WO2001092764A1 - Schaltvorrichtung eines kraftfahrzeuggetriebes - Google Patents

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WO2001092764A1
WO2001092764A1 PCT/DE2001/002051 DE0102051W WO0192764A1 WO 2001092764 A1 WO2001092764 A1 WO 2001092764A1 DE 0102051 W DE0102051 W DE 0102051W WO 0192764 A1 WO0192764 A1 WO 0192764A1
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toggle lever
locking
switching device
lever
toggle
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PCT/DE2001/002051
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Jörg Meyer
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ZF Lemförder Metallwaren AG
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    • F16H59/08—Range selector apparatus
    • F16H59/10—Range selector apparatus comprising levers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • Y10T74/20696—Finger lever release
    • Y10T74/20702—Slidable

Definitions

  • the invention relates to a shifting device of a transmission, in particular an automatic transmission, of a motor vehicle, which can be in at least one secured and one unsecured state according to the preamble of claim 1.
  • Such a secured state of the switching device is used, for example, to implement a so-called "key lock” or "shift lock” system on a switching device, thereby ensuring that the selector lever is out of a certain position , for example from the "P" position, can only be moved if either the ignition key of the vehicle is in a certain position and / or the brake of the vehicle is actuated.
  • This is done by a corresponding mechanism or other device for this concerned that unlocking the selector lever is only possible if the vehicle is in a certain configuration - for example, the brake is actuated - while in other vehicle configurations an unlocking of the selector lever and thus starting the vehicle is prevented.
  • a similar switching device is known for example from US Pat. No. 5,402,870.
  • This is a shifting device for an automatic transmission, which can be in a secured and an unsecured state, whereby there is a swiveling selector lever for selecting different driving stages and the selector lever has a first locking mechanism that can lock the pivoting movement of the selector lever, this first locking mechanism having a displaceable locking element (detent pawl), which has a fixed locking contour on a locking plate (detent plate ) can intervene and prevents the selector lever from pivoting if the locking element engages in the locking contour.
  • this first locking mechanism having a displaceable locking element (detent pawl), which has a fixed locking contour on a locking plate (detent plate ) can intervene and prevents the selector lever from pivoting if the locking element engages in the locking contour.
  • the switching device has a second locking mechanism with a toggle lever, which rests against a stop in an extended locking position and indirectly prevents a release of the first locking mechanism via a bolt by engaging in a push rod that is axially displaceable to the selector lever and to which the locking element is fastened , while the toggle lever allows the first locking mechanism to be unlocked by pulling back the bolt that has blocked the axially movable rod.
  • the inventor has recognized that a significant simplification of the switching device can be achieved by an improved arrangement of the toggle lever and a cheaper point of application of the toggle lever.
  • the inventor proposes the known shifting device of a transmission, in particular an automatic transmission of a motor vehicle, which can be in at least one secured and one unsecured state and which has at least the following elements:
  • first locking mechanism which can lock the pivoting movement of the selector lever, the first locking mechanism having a displaceable locking element and a fixed locking contour for engaging the locking element and can prevent the selector lever from pivoting by engaging the locking element in the locking contour,
  • a second locking mechanism which enables a toggle lever, which rests against a stop in an extended locking position and prevents the release of the first locking mechanism, and unlocking of the first locking mechanism in the bent release position
  • a special embodiment of the switching device provides that the leg of the at least one toggle lever acting on the locking element is connected to the locking element such that it can rotate and the locking element can preferably simultaneously form an axis of rotation of the leg.
  • Such an embodiment is implemented, for example, in the exemplary embodiment below.
  • the blocking of the blocking element can be brought about in that one leg only engages under the corresponding blocking element and thus causes a block without having to be firmly connected to this blocking element.
  • the exemplary embodiment described later shows a switching device in which the locking element is attached to a push rod that is axially displaceable relative to the selector lever, the push rod also running here in the selector lever itself.
  • the locking element is attached at the end to a manually operable Bowden cable, so that the displaceable rod is replaced by a Bowden cable, which can then be laid in any way.
  • the stationary locking contour can also be part of a locking plate connected to a switching device housing, for example.
  • a locking device housing for example.
  • the release mechanism for releasing the toggle lever from the extended locked position has an electromagnetically or hydraulically movable pressure element, preferably a bolt, which can cause the toggle lever to buckle. If an electromagnetically movable pressure element is implemented, the respective position of the toggle lever can be adjusted, for example, via an electrical switch that is connected to the foot brake pedal and / or with a switch that is connected to the ignition lock, in the sense of a “key lock” or “ Shift-Lock "system can be realized.
  • the triggering device has a hydraulically movable pressure element.
  • a hydraulic connection can be established between the brake circuit system and the pressure element, so that the knee lever is actually only released when a corresponding hydraulic pressure builds up in the brake system of the vehicle.
  • the safe state can only be released when the brake system is actually working and not when the foot brake lever is only actuated. This achieves an additional safety aspect, since the vehicle can be secured before starting even if the hydraulic system of the brake system fails.
  • the release mechanism for releasing the toggle lever from the extended blocking position has an electromagnet, a permanent magnet being arranged in the middle of the toggle lever, which is directly opposite the electromagnet in the extended blocking position and for When the toggle lever is released, the electromagnet generates a magnetic field that repels the permanent magnet.
  • a securing element is provided on the toggle lever, which reversibly holds the toggle lever in the extended locked position, whereby the toggle lever cannot be released accidentally even by shaking the vehicle.
