DE60313174T2

DE60313174T2 - Schalthebelmechanismus

Info

Publication number: DE60313174T2
Application number: DE60313174T
Authority: DE
Inventors: Graeme A. Worsley JACKSON
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 2002-07-04
Filing date: 2003-07-03
Publication date: 2007-12-20
Anticipated expiration: 2023-07-04
Also published as: CN1666045A; PL373801A1; ES2283825T3; AU2003251154A1; BR0311864A; CN100400935C; WO2004005766A1; EP1520125B1; DE60313174D1; ATE359458T1; GB0215471D0; US20050172749A1; JP2005537170A; JP4288504B2; EP1520125A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gangschalthebelmechanismus, insbesondere zur Halterung eines Schalthebels und zur Vorspannung des Schalthebels in eine bevorzugte Position.
Normalerweise wird das Schalten von Gangstufen in einem Getriebesystem mittels eines Schaltfingers bewerkstelligt, der auf einen Satz von Getriebegabeln in dem Getriebe einwirkt. Auf den Schaltfinger wird mittels eines Schalthebels eingewirkt, der aus dem Getriebe herausragt und in einer Lagerungs- bzw. Halteeinrichtung gehaltert ist.
Häufig, bei einem Fahrzeug mit Hinterradantrieb, ist der Schalthebel an dem Getriebesystem direkt betätigbar und in einem Gehäuse montiert, das sich von dessen Oberseite aus wegerstreckt. Bei einem Fahrzeug mit Vorderradantrieb und in einigen Fällen bei einem Fahrzeug mit Hinterradantrieb ist der Schalthebel in Abhängigkeit von der Lage des Getriebes in Bezug auf den Fahrersitz normalerweise in dem Getriebesystem mittels einer Fernsteuerungsschaltanordnung fernbetätigbar. Die Fernsteuerungsschaltanordnung weist normalerweise eine Reihe von Hebeln oder anderen Einrichtungen, wie beispielsweise Kabeln oder hydraulischen Mechanismen, auf, mit denen der Schalthebel verbunden ist.
Bekannte Schalthebelhalte- oder -lagermechanismen weisen einen vergrößerten sphärischen Teil auf, der an dem Schalthebel angeordnet ist. Der sphärische Teil ist in dem Mechanismus in einem Haltebecher angeordnet und lässt sich über eine Kugel-Kugel-Verbindung betätigen, um darin zu schwenken, um Schaltoperationen durchzuführen. Der Haltebe cher ist in einem Gehäuse untergebracht, durch den der Hebel hindurch ragt.
Schalthebelmechanismen weisen ferner im Allgemeinen eine Vorspanneinrichtung auf, die betriebsmäßig dazu eingerichtet ist, auf den Hebel eine Vorspannkraft auszuüben, wenn dieser von einer vorbestimmten neutralen Stellung aus verschoben wird. Bekannte Vorspanneinrichtungen weisen im Allgemeinen ein Paar von diametral gegenüberliegenden Rückstellzapfen auf, die funktionsmäßig dazu eingerichtet sind, mit gegenüberliegenden Seitenflächen des Hebels in Kontakt zu treten. Die Rückstellzapfen sind entlang einer Achse angeordnet, die quer zu derjenigen des Hebels in einer vorgespannten neutralen Stellung verläuft, und sind betriebsmäßig dazu eingerichtet, auf die unteren Bereiche der Seitenflächen des Hebels eine Vorspannkraft auszuüben. Normalerweise ist zwischen jeder Seitenfläche und dem zugehörigen Rückstellzapfen ein auf Herstellungstoleranzen zurückzuführender Spalt vorhanden.
Im Einsatz veranlasst eine durch Verschwenkung bewirkte Verlagerung des Hebels von einer neutralen Stellung aus diesen, an dem relevanten Rückstellzapfen anzustoßen, und sie verschiebt den Rückstellzapfen bei einer weiteren Verlagerung des Hebels gegen die Vorspannkraft einer Feder, wodurch eine Rückstellkraft auf den Hebel angewandt wird, die dazu dient, den Hebel zurück in die neutrale Stellung zu befördern.
