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FACHGEBIET
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Die
Erfindung betrifft eine Schaltgetriebeeinheit eines sogenannten
Kabelschalttyps für
Kraftfahrzeuge. Die erfindungsgemäße Schaltgetriebeeinheit ist
vorzugsweise zum Einsatz in der Führerkabine eines LKWs vorgesehen,
kann aber vorteilhaft in anderen Fahrzeugtypen, wie z. B. konventionellen
Personenwagen, sogenannten Mini-Vans, Kombiwagen und Geländewagen
eingesetzt werden. Die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1
gehören
zum allgemeinen Wissen in der Fahrzeugtechnik.
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STAND DER
TECHNIK
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Eine
konventionelle, nicht neigbare Schaltgetriebeeinheit beeinträchtigt oft
den Führerhausraum
dadurch, dass sie im Weg ist, wenn sich der Fahrer vom Fahrersitz
zum Schlafabteil des Führerhauses
bewegen will, welches sich üblicherweise hinter
den Fahrersitzen befindet. Allgemein neigen konventionelle Schaltgetriebeeinheiten
dazu, das Herein- und Herauskommen aus dem Fahrersitz in allen Fahrzeugtypen
zu erschweren.
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Eine
altbekannte Lösung
für dieses
Problem ist, die Schaltgetriebeeinheit so auszuführen, dass sie aus dem Weg
geneigt werden kann, wodurch sie das Ein- und Aussteigen aus dem
Fahrersitz erleichtert. Beispiele dieser neigbaren Schaltgetriebehebel sind
z. B. in der schwedischen Patentspezifikation Nr. 511030, den amerikanischen
Patentspezifikationen
US 4823635 und
US 6029535 und der französischen Patentspezifikation
FR-2752779 beschrieben.
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Die
oben erwähnten
Dokumente beschreiben jedoch alle Schaltgetriebehebel, die direkt
und mechanisch mit dem Getriebe des Fahrzeuges verbunden sind. Heutzutage
sind jedoch immer mehr Fahrzeuge mit Schaltgetriebeeinheiten des
sogenannten Kabelschalttyps ausgestattet, die verschiedene Stellungen
des Schaltgetriebehebels mit elektronischen Signalen an das Getriebe
weitergeben, ohne dass eine mechanische Kupplung vorhanden ist.
Das Anordnen der Schaltgetriebeeinheit in direkter Nähe zum Fahrersitz
war ebenfalls vorher bekannt bei Kabelschalttypen, die es ermöglichen,
die ganze Schaltgetriebeeinheit nach unten zur Seite oder nach hinten
zu schieben, um einen Zugang zum Schlafabteil zu ermöglichen.
Ein Beispiel einer Schaltgetriebeeinheit des Kabelschalttyps, bei
der der Schaltgetriebehebel geneigt werden kann, ist in der Beschreibung
der WO-A-00/58646 angegeben.
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Ein
Problem mit dem oben erwähnten
neigbaren Schaltgetriebehebel und den Schaltgetriebeeinheiten ist,
sicherzustellen, dass die Feststellbremse des Fahrzeuges angezogen
ist, wenn sich der Schaltgetriebehebel oder die Schaltgetriebeeinheit
in der geneigten Ausrichtung befindet. Dies bedeutet, daß ein Risiko
vorliegt, dass das Fahrzeug versehentlich beginnt, sich unkontrolliert
zu bewegen.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ziel
dieser Erfindung ist es, ein Fahrzeug vorzusehen, bei dem die oben
genannten Probleme vermieden werden. Dieses Ziel wird mit einem
Fahrzeug nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 erreicht.
Das Entwerfen einer logischen Einheit als Teil eines Fahrzeuges
zum Aktivieren der Fahrzeugfeststellbremse stellt, unter der Vorraussetzung,
dass beide der folgenden Bedingungen erfüllt sind:
- – dass die
logische Einheit (34) ein erstes Signal empfängt, das
anzeigt, dass der Schaltgetriebehebel (5) in seiner geneigten
Position ist;
- – dass
die logische Einheit (34) ein zweites Signal empfängt, das
anzeigt, dass das Fahrzeug steht;
sicher, dass die Feststellbremse
korrekt aktiviert ist, wodurch das Risiko, dass das Fahrzeug unkontrolliert
anfängt
zu rollen, vermindert wird.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist die Schaltgetriebeeinheit fest mit einem gefederten
Teil des Fahrersitzes verbunden.
