin ein Schalthebel bekannt, der zwei voneinander verschiedene Betätigungsflächen aufweist, die übereinander angeordnet sind. Mit dieser Anordnung soll eine leichte Bedienbarkeit und ein leichtes Erreichen eines Schalthebelteils insbesondere für Personen unterschiedlicher Körpergröße ermöglicht werden.

Aus der DE 25 30 784 C2 ist ein Schalthebel bekannt, bei dem der Schaltknauf gegenüber dem zuvor beschriebenen sowohl in Fahrtrichtung als auch quer dazu vergrößert ist und eine etwa rechteckige Draufsicht hat. Diese Formgebung des Schaltknaufes dient jedoch u. a. der Unterbringung von Zusatzbauelementen. Darüber hinaus kann ein derartiger Schalthebel für automatische Getriebe aufgrund der vollkommen anderen Schaltwege und Schaltkräfte und auch aufgrund einer anderen Schalthäufigkeit und Schaltsituation nicht ohne weiteres auf ein Schaltgetriebe mit einer Eingassenschaltung übertragen werden.

Aus der US 5 144 853 ist ein Schalthebel für ein Schaltgetriebe bekannt, der an seiner Vorderseite einen Fortsatz aufweist. Diese Formgebung dient jedoch allein der besseren Anlage der Hand beim Betätigen des Schalthebels. Ein wesentlicher Einfluß auf die Betätigungskraft ist damit nicht zu erzielen.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Schalthebel für ein Getriebe eines Kraftfahrzeuges mit einer sequentiellen Schaltung so weiterzubilden, daß die für Synchronisierungen erforderlichen Betätigungskräfte am Schalthebel ohne zusätzliche Hilfskräfte bei ergonomisch günstigen Schaltwegen aufgebracht werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß anhand der kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches gelöst. Mit einem derartigen Schalthebel wird auf einfache Weise ein ergonomisch günstiges Verhältnis von Betätigungskraft und Betätigungsweg am Schalthebel ermöglicht, so daß ohne Unterstützung durch Hilfskräfte (Schaltautomatik, hydraulische, pneumatische oder elektromotorische Betätigungsmittel) auch das Betätigen von synchronisierten Getrieben in einer sequentiellen Schaltung möglich ist. Auch für nicht synchronisierte Getriebe oder Getriebe mit Schaltunterstützung ergibt sich ein ergonomisch günstiges Verhältnis von Betätigungsweg und Betätigungskraft. Durch die Vergrößerung des Abstandes der beiden Betätigungsflächen auf mindestens 70 mm, und damit auf einen Abstand, der größer als bei herkömmlichen Schalthebeln ist, ergibt sich gegenüber diesen ein Zugewinn an Betätigungsweg für die Schalthand. Durch diesen relativ großen Abstand der Betätigungsflächen ist eine sequentielle Schaltung in ergonomisch günstigen Bereichen möglich, da die jeweilige Endstellung der schaltenden Hand beim Schaltvorgang entsprechend den Endstellungen (in Fahrtrichtung) eines konventionellen Schaltgetriebes mit H-Schaltung gewählt werden kann. Durch den erfindungsgemäß großen Abstand der Betätigungsflächen wird aber der Anfangspunkt des jeweiligen Schaltvorganges nach vorn bzw. nach hinten verlegt, so daß sich insgesamt der Betätigungsweg verlängert. Die jeweilige Betätigungsfläche kann damit in ihrer Anfangsposition gegenüber der Mittelstellung der Schaltstange vor- bzw. zurückverlegt werden. Damit sind die Schaltkräfte des Getriebes leichter aufzubringen.

Für die Betätigung des Schalthebels ist es vorteilhaft, wenn beide Betätigungswege (Rauf- und Runterschalten) etwa im gleichen Bereich liegen, das heißt, der beim Schaltvorgang von der Hand überstrichene Bereich sollte beim Rauf- oder Runterschalten in weiten Teilen deckungsgleich sein.

Der Schaltablauf kann weiterhin verbessert werden, wenn der Abstand der Betätigungsflächen größer als 90 mm gewählt wird, da damit gegenüber herkömmlichen Schalthebeln noch einmal der für die Schalthand zurückzulegende Betätigungsweg in beiden Schaltrichtungen vergrößert wird. Die jeweilige Anfangsposition der Betätigungsfläche kann dabei unter Beibehaltung der Endstellung verbessert werden, ohne daß ein ergonomisch günstiger Betätigungsbereich verlassen wird.