Die vorstehend erwähnten bekannten Mechanismen erfahren eine unerwünschte Bewegung des Hebels, die darauf zurückzuführen ist, dass die Vorspanneinrichtung in der Form der Rückstellzapfen lediglich in begrenzten richtungsabhän gigen Positionen in Bezug auf eine Verlagerung des Hebels angeordnet ist. Um einen vollständig vorgespannten Hebel zu haben, wäre es notwendig, einen in jeder Richtung, in der der Hebel verlagert werden kann, angeordneten Rückstellzapfen zu haben. Es ist klar, dass dies unökonomisch wäre, da jeder Rückstellzapfen ein Loch erfordert, das in dem Gehäuse maschinell eingearbeitet werden muss, in dem dieser angeordnet ist.
Ferner trägt der Spalt zwischen jeder Seitenfläche des Hebels und dem zugehörigen Rückstellzapfen zu einer unerwünschten Bewegung des Hebels bei, die durch einen Benutzer wahrgenommen wird.
Außerdem gibt die quer zu der Längsachse des Gehäuses ausgerichtete Anordnung der Rückstellzapfen und die Länge der Bewegungsstrecke, die bei den Zapfen erforderlich ist, um die gewünschte Vorspannkraft zu erzielen, die gesamte minimale Weite der Einrichtung vor.
Die Druckschrift US 3 064 493 A , die den nächsten Stand der Technik bildet, beschreibt einen Gangschalthebel, der an einer Schwenkeinrichtung montiert ist. Die Schwenkeinrichtung weist eine Kugel, die aus zwei Teilen besteht, einen Nockenmechanismus und eine Feder auf, die betriebsmäßig dazu eingerichtet ist, die beiden Teile der Kugel mit einer mit diesen zusammenwirkenden Gelenkpfanne in Kontakt zu halten. Der Nockenmechanismus wirkt über die Kugel, um den Gangschalthebel in einer Stellung zu halten.
Es ist erwünscht, dass der Benutzer ein bestimmtes, eindeutiges Gefühl wahrnimmt und eine Gewissheit über die Position erfährt, wenn der Hebel in vorbestimmte Stellungen, einschließlich neutraler Stellungen, verlagert wird.
Ferner ist es erwünscht, die funktionelle Effizienz des Schalthebelmechanismus zu steigern und Kosten zu reduzieren, die mit seiner Herstellung verbunden sind.
Darüber hinaus ist ein kompakter Mechanismus erwünscht, dessen Größe nicht durch seine Elemente, die von der Längsachse des Gehäuses aus radial nach außen ragen, vorgegeben ist.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schalthebelmechanismus zu schaffen, der betriebsmäßig dazu eingerichtet ist, dem Benutzer ein bestimmtes, eindeutiges Gefühl und eine Gewissheit über die Position des Hebels zu geben.
Es ist ferner eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schalthebelmechanismus mit erhöhter Funktionseffizienz zu schaffen.
Ferner ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schalthebelmechanismus mit verhältnismäßig geringen Herstellungskosten zu schaffen.
Darüber hinaus ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schalthebelmechanismus zu schaffen, der kompakt ausgebildet ist, dessen Größe nicht von seinen Elementen vorgegeben ist, die von der Längsachse des Gehäuses aus radial nach außen vorragen.
Ein Schalthebelmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung ist durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1 gekennzeichnet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Schalthebelmechanismus einen Hebel, eine Schwenkeinrichtung, die dazu eingerichtet ist, eine Verschwenkung des Hebels von einer neutralen Stellung aus in mehrere verschwenkte Gangauswahlstellungen zu unterstützen, und eine Vorspanneinrichtung auf, die an dem Hebel koaxial zu diesem angeordnet und betriebsmäßig dazu eingerichtet ist, den Hebel in die neutrale Stellung vorzuspannen, wobei die Vorspanneinrichtung ein erstes Element mit einer Auflagefläche, ein zweites Element, das koaxial zu dem Hebel angeordnet ist und das eine Endfläche sowie eine Vorspannfläche aufweist, ein drittes Element, das an dem Hebel angeordnet und mit diesem fest verbunden ist, um sich von diesem aus radial nach außen zu erstrecken, und ein Vorspannelement aufweist, das koaxial zu dem Hebel angeordnet und derart eingerichtet ist, dass es zwischen der Vorspannfläche und dem dritten Element erstreckt, wobei bei einer Verschwenkung des Hebels von der neutralen Stellung aus in eine Gangauswahlstellung hinein sich die Endfläche des zweiten Elementes auf der zweiten Auflagefläche des ersten Elementes abstützt, um eine rückstellende Vorspannkraft zu erzeugen, die über die Feder und das dritte Element auf den Hebel angewandt wird und dadurch den Hebel in die neutrale Stellung vorspannt.