  • Such a securing element can represent, for example, a spring element which acts on the legs of the toggle lever and the legs of the toggle lever, as in the later shown embodiment shown, held by light pressure in the extended locked position.
  • the securing element can consist in that a permanent magnet is provided which is arranged or engages on the axis between the legs of the toggle lever and thereby holds the toggle lever in the extended locked position with a slight magnetic force.
  • a permanent magnet can represent the core of the electromagnet, which is reversed in the event of tripping by a correspondingly stronger electromagnet and leads to a repulsive effect on the toggle lever and thereby a release of the toggle lever.
  • two toggle levers are provided on both sides of the selector lever, at least one pair of opposite toggle lever legs, preferably both pairs of toggle lever legs, being able to be connected to one another in such a way that a synchronous movement of the toggle levers arranged on both sides is forced.
  • the switching device can represent both a switching device which transmits its switching commands to a manual or automatic transmission via mechanical means or without power, for example electrically or optically.
  • Figure 1 Side view of a switching device for an automatic transmission with selector lever in the secured "P” position with toggle lever in the extended locked position
  • Figure 2 Cross section of the shifting device with selector lever in the secured "P" position with
  • FIG. 1 shows a switching device according to the invention for an automatic transmission in a side view.
  • the switching device has a selector lever 1, in which a push rod 2 is arranged axially displaceably.
  • the selector lever 1 is pivotally mounted about a selector 8 and, in the situation shown, is in a parking position ("P" position) which prevents the vehicle from rolling away.
  • the push rod 2 itself is connected to a locking pin 4 and is supported by a Spiral spring 10, which is not visible here, is pressed elastically upward, the locking pin 4 engaging in a locking contour 9, which is attached to a stationary bridge 3. Due to the upward spring action of the spiral spring 10, the locking pin 4 moves into the locking contour 9 and prevents pivoting of the selector lever 1 in a known manner.
  • toggle lever 5 which only extends the locking pin 4 in a certain vehicle configuration allowed.
  • this is achieved here in that the toggle lever engages with an upper leg 5.1 directly on the locking pin 4, which acts here as a locking element.
  • the second, lower leg of the toggle lever is connected to the lower part of the pivotable selector lever 1 via a lower toggle lever axis.
  • the locking pin 4 also serves as the upper toggle lever axis.
  • the extended position of the toggle lever 5 prevents the locking pin 4 and thus also the selector lever 1 from being released.
  • a release mechanism 7 which in the example shown here consists of an electromagnetically driven release pin 7.1, which extends for release and presses perpendicular to the elongated "longitudinal axis" of the toggle lever and thus pushes it into a kinked position
  • the release pin 7.1 shown in FIG. 3 located in the electromagnetic release mechanism 7 presses against a right-angled leg extension 5.6 of the upper leg of the toggle lever 5 and thus causes a kink.
  • a spring 6 is attached to the knee lever as a safety device, which exerts a slight pre-tension on the knee lever in the direction of the extended locked position.
  • the knee lever has on the opposite side to the right-angled leg extension 5.6 via a stop 5.5 (shown in FIG. 7), which is attached in such a way that there is an extended locked position of the toggle lever, which has only a smaller deflection of the toggle lever 5 in the direction of the release mechanism 7, based on the stop 5.6 and thereby ensures safe blocking.
  • FIG. 2 shows a cross section through the switching device according to the invention from Figure 1.
  • a toggle lever is attached on both sides of the selector lever 1, and that the locking pin 4 cuts through the push rod 2, on both sides from the Selector lever 1 protrudes in a slot and at the same time forms the upper toggle lever axis.
  • the spiral spring 10 can be clearly seen, which presses the locking pin 4 and thus the push rod 2 attached to it upwards.
  • FIG. 2 also shows that the blocking contour 9, which in its continuation has a detent for the various Positions of the selector lever represents, is also arranged on both sides of the selector lever 1 in a bridge 3.
  • FIG. 3 shows this switching device again in a side view, corresponding to FIG. 1, with the selector lever 1 still in the “P” position.
  • the toggle lever 5 has buckled, so that the Push rod 2 - as shown here - could move downward and the locking pin 4 could extend out of the locking contour 9, so that pivoting of the selector lever 1 is now possible.
  • the deployment bolt can be extended, for example, by actuating the brake in the vehicle or turning the vehicle key to a specific position or by combining both conditions so that it is ensured that the selector lever 1 does not swivel unintentionally and thus starts off of the vehicle takes place. It goes without saying that such a locking of the selector lever according to the invention can not only be used in an automatic transmission, but that it can also be used for a switching device of a manual transmission, for example by locking the first gear after it is engaged and securing it as described here ,
  • FIG. 4 again shows a cross section of the switching device from FIG. 3. It can also be seen here that the toggle levers 5 arranged on both sides, which are otherwise firmly connected to one another via the right-angled leg extension 5.6 and via the stop 5.5 not visible here, have been triggered and the push rod 2 has moved downward so that the selector lever 1 can now be pivoted freely.
  • a toggle lever 5 with two toggle lever limbs 5.1, 5.2 which can be pivoted about a central toggle lever axis 5.3 is attached such that one end of a toggle lever leg 5.1 pivotably engages the locking pin 4 and the other toggle lever leg 5.1 is also pivotally connected to the selector lever 1.
  • the toggle lever has a stop 5.5, which is in an almost completely extended Locked position serves as a support, whereby a loosening of the locking pin 4 is prevented.
  • a release mechanism 7 exerts a small deflecting force on the central toggle lever axis to unlock the toggle lever 5, so that the toggle lever is pressed past its dead center, can now bend freely and can then be further bent by manual actuation of the push rod 2.