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Weiterhin
ist der Schaltgetriebehebel in der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung mit einem Schwenkzapfen ausgerüstet, der mit einem Abstand
von der Hauptdrehachse angeordnet ist, wobei der Schwenkzapfen so
ausgeführt
ist, dass er durch Bedienung des Schaltgetriebehebels entweder in
einem ersten, aktiven Schlitz, um aktive Gangschaltpositionen einzunehmen,
oder in einem zweiten, Neigungsschlitz, um eine geneigte Position
einzunehmen, läuft.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist der aktive Schlitz weiterhin mit dem Neigungsschlitz
nur durch einen dazwischenliegenden Neutralstellungsschlitz, der
Stellung, die der Neutralstellung des Schaltgetriebes entspricht,
verbunden.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
ist er durch Federbelastung so ausgestaltet, dass er in dem Neutralstellungsschlitz
gehalten wird, wenn die Neutralstellung entweder aus dem aktiven
Schlitz oder aus dem Neigungsschlitz angenommen wird.
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Die
Beaufschlagung mit Federkraft wird angemessen erreicht, indem zwei
Federelemente entgegengesetzt zueinander angeordnet werden. Der Schwenkzapfen
ist vorzugsweise axial entlang einer Symmetrieachse des Schaltgetriebehebels
verschiebbar.
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Der
aktive und der Neigungsschlitz laufen im Wesentlichen radial um
die Hauptdrehachse des Schaltgetriebehebels.
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Das
Schalten wird vorzugsweise mit Betätigungselementen zur axialen
Verschiebung des Schwenkzapfens entlang der Symmetrieachse des Schaltgetriebehebels
vorgesehen, wobei die Betätigungselemente
dafür vorgesehen
sind, auf den Schwenkzapfen mit einer Kraft, die die Federkraft von
der Federbeanspruchung übersteigt,
zu wirken.
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Die
Betätigungselemente
weisen geeigneterweise ein erstes Element zum Einführen des Schwenkzapfens
in den aktiven Schlitz, sodass der Schaltgetriebehebel zwischen
den aktiven Gangschaltungsstellungen bewegt werden kann, und ein zweites
Element zum Einführen
des Schwenkzapfens in den Neigungsschlitz, der dadurch dem Schaltgetriebehebel
erlaubt, sich zu neigen, auf.
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Das
erste Element ist vorzugsweise mit einer Rampe, die schräg unter
einem geneigten Winkel zur Symmetrieachse des Schaltgetriebehebels
angeordnet ist, wobei die Rampe fest mit dem Schwenkzapfen verbunden
ist, und einem Knopfelement, das mit der Rampe zusammenwirkt und
so angeordnet ist, dass es im Wesentlichen rechtwinklig zu der Symmetrieachse
verschiebbar ist, ausgestattet, sodass die Rampe und dadurch der
Schwenkzapfen entlang der Symmetrieachse des Schaltgetriebehebels
verschoben werden, wenn ein Fahrer das Knopfelement gegen die Rampe
drückt.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist weiterhin ein Sensor ausschließlich zum Erfassen, ob sich
der Schwenkzapfen in dem aktiven Schlitz befindet, ausgebildet,
sodass Ausrichtungssignale nicht abgegeben werden können, wenn
sich der Schwenkzapfen in dem Neigungsschlitz befindet.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand von beispielhaften Ausführungsformen
mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
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1:
eine Teilansicht des Fahrersitzes, der mit einem neigbaren Schaltgetriebehebel
nach einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ausgestattet ist. Der Schaltgetriebehebel befindet
sich hier in einer aktiven Schaltposition;
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2:
die gleiche Schaltgetriebeeinheit wie oben, der Schaltgetriebehebel