Die Vorspanneinrichtung kann an dem Hebel derart angeordnet sein, dass sie koaxial zu diesem ausgerichtet ist.
Das Vorspannelement kann durch eine Feder gebildet sein.
Der Schalthebelmechanismus kann ein Gehäuse, einen Rebel mit einer Längsachse, eine Schwenkeinrichtung, die dazu eingerichtet ist, eine Verschwenkung des Hebels in mehrere Stellungen zu unterstützen, und eine Vorspanneinrichtung aufweisen, die betriebsmäßig dazu eingerichtet ist, den Rebel in wenigstens eine vorgespannte Stellung vorzuspannen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspanneinrichtung dazu dient, eine Vorspannkraft in einer in Bezug auf die Längsachse des Hebels im Wesentlichen nicht quer verlaufenden Richtung auszuüben.
Der Schalthebelmechanismus kann ein Gehäuse, einen Rebel mit einer Längsachse, eine Schwenkeinrichtung, die dazu eingerichtet ist, eine Verschwenkung des Hebels in mehrere Stellungen zu unterstützen, und eine Vorspanneinrichtung aufweisen, die betriebsmäßig dazu eingerichtet ist, den Hebel in wenigstens eine vorgespannte Stellung vorzuspannen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspanneinrichtung dazu eingerichtet ist, eine Vorspannkraft auszuüben, die dazu dient, jeder Richtung, in der der Hebel verlagert werden kann, entgegenzuwirken.
Das Gehäuse kann eine Längsachse aufweisen, und die Richtung der ausgeübten Vorspannkraft kann im Wesentlichen der der Längsachse des Gehäuses entsprechen. In der vorgespannten Stellung kann die Längsachse im Wesentlichen in der gleichen Richtung angeordnet sein, in der die Vorspannkraft angewandt werden kann.
Der Hebel erstreckt sich vorzugsweise durch das erste, das zweite, das dritte und das Vorspannelement, um eine im Wesentlichen koaxiale Anordnung zu diesen zu bilden. Das Vorspannelement kann eine Feder aufweisen.
Das erste Element ist vorteilhafterweise dazu eingerichtet, mit einer Anschlageinrichtung in Eingriff zu gelangen, die vorzugsweise an dem Gehäuse, bevorzugterweise an einer Innenwand des Gehäuses, angeordnet ist. Die Anschlageinrichtung kann einen Bereich mit reduziertem Durchmesser der Innenwand des Gehäuses aufweisen, der in Form eines Widerlagers ausgebildet sein kann, an dem das erste Element eingreift.
Die Anschlageinrichtung kann betriebsmäßig dazu eingerichtet sein, eine Verschwenkung des ersten Elementes in wenigstens einer Richtung zu verhindern.
Alternativ kann die Anschlageinrichtung an dem Hebel oder in einem Getriebesystem angeordnet sein, dem dieser betriebsmäßig zugeordnet ist.
Der Schalthebelmechanismus kann ferner eine zweite Vorspanneinrichtung aufweisen, die die gleiche wie die erste Vorspanneinrichtung sein kann.
Die Schwenkeinrichtung kann an dem Hebel zwischen der ersten und der zweiten Vorspanneinrichtung angeordnet sein.
Die Schwenkeinrichtung kann ein sphärisches Element aufweisen, das vorteilhafterweise in einem Haltebecher bzw. einer Lagerpfanne angeordnet und betriebsmäßig dazu eingerichtet ist, über eine Kugel-Kugel-Verbindung mit diesem darin schwenkbar bewegt zu werden.
Das sphärische Element kann an dem Hebel fixiert sein, wodurch ein Schwenkpunkt an dem Hebel gebildet wird. Das sphärische Element kann an dem Hebel mittels eines Haltezapfens fixiert sein. Alternativ kann das sphärische Element einen integralen Teil des Hebels bilden.
Der Hebel kann sich durch das sphärische Element hindurch erstrecken, um eine zu diesem im Wesentlichen koaxiale Anordnung zu schaffen.
Das sphärische Element ist vorzugsweise an dem Hebel zwischen einem ersten und einem zweiten Ende von diesem angeordnet.