  • Figure 5 shows a side view of the switching device according to the invention, in which the selector lever 1 is in a driving position (here "D" position).
  • the knee joint which is pivotally attached to the locking pin 4 with its upper toggle lever, is in the pivoting movements of the
  • the locking contour 9 with the detent which extends further to the right is arranged in such a way that there is always a distance between the highest locking position and the further course of the locking contour, as a result of which the toggle lever 5 is in all other positions than that Do not extend the "P" position to the extended locked position and therefore cannot lock the push rod 2.
  • the selector lever 1 is here also in the “P” position as in FIG. 1 and is locked in the blocking contour 9, while the toggle lever 5 is in the extended blocking position.
  • the stop 5.5 of the toggle lever is closed recognize that is in the extended locked position on the lower part of the selector lever 1.
  • the right-angled leg extension 5.6 of the toggle lever 5 is located directly on the release mechanism 7 with the release pin 7.1.
  • FIG. 7 likewise shows a longitudinal section through the circuit device of FIG. 3 with the selector lever 1 in the “P” position and a toggle lever 5 in the unlocked position.
  • the release bolt 7.1 of the electromagnetic release mechanism 7 is extended here and has the toggle lever 5 on the right-angled one Leg extension 5.6 pushed to the side and brought into a kinked position.
  • a Bowden cable 11 is additionally shown, which is connected to the selector lever 1 via a joint and transmits the selection movements to an automatic transmission. It is pointed out that the present invention is not limited solely to the mechanical transmission of dialing movements, but that such an embodiment can also be used in switching devices which pass on their dialing commands without power, for example optically and electronically, to an automatic transmission or another vehicle transmission ,
  • this invention thus presents a switching device which can be in a secured or unsecured state, the number of moving parts being reduced compared to the prior art.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung eines Getriebes, welches sich in mindestens einem gesicherten und einem ungesicherten Zustand befinden kann, mit einem schwenkbaren Wählhebel (1), einem ersten Sperrmechanismus, der die Schwenkbewegung des Wählhebels sperren kann, wobei der erste Sperrmechanismus ein verschiebbares Sperrelement (4) und mindestens eine ortsfeste Sperrkontur (9) zum Eingriff des Sperrelmentes (4) aufweist und durch einen Eingriff des Sperrelementes (4) in die Sperrkontur (9) ein Verschwenken des Wählhebels (1) verhindert wird, einem zweiten Sperrmechanismus, welcher mindestens einen Kniehebel (5), der in einer gestreckten Sperrstellung an einem Anschlag (5.5) anliegt und die Freigabe des ersten Sperrmechanismus (4, 9) verhindert, und in abgeknickter Freigabestellung eine Entriegelung des ersten Sperrmechanismus (4, 9) ermöglicht, aufweist und einen Auslösemechanismus (7) zum Lösen des Kniehebels (5) aus der gestreckten Sperrstellung aufweist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Kniehebel (5) derart angeordnet ist, daß ein Schenkel (5.1) des Kniehebels (5) am Sperrelement (4) des ersten Sperrmechanismus angreift.

Description

Schaltvorrichtung eines Kraftfahrzeuggetriebes
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung eines Getriebes, insbesondere eines Automatikgetriebes, eines Kraftfahrzeuges, welches sich in mindestens einem gesicherten und einem ungesicherten Zustand befinden kann gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Ein solcher gesicherter Zustand der Schaltvorrichtung, genauer gesagt des Wählhebels, wird beispielsweise genutzt, um ein sogenanntes „Key Lock"- oder „Shift Lock"-System an einer Schaltvorrichtung zu verwirklichen, wobei hierdurch sichergestellt wird, daß der Wählhebel aus einer bestimmten Stellung heraus, zum Beispiel aus der „P"-Stellung, nur dann bewegt werden kann, wenn entweder der Zündschlüssel des Fahrzeuges sich in einer bestimmten Position befindet und/oder die Bremse des Fahrzeuges betätigt ist. Dabei wird durch eine entsprechende Mechanik oder eine sonstige Vorrichtung dafür gesorgt, daß eine Entriegelung des Wählhebels nur möglich ist, wenn sich das Fahrzeug in einer bestimmten Konfiguration - z.B. Bremse betätigt - befindet, während bei anderen Fahrzeugkonfigurationen ein Entriegelung des Wählhebels und damit ein in Gang setzen des Fahrzeuges verhindert wird.
Eine ähnliche Schaltvorrichtung ist beispielsweise aus der Patentschrift US 5.402.870 bekannt. Es handelt sich hierbei um eine Schaltvorrichtung für ein Automatikgetriebe, welche sich in einem gesicherten und einem ungesicherten Zustand befinden kann, wobei ein schwenkbarer Wählhebel, zur Anwahl unterschiedlicher Fahrstufen, vorliegt und der Wählhebel einen ersten Sperrmechanismus aufweist, der die Schwenkbewegung des Wählhebels sperren kann, wobei dieser erste Sperrmechanismus ein verschiebbares Sperrelement (detent pawl) aufweist, welches in eine ortsfeste Sperrkontur an einer Sperrplatte (detent plate) eingreifen kann und im Falle des Eingriffs des Sperrelementes in die Sperrkontur ein Verschwenken des Wählhebels verhindert. Weiterhin weist die Schaltvorrichtung einen zweiten Sperrmechanismus mit einem Kniehebel auf, der in einer gestreckten Sperrstellung an einem Anschlag anliegt und mittelbar über einen Bolzen durch einen Eingriff in eine axial zum Wählhebel verschieblichen Druckstange, an der das Sperrelement befestigt ist, eine Freigabe des ersten Sperrmechanismus verhindert, während der Kniehebel in abgeknickter Stellung eine Entriegelung des ersten Sperrmechanismus ermöglicht, indem der Bolzen, der die axial bewegliche Stange blockiert hat, zurückgezogen wird.