Ein derartiger Schalthebel läßt sich leicht bauen, wenn der vergrößerte Abstand der Betätigungsflächen durch mindestens eine in Schaltrichtung ausgerichtete Verlängerung ermöglicht wird.

Günstige Hebelverhältnisse, auch im Hinblick auf ähnliche Schaltwege beim Hoch- bzw. Runterschalten ergeben sich, wenn der Schalthebel, jeweils in Längsrichtung des Fahrzeuges gesehen, eine vordere und eine hintere Verlängerung aufweist.

Eine derartige Ausbildung des Schalthebels ist ohne große Gewichtszunahme möglich, wenn der Schalthebel beispielsweise als Schaltwippe ausgebildet ist und insbesondere einen dreieckigen oder y-förmigen Querschnitt hat.

Für den Schaltvorgang selbst und für ein ermüdungsfreies Schalten ist es vorteilhaft, wenn die jeweilige Betätigungsfläche an einem Schenke des Schalthebels ausgebildet ist, der etwa senkrecht zur Fahrtrichtung verläuft und eine bestimmte Länge aufweist. Ein derartiger, senkrecht zur Fahrtrichtung verlaufender Schenkel kann auf unterschiedliche Weisen mit dem Schalthebel verbunden sein, durch einen einzelnen Schenkel, durch zwei Schenkel in einer Dreiecksausbildung oder als Grundseite eines trapezförmigen Querschnittes.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.

Letztere zeigt beispielhaft und in vereinfachter Darstellung in

Fig. 1 eine Ansicht eines Schalthebels quer zur Fahrtrichtung,

Fig. 2 eine Ansicht des Schalthebels in Fahrtrichtung mit Schnitt durch die Aufhängung,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Schalthebels.

Ein nicht dargestelltes Getriebe eines Kraftfahrzeuges wird durch einen Schalthebel 1 betätigt, der auf dem Mitteltunnel 2 des Kraftfahrzeuges angebracht ist. Auf dem Mitteltunnel 2 ist eine Befestigungsvorrichtung 3 angebracht, an der die Schaltstange 4 des Schalthebels 1 mit einem Kugelgelenk 5 befestigt ist. Unterhalb des Kugelgelenkes 5 ist an der Schaltstange 4 über einen Zapfen 6 eine Stange 7 angelenkt, durch deren Bewegung das Getriebe geschaltet wird.

Die Stange 7 ist mit dem nicht dargestellten Getriebe des Kraftfahrzeuges verbunden, dessen Gänge beispielsweise über eine Schaltscheibe oder eine Schaltwalze geschaltet werden. Durch Ziehen des Schalthebels 4 gegen die Fahrtrichtung (Fig. 1) wird im Getriebe der nächsthöhere Gang geschaltet, durch Drücken des Schalthebels 4 in Fahrtrichtung wird der nächstniedrige Gang des Getriebes geschaltet. Das Schalten aller Vorwärtsgänge des Getriebes erfolgt dabei in einer Schaltgasse, wobei jeweils durch Ziehen des Schalthebels das Hochschalten und durch Drücken des Schalthebels das Runterschalten erfolgt. Ein Vertauschen der Schaltrichtungen ist ohne weiteres möglich. Der Rückwärtsgang R des Getriebes wird in diesem Ausführungsbeispiel durch Verschwenken des Schalthebels 4 in eine zweite Schaltgasse geschaltet (Fig. 2). In dieser zweiten Schaltgasse können auch Zusatzfunktionen des Getriebes geschaltet werden, wie beispielsweise das Überspringen eines oder mehrerer Gänge, das Einlegen einer Neutralstellung oder ähnliches.