Das sphärische Element ist vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial gebildet. Alternativ kann das sphärische Element aus einem metallischen Material ausgebildet sein.
Der Haltebecher bzw. die Lagerpfanne kann aus einem Kunststoff ausgebildet sein. Alternativ kann der Haltebecher aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet sein.
Der Haltebecher kann in dem Gehäuse untergebracht und aus mehr als nur einem einzelnen Teil ausgebildet sein.
Die vorliegende Erfindung ist nachstehend zu Beispielszwecken mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen weiter beschrieben, in denen zeigen:
1 einen Gangschalthebelmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung, im Querschnitt durch A-A, unter Veranschaulichung des Hebels, wie er in einer vorgespannten neutralen Stellung angeordnet ist;
2 den Schalthebelmechanismus nach 1, im Querschnitt durch B-B, unter Veranschaulichung des Hebels, wie er in einer neutralen Stellung angeordnet ist;
3 den Schalthebelmechanismus nach 1 und 2, im Querschnitt durch B-B, unter Veranschaulichung des Schalthebels, wie er zwischen der neutralen Stellung und einer vorbestimmten Stellung in Eingriff mit einer elastischen Einrichtung angeordnet ist;
4 den Schalthebelmechanismus aus den vorerwähnten Figuren, im Querschnitt durch B-B, unter Veranschaulichung des Hebels, wie er in einer vorbestimmten Stellung angeordnet ist, in der er die elastische Einrichtung überwunden hat; und
5 den Schalthebelmechanismus aus den vorerwähnten Figuren, im Querschnitt durch A-A, unter Veranschaulichung des Hebels, wie er in einer vorbestimmten Stellung angeordnet ist.
Bezugnehmend auf die Zeichnungen, ist dort ein Schalthebelmechanismus 10 veranschaulicht, der ein Gehäuse 12 mit einer Längsachse 14, einen Hebel 16, der ein erstes Ende 18, ein zweites Ende 20 und eine Längsachse 22 aufweist, eine Schwenkeinrichtung 24 und eine Vorspanneinrichtung 26 aufweist.
Das Gehäuse 12 ist zylindrisch, rund um die Längsachse 14 ausgebildet und weist eine Wand 28 mit einer Innenfläche 30 und eine Abdeckung 32 auf.
Der Hebel ist aus einem länglichen Element gebildet, der einen Außendurchmesser aufweist, und ist in einer neutralen Stellung in dem Gehäuse 12 entlang der Längsachse 14 von diesem angeordnet.
Die Schwenkeinrichtung 24 weist ein sphärisches Element 34, das eine äußere sphärische Oberfläche 36 aufweist, und einen Haltebecher bzw. eine Lagerpfanne 38 auf, der bzw. die eine innere sphärische Fläche 40 aufweist. Der Haltebecher 38 dient dazu, das sphärische Element 34 darin zu haltern und eine verschwenkbare Verlagerung des sphärischen Elementes 34 um einen Drehpunkt 42 durch eine Verbindung der äußeren Kugelfläche 36 von diesem mit der inneren Kugelfläche 40 des Haltebechers 38 zu ermöglichen.
Der Haltebecher 38 kann aus zwei oder mehreren Teilen ausgebildet sein, die eine Montage des Mechanismus erleichtern.
Das sphärische Element 34 und der Haltebecher sind aus einem Kunststoff ausgebildet. Alternativ können sie aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet sein.
Der Hebel 16 erstreckt sich durch das sphärische Element 34 hindurch und ist zwischen dessen erstem und dessen zweitem Ende 18 und 20 über einen Haltezapfen 44 an diesem fixiert. Der Hebel 16 lässt sich folglich um den Drehpunkt 42 herum verschwenken.
Die Vorspanneinrichtung 26 weist ein erstes und ein zweites Element 46 und 48, die dazu eingerichtet sind, entlang der Längsachse 22 des Hebels 16 verschiebbar zu sein, ein drittes Element 50, das in Bezug auf den Hebel 16 fi xiert ist, und ein Vorspannelement in Form einer Feder 52 auf, die zwischen dem zweiten und dem dritten Element 48 bzw. 50 angeordnet ist.