In der Sperrstellung des Kniehebels, das heißt in einer gestreckten Stellung, bei der lediglich ein ganz leichtes Einknicken des Kniehebels vorliegt, liegt die Mitte des Kniehebels, im Bereich der schwenkbaren Verbindung der beiden Schenkel des Kniehebels, an einem Anschlag an, so daß der Kniehebel seine gestreckte Stellung sicher beibehält. Soll der Kniehebel von dieser gestreckten Sperrstellung in eine abgeknickte Freigabestellung überführt werden, so greift eine elektromagnetisch gesteuerte Auslösevorrichtung an der Mitte des Kniehebels an und zieht den Kniehebel in eine abgeknickte Stellung, in der die Sperrung der verschieblichen Stange aufgehoben ist.
Der Nachteil dieser bekannten Vorrichtung liegt darin, daß eine relativ große Anzahl beweglicher Teile notwendig ist, um diese zu verwirklichen, wodurch einerseits hohe Herstellungskosten und andererseits eine große Reparaturanfälligkeit besteht.
Es ist Aufgabe der Erfindung eine Schaltvorrichtung zu finden, welche sich in mindestens einem gesicherten und einem ungesicherten Zustand befinden kann, wobei die Anzahl beweglicher Teile möglichst gering ausfallen soll. Der Erfinder hat erkannt, daß durch eine verbesserte Anordnung des Kniehebels und einen günstigeren Angriffspunkt des Kniehebels eine wesentliche Vereinfachung der Schaltvorrichtung erreicht werden kann.
Demgemäß schlägt der Erfinder vor, die bekannte Schaltvorrichtung eines Getriebes, insbesondere eines Automatikgetriebes eines Kraftfahrzeuges, welches sich in mindestens einem gesicherten und einem ungesicherten Zustand befinden kann und die mindestens folgende Elemente aufweist:
- einem schwenkbaren Wählhebel zur Anwahl unterschiedlicher Gänge und/oder Fahrstufen,
- einem ersten Sperrmechanismus, der die Schwenkbewegung des Wählhebels sperren kann, wobei der erste Sperrmechanismus ein verschiebbares Sperrelement und eine ortsfeste Sperrkontur zum Eingriff des Sperrelementes aufweist und durch einen Eingriff des Sperrelementes in die Sperrkontur ein Verschwenken des Wählhebels verhindern kann,
- einem zweiten Sperrmechanismus, welcher einen Kniehebel, der in einer gestreckten Sperrstellung an einem Anschlag anliegt und die Freigabe des ersten Sperrmechanismus verhindert, und in abgeknickter Freigabestellung eine Entriegelung des ersten Sperrmechanismus ermöglicht,
- einen Auslösemechanismus zum Lösen des Kniehebels aus der gestreckten Sperrstellung, dahingehend zu verbessern, daß der Kniehebel derart angeordnet ist, daß ein Schenkel des Kniehebels am Sperrelement des ersten Sperrmechanismus angreift.
Durch diese erfindungsgemäße Anordnung des mindestens einen Kniehebels wird bewirkt, daß nicht mehr das handbetätigte Mittel, welches ein Ausrücken des Sperrelementes aus der Sperrkontur bewirken kann, sondern daß der Kniehebel selbst, ohne mechanischen Umweg, direkt an dem Sperrelement angreift und dieses im gegebenen Fall blockiert, so daß eine Verschwenkung des Wählhebels nicht möglich ist. Durch diese Veränderung des Angriffspunktes des Kniehebels kann beispielsweise auf einen Bolzen am Kniehebel, wie er im Stand der Technik vorliegt und der die Bewegung einer Stange blockieren kann, verzichtet werden. Des weiteren besteht nun auch die Möglichkeit hierdurch unterschiedlich ausgebildete erste Sperrmechanismen zu blockieren.
Eine besondere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung sieht vor, daß der am Sperrelement angreifende Schenkel des mindestens einen Kniehebels drehbeweglich mit dem Sperrelement verbunden ist, wobei vorzugsweise das Sperrelement gleichzeitig eine Drehachse des Schenkels bilden kann. Eine derartige Ausgestaltung ist beispielsweise in dem nachstehenden Ausführungsbeispiel verwirklicht. Es ist jedoch auch selbstverständlich, daß die Blockade des Sperrelementes dadurch bewirkt werden kann, daß ein Schenkel lediglich unter das entsprechende Sperrelement greift und damit eine Blockade bewirkt, ohne fest mit diesem Sperrelement verbunden sein zu müssen. Das später beschriebene Ausführungsbeispiel zeigt eine Schaltvorrichtung, bei der das Sperrelement an einer axial zum Wählhebel verschieblichen Druckstange angebracht ist, wobei die Druckstange hier auch noch im Wählhebel selbst verläuft.
Möglich ist allerdings auch eine Ausbildung, bei der das Sperrelement endseitig an einem von Hand betätigbaren Bowdenzug angebracht ist, so daß die verschiebliche Stange durch einen Bowdenzug ersetzt wird, der dann in beliebiger Weise verlegt werden kann.
