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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Getriebebedieneinrichtung für ein Automobil,
die an oder neben einem Armaturenbrett angeordnet ist, und insbesondere
eine Getriebebedieneinrichtung, welche die Absorption einer Stoßlast erlaubt,
wenn die Stoßlast
auf den Bedienhebel der Einrichtung angelegt wird.
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BESCHREIBUNG
DES STANDS DER TECHNIK
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Gewöhnlich ist
eine Getriebebedieneinrichtung, die einen Schalthebel eines Handschaltgetriebes
oder einen Wählhebel
eines Automatikgetriebes (der Schalthebel und der Wählhebel
werden nachstehend als „Bedienhebel" bezeichnet) aufweist,
in einer Mittelkonsole zwischen einem Fahrersitz und einem Beifahrersitz
angeordnet. Es wurde aber vorgeschlagen, die Getriebebedieneinrichtung
an oder neben einem Armaturenbrett anzuordnen, um einen großen Raum
auf dem Vorderboden des Fahrzeugs zu gewährleisten und die Bedienbarkeit
der Getriebebedieneinrichtung zu verbessern.
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Die
Anordnung der Getriebebedieneinrichtung auf oder neben dem Armaturenbrett
erlaubt es, einen großen
Raum neben den Vordersitzen zu gewährleisten und verhindert dadurch
die versehentliche Berührung
des Fahrers mit dem Bedienhebel. Da der Bedienhebel darüber hinaus
benachbart zu einem Lenkrad angeordnet ist, ist es einem Fahrer möglich, seine
Hand, die das Lenkrad greift, schnell zum Bedienhebel zu bewegen.
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Zum
Beispiel offenbart die japanische Patentoffenlegungsschrift
JP 10067245 A ,
die der
US 6029536 A entspricht,
eine Technologie zum Absorbieren der Stoßlast, die auf den Bedienhebel
der Getriebebedieneinrichtung angelegt wird, die auf oder neben
dem Armaturenbrett angeordnet ist. Diese Technologie zielt darauf
ab, die Stoßlast
durch einen am Basisende des Bedienhebels geformten Drehabschnitt
zu absorbieren, der gebrochen wird, wenn die Stoßlast auf den Bedienhebel angelegt
wird.
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Andere
Technologien zum Absorbieren der Stoßlast, bei denen das Tragelement
des Bedienhebels gebrochen wird, werden in den japanischen Patentoffenlegungsschriften
JP 10129290 A ,
JP 10138778 A und
JP 11278085 A offenbart.
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Doch
all diese früheren
Techniken zielen darauf ab, die Stoßlast nur durch den Bruch des
Tragelements des Bedienhebels zu absorbieren. Obwohl es möglich ist,
die Primärstoßlast zu
absorbieren, wird daher oft eine Sekundärstoßlast verursacht, nachdem der
Bedienhebel gelöst
worden ist.
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Die
japanische Patentoffenlegungsschrift
JP 11278085 A offenbart eine Getriebebedieneinrichtung,
bei dem eine Vielzahl von Mitteln vorgesehen sind, um die Stoßlast durch
den Bruch des Tragelements des Bedienhebels zu absorbieren. Die
Stoßlast
wird durch Stoßabsorptionsmittel
dieses Typs auf diskontinuierliche Weise absorbiert, und deshalb kann
durch diese Mittel keine gleichmäßige Stoßabsorption
erreicht werden. Da zudem alle stoßabsorbierenden Schritte durch
den Bruch des Tragelements des Bedienhebels erfolgen, sind die Eigenschaften
der Stoßabsorption
von jedem Stoßabsorptionsmittels
identisch, und daher ist der Freiheitsgrad bei der Einstellung der
Stoßabsorptionseigenschaften
eingeschränkt.
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In
diesem früheren
Stand der Technik liegt eine Offenbarung vor, die zum Absorbieren
der Stoßlast
eine Gasschicht in einem Hebelgriff vorsieht. Doch die Gasschicht
wirkt nicht als Stoßdämpfer, wenn
eine übermäßige momentane
Stoßlast
auf den zentralen Knauf angelegt wird, und daher kann nur die Stoßabsorption
durch den Bruch des Tragelements des Bedienhebels erreicht werden,
wodurch sich das gleiche Problem wie das oben erwähnte stellt.