Die Vorspanneinrichtung weist ferner eine Anschlageinrichtung 54 in Form eines Bereichs mit kleinerem Durchmesser auf, der an der Innenfläche 30 der Gehäusewand 28 als ein Widerlager 56 angeordnet ist. Das Widerlager 56 kann einen Teil des Haltebechers 38 bilden, um Herstellungskosten zu reduzieren.
Das erste Element 46 ist in Form einer ringförmigen Scheibe ausgebildet, die einen Außendurchmesser aufweist, der ausreichend klein ist, damit diese in dem Gehäuse 12 in der Richtung der Längsachse 14 von diesem verschiebbar ist, und der ausreichend groß ist, damit diese mit dem Widerlager 56 in Kontakt treten kann, das an der Innenfläche 30 der Gehäusewand 28 angeordnet ist. Das erste Element 46 weist ferner eine Auflagefläche 47 und eine axial gegenüberliegende Widerlagerfläche 49 auf. Das erste Element weist außerdem eine Öffnung 58 auf, die sich in axialer Richtung durch dieses hindurch erstreckt.
Das zweite Element 48 ist in Form einer Buchse mit einer Zylinderform ausgebildet, die einen Bereich mit geringerem äußeren Durchmesser 60, der sich bis zu einem oberen Ende 62 erstreckt, und einen Bereich mit größerem äußeren Durchmesser 64 aufweist, der ein kranzartiges Randende 66 bildet. Das Randende 66 weist eine Randstirnfläche 67 und eine Vorspannfläche 69 auf. Das zweite Element weist ferner eine Öffnung 68 auf, die sich in axialer Richtung durch dieses hindurch erstreckt.
Das dritte Element ist in Form einer Ringscheibe mit einer axial durch diese hindurch verlaufenden Öffnung 70 ausgebildet.
In einem montierten Zustand erstreckt sich der Hebel 16 durch die Öffnung 58 des ersten Elementes 46 hindurch. Der Durchmesser der Öffnung 58 ist ausreichend größer als der Außendurchmesser des Hebels 16, so dass der Hebel 16 in einer anderen Stellung als quer dazu angeordnet werden kann.
Der Hebel 16 erstreckt sich ferner durch die Öffnung 68 des zweiten Elementes 48 hindurch. Der Durchmesser der Öffnung 68 ist größer als der Außendurchmesser des Hebels 16, so dass das zweite Element 48 entlang der Längsachse 22 des Hebels 16 an der Außenseite von diesem verschiebbar ist.
Das Randende 66 des zweiten Elementes 68 ist derart angeordnet, dass die Randstirnfläche 67 an der Auflagefläche 47 des ersten Elementes 46 anliegt.
Der Hebel 16 erstreckt sich ferner durch eine Öffnung 70 hindurch, die in dem dritten Element 50 angeordnet ist. Der Hebel 16 weist eine Auskehlung 71 auf, die durch einen Bereich mit kleinerem Durchmesser gebildet ist, der rund um die Außenumfangsfläche von diesem angeordnet ist. Die Öffnung 70 weist einen Durchmesser auf, der kleiner ist als der Durchmesser der Außenfläche des Hebels 16, so dass das dritte Element 50 in die Auskehlung 71 hineinragt, wodurch er das dritte Element 50 in Bezug auf den Hebel 16 in Längsrichtung fixiert.
Die Feder 52 ist derart angeordnet, dass sie den Bereich mit kleinerem Durchmesser 60 des zweiten Elementes 48 umgibt und sich von einer Anlage an der Vorspannfläche 69 des Randendes 66 bis zu einer Anlage mit dem dritten Element 50 erstreckt.
Die vorstehend erwähnte Schwenk- und Vorspanneinrichtung ist in dem Gehäuse durch Haltezapfen 74 und 76 gehaltert, die an dem Hebel 16 in dem Bereich des ersten und des zweiten Endes 18 bzw. 20 von diesem angeordnet sind. Der Hebel 16 erstreckt sich ferner über das erste Ende 18 hinaus, um eine Benutzerschnittstelle zu bilden, und über das zweite Ende 20 hinaus, um mit einem Getriebesystem verbunden zu sein.
Wie in den Zeichnungen veranschaulicht, kann die Vorspannung des Hebels 16 durch eine zweite Vorspanneinrichtung 72 optimiert sein, die an dem Hebel angeordnet ist, um der vorerwähnten ersten Vorspanneinrichtung 26 entgegenzuwirken, was bedeutet, dass die Schwenkeinrichtung 24 an dem Hebel 16 zwischen der ersten und der zweiten Vorspanneinrichtung 26 bzw. 27 angeordnet ist, wodurch die Reaktion und die Balance des Hebels 16 in Abhängigkeit von den Vorspannkräften verbessert werden.
