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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Schaltsperrmechanismus
für einen
Schalthebelmechanismus gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1 bzw. des Anspruches 12.
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Ein
Schalthebelmechanismus für
ein Fahrzeug hat einen Schaltsperrmechanismus, der zulässt, einen
Fahrzeugschlüssel
aus dem Schlüsselsperrmechanismus
herauszuziehen, wenn sich der Schalthebel in einer Parkstellung
befindet, und der verhindert, dass der Schalthebel aus der Parkstellung
verstellt wird, wenn sich der Fahrzeugschlüssel nicht im Schlüsselsperrmechanismus
befindet.
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Ein
solcher Schaltsperrmechanismus ist beispielsweise im Dokument des
nächstkommenden Standes
der Technik
EP 0 816 191 oder
in der US-A-5,167,308 offenbart.
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Im
Allgemeinen hat der Schalthebelmechanismus eine Raststruktur, die
einen Stellungswechsel des Schalthebels zulässt, wenn eine Stange durch Drücken eines
Knopfes in einem Knauf axial im Schalthebel bewegt wird.
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Der
Schaltsperrmechanismus ist dazu geeignet, die Bewegung des Schalthebels
direkt, oder die Bewegung der Stange zu unterbinden.
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Der
Stangenmechanismus kann von einer Schubstangenbauart oder einer
Zugstangenbauart sein. In der Schubstangenbauart wird die Stange durch
eine Drückbetätigung des
Knaufknopfes abwärts
gedrückt.
In der Zugstangenbauart wird die Stange durch eine Drückbetätigung des
Knaufknopfes aufwärts
gezogen.
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Im
Schalthebelmechanismus der Zugstangenbauart wird die Zugstange gewöhnlich in
einem Rohr des Schalthebels, das mit dem Knauf verbunden ist, abwärts gedrängt, und das
untere Ende der Zugstange befindet sich mit einer Rastnut im Eingriff. Durch
eine Drückbetätigung des
Knaufknopfes wird die Zugstange angehoben und das untere Ende aus der
Rastnut gelöst.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Der
Schaltsperrmechanismus ist auch erforderlich im Schalthebelmechanismus
der Zugstangenbauart. Jedoch ist ein herkömmlicher Schaltsperrmechanismus
für die
Schubstangenbauart nicht geeignet für die Zugstangenbauart.
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Daher
ist es schwierig, einen Schaltsperrenlösemechanismus gemeinsam für sowohl
die Zugstangenbauart und die Schubstangenbauart zu verwenden. Überdies
ist die herkömmliche
Konstruktion kompliziert und neigt dazu, die Anzahl der erforderlichen
Bauteile zu erhöhen.
Der Lösemechanismus
ist ein Mechanismus zum gewaltsamen Lösen der Schaltsperre des Schalthebels
in der Parkstellung, und lässt
dabei ein Verstellen aus der Parkstellung zu.
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Deshalb
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Schaltsperrmechanismus
mit einem Lösemechanismus
bereitzustellen, der kompakt und verwendbar ist für Schalthebelmechanismen verschiedener
Bauarten.
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Die
obige Aufgabe wird gelöst
durch einen Schalthebelmechanismus gemäß den Ansprüchen 1 bzw. 12.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Seitenschnittansicht
eines Schalthebelmechanismus gemäß eines
Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist eine perspektivische
Explosionsansicht eines in 1 gezeigten
Schalthebels.
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3 ist eine perspektivische
Explosionsansicht eines Hauptabschnittes eines in 1 gezeigten Schaltsperrmechanismus.
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4A und 4B sind Ansichten zur Darstellung von
Funktionen eines Lösemechanismus
des in 1 gezeigten Schaltsperrmechanismus.
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5A und 5B sind Ansichten zur Darstellung des
Hauptabschnittes des in 1 gezeigten Schaltsperrmechanismus
in einem ersten Zustand. 5A ist
eine Schnittansicht quer durch eine in 5B gezeigte Linie 5A-5A. 5B ist eine Schnittansicht quer durch
eine in 5A gezeigte
Linie 5B-5B.
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6A und 6B sind Ansichten zur Darstellung des
Hauptabschnittes des in 1 gezeigten Schaltsperrmechanismus
in einem zweiten Zustand. 6A ist
eine Schnittansicht quer durch eine in 6B gezeigte Linie 6A-6A. 5B ist eine Schnittansicht quer durch
eine in 6A gezeigte
Linie 6B-6B.