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Überdies
ist es denkbar, daß ein
Tragelement der ganzen Getriebebedieneinrichtung gebrochen werden
kann, um die Stoßlast
zu absorbieren, wenn die Stoßlast
auf den Bedienhebel angelegt wird. Doch dies ist im Hinblick auf
die Reduktion eines Raums für
die Getriebebedieneinrichtung unerwünscht, da in diesem Fall die
gesamte Getriebebedieneinrichtung einschließlich des Bedienhebels verschoben
wird und es deshalb notwendig ist, den Raum dafür freizuhalten.
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Das
Dokument
EP 1041313
A , das unter Artikel 54(3) EPÜ fällt, offenbart eine weitere
Technologie zum Absorbieren der Stoßlast, die auf den Schalthebel
einer Gangschaltung angelegt wird, durch Vorsehen eines ersten stoßabsorbierenden
Elements, das geeignet ist, gebrochen zu werden, um eine Anfangsstoßlast zu
absorbieren, sowie eines zweiten stoßabsorbierenden Elements, das
geeignet ist, über einen
bestimmten Hubweg hinweg verformt oder gebrochen zu werden, um eine
der Anfangsstoßlast
folgende Stoßlast
zu absorbieren. Doch diese Vorrichtung ist eher voluminös.
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KURZDARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der Erfindung ist daher die Bereitstellung einer Getriebebedieneinrichtung
für ein Automobil,
die die Raumreduktion und den Freiheitsgrad bei der Einstellung
der Stoßabsorptionseigenschaften
verbessern kann sowie die der Absorption der Primärstoßlast folgende
Sekundärstoßlast gleichmäßig absorbieren
kann.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann gemäß der vorliegenden Erfindung
von Anspruch 1 durch Bereitstellung einer Getriebebedieneinrichtung
für ein
Automobil erreicht werden, die auf oder neben einem Armaturenbrett
eines Fahrzeugs anzuordnen ist, umfassend eine Halterung zum Tragen
einer Bedienhebeleinheit für
den Drehzahlwechselvorgang; eine Platte, die an der Halterung befestigt
wird; eine Welle, die sowohl durch die Halterung als auch durch
die Platte geführt
wird, um die Bedienhebeleinheit darum drehbar zu tragen; einen ersten
stoßabsorbierenden
Abschnitt, der geeignet ist, gebrochen zu werden, wenn eine Stoßlast, die einen
vorgegebenen Wert übersteigt,
an die Bedienhebeleinheit angelegt wird, um die Stoßlast zu
absorbieren und den Halt der Welle in einem von der Halterung oder
der Platte zu lösen;
und einen zweiten stoßabsorbierenden
Abschnitt, der geeignet ist, von der Welle verformt zu werden, die
aus dem anderen von der Platte oder der Halterung gelöst wurde,
und zusammen mit der Bedienhebeleinheit über einen vorgegebenen Hubweg
hinweg verschoben zu werden, um die Stoßlast auf kontinuierliche Weise
zu absorbieren.
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Dem
Aufbau von Anspruch 1 zufolge wird die angelegte Stoßlast zuerst
durch den Bruch des ersten stoßabsorbierenden
Abschnitts absorbiert und dann durch die Verformung des zweiten
stoßabsorbierenden
Abschnitts auf kontinuierliche Weise absorbiert.
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In
der vorliegenden Erfindung von Anspruch 2 kann der erste stoßabsorbierende
Abschnitt einen Tragabschnitt umfassen, der eine Öffnung formt, durch
welche die Welle geführt
wird; der zweite stoßabsorbierende
Abschnitt kann einen verformbaren Abschnitt umfassen, der durch
einen Abschnitt geformt wird, durch welchen die Welle geführt werden kann,
und einen Schlitz, der entlang der Verschiebungsrichtung der Welle
verläuft
und eine Breite aufweist, die kleiner ist als der Außendurchmesser
der Welle; und der Tragabschnitt und der Schlitz können jeweils
entweder in der Halterung oder in der Platte geformt sein.