Die zweite Vorspanneinrichtung 72 weist die gleichen Komponenten und den gleichen Aufbau von diesen auf wie die erste Vorspanneinrichtung 26.
1 und 2 veranschaulichen den Hebel im Einsatz in einer neutralen Stellung, in der jedes erste Element 46 im Wesentlichen senkrecht zu der Längsachse 22 des Hebels 16 ausgerichtet ist und jede Feder 52 folglich ausgedehnt ist, um den Hebel 16 in dieser neutralen Stellung abzustützen und im Gleichgewicht zu halten.
3 und 4 zeigen den Hebel 16 im Einsatz in einem Übergangszustand zu einer vorbestimmten Gangauswahlstellung hin sowie in einer Anordnung in der vorbestimmten Gangauswahlstellung, wobei der Hebel in einer ersten Ebene verschwenkt wird, die durch die Schnittlinie B-B definiert ist, während 5 den Hebel 16 im Einsatz veranschaulicht, wie er in einer vorbestimmten Gangauswahlstellung, in einer zweiten Ebene verschwenkt angeordnet ist, die durch eine Schnittlinie A-A, d.h. im Wesentlichen quer zu derjenigen der ersten Ebene, definiert ist.
Bezugnehmend auf 3 und 4 ist das erste Element 46 in Bezug auf die Längsachse 14 des Gehäuses 12 axial fixiert, um eine Auflageplattform zu bilden, die dazu dient, mit dem zweiten Element 48 in Eingriff zu gelangen.
Im Einsatz ist das dritte Element 50 in axialer Richtung relativ zu dem Hebel 16 fixiert und übt bei einer Schwenkverlagerung des Hebels eine Kraft auf einen in der Richtung, in der der Hebel verschwenkt wird, angrenzenden Bereich der Feder 52 aus. Die ausgeübte Kraft drückt die Feder zwischen dem dritten Element 50 und der Vorspannfläche 69 des zweiten Elementes 48 zusammen. Das zweite Element 48 ist entlang des Hebels 16 verschiebbar angeordnet, um dem Hebel ein Schwenken zu ermöglichen. Je größer die Schwenkverlagerung ist, desto größer ist jedoch die Kraft, die dieses in Richtung auf das erste Element 46 drückt, durch das es infolge einer Anlage an diesem daran gehindert ist, sich über dieses hinaus zu bewegen.
Deshalb drückt die Randstirnfläche 67 des zweiten Elementes auf die Auflagefläche 47 des ersten Elementes, um eine rückstellende Vorspannkraft zu erzeugen, die über die Feder 52 und das dritte Element 50 dem Hebel 16 zugeführt wird und dadurch den Hebel in die neutrale Stellung vorspannt. Die Rückstellvorspannkraft wird durch die Fähigkeit des zweiten Elementes, entlang der Längsachse des Hebels zu gleiten, verstärkt.
Zur gleichen Zeit, wenn das dritte Element 50 eine Kraft ausübt, die die Feder 52 in einem benachbarten Bereich zu der Richtung, in der der Hebel verschwenkt wird, komprimiert, übt es ferner eine damit zusammenwirkende dehnende Kraft auf die Feder 52 diametral gegenüber der komprimierenden Kraft, die ebenfalls dazu dient, den Hebel in die neutrale Stellung vorzuspannen.
Ebenfalls gleichzeitig ist die zweite Vorspanneinrichtung in der gleichen Weise wie die erste Vorspanneinrichtung, wie vorstehend beschrieben, in Funktion, um die Reaktion und den Ausgleich des Vorspanneffektes auf den Hebel zu optimieren.
Bezugnehmend auf 1 und 5 weist der Schalthebelmechanismus 10 ferner eine Hebelstellungsanzeigeeinrichtung 78 auf, die betriebsmäßig dazu eingerichtet ist, eine Anordnung des Hebels in der neutralen Stellung anzuzeigen.