befindet sich aber nun in seiner geneigten Position;
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3:
eine sehr vereinfachte und teilweise geschnittene Ansicht eines
Schaltmechanismus nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Der
Schaltgetriebehebel befindet sich in einer aktiven Schaltposition;
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4:
den gleichen Schaltmechanismus wie in 3, von der
anderen Seite aus gesehen, wobei sich der Schaltgetriebehebel in
der Neutralposition befindet, und
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5:
schließlich
den Schaltmechanismus entsprechend den 3 und 4,
jedoch ist der Schaltgetriebehebel in seiner geneigten Position
gezeigt. Außerdem
sind in der Abbildung Sensoren zum Abgeben von Getriebestellungssignalen
zum Getriebe und zum Aktivieren der Feststellbremse in schematischer
Form gezeigt.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 zeigt
eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung, wobei der Schaltgetriebehebel neigbar ist. In einer
alternativen Ausführungsform
der Erfindung (nicht gezeigt) ist die gesamte Schaltgetriebeeinheit
neigbar. Die Referenznummer 1 bezeichnet allgemein eine
Schaltgetriebeeinheit für
ein Kraftfahrzeug (nicht gezeigt). In der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist die Schaltgetriebeeinheit fest mit einem gefederten
Teil eines Fahrersitzes 2 verbunden. Der gefederte Teil
besteht hier aus dem Sitzteil 3 des Fahrersitzes 2.
In alternativen Ausführungsformen
der Erfindung (nicht gezeigt) kann die Schaltgetriebeeinheit 1 stattdessen
direkt an einem ungefederten Fahrersitz 1 des allgemein eingesetzten
Typs, z. B. in Personenwagen, oder an anderer Stelle in der Kabine
oder im Innenraum, z. B. direkt an einer Mittelkonsole, die sich
zwischen dem Fahrersitz und dem vorderen Fahrgastsitz befindet, befestigt
werden. Der Gangschalthebel 1 weist im Wesentlichen ein
Gangschalthebelgehäuse 4 und
einen Gangschalthebel 5 auf. Der Gangschalthebel 5 ist
in einer Hauptdrehachse 6 des Gangschalthebelgehäuses 4 gelagert.
Die Hauptdrehachse 6 ist in den 1 bis 5 nicht
gezeigt, aber sie ist in den 6 bis 8 mit Bezug zu einer bevorzugten Ausführungsform
der Schaltgetriebeeinheit 1, die später in dieser Beschreibung
ausführlicher
diskutiert werden wird, gezeigt. Die Hauptdrehachse 6 ist
im Wesentlichen in Querrichtung des Fahrzeuges ausgerichtet, wobei
der Schaltgetriebehebel 5 nach vorne oder hinten bewegt
wird, wenn die verschiedenen Schaltpositionen eingenommen werden.
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Der
Gangschalthebel 5 ist weiterhin so angeordnet, dass er über die
Hauptdrehachse 6 zwischen einem aktiven Stellbereich für aktive
Schaltstellungen und einer geneigten Position, in welcher der Schaltgetriebehebel 5 horizontal
in oder unter der Sitzebene des Fahrersitzes 2 ausgerichtet
ist, geneigt werden kann. Die Sitzebene wird hier durch das Sitzteil 3 des
Fahrersitzes 2 dargestellt. In 1 ist der Schaltgetriebehebel 5 in
einer Schaltstellung gezeigt, in welcher der Schaltgetriebehebel 5 relativ
senkrecht aus dem Schaltgetriebegehäuse 4 herausragt. 2 zeigt
den Schaltgetriebehebel 5 in seiner geneigten Ausrichtung.
In dieser Ausrichtung ist der Schaltgetriebehebel nach vorne in
Richtung des Fahrzeuges geneigt. Die Länge des Schaltgetriebehebels 5 ist
so angepasst, dass der Schaltgetriebehebel 5 nicht über die
Hauptkante 7 des Sitzes 2 herausragt.
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Die
erfindungsgemäße Funktion
eines Gangschaltmechanismus 8 wird im Folgenden detaillierter
unter Bezug zu den 3, 4 und 5 beschrieben.
Der Gangschaltmechanismus 8 ist zur Klarheit vereinfacht.