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7 ist eine Ansicht zur Darstellung
von Funktionen des Schaltsperrmechanismus der 1.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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1 und 2 zeigen einen Schalthebelmechanismus 1 gemäß dem einen
Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung. Ein Schalthebel 2 ist drehbar oder
schwingbar an einem Gehäuse 50 gelagert,
das an einem Fahrzeugkörper
angebracht wird. Der Schalthebel 2 ist vor und zurück drehbar oder
schwingbar entlang der Längsrichtung
(oder Vorder- und Rückseite)
des Fahrzeugs. Der Schalthebel 2 ist ebenso nach rechts
und links drehbar oder schwingbar entlang der Querrichtung des Fahrzeugs. Der
Schalthebel 2 hat einen Knauf (nicht gezeigt) an der Spitze,
ein Rohr 4, das sich vom Knauf abwärts erstreckt, eine in dem
Rohr 4 aufgenommene Zugstange 6, und einen Drehfuß 5 aus
Harz, verbunden mit dem unteren Ende des Rohrs 4. Der Drehfuß 5 ist durch
ein Halteelement 7 drehbar auf einem Hohlzylinder 10a eines
Umschalthebels 10 gelagert. Das Halteelement 7 hat
einen Querzylinderabschnitt 7a, der sich in Querrichtung
des Fahrzeugkörpers
erstreckt, und einen Längszylinderabschnitt 7b,
der sich in der Längsrichtung
des Fahrzeugkörpers
erstreckt. Die Quer- und Längszylinderabschnitte 7a und 7b sind
zusammengefügt.
Daher ist der Schalthebel 2 dieses Beispiels entlang der
Querrichtung des Fahrzeugs nach links und rechts sowie entlang der
Längsrichtung
des Fahrzeugs vor und zurück schwingbar.
Der Hohlzylinder 10a des Umschalthebels 10 ist
vorwärts
und rückwärts drehbar
entlang der Längsrichtung
gelagert, an dem Gehäuse 50 durch
einen Bolzen 51. Der Umschalthebel 10 hat einen
Befestigungsabschnitt 10c an der Spitze und einen Hakenabschnitt 10d an
der unteren Seite. Der Befestigungsabschnitt 10c lagert
eine Blattfeder 60 unbeweglich, um sich in eine in das
Gehäuse 50 eingeformte
Kontrollnut 52 einzupassen, um ein angemessenes Schaltgefühl bei jeder
Schaltstellung während
der Drehung des Umschalthebels 10 zu erzeugen. Der Hakenabschnitt 10d des
Umschalthebels 10 nimmt ein Ende eines Schaltkabels, das
mit einem automatischen Getriebe verbunden ist, starr auf.
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Der
Drehfuß 5 hat
eine kuppelförmige Schwingführung 8,
die zur Fahrzeugvorderseite hervorsteht, und einen gewölbten Arm 9,
der zur Rückseite
des Fahrzeugs hervorsteht. Die Schwingführung 8 und der gewölbte Arm 9 sind
beide integrale Bestandteile des Drehfußes 5. Die kuppelförmige Schwingführung 8 ist
wie ein Kreisbogen um den Bolzen 51 geformt, auf dem der
Drehfuß 5 entlang
der Vorwärts-
und Rückwärtsrichtung
vor und zurück schwingt.
Die kuppelförmige
Schwingführung 8 ist wie
ein Dach geformt und hat linke und rechte schräge Oberflächen. Ein Kontrollstift 81 ist
im Gehäuse 51 eingebaut,
und ausgeführt,
um angrenzend an den oberen Oberflächen der kuppelförmigen Schwingführung 8 abzugleiten.
Der Kontrollstift 81 wird durch eine Feder in eine vorstehende
Richtung gedrängt, um
beim Schwingen des Schalthebels 2 in den rechten und linken
Richtungen ein angemessenes Schaltgefühl zu erzeugen, und eine linksgerichtete
Kraft auf den Schalthebel 2 auszuüben, wenn auf die linke Seite
geschaltet wird, und eine rechtsgerichtete Kraft auf den Schalthebel 2 auszuüben, wenn
er auf die rechte Seite geschaltet wird. Wenn der Schalthebel 2 nach links
geschwungen wurde, fügt
sich ein in dem Drehfuß 5 vorgesehener
Trapezvorsprung 5a in eine in das obere Teil des Umschalthebels 10 geformte
Eingriffsöffnung 10b ein.
Deshalb dreht sich der Umschalthebel 10 als eine Einheit
mit dem Schalthebel 2 und übt dabei eine Schaltbetätigung in
einem automatischen Übertragungsmodus
aus. Wenn der Schalthebel 2 nach rechts geschwungen ist,
löst sich der
Trapezvorsprung 5a aus der Eingriffsöffnung 10b des Umschalthebels 10 und
erlaubt dem Schalthebel 2 dabei unabhängig von dem Umschalthebel 10 zu schwingen.
