CN1307669A - 汽车变速器的换档操纵机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及汽车变速器的一种换档操纵机构,它包括一根变速杆(3)和一个用来把变速运动传递到汽车变速器的运动学***(4～9),其中该变速杆可在一个用来选择自动变速器档位的自动换档通道中和可在一个用于变速器档位的手工换高速档和换低速档的按序换档通道中进行运动。本发明的特征为,换档操纵机构(1)具有三个并列的、最好大致相互平行布置的运动区(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ),而且每两个相邻的运动区(Ⅰ、Ⅱ和/或Ⅱ、Ⅲ)配置了不同的功能。

Description

汽车变速器的换档操纵机构
本发明涉及汽车变速器的一种换档操纵机构，它包括一根变速杆和一个把变速运动传递到自动变速器的运动学***，其中该变速杆可在一个选择自动变速器档位用的自动换档通道中和可在一个用于变速器档位的手工换高速档和低速档的按序换档通道中运动。
德国专利公开说明书DE 195 26 059A1公开了一种自动的汽车变速器的换档操纵机构，该换档操纵机构具有一根变速杆和一个把变速运动传递到自动变速器上的运动学***，其中该变速杆可在一个选择自动变速档位的自动换档通道中和在一个用于变速器档位的手工换高速档和换低速档的按序换档通道中进行运动。该换档操纵机构的结构型式为，从行车方向看去，自动换档通道设置在右侧，而按序换档通道则设置在左侧。这种换档操纵机构的结构型式是为左侧驾驶的