Der Gangschaltmechanismus 8 weist eine Stange 17 auf,
die um die Hauptdrehachse 6 gedreht wird. Die Hauptdrehachse 6 ist
an einem Rahmen 9 befestigt, welcher fest mit dem Schaltgetriebehebelgehäuse 4 verbunden
ist. Die Stange 17 ist weiterhin mit einem Schwenkzapfen 10 ausgestattet,
der mit einem Abstand von der Hauptdrehachse 6 angeordnet
ist. Der Schwenkzapfen 10 ist so ausgebildet, dass er durch
Bedienung der Stange entweder in einem ersten, aktiven Schlitz 11 für aktive Schaltpositionen,
oder in einem zweiten Neigungsschlitz 12 zum Einnehmen
von inaktiven und geneigten Positionen läuft. Der aktive Schlitz 11 ist
mit dem Neigungsschlitz 12 nur durch einen dazwischenliegenden
Neutralstellungsschlitz 13, dessen Ausrichtung der Neutralstellung
des Schaltgetriebehebels 5 entspricht, verbunden. Hier
sind alle Schlitze 11, 12 und 13 als
ein verbundenes Schaltgatter 14, das aus dem Rahmen 9 ausgespart
ist, ausgebildet. Durch diese Ausgestaltung kann der Schaltgetriebehebel 5 nur
aus der Neutralstellung in seine geneigte Ausrichtung geneigt werden,
und wenn der Schaltgetriebehebel 5 wieder in die aktive
Stellung hochgedreht wird, kann er nur in die Neutralposition hochgedreht werden.
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In 3 ist
der Schaltgetriebehebel 5 in einer aktiven Gangschaltstellung
gezeigt, wobei sich der Schwenkzapfen 10 in dem aktiven
Schlitz 11 des Schaltgatters 14 befindet.
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Die
Stange 17 ist so ausgebildet, dass durch die Federbeaufschlagung
von zwei zentrierenden Spiralfedern 15 und 16,
die entgegengesetzt zueinander arbeiten, der Schwenkzapfen 10 in
dem Neutralstellungsschlitz 13 gehalten wird, wenn die
Neutralstellung entweder aus dem aktiven Schlitz 11 oder aus
dem Neigungsschlitz 12 eingenommen wird. Die Neutralstellung
ist in 4 gezeigt, wobei die Stange 17 dadurch,
dass der Schwenkzapfen zwischen den im Wesentlichen radial orientierten
Oberflächen
des dazwischenliegenden Neutralstellungschlitzes angeordnet ist,
durch die zwei Spiralfedern 15 und 16 in dem Neutralstellungsschlitz 13 eingeschlossen.
Die Federbeanspruchung kann alternativ durch andere Federelemente
als die Spiralfedern 15 und 16, die in den Figuren
gezeigt werden, vorgesehen werden, wenn diese eine ähnliche Zentrierungsbewegung
erzeugen.
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In
der Schaltgetriebeeinheit 8 ist eine zylindrische Hülse 18 um
die Hauptdrehachse 6 herum fest unterstützt. Eine zentrale Stange 17 ist
axial verschiebbar in der Hülse
angeordnet. Die Stange 17 ist entlang einer Symmetrieachse 19 der
Hülse 18 axial verschiebbar.
Da der Schwenkzapfen 10 in der Stange 17 fest
verankert ist und von da im Wesentlichen rechtwinklig zu der Symmetrieachse 19 herausragt, ist
der Schwenkzapfen 10 entlang der Symmetrieachse 19 axial
verschiebbar. Um dieser Einrichtung eine Axialverschiebung auf dem
Schwenkzapfen 10 zu erlauben, ist die zylindrische Hülse 18 mit
einem Langloch 21 ausgestattet, welches sich ebenfalls
in Richtung der Symmetrieachse 19 erstreckt. Die in Bezug
auf die Hülse 18 obere
Spiralfeder 15 drückt aufwärts gegen
eine obere Stufenunterlegscheibe 22 und abwärts gegen
die Oberfläche
des oberen Endes 23 der Hülse 18. Die in Bezug
auf die Hülse 18 untere Spiralfeder 16 drückt nach
oben entsprechend gegen die Oberfläche des unteren Endes 24 der
Hülse 18 und
nach unten gegen die untere Stufenunterlegscheibe 25. Die
obere und untere Unterlegscheibe 22 und 25 sind
jeweils fest mit der Stange 17 verbunden.