In diesem Zustand kann der Schalthebel 2 in einem manuellen Übertragungsmodus
mit Schalteinrichtungen zum Erfassen einer Vorwärtsschaltung auf eine Plusseite
zum Hochschalten und eine Rückwärtsschaltung
auf eine Minusseite zum Herunterschalten betätigt werden.
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Der
gewölbte
Arm 9 hat eine gewölbte
Oberfläche 9b,
die sich in Form eines Kreisbogens mit einem vorbestimmten Radius
um den (hohlen) Querzylinderabschnitt 7a des Halteelementes 7,
das sich in der Quer- (Links- und Rechts-) Richtung des Fahrzeugkörpers erstreckt,
ausdehnt. Eine Nut 9a ist in der gewölbten Oberfläche 9b in
einer Position nahe dem Fußabschnitt
des gewölbten
Arms 9 ausgebildet. Im unteren Endabschnitt der Zugstange 6 sind ein
Stufenabschnitt 6a und ein Vorsprung 6b ausgebildet.
Der Stufenabschnitt 6a ist ausgebildet, um einzugreifen
mit und sich zu lösen
aus einer Rastnut 54, die in eine obere Oberfläche einer über die
Mitte des Gehäuses 50 ausgebildete
Arretierung 53 geformt ist. Der Vorsprung 6b ist
dafür ausgelegt
um einzugreifen mit und sich zu lösen aus einem freien Endabschnitt
eines Schaltsperrhebels 12. Die Arretierung 53 ist
zwischen dem Drehfuß 5 und
dem Umschalthebel 10 platziert und wie ein kreisförmiger Bogen
um den Bolzen 51 als Mittelpunkt geformt. Die Rastnut 54 in
der oberen Oberfläche
der Arretierung 53 ist dafür ausgelegt, um den Stufenabschnitt 6a der Zugstange 6 bei
jeder Schaltposition angemessen darin aufzunehmen.
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Eine
Magnetspule 55 ist am Gehäuse 50 angebracht.
Die Magnetspule 55 steht einer Seitenfläche des gewölbten Arms 9 gegenüber. Der
gewölbte Arm 9 ist
mit den Öffnungen 91 und 92 zum
Aufnehmen der Spitze eines Kolbens der Magnetspule 55 ausgebildet.
Wenn der Schalthebel 2 in den Parkbereich oder den Neutralbereich
geschaltet wird, ist die Öffnung 91 oder 92 derart
positioniert, um den von der Magnetspule 55 vorstehenden
Kolben durch die Einwirkung eines Erfassungsschalters (nicht gezeigt) korrekt
darin aufzunehmen, um zu verhindern, dass der Schalthebel 2 von
dort verstellt wird. Wenn ein Bremspedal durchgedrückt wird,
zieht der Kolben zurück
und erlaubt dabei eine Schaltbetätigung
des Schalthebels 2.
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Der
Schaltsperrhebel 12 ist im Bereich der Drehung des gewölbten Arms 9 drehbar.
Wie in 3 im Detail gezeigt
wird, hat der Schaltsperrhebel 12 einen (Sperr-) Vorsprung 11 zum
Eingreifen in und sich Lösen
aus der (Sperr-) Nut 9a. Der Schaltsperrhebel 12 ist drehbar
auf einer Welle 26 befestigt, die von einem am Gehäuse 50 befestigten Bügel 25 hervorsteht.
Die Welle 26 ist im Wesentlichen parallel zum Bolzen 51,
wie in 1 gezeigt wird.
Der Schaltsperrhebel 12 hat einen inneren Hohlzylinderabschnitt 15,
der mit einer inneren Axialnut 13 und einer durchgehend
in der Form eines Buchstabens L angeschlossenen Umfangsnut 14 ausgebildet
ist. Die Axial- und Umfangsnuten 13 und 14 des
Schaltsperrhebels 12 können
Nuten oder Schlitze sein.
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Ein
in 3 gezeigter Schlüsselsperrhebel 17 hat
einen koaxial über
dem inneren Zylinderabschnitt 15 des Schaltsperrhebels 12 anliegenden äußeren Hohlzylinderabschnitt 16.
Die inneren und äußeren Zylinderabschnitte 15 und 16 des
Schaltsperrhebels 12 und des Schlüsselsperrhebels 17 sind
beide an der Welle 26 des Bügels 25 befestigt.