Erfindungsgemäß kann auch die ortsfeste Sperrkontur beispielsweise Teil einer, mit einem Schaltvorrichtungsgehäuse verbundenen Sperrplatte sein. Jedoch ist es beispielhaft auch möglich, die Sperrkontur in anderen ortsfesten Elementen der Schaltvorrichtung, beispielsweise an einem Gehäuse, unterzubringen, so daß das Sperrelement in eine Kontur des Schaltgehäuses eingreift.
In einer weiteren besonderen Ausbildung der Schaltvorrichtung schlägt der Erfinder vor, daß der Auslösemechanismus, zum Lösen des Kniehebels aus der gestreckten Sperrstellung, ein elektromagnetisch oder hydraulisch bewegliches Druckelement, vorzugsweise einen Bolzen, aufweist, der das Einknicken des Kniehebels bewirken kann. Wird einer elektromagnetisch bewegliches Druckelement verwirklicht, so kann beispielsweise über einen elektrischen Schalter, der mit dem Fußbremspedal verbunden ist und/oder mit einem Schalter der mit dem Zündschloß verbunden ist, die jeweilige Stellung des Kniehebels im Sinne eines „Key-Lock"- oder „Shift-Lock"-Systems verwirklicht werden.
Besonders vorteilhaft kann es allerdings auch sein, wenn die Auslösevorrichtung ein hydraulisch bewegliches Druckelement aufweist. Hierdurch kann eine hydraulische Verbindung zwischen dem Bremskreissystem und dem Druckelement hergestellt werden, so daß sich tatsächlich nur dann ein Lösen des Kniehebels ergibt, wenn sich ein entsprechender hydraulischer Druck im Bremssystem des Fahrzeuges aufbaut. Das heißt das Lösen des gesicherten Zustandes wird nur dann ermöglicht, wenn die Bremsanlage tatsächlich funktioniert und nicht schon dann, wenn lediglich der Fußbremshebel betätigt wird. Hierdurch wird ein zusätzlicher Sicherheitsaspekt erreicht, da auch bei einem Ausfall des hydraulischen Systems der Bremsanlage das Fahrzeug vor dem Anfahren gesichert werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Schaltvorrichtung schlägt der Erfinder auch vor, daß der Auslösemechanismus zum Lösen des Kniehebels aus der gestreckten Sperrstellung einen Elektromagnet aufweist, wobei in der Mitte des Kniehebels ein Permanentmagnet angeordnet ist, der in der gestreckten Sperrstellung dem Elektromagnet unmittelbar gegenüberliegt und wobei zum Lösen des Kniehebels der Elektromagnet ein magnetisches Feld erzeugt, das den Permanentmagneten abstößt.
In einer weiteren Ausführung der Schaltvorrichtung wird vorgeschlagen, daß ein Sicherungselement am Kniehebel vorgesehen ist, welches den Kniehebel reversibel in der gestreckten Sperrstellung hält, wobei auch durch Erschütterung des Fahrzeuges nicht zufällig ein Lösen des Kniehebels bewirkt werden kann.
Ein solches Sicherungselement kann beispielsweise ein Federelement darstellen, welches an den Schenkeln des Kniehebels angreift und die Schenkel des Kniehebels, wie im später dargestellten Ausführungsbeispiel gezeigt, durch leichten Druck in der gestreckten Sperrstellung hält.
Eine andere Ausführung des Sicherungselementes kann darin bestehen, daß ein Permanentmagnet vorgesehen wird, der an der Achse zwischen den Schenkeln des Kniehebels angeordnet ist beziehungsweise angreift und dadurch den Kniehebel mit einer leichten magnetischen Kraft in der gestreckten Sperrstellung hält. Wird diese Variante des Sicherungselementes in Verbindung mit dem Auslösemechanismus durch einen Elektromagneten verwirklicht, so kann beispielsweise der Permanentmagneten den Kern des Elektromagneten darstellen, der im Fall des Auslösens durch einen entsprechend stärkeren Elektromagneten umgepolt wird und zu einer abstoßenden Wirkung am Kniehebel führt und dadurch ein Lösen des Kniehebels bewirkt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Schaltvorrichturig ist vorgesehen, zwei Kniehebel beidseits des Wählhebels anzubringen, wobei mindestens jeweils ein gegenüberliegendes Kniehebelschenkelpaar, vorzugsweise beide Kniehebelschenkelpaare so miteinander verbunden sein können, daß eine synchrone Bewegung der beidseits angeordneten Kniehebel erzwungen ist.
Es ist daraufhinzuweisen, daß die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung sowohl eine Schaltvorrichtung darstellen kann, die ihre Schaltbefehle über mechanische Wege oder kraftlos, beispielsweise elektrisch oder optisch, an ein Schaltgetriebe oder Automatikgetriebe überträgt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.' Die Figuren zeigen im Einzelnen:
Figur 1 : Seitenansicht einer Schaltvorrichtung für ein Automatikgetriebe mit Wählhebel in gesicherter „P"-Stellung mit Kniehebel in gestreckter Sperrstellung; Figur 2: Querschnitt der Schaltvorrichtung mit Wählhebel in gesicherter „P"-Stellung mit
Kniehebel in gestreckter Sperrstellung; Figur 3: Seitenansicht der Schaltvorrichtung mit Wählhebel in entsicherter „P"-Stellung mit gelöstem Kniehebel; Figur 4: Querschnitt der Schaltvorrichtung mit Wählhebel in entsicherter „P"-Stellung mit gelöstem Kniehebel; Figur 5: Seitenansicht der Schaltvorrichtung mit Wählhebel in „D"-Stellung mit gelöstem
Kniehebel; Figur 6: Längsschnitt der Schaltvorrichtung mit Wählhebel in gesicherter „P"-Stellung mit gestrecktem Kniehebel auf Anschlag; Figur 7: Längsschnitt der Schaltvorrichtung mit Wählhebel in entsicherter „P"-Stellung mit gelöstem Kniehebel.