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Wie
in 4 deutlich gezeigt, verlaufen der aktive Schlitz 11 und
der Neigungsschlitz 12 im Wesentlichen entlang einem Radius
um die Hauptschwenkachse 6 des Schaltgetriebehebels 5.
In der bevorzugten Ausführungsform
verläuft
der Neigungsschlitz 12 in Relation zu der Hauptschwenkachse 6 wie
in der Figur gezeigt, entlang eines Radius, der sich radial innerhalb
des aktiven Schlitzes 11 befindet. In einer alternativen
Ausführungsform
(nicht gezeigt) kann jedoch das Gegenteil zutreffen, d. h., dass
der aktive Schlitz 11 in Bezug zu der Hauptschwenkachse 6 radial
innerhalb des Neigungsschlitzes 12 verläuft.
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Die
Schaltgetriebeeinheit 8 ist weiterhin mit Betätigungselementen 26, 27 zur
axialen Verschiebung des Schwenkzapfens 10 entlang der
Symmetrieachse 19 der Hülse 18 ausgestattet.
Die Betätigungselemente 26, 27 weisen
hier ein erstes Element 26 zum Einführen des Schwenkzapfens in
den aktiven Schlitz 11, sodass der Schaltgetriebehebel 5 zwischen
aktiven Gangschaltstellungen bewegt werden kann, und ein zweites
Element 27 zum Hereinführen
des Schwenkzapfens 10 in den Neigungsschlitz 12 auf,
wodurch dem Schaltgetriebehebel 5 erlaubt wird, sich zu
neigen.
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Das
erste Element 26 weist eine Rampe 28 auf, die
schräg
unter einem geneigten Winkel zu der Symmetrieachse 19 des
Schaltgetriebehebels 5 verläuft, wobei die Rampe fest mit
dem Schwenkzapfen 10 verbunden ist. Das erste Element 26 weist
weiterhin ein Knopfelement 29 auf, das mit der Rampe 28 interagiert.
Das Knopfelement 29 ist so angeordnet, dass es im Wesentlichen
rechtwinklig zu der Symmetrieachse 19 der Hülse 18 verschiebbar
ist, die Rampe 28 und daher der Schwenkzapfen 10 werden
entlang der Symmetrieachse 19 des Schaltgetriebehebels 5 verschoben,
wenn das Knopfelement 29 gegen die Rampe 28 gedrückt wird.
Das zweite Element 27 weist einen Druckknopf auf, welcher
am oberen Ende der Stange 17 agiert. Die 1 und 2 zeigen
weiterhin, dass der Schaltgetriebehebel 5 aussen mit einem
ergonomisch geformten Knauf 30, welcher die Stange 17 umschließt, ausgestattet
ist. Der Knauf ist in den 3, 4 und 5 nicht
gezeigt.
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Die
Schaltgetriebeeinheit 8 weist wie in 5 gezeigt,
eine Kontrolleinheit 31 auf, die mit einem Sensor 32 zum
Erfassen, ob sich der Schwenkzapfen in dem Neigungsschlitz befindet
oder nicht, ausgestattet ist. Die Kontrolleinheit 31 weist
weiterhin separate Erkennungselemente 33 zum Erkennen jeder
Schaltstellung auf. Die Kontrolleinheit 31 verhindert hiermit,
dass Ausrichtungssignale abgegeben werden, wenn sich der Schwenkzapfen 10 in
dem Neigungsschlitz 12 befindet. Folglich werden alle Ausrichtungssignale
beendet, wenn begonnen wird, den Schaltgetriebehebel 5 zu
neigen, sodass das Risiko einer versehentlichen Erkennung einer
aktiven Ausrichtung beim Neigen des Schaltgetriebehebels 5 ausgeschaltet
werden kann.
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Die
Schaltgetriebeeinheit 1 ist weiterhin so ausgestaltet,
dass es jederzeit möglich
ist, den Schaltgetriebehebel 5 in die Neutralstellung zu
bewegen, ohne dass der Fahrer irgendeinen Knopf drücken muss – ungeachtet
in welcher Ausrichtung sich der Schaltgetriebehebel 5 befindet.