Der äußere Hohlzylinderabschnitt 16 ist
mit einer äußeren Axialnut 18 ausgebildet,
die sich axial aneinander mit der inneren Axialnut 13 erstreckt.
Der Schlüsselsperrhebel 17 hat
einen Arm mit einer am Armende ausgebildeten Durchgangsbohrung 17a.
Ein Ende eines Schlüsselsperrkabels 19 ist
mit der Durchgangsbohrung 17a verbunden. Der Schlüsselsperrhebel 17 ist einstückig mit
einem Vorsprung 17b geformt. Eine Feder 33 ist
um einen Kernabschnitt 12a des Schaltsperrhebels 12 gewunden.
Die Feder 33 hat ein sich gegen den Vorsprung 17b des
Schlüsselsperrhebels 17 abstützendes
erstes Ende, und ein sich gegenüber
dem Schaltsperrhebel 12 abstützendes zweites Ende.
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Eine
Schraubenfeder 20 und ein Schieber 21 sind am äußeren Hohlzylinderabschnitt 16 des Schlüsselsperrhebels 17 befestigt.
Der Schieber 21 wird durch die Schraubenfeder 20 axial
auf dem äußeren Hohlzylinderabschnitt 16 gedrängt. Der
Schieber 21 ist wie ein Stellring geformt und hat eine
innere, mit einem radial nach innen vorstehenden Schlüsselabschnitt 22 ausgebildete
Umfangsfläche.
Dieser Schlüsselabschnitt 22 passt
in die äußeren und
inneren Axialnuten 13 und 18, wie in den 5A und 5B gezeigt wird, um eine relative Drehung
zwischen dem Schaltsperrhebel 12 und dem Schlüsselsperrhebel 17 zu
verhindern, so dass sich der Schaltsperrhebel 12 und der
Schlüsselsperrhebel 17 als
eine Einheit drehen. Wenn der Schieber 21 entgegen der
Kraft der Schraubenfeder 20 axial vom Bügel 25 wegbewegt wird,
bewegt sich der Schlüsselabschnitt 22 in die
Umfangsnut 14, und erlaubt dabei dem Schaltsperrhebel 12 sich
alleine innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereiches zu drehen,
wie in den 6A und 6B gezeigt wird.
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Der
Bügel 25 ist
innerhalb des Gehäuses
des Schalthebelmechanismus 1 befestigt. Der Bügel 25 hat
erste und zweite vertikale Führungsschienen 27 auf
der Oberfläche,
die dem Schaltsperrhebel 12 und dem Schlüsselsperrhebel 17 gegenübersteht.
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Ein
Betätigungselement
(oder Gleitelement) 28 ist entlang der vertikalen Führungsschienen 27 des
Bügels 25 nach
oben und unten verschiebbar. Das Betätigungselement 28 hat
erste und zweite Nuten 28, die sich mit den ersten bzw.
zweiten vertikalen Führungsschienen 27 im
Eingriff befinden, in solch einer Weise, die es dem Betätigungselement 28 erlaubt,
sich nach oben und unten zu bewegen. Eine Feder 30 ist
an einem Vorsprungsstab 29 des Bügels 25 befestigt.
Die Feder 30 hat ein Ende, das sich am Betätigungselement 28 abstützt und
das andere Ende, das an einen Vorsprung 29a des Bügels 25 angrenzt,
so dass das Betätigungselement 28 aufwärts gedrängt wird.
Das Betätigungselement 28 hat
erste und zweite Schräg-
(Schiebe-) Abschnitte 31, um den Schieber 21 in
die Axialrichtung zu bewegen. Das Betätigungselement 28 hat
ferner einen Betätigungsabschnitt 32,
das in der horizontalen Richtung vom oberen Ende des Betätigungselementes 28 hervorsteht.
Der Betätigungsabschnitt 32 schaut,
wie in 4 gezeigt wird,
aufwärts
zu einer verlängerten Öffnung 35,
durch welche ein Spezialwerkzeug oder ein Zündschlüssel 34 eingeführt werden
kann. Die verlängerte Öffnung 35 ist
in eine Anzeigeeinrichtung 90 des Schalthebelmechanismus 1 eingebaut.
Die Anzeigeeinrichtung 90 ist in der Form eines sich horizontal über den
Betätigungsabschnitt 32 des
Betätigungselementes 28 erstreckenden
Paneels.