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Dem
Aufbau von Anspruch 2 zufolge wird die Primärstoßlast zuerst durch den Bruch
des Tragabschnitts absorbiert, und dann wird die Sekundärstoßlast auf
kontinuierliche Weise durch die Verformung der Schlitze absorbiert.
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In
der vorliegenden Erfindung von Anspruch 3 kann der Tragabschnitt
in der Halterung geformt sein, und der verformbare Abschnitt kann
in der Platte geformt sein.
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Dem
Aufbau von Anspruch 3 zufolge wird die Primärstoßlast zuerst durch den Bruch
des Tragabschnitts absorbiert, der in der Halterung geformt ist, und
dann wird die Sekundärstoßlast auf
kontinuierliche Weise durch die Verformung des Verformungsabschnitts
absorbiert, der in den zwei Platten geformt ist.
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In
der vorliegenden Erfindung von Anspruch 4 kann zusätzlich zum
Schlitz neben dem Schlitz ein zweiter Schlitz oder eine Kerbe (ausgesparter
Abschnitt) geformt sein, der im wesentlichen parallel zum Schlitz
verläuft.
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Dem
Aufbau von Anspruch 4 zufolge kann das Material, aus dem der zweite
stoßabsorbierende Abschnitt
besteht, zum zweiten Schlitz oder zur Kerbe hin verformt werden.
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In
der vorliegenden Erfindung von Anspruch 5 kann die Halterung durch
Formung geformt werden, und der erste stoßabsorbierende Abschnitt (oder
Abschnitte) kann (können)
mit der Halterung in einem Stück
geformt sein.
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In
der vorliegenden Erfindung von Anspruch 6 kann die Platte aus einem
Metall bestehen, das eine vorgegebene Dehnbarkeit aufweist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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Bevorzuge
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden Bezug nehmend auf die beiliegenden
Zeichnungen beschrieben, wobei:
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1 ein
Seitenriß einer
Getriebebedieneinrichtung für
ein Automobil nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist;
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2 eine
perspektivische Ansicht der Getriebebedieneinrichtung von 1 ist;
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3 eine
perspektivische Ansicht einer Halterung in der Getriebebedieneinrichtung
von 1 ist;
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4 eine
auseinandergezogene Ansicht der Getriebebedieneinrichtung von 1 ist;
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5 ein
Aufriß von
einer Platte in der Getriebebedieneinrichtung von 1 ist;
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6 ein
Aufriß der
anderen Platte in der Getriebebedieneinrichtung von 1 ist;
und
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7 eine
perspektivische Ansicht der Getriebebedieneinrichtung von 1 ist,
die ihren Zustand zeigt, nachdem die Stoßlast absorbiert worden ist.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine
Getriebebedieneinrichtung für
ein Automobil 1, die als eine bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in den Zeichnungen gezeigt wird, ist
ein Automatikgetriebe und umfaßt
hauptsächlich
eine Halterung 4, die in eine Region des Armaturenbretts 2 eingebaut
wird, um eine Bedienhebeleinheit (Wählhebeleinheit) 3 zu
tragen; Platten 5 und 6; eine Tragwelle 7;
einen Tragabschnitt 8 als einen ersten stoßabsorbierenden
Abschnitt; und Schlitze 5a und 6a, die einen zweiten
stoßabsorbierenden Abschnitt
formen, wie in 1 gezeigt.
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Die
Halterung 4 formt ein Hauptteil der Getriebebedieneinrichtung 1 und
trägt die Bedienhebeleinheit 3,
die vom Fahrer eines Fahrzeugs betätigt wird, um den Antriebsmodus
des Fahrzeugs zu ändern.
Die Halterung 4 ist als Aluminiumspritzgußstück und integral
mit Tragabschnitten 8 geformt, wie in 3 gezeigt.