Am oberen Ende der Schaltstange 4 ist ein Schaltknauf 8 befestigt, der eine (in Fahrtrichtung gesehen) vordere Verlängerung 9 und eine hintere Verlängerung 10 aufweist. Die vordere Verlängerung 9 weist an ihrer Vorderseite die vordere Betätigungsfläche 11 auf, die hintere Verlängerung 10 bildet mit ihrer Rückseite die hintere Betätigungsfläche 12. Die Hand des Fahrers liegt beim Raufschalten des Getriebes (Ziehen des Schalthebels 4) an der vorderen Betätigungsfläche 11 an. Zum Runterschalten des Getriebes drückt die Hand des Fahrers gegen die hintere Betätigungsfläche 12. Im hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Abstand A der Betätigungsflächen etwa 120 mm, wobei jede Betätigungsfläche ca. 60 mm von der Mittelachse der Schaltstange 4 entfernt ist.

Die beiden Verlängerungen 9, 10 des Schaltknaufes sind jeweils aus drei Schenkeln 13 bis 15 zusammengesetzt. Die beiden äußeren Schenkel 13 und 14 sind mit der Schaltstange 4 einseitig verbunden, andererseits geht von ihnen der Schenkel 15 aus, der etwa senkrecht zur Fahrtrichtung verläuft und an dem die Betätigungsfläche 11 bzw. 12 ausgebildet ist. Die drei Schenkel 13 bis 15 sind in Dreiecks- bzw. Trapezform zueinander bzw. zur Schaltstange 4 angeordnet. Es ist ohne weiteres möglich, auf einen der beiden äußeren Schenkel 13,14 zu verzichten, und so den Schenkel 15 mit der Betätigungsfläche 11 bzw. 12 nur über einen Schenke 13 oder 14 mit der Schaltstange 4 zu verbinden.

Claims (11)

1. Schalthebel für Getriebe von Kraftfahrzeugen bestehend aus mindestens einer Schaltstange und je einer Betätigungsfläche für die Hauptbewegungsrichtungen, wobei der Schalthebel (1) eine vordere und eine hintere Betätigungsfläche (11, 12) aufweist, deren Abstand (A) größer als 70 mm ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalthebel zum Schalten der Vorwärtsgänge des Getriebes in einer einzigen, in Längsrichtung des Kraftfahrzeuges orientierten Schaltgasse geführt ist, und jeder dieser Schaltvorgänge aus einer Mittelstellung in der Schaltgasse erfolgt, und daß die beiden Betätigungsflächen funktional getrennt sind.

2. Schalthebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Betätigungsfläche (11, 12) eine Anfangsposition in der Mittelstellung des Schalthebels (1) und eine Endposition hat, und daß die Betätigungswege in beiden Schaltrichtungen zumindest annähernd im gleichen Bereich liegen.

3. Schalthebel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (A) der Betätigungsflächen (11, 12) größer als 90 mm ist.

4. Schalthebel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalthebel (1) mindestens eine in Schaltrichtung ausgerichtete Verlängerung (9, 10) aufweist.

5. Schalthebel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dieser jeweils in Längsrichtung des Fahrzeuges gesehen eine vordere Verlängerung (9) und eine hintere Verlängerung (10) aufweist.

6. Schalthebel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalthebel (1) als Schaltwippe ausgebildet ist.

7. Schalthebel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltwippe in Längsrichtung des Fahrzeuges geschnitten zumindest in ihrem oberen Bereich wenigstens annähernd dreieckig oder V-förmig ist.

8. Schalthebel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalthebel (1) in Längsrichtung des Fahrzeuges geschnitten etwa Y-förmig ist.

9. Schalthebel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede Verlängerung (9, 10) aus mindestens zwei Schenkeln (13 bis 15) zusammengesetzt ist, von denen ein erster Schenkel (13, 14) einerseits mit dem Schalthebel (1) und andererseits mit einem weiteren Schenkel (15) verbunden ist, und daß der weitere Schenkel (15) etwa senkrecht zur Schaltrichtung angeordnet ist.

10. Schalthebel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede Verlängerung (9, 10) einen etwa dreieckigen bis trapezförmigen Querschnitt aufweist, und daß die jeweilige Betätigungsfläche (11, 12) etwa senkrecht zur Fahrtrichtung verläuft.

11. Schalthebel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß jede Verlängerung (9, 10) aus drei Schenkeln (13 bis 15) zusammengesetzt ist, von denen die beiden äußeren Schenkel (13, 14) einerseits mit dem Schalthebel (1) und andererseits mit einem mittleren Schenkel (15) verbunden sind, und daß der mittlere Schenkel (15) etwa senkrecht zur Schaltrichtung angeordnet ist.