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In
dem so konstruierten Schalthebelmechanismus 1 werden die
Schlüsselsperrung
und die Schaltsperrung in der folgenden Weise erreicht. Wenn das
Fahrzeug angehalten wird und der Schalthebel 2 in die Parkstellung
(P-Bereich) geschaltet wird, dreht sich der Schaltsperrhebel 12 zusammen mit
dem Schlüsselsperrhebel 17,
gedrängt
in der Uhrzeigersinnrichtung durch das Schlüsselsperrkabel 19,
das von einer nicht dargestellten Feder in die von einem Pfeil in 3 gezeigten Richtung gezogen wird.
Deshalb gleitet der Vorsprung 11 des Schaltsperrhebels 12 in
die Nut 9a, und zur gleichen Zeit tritt der freie Endabschnitt
des Schaltsperrhebels 12 in den Bereich über dem
Vorsprung der Zugstange 6 ein. In diesem Zustand lässt der
Sperrmechanismus zu, dass der Zündschlüssel herausgezogen wird,
und das Schlüsselsperrkabel 19 ist durch
das Herausziehen des Zündschlüssels gesperrt.
Im Ergebnis erreicht dieser Sperrmechanismus die Schlüsselsperrung
und die Schaltsperrung dadurch, dass der Schlüsselsperrhebel 17 und
der Schaltsperrhebel 12 undrehbar, und die Zugstange 6 aufwärts unbeweglich
gemacht wird.
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Falls
nötig kann
dieser Schaltsperrmechanismus durch das Einführen des Spezialwerkzeugs oder
des Zündschlüssels durch
die verlängerte Öffnung 34 der
Anzeigeeinrichtung 90, und durch Abwärtsdrücken des Betätigungsabschnittes 32 des
Betätigungselementes 28 gewaltsam
entsperrt und gelöst
werden. Daher wird das Betätigungselement 28 entgegen
der Kraft der Feder 30 abwärts gedrückt. Während der Abwärtsbewegung
drücken
die Schrägabschnitte 31 den
Schieber 21 entgegen der Kraft der Schraubenfeder 20 axial
auf dem äußeren Hohlzylinderabschnitt 16,
bis der Schlüsselabschnitt 22 die
Umfangsnut 14 erreicht, und der Schaltsperrhebel 12 gegenüber dem
Schlüsselsperrhebel 17 drehbar
wird. In diesem Zustand wird der Schaltsperrhebel 12 innerhalb
des durch die Umfangsnut 14 zugelassenen Winkelbereiches
gedreht, durch Aufwärtsziehen
der Zugstange 6 entgegen der Kraft der Feder 33,
und der Vorsprung 11 wird aus der Nut 9a gelöst, wie
in 7 gezeigt wird. Deshalb
gibt dieser Schaltsperrmechanismus den Schalthebel 2 aus
der Stellung für
den P-Bereich in der Rastnut 54 frei und lässt dabei
eine Schaltbetätigung
in einen gewünschten
Schaltbereich wie den R- oder D-Bereich zu.
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In
diesem Zustand wird der Schaltsperrhebel 12 durch die Federkraft
der Feder 33 im Gleitkontakt mit dem gewölbten Arm 9 gehalten.
Daher kann durch Bewegen des Schalthebels 2 zurück zum P-Bereich
der Schaltsperrhebel 12 in den 0000-Schaltsperrzustand
zurückgeführt werden,
und dabei zulassen, dass sich der Schaltsperrhebel 12 durch
die Federkraft der Feder 33 dreht, bis sich der Vorsprung 11 und
die Nut 9a wieder im Eingriff befinden.
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Im
normalen Betrieb des Einführens
und Drehens des Zündschlüssels 34 im
Schlüsselsperrmechanismus
fiert das Schlüsselsperrkabel 19,
und der Schlüsselsperrhebel 17 und
der Schaltsperrhebel 12 drehen zusammen als eine Einheit.
Daher kann der Stufenabschnitt 6a der Zugstange 6 durch
Aufwärtsheben
des freien Endes des Schaltsperrhebels 12 mit dem Vorsprung 9b der
Zugstange 6 aus der Parkstellung der Rastnut 54 befreit
werden.
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In
dem derartig gestalteten Schaltsperrmechanismus gemäß der vorliegenden
Erfindung ist der Sperrlösemechanismus
auf der Achse vorgesehen, auf der sowohl der Schlüsselsperrhebel 17 als
auch der Schaltsperrhebel 12 zwischen der Sperrstellung und
der Entsperrstellung drehen. Diese Anordnung ist vorteilhaft zum
Reduzieren der Größe und des Funktionsraums
des Lösemechanismus.
Des Weiteren kann der Lösemechanismus
derselben Bauart sowohl für
den Zugstangentyp als auch für
den Schubstangentyp verwendet werden.