Die Hebelstellungsanzeigeeinrichtung 78 weist einen Schalter 80 auf, der im Betrieb dazu dient, mit einer Schalterbetätigungseinrichtung 82 verbunden zu werden, um ein elektrisches Signal zu erzeugen, wenn der Hebel 16 in der neutralen Stellung angeordnet ist.
Der Schalter 80 weist ein Anschlussende 84 und ein Kontaktende 86 auf und ist in der Wand 28 des Gehäuses 12 entlang einer Achse angeordnet, die sich von dem sphärischen Element 34 radial nach außen erstreckt. Der Schalter 80 lässt sich entlang der Achse verschieben, in der er angeordnet ist, und ist in Richtung auf das sphärische Element 34 derart vorgespannt, dass das Kontaktende 86 mit diesem in Kontakt steht. Das Anschlussende 84 ist an eine Benutzerschnittstelle, wie beispielsweise eine visuelle oder akustische Anzeigeeinrichtung, angeschlossen.
Die Schalterbetätigungseinrichtung 82 weist ein Element 88, das an dem Kontaktende 86 des Schalters 80 angeordnet ist, und eine Elementaufnahmeeinrichtung 90 auf, die an dem sphärischen Element 34 angeordnet ist. Das Element 88 ist geeignet gestaltet, um über der Oberfläche des sphärischen Elementes 34 zu gleiten, wenn der Hebel 19 in vorbestimmte Stellungen verlagert wird, wie dies in 5 veranschaulicht ist. Die Elementaufnahmeeinrichtung 90 ist geeignet angeordnet, so dass bei einer Anordnung des Hebels 16 in der neutralen Stellung die Elementaufnahmeeinrichtung 90 mit dem Element 88 ausgerichtet ist und dieses in sich aufnimmt, wie dies in 1 veranschaulicht ist, wodurch eine elektrische Verbindung in dem Schalter 80 hergestellt wird. Die elektrische Verbindung erzeugt ein elektrisches Signal, das die Benutzerschnittstelle aktiviert, wodurch angezeigt wird, dass sich der Hebel 16 in der neutralen Stellung befindet. Es ist möglich, den Schaltmechanismus derart auszurichten und anzuordnen, dass er betätigt wird, wenn der Hebel in eine Rückwärtsgangstellung eingelegt wird, um einen Lichtschalter für den Rückwärtsfahrbetrieb oder eine sonstige Rückwärtsgang-Kontrolleinrichtung zu schaffen.
Bezugnehmend auf 2 bis 4 weist der Schalthebelmechanismus 10 ferner eine elastische bzw. nachgiebige Einrichtung 92 auf, die im Betrieb dazu dient, einen Widerstand gegen eine Verlagerung des Hebels 16 in eine begrenzte bzw. beschränkte Position, wie beispielsweise eine Position, die das Getriebe in einen Rückwärtsgang schaltet, zu bieten.
2 bis 4 zeigen eine zunehmende Verlagerung des Hebels in die beschränkte Position hinein.
Die elastische Einrichtung weist ein elastisches Element 94 und eine Raste 96 auf.
Das elastische Element 94 ist in der Wand 28 des Gehäuses 12 entlang einer Achse angeordnet, die sich von dem sphärischen Element 34 radial nach außen erstreckt. Das elastische Element 94 lässt sich entlang der Achse, in der es angeordnet ist, verschieben und ist zu dem sphärischen Element 34 hin derart vorgespannt, dass es mit diesem in Kontakt steht. Das elastische Element 94 weist ein Kontaktende 98 auf, das geeignet gestaltet ist, um über die Oberfläche des sphärischen Elementes 34 zu gleiten, wenn der Hebel 16 in andere Stellungen überführt wird, und um bei einer Verlagerung des Hebels 16 in die beschränkte Position mit der Raste 96 in Eingriff zu kommen.
Die Raste 96 ist an dem sphärischen Element 34 geeignet angeordnet, um mit dem elastischen Element 94 nur dann verbunden zu sein, wenn ein Versuch unternommen wird, um den Hebel 16 in die beschränkte Position zu überführen.
Im Gebrauch kommt bei einem Versuch, den Hebel 16 in die beschränkte Position zu verlagern, das elastische Element 34 mit der Raste 96 in Eingriff, die einen Widerstand gegen eine weitere Verlagerung des Hebels 16 in der Richtung der beschränkten Position bietet. Eine Erhöhung der auf den Hebel 16 in der Richtung der beschränkten Position ausgeübten Kraft, die ausreicht, um die auf das elastische Element 94 ausgeübte Vorspannkraft zu überwinden, ermöglicht dem elastischen Element 94, die Raste 96 zu überwinden, wodurch dem Hebel 16 ermöglicht wird, in die beschränkte Position überführt zu werden.