Dieses Merkmal ist wichtig für
die Sicherheit, da der Fahrer in einer kritischen Situation in der
Lage sein muss, den Schaltgetriebehebel 5 schnell und intuitiv
in die Neutralposition zu bringen. Weiterhin macht es die Federvorspannung
in der Neutralposition unmöglich,
den Schaltgetriebehebel 5 ohne Bedienung der Betätigungselemente 26 und 27 aus
der Neutralposition herauszubewegen. Dieser Verschlussmechanismus verringert
das Risiko des versehentlichen Einlegens eines Ganges.
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Die
Verschlusseinheit in der Neutralstellung ist so ausgelegt, dass
die Neutralstellung schnell und ohne Bedienen und Freigeben von
mechanischen Klinken erreicht werden kann, dass die Neutralstellung
schnell gefunden werden kann, da der Schaltgetriebehebel, wenn er
gedreht wird, den Neutralstellungssitz nicht passieren darf und
dann in dem Neutralstellungsschlitz behalten wird, und dass der Schaltgetriebehebel 5 ohne
einen Knopf zu drücken zwischen
der Neutralstellung und der [Textlücke] eingeschlossen ist, und
nicht einfach zwischen der Neutralstellung und dem Rückwärtsgang
eingeschlossen ist, so wie das bei vorher bekannten Lösungen der Fall
ist. Dies verhindert die Möglichkeit,
versehentlich die Fahrstellung einzunehmen.
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Erfindungsgemäß ist das
Fahrzeug mit einer logischen Einheit 34 ausgestattet, die
weiterhin ausgebildet ist, die Fahrzeugfeststellbremse (nicht gezeigt)
zu aktivieren, wenn die beiden folgenden Bedingungen erfüllt sind:
- – dass
die logische Einheit 34 ein erstes Signal von einem Sensor
empfängt,
der sich in der Schaltgetriebeeinheit 1 befindet, welches
angibt, dass sich der Schaltgetriebehebel 5 in seiner geneigten
Position befindet; und
- – dass
die logische Einheit 34 ein zweites Signal von einem Sensor 36 empfängt, der
sich im Fahrzeug befindet, welches angibt, dass das Fahrzeug steht.
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In
dem gezeigten Beispiel ist die logische Einheit 34 mit
den Sensoren 35 und 36 durch die jeweiligen Verbindungen 37 und 38 verbunden.
Wenn beide oben genannte Bedingungen erfüllt sind, gibt die logische
Einheit 34 über
die Ausgangssignalverbindung 39 ein Signal ab, welches
die Feststellbremse aktiviert. Die bei Lastwagen eingesetzten Bremsensysteme
sind meistens ausschließlich
pneumatische oder teilweise pneumatische Bremssysteme, sodass das
Ausgangssignal die Aktivierung eines elektronisch kontrollierten
Ventils (nicht gezeigt) bewirkt, wodurch pneumatischer Druck auf
die Bremsen (nicht gezeigt) aufgebracht wird. Die erfindungsgemäße Feststellbremsenfunktion
kann entweder alleine als primäre
Aktivierung der Feststellbremse, oder in Kombination mit einem konventionellen
Feststellbremsenbedienteil eingesetzt werden. Der Sensor 36 zum
Erfassen, ob das Fahrzeug steht, kann z. B. aus bekannten Sensoren
zur Messung der Geschwindigkeit des Fahrzeuges bestehen, die logische
Einheit kann anstatt direkt mit einem Sensor zu kommunizieren, direkt
mit einer Kontrolleinheit des Fahrzeugs kommunizieren.
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Die
Erfindung ist nicht auf einzelne, oben beschriebene und in den Zeichnungen
dargestellte Ausführungsformen
beschränkt,
sie kann innerhalb des Gültigkeitsbereichs
der folgenden Ansprüche leicht
abgewandelt werden. Z. B. können
die beiden Elemente 26 und 27 in ein und demselben
Element integriert werden, wie z. B. in einem Doppelkippschalter.