Der Aluminiumspritzguß ermöglicht es,
die Haltung mit hervorragender Temperaturbeständigkeit und vorgegebenen Brucheigenschaften der
Tragabschnitte 8 zu formen.
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Jeder
Tragabschnitt 8 ist durch eine im wesentlichen ringförmige Konfiguration
geformt, die einen Innendurchmesser aufweist, der im wesentlichen einem
Außendurchmesser
der Tragwelle 7 entspricht, was einen Durchgang der Welle 7 durch
den Tragabschnitt 8 erlaubt. Der Tragabschnitt 8 ist
ausgelegt, um durch die Welle 7 gebrochen zu werden, wenn
eine Stoßlast,
die ein vorgegebenes Niveau übersteigt,
auf die Bedienhebeleinheit 3 angelegt wird, indem die Dicke
des ringförmigen
Abschnitts des Tragabschnitts 8 angepaßt wird. Der Dehnungsprozentsatz
des Materials, aus dem der Tragabschnitt besteht, ist bevorzugt
kleiner als 10%.
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Es
kann möglich
sein, die Halterung 4 und die Tragabschnitte 8 aus
separaten Elementen zu formen und die Tragabschnitte 8 mit
Bolzen oder Nieten an der Halterung 4 zu befestigen. In
diesem Fall sollte die Verbindung zwischen der Halterung 4 und den
Tragabschnitten 8 nicht durch eine Kraft gebrochen werden,
die kleiner als dieses vorgegebene Niveau ist.
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Wie
in 4 gezeigt, umfaßt die Bedienhebeleinheit 3 eine Öffnung 10,
in welche die Tragwelle 7 eingeführt wird, einen Stellungshalteabschnitt 11 unter
einer Wirkung einer Blattfeder (nicht gezeigt), die darunter angeordnet
ist, um die Bedienhebeleinheit 3 in ihrer Schaltstellung
zu halten, und einen Verbindungsglied-Befestigungsabschnitt 12 zum
Befestigen eines Verbindungsglieds, um die Hebelbewegung der Bedienhebeleinheit 3 auf
das Getriebe (nicht gezeigt) zu übertragen.
Im Hinblick auf die Festigkeit und die Herstellungskosten sind diese
Abschnitte bevorzugt aus einem Stück mit Harz geformt. Ein Hebelgriff 3a ist
auf dem oberen Ende der Bedienhebeleinheit 3 befestigt.
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Die
Platten 5 und 6 sind mit Schrauben 13 auf
entgegengesetzten Seiten der Halterung 4 befestigt. Die
Platte 5, die eine L-förmige
Konfiguration aufweist, ist auch mit Bolzen „b" (1), die
durch Öffnungen 5b (2)
geführt
sind, am Rahmen eines Fahrzeugs befestigt. Die Platte 5 weist
eine Befestigungsöffnung 9a auf,
die einer Öffnung 9b entspricht, die
in der Halterung 4 geformt ist. Die Halterung 4 ist über einen
Lenksäulenhalter
(nicht gezeigt), der durch die Öffnungen 9a und 9b geführt ist,
am Rahmen eines Fahrzeugs befestigt.
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Die
Platten 5 und 6 weisen Schlitze 5a und 6a auf,
die jeweils entlang einer Richtung „a" (1) der Verschiebung
der Tragwelle 7 während
ihres Stoßabsorptionshubs
verlaufen. Wie in 5 und 6 gezeigt,
weist jeder Schlitz 5a und 6a eine Abmessung „w" an seinem oberen
Ende auf, die im wesentlichen dem Außendurchmesser der Tragwelle 7 entspricht,
und eine Abmessung „u" an seinem Verlängerungsabschnitt
unter dem oberen Ende, die kleiner ist als die Abmessung „w" des Außendurchmessers
der Tragwelle 7. Die Schlitze 5a und 6a verformen
sich an ihren Rändern,
um die Sekundärstoßlast während des
Stoßabsorptionshubs
zu absorbieren.