Die Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung für ein Automatikgetriebe in der Seitenansicht. Die Schaltvorrichtung verfügt über einen Wählhebel 1, in dem koaxial eine Druckstange 2 axial verschiebbar angeordnet ist. Der Wählhebel 1 ist um eine Wählaehse 8 schwenkbar gelagert und befindet sich in der dargestellten Situation in einer Parkstellung (,,P"-Stellung), die ein Wegrollen des Fahrzeuges verhindert. Die Druckstange 2 selbst ist mit einem Arretierungszapfen 4 verbunden und wird durch eine Spiralfeder 10, die hier nicht sichtbar ist, elastisch nach oben gedrückt, wobei der Arretierungszapfen 4 in eine Sperrkontur 9 eingreift, die an einer ortsfesten Brücke 3 angebracht ist. Durch die nach oben gerichtete Federwirkung der Spiralfeder 10, fährt der Arretierungszapfen 4 in die Sperrkontur 9 ein und verhindert in bekannter Weise das Verschwenken des Wählhebels 1.
Ein ungewolltes Auslösen des Arretierungszapfens 4 aus der Sperrkontur 9 und damit des Wählhebels 1 aus der hier gezeigten Stellung wird durch einen Kniehebel 5 verhindert, der ein Ausfahren des Arretierungszapfens 4 nur in einer bestimmten Fahrzeugkonfiguration erlaubt. Erfindungsgemäß wird dies hier dadurch erreicht, daß der Kniehebel mit einem oberen Schenkel 5.1 direkt am Arretierungszapfen 4, der hier als Sperrelement fungiert, angreift. Der zweite, untere Schenkel des Kniehebels ist mit dem unteren Teil des schwenkbaren Wählhebels 1 über eine untere Kniehebelachse verbunden. Der Arretierungszapfen 4 dient gleichzeitig als obere Kniehebelachse. Durch die gestreckte Stellung des Kniehebels 5 wird ein Lösen des Arretierungszapfens 4 und damit auch des Wählhebels 1 verhindert. Zur Auslösung des Kniehebels in eine gelöste, abgeknickte Stellung ist ein Auslösemechanismus 7 vorgesehen, der in dem hier gezeigten Beispiel aus einem elektromagnetisch angetriebenen Auslösebolzen 7.1 besteht, der zur Auslösung ausfährt und senkrecht zur gestreckten „Längsachse" des Kniehebels drückt und diesen damit in eine abgeknickte, gelöste Stellung überführen kann. Hierbei drückt der im elektromagnetischen Auslösemechanismus 7 gelegene Auslösebolzen 7.1 (gezeigt in Figur 3) gegen eine rechtwinkelige Schenkelverlängerung 5.6 des oberen Schenkels des Kniehebels 5 und bewirkt somit ein Abknicken. Um ein ungewolltes Abknicken, beispielsweise durch Erschütterungen des Fahrzeuges, zu vermeiden, ist als Sicherungsvorrichtung eine Feder 6 am Kniehebel angebracht, die eine leichte Vorspannung des Kniehebels in die Richtung der gestreckten Sperrstellung ausübt. Des weiteren verfügt der Kniehebel auf der gegenüberliegenden Seite zur rechtwinkligen Schenkelverlängerung 5.6 über einen Anschlag 5.5 (gezeigt in Figur 7), der so angebracht ist, daß sich eine gestreckte Sperrstellung des Kniehebels ergibt, die lediglich eine geringere Auslenkung des Kniehebels 5 in die Richtung des Auslösemechanismus 7 unter Anlehnung an den Anschlag 5.6 aufweist und dadurch für eine sichere Sperrung sorgt.
Die Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung aus der Figur 1. Hier ist zusätzlich erkennbar, daß aus Gründen der besseren Kraftverteilung, jeweils ein Kniehebel beidseits des Wählhebels 1 angebracht ist, und daß der Arretierungszapfen 4 die Druckstange 2 durchschneidet, beidseits aus dem Wählhebel 1 in einem Schlitz herausragt und gleichzeitig die obere Kniehebelachse bildet. Ebenso ist in diesem Querschnitt die Spiralfeder 10 deutlich zu erkennen, die den Arretierungszapfen 4 und damit die daran befestigte Druckstange 2 nach oben drückt. Auch zeigt die Figur 2, daß die Sperrkontur 9, die in ihrer Fortführung eine Rastierung für die verschiedenen Stellungen des Wählhebels darstellt, ebenfalls auf beiden Seiten des Wählhebels 1 in einer Brücke 3 angeordnet ist.
Die Figur 3 zeigt diese Schaltvorrichtung wieder in einer Seitenansicht, entsprechend der Figur 1, wobei sich der Wählhebel 1 weiterhin in „P"-Stellung befindet. Allerdings ist durch ein Herausfahren des Auslösebolzens 7.1 ein Einknicken des Kniehebels 5 bewirkt worden, so daß sich die Druckstange 2 - wie hier gezeigt — nach unten bewegen konnte und der Arretierungszapfen 4 aus der Sperrkontur 9 ausfahren konnte, so daß ein Verschwenken des Wählhebels 1 nun möglich ist.