Aus der Beschreibung ist ersichtlich, dass die vorliegende Anordnung es ermöglicht, eine sehr kompakte Schalthebelanordnung herzustellen. Diese kann eine reduzierte Höhe über dem Getriebe im Vergleich zu bekannten Vorrichtungen aufweisen und kleiner sein, weil die Notwendigkeit eines großen sphärischen Schwenkelementes vermieden wird und die kompakte Vorspanneinrichtung an dem Hebel angeordnet ist.
Während die Anordnung mit einer einzigen Vorspanneinrichtung 26 arbeiten kann, wird bevorzugt, eine oberhalb der Schwenkachse, die durch das sphärische Element 34 definiert ist, und eine unterhalb dieser 72 zu haben. Dies ergibt ein ausgewogeneres Gefühl für den Schaltvorgang und einen erleichterten einfacheren Entwurf und Aufbau der Anordnung.
In der gesamten Beschreibung und in den Ansprüchen dieser Anmeldung bedeuten das Wort „aufweisen" und Modifikationen des Ausdrucks, wie beispielsweise „aufweisend" und „weist auf", „einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt" und sollen nicht andere Komponenten oder ganze Zahlen ausschließen.

Claims

Schalthebelmechanismus (10) mit einem Hebel (16), einer Schwenkeinrichtung (24), die dazu eingerichtet ist, eine Verschwenkung des Hebels (16) von einer neutralen Stellung aus in mehrere verschwenkte Gangauswahlstellungen zu unterstützen, und einer Vorspanneinrichtung (26), die an dem Hebel (16) koaxial zu diesem angeordnet und betriebsmäßig dazu eingerichtet ist, den Hebel in die neutrale Stellung vorzuspannen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspanneinrichtung (26) ein erstes Element (26) mit einer Auflagefläche (47), ein koaxial zu dem Hebel (16) angeordnetes zweites Element (48), das eine Endfläche (67) und eine Vorspannfläche (69) aufweist, ein drittes Element (50), das an dem Hebel (16) angeordnet und mit diesem fest verbunden ist, um sich von diesem aus radial nach außen zu erstrecken, und ein Vorspannelement (52) aufweist, das koaxial zu dem Hebel angeordnet und dazu eingerichtet ist, sich zwischen der Vorspannfläche (69) und dem dritten Element (50) zu erstrecken, wobei bei einer Verschwenkung des Hebels (16) von der neutralen Stellung in eine Gangauswahlstellung sich die Endfläche (67) des zweiten Elementes auf der Auflagefläche (47) des ersten Elementes abstützt, um eine rückstellende Vorspannkraft zu erzeugen, die über das Vorspannelement (52) und das dritte Element (50) auf den Hebel (16) angewandt wird und dadurch den Hebel in die neutrale Stellung vorspannt.
Schalthebelmechanismus nach Anspruch 1, wobei das zweite Element entlang eines Teils des Hebels (16) in der Richtung seiner Längsachse verschiebbar ist.
Schalthebelmechanismus nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Vorspanneinrichtung funktionsmäßig zur Schaffung einer omnidirektionalen Vorspannung des Hebels (16) eingerichtet ist.
Schalthebelmechanismus nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, der ein Gehäuse (12) mit einem Widerlager (56) aufweist, an den das erste Element angelegt ist.
Schalthebelmechanismus nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Vorspannelement (52) durch eine Feder gebildet ist.
Schalthebelmechanismus nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, der eine zweite Vorspanneinrichtung (72) aufweist.
Schalthebelmechanismus nach Anspruch 6, wobei die Schwenkeinrichtung zwischen der ersten und der zweiten Vorspanneinrichtung (26, 72) angeordnet ist.
Schalthebelmechanismus nach Anspruch 6 oder 7, wobei die zweite Vorspanneinrichtung (72) im Wesentlichen die gleiche ist wie die erste Vorspanneinrichtung (26) und an dem Hebel (16) angeordnet ist, um in Wechselwirkung mit der ersten Vorspanneinrichtung (26) funktionieren zu können.