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Obwohl
die Breite „u" der Schlitze 5a und 6a konstant
sein kann, ist es vorzuziehen, ihre Breite kontinuierlich nach unten
hin zu reduzieren, wie in 5 und 6 gezeigt.
Solch ein Design erlaubt die kontinuierliche Zunahme der zu absorbierenden Stoßlast und
daher die gleichmäßige Absorption
der Sekundärstoßlast. Wenn
die Platten 5 und 6 aus Metall mit einer vorgegebenen
Dehnbarkeit bestehen, ist es möglich,
während
der Verformung der Schlitze 5a und 6a eine ideale
Absorption der Sekundärstoßlast zu
erhalten. Daher sind die Platten 5 und 6 bevorzugt
aus SP-Metall wie z.B. SPCC mit einem Dehnungsprozentsatz von über 30%
herzustellen.
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Die
Platte 5 ist mit einem zweiten Schlitz 5c und
einer Kerbe oder einem ausgesparten Abschnitt 5d neben
dem Schlitz 5a geformt, der im wesentlichen parallel dazu
verläuft,
um das Material während der
Verformung des Schlitzes 5a freizugeben. Dementsprechend
sind zweite Schlitze 6b auf jeder Seite des Schlitzes 6a der
Platte 6 angeordnet. Es ist möglich, den Wert der vom zweiten
stoßabsorbierenden Abschnitt
zu absorbierenden Stoßlast
einzustellen, indem der Abstand zwischen den Schlitzen 5a und 6a und
den zweiten Schlitzen 5b und 6b oder der Kerbe 5 vorbestimmt
wird.
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Die
oben genannten Komponenten werden wie in 4 gezeigt
zusammengebaut. Zuerst werden die Platten 5 und 6 durch
Schrauben 13 an der Halterung 4 befestigt, und
dann wird die Tragwelle 7 in den Schlitz 5a der
Platte 5, die Tragabschnitte 8 der Halterung 4,
die Öffnung 10 der
Bedienhebeleinheit 3 und den Schlitz 6a der Platte 6 eingeführt, und wird
schließlich
an ihrem fernen Ende durch einen Clip 15 gesichert. Dadurch
wird die Bedienhebeleinheit 3 von der Tragwelle 7 drehbar
auf der Halterung 4 getragen.
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Der
Hebelabschnitt der Bedienhebeleinheit 3 wird durch eine
Aussparung 14a in einer Verkleidung 14 geführt, die
auf konventionelle Weise mit Zeichen beschriftet ist (z.B. P, R,
N, D, 2, 1, usw.). Der Zusammenbau der Hauptkomponenten der Getriebebedieneinrichtung
für ein
Automobil 1 wird abgeschlossen, indem schließlich Hilfsteile
wie z.B. ein Magnetventil eingebaut werden.
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Das
Stoßabsorptionsverhalten
der Getriebebedieneinrichtung für
ein Automobil 1 der vorliegenden Erfindung wird nachstehend
beschrieben.
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Wenn
eine Stoßlast „F", die einen vorgegebenen
Wert übersteigt,
auf die Bedienhebeleinheit 3 angelegt wird, werden die
Tragabschnitte 8, die die Welle 7 tragen, zuerst
gebrochen, und dadurch wird die Anfangstoßlast absorbiert. Die bruchbedingte
Absorption der Stoßlast
kann die statische Festigkeit im Vergleich zur verformungsbedingten
Absorption erhöhen.
Dieser vorgegebene Wert der Stoßlast „F" kann festgelegt
werden, indem die Dicke des Tragabschnitts 8 auf geeignete
Weise eingestellt wird.
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Da
die Tragwelle 7 aus dem Halt durch die Halterung 4 gelöst ist,
wenn die Tragabschnitte 8 gebrochen sind, wird die Tragwelle 7 zusammen
mit der Bedienhebeleinheit 3 an den Schlitzen 5a und 6a entlang
verschoben (die Richtung „a" in 1, 2 und 7).