Das Ausfahren des Auslösebolzens kann beispielsweise dadurch geschehen, daß die Bremse im Fahrzeug betätigt wurde oder der Fahrzeugschlüssel in eine bestimmte Stellung gedreht wurde oder auch beide Bedingungen in Kombination eintreten, so daß sicher gestellt ist, das kein unbeabsichtigtes Verschwenken des Wählhebels 1 und damit ein Anfahren des Fahrzeuges stattfindet. Es ist dabei selbstverständlich, daß eine derartige erfindungsgemäße Arretierung des Wählhebels nicht nur bei einem Automatikgetriebe verwendet werden kann, sondern daß auch für eine Schaltvorrichtung eines manuellen Getriebes verwendet werden kann, indem zum Beispiel der erste Gang nach dessen Einlegung gesperrt und wie hier beschrieben gesichert wird.
Die Figur 4 zeigt wiederum einen Querschnitt der Schaltvorrichtung aus Figur 3. Auch hier ist zu erkennen, daß die beidseits angeordneten Kniehebel 5, die im übrigen fest miteinander über die rechtwinklige Schenkel Verlängerung 5.6 und über den hier nicht sichtbaren Anschlag 5.5 verbunden sind, ausgelöst wurden und sich die Druckstange 2 nach unten bewegt hat, so daß der Wählhebel 1 nun frei geschwenkt werden kann.
Insgesamt wird also ein Kniehebel 5 mit zwei um eine mittlere Kniehebelachse 5.3 verschwenkbare Kniehebelschenkeln 5.1, 5.2 so angebracht, daß ein Kniehebelschenkel 5.1 mit seinem Ende schwenkbar am Arretierungszapfen 4 angreift und der andere Kniehebelschenkel 5.1 ebenfalls schwenkbar mit dem Wählhebel 1 verbunden ist. Hierbei weist der Kniehebel einen Anschlag 5.5 auf, der in einer fast vollständig gestreckten Sperrstellung als Stütze dient, wodurch ein Lösen des Arretierungszapfens 4 verhindert wird. Durch einen Auslösemechanismus 7 wird zum Entriegeln des Kniehebels 5 eine kleine auslenkende Kraft auf die mittlere Kniehebelachse ausgeübt, so daß der Kniehebel über seinen Totpunkt gedrückt wird, sich nun frei abknicken kann und anschließend durch Handbetätigung der Druckstange 2 weiter angewinkelt werden kann.
Die Figur 5 zeigt eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung, in der sich der Wählhebel 1 in einer Fahrtstellung (hier ,,D"-Stellung) befindet. Das Kniegelenk, das mit seinem oberen Kniehebel schwenkbar am Arretierungszapfen 4 befestigt ist, wird bei den Schwenkbewegungen des Wählhebels mitgeschwenkt, wobei es sich frei abknicken kann. Die Sperrkontur 9 mit der weiter rechts verlaufenden Rastierung ist hierbei so angeordnet, daß stets ein Abstand zwischen der höchsten Sperrstellung und dem weiteren Verlauf der Sperrkontur besteht, wodurch der Kniehebel 5 in allen anderen Stellung als der „P"-Stellung nicht in die gestreckte Sperrstellung ausfahren und damit keine Verriegelung der Druckstange 2 bewirken kann.
In der Figur 6 ist nochmals ein Längsschnitt durch die Schaltvorrichtung dargestellt. Der Wählhebel 1 steht hier ebenfalls wie in der Figur 1 in der „P"-Stellung und ist in der Sperrkontur 9 eingerastet, während der Kniehebel 5 sich in gestreckter Sperrstellung befindet. Auf der rechten Seite des Wählhebels 1 ist der Anschlag 5.5 des Kniehebels zu erkennen, der in der gestreckten Sperrstellung am unteren Teil des Wählhebels 1 anliegt. Gleichzeitig befindet sich die rechtwinklige Schenkelverlängerung 5.6 des Kniehebels 5 direkt am Auslösemechanismus 7 mit dem Auslösebolzen 7.1.
Anstelle der sichernden Feder 6, die hier in diesem Schnitt nur teilweise angedeutet ist, kann beispielsweise auch am linken Ende der rechtwinkligen Schenkelverbindung ein Magnet angebracht werden, der in der gestreckten Sicherungsstellung eine Sicherungsfunktion für den Kniehebel ausübt, wobei anstelle des Auslösebolzens 7.1 lediglich ein Metallkern eines Magneten angebracht werden kann, der zur Auslösung des Kniehebels derart magnetisiert wird, daß eine abstoßende Kraft zwischen der rechtwinkligen Schenkelverlängerung 5.6 und dem Metallkern entsteht. Die Figur 7 zeigt schließlich ebenfalls einen Längsschnitt durch die Schaltungsvorrichtung der Figur 3 mit dem Wählhebel 1 in „P"-Stellung und einem Kniehebel 5 in entsicherter Stellung. Der Auslösebolzen 7.1 des elektromagnetischen Auslösemechanismus 7 ist hier ausgefahren und hat den Kniehebel 5 an der rechtwinkligen Schenkelverlängerung 5.6 zur Seite gedrückt und in eine geknickte Stellung gebracht.