Der Zustand, nachdem die Bedienhebeleinheit 3 verschoben
worden ist, ist in 7 dargestellt. Dabei werden
die Schlitze 5a und 6a durch die Tragwelle 7 gedehnt
und absorbieren dadurch die Sekundärstoßlast nach der Absorption der
Anfangsstoßlast,
die durch den Bruch der Tragabschnitte 8 bedingt ist. Das
Material neben den Schlitzen 5a und 6a kann zu
den zweiten Schlitzen 5c und 6b und der Kerbe 5d hin
verschoben werden. Der verformte Zustand des Schlitzes 6a wird
in 6 durch gepunktete Linien dargestellt. Ein Bezugszeichen 7' bezeichnet
die Position der Tragwelle 7, nachdem sie verschoben wurde.
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Da
die Sekundärstoßlast durch
die Verformung der Schlitze 5a und 6a absorbiert
wird, kann die Sekundärstoßlast durch
einen einfachen Aufbau gleichmäßig absorbiert
werden. Da die Stoßlast
F zudem nur durch die Bedienhebeleinheit 3 und die die Bedienhebeleinheit 3 tragende
Welle 7 absorbiert werden kann, ist es möglich, den
Raum, der zur Verschiebung der tragenden Bauteile vorzusehen ist,
im Vergleich zu dem Fall, wo die ganze Getriebebedieneinrichtung
zur Absorption der Stoßlast
verschoben werden muß,
wie in den früheren
Techniken, erheblich zu reduzieren.
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Es
ist vorzuziehen, daß die
Richtung der Schlitze 5a und 6a, d.h. die Richtung „a", in eine Richtung
eingestellt wird, in die der Hebel der Bedienhebeleinheit 3 verläuft, wenn
das Fahrzeug vorwärts fährt, wobei
sie unter Berücksichtigung
der Positionen des Lenkrads oder der Sitze auf der Fahrzeugbasis
bestimmt werden kann.
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Da
die Anfangsstoßlast
durch den Bruch der tragenden Bauteile absorbiert wird und die Sekundärstoßlast durch
die Verformung der tragenden Bauteile absorbiert wird, ist es der
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gemäß möglich, die
Stoßabsorptionseigenschaften
leicht anzupassen. Da die Sekundärstoßlast kontinuierlich über einen
vorgegebenen Hubweg hinweg absorbiert werden kann, ist es darüber hinaus
möglich,
die Absorption der Sekundärstoßlast gleichmäßig durchzuführen.
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Obwohl
oben bevorzugte Ausführungsformen
veranschaulicht und beschrieben wurden, ist anzumerken, daß die vorliegende
Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen
beschränkt
ist. Zum Beispiel ist sie auf eine Getriebebedieneinrichtung für ein Handschaltgetriebe
anwendbar, die an einem Armaturenbrett eines Fahrzeugs angeordnet
ist. Darüber
hinaus ist es möglich,
den ersten stoßabsorbierenden
Abschnitt an den Platten und den zweiten stoßabsorbierenden Abschnitt an
der Halterung anzuordnen. Dies kann erreicht werden, indem der Tragabschnitt
zur Durchführung
der bruchbedingten Stoßabsorption,
auf den Platten vorgesehen wird, und auch, indem der Verformungsabschitt
zur Durchführung
der verformungsbedingten Stoßabsorption, auf
der Halterung vorgesehen wird.
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Ferner
kann die Halterung aus jedem anderen geeigneten Material (z.B. Kunststoffe)
als Aluminium geformt werden, in solch einem Fall sind glasfaserverstärkte Kunststoffe
mit einem Dehnungsprozentsatz von unter 10% vorzuziehen. Darüber hinaus kann
die Halterung direkt am Rahmen eines Fahrzeugs befestigt werden,
in solch einem Fall wird den Platten die Funktion zweiter stoßabsorbierenden
Elemente zugewiesen.
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Es
ist auch möglich,
die Getriebebedieneinrichtung nicht nur in einer Region des Armaturenbretts
anzuordnen, wie in der bevorzugten Ausführungsform dargestellt, sondern
in einer Region neben dem Armaturenbrett.