Bei den oben beschriebenen Figuren ist zusätzlich ein Bowdenzug 11 dargestellt, der über ein Gelenk mit dem Wählhebel 1 verbunden ist und die Wählbewegungen an ein automatisches Getriebe überträgt. Es wird daraufhingewiesen, daß die vorliegende Erfindung sich nicht ausschließlich auf die mechanische Übertragung von Wählbewegungen beschränkt, sondern daß eine derartige Ausfuhrung auch bei Schaltvorrichtungen verwendet werden kann, die ihre Wählbefehle kraftlos, zum Beispiel optisch und elektronisch, an ein Automatikgetriebe oder ein sonstiges Fahrzeuggetriebe weitergeben.
Insgesamt wird also durch diese Erfindung eine Schaltvorrichtung vorgestellt, welche sich in einem gesicherten oder ungesicherten Zustand befinden kann, wobei die Anzahl beweglicher Teil gegenüber dem Stand der Technik reduziert wurde.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten Merkmale und die Merkmale der Ansprüche nicht nur in den jeweils angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. BEZUGSZEICHENLISTE:
1 Wählhebel
2 Druckstange
3 Brücke
4 Sperrelement / Arretierungszapfen und obere Kniehebelachse
5 Kniehebel
5.1 oberer/erster Schenkel des Kniehebels
5.2 unterer/zweiter Schenkel des Kniehebels
5.3 mittlere Kniehebelachse
5.4 untere Kniehebelachse
5.5 Anschlag
5.6 rechtwinklige Schenkelverlängerung
6 Feder
7 elektromagnetischer Auslösemechanismus 7.1 Auslösebolzen
8 Wählachse
9 ' Sperrkontur / Rastierung
10 Spiralfeder
11 Bowdenzug zum Getriebe

Claims

Schaltvorrichtung eines Kraftfahrzeuggetriebes
Patentansprüche:
Schaltvorrichtung eines Getriebes, insbesondere eines Automatikgetriebes, eines
Kraftfahrzeuges, welches sich in mindestens einem gesicherten und einem ungesicherten Zustand befinden kann, mit: einem schwenkbaren Wählhebel (1) zur Anwahl unterschiedlicher Gänge und/oder Fahrstufen, einem ersten Sperrmechanismus, der die Schwenkbewegung des Wählhebels sperren kann, wobei der erste Sperrmechanismus ein verschiebbares Sperrelement (4) und mindestens eine ortsfeste Sperrkontur (9) zum Eingriff des Sperrelementes (4) aufweist und durch einen Eingriff des Sperrelementes (4) in die Sperrkontur (9) ein Verschwenken des Wählhebels (1) verhindert wird, einem zweiten Sperrmechanismus, welcher mindestens einen Kniehebel (5), der in einer gestreckten Sperrstellung an einem Anschlag (5.5) anliegt und die Freigabe des ersten Sperrmechanismus (4, 9) verhindert, und in abgeknickter Freigabestellung eine Entriegelung des ersten Sperrmechanismus (4, 9) ermöglicht, aufweist und einen Auslösemechanismus (7) zum Lösen des Kniehebels (5) aus der gestreckten Sperrstellung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kniehebel (5) derart angeordnet ist, daß ein Schenkel (5.1) des Kniehebels (5) am Sperrelement (4) des ersten Sperrmechanismus angreift. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der am Sperrelement (4) angreifende Schenkel (5.1) des mindestens einen Kniehebels (5) drehbeweglich mit dem Sperrelement (4) verbunden ist, wobei vorzugsweise das Sperrelement (4) gleichzeitig eine Drehachse des Schenkels (5.1) bildet.
Schaltvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (4) an einer axial zum Wählhebel (1) verschieblichen Druckstange (2) angebracht ist, die im Wählhebel (1) verläuft.
Schaltvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 -2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (4) endseitig an einem von Hand betätigbaren Bowdenzug angebracht ist.
Schaltvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ortsfeste Sperrkontur (9) Teil einer, mit einem Schaltvorrichtungsgehäuse verbundenen, Sperrplatte oder Brücke (3) ist.
Schaltvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslösemechanismus (7) zum Lösen des mindestens einen Kniehebels (5) aus der gestreckten Sperrstellung ein elektromagnetisch oder hydraulisch bewegliches Druckelement, vorzugsweise einen Bolzen (7.1), aufweist, das ein Einknicken des Kniehebels (5) bewirken kann. Schaltvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 -5, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslösemechanismus (7) zum Lösen des mindestens einen Kniehebels (5) aus der gestreckten Sperrstellung einen Elektromagnet aufweist, wobei in der Mitte des Kniehebels ein Permanentmagnet angeordnet ist, der in der gestreckten Sperrstellung dem Elektromagnet unmittelbar gegenüberliegt, wobei zum Lösen der Elektromagnet ein magnetisches Feld erzeugt, das den Permanentmagneten abstößt.
Schaltvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 -7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sicherungselement (6) an einem Kniehebel (5) vorgesehen ist, welches den Kniehebel (5) reversibel in der gestreckten Sperrstellung hält.
Schaltvorrichtung nach dem vorstehenden Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement ein Federelement (6) ist, das an den Schenkeln (5.1, 5.2) des mindestens einen Kniehebels (5) angreift.
Schaltvorrichtung nach dem vorstehenden Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement ein Permanentmagnet ist, der an der Achse zwischen den Schenkeln (5.1, 5.2) des mindestens einen Kniehebels (5) angreift.
S chaltvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Kniehebel beidseits des Wählhebels (1) vorgesehen sind. Schaltvorrichtung dem vorstehenden Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens jeweils ein gegenüberliegendes Kniehebelschenkelpaar (5.1 oder 5.2), vorzugsweise beide Kniehebelschenkelpaare (5.1 und 5.2) miteinander verbunden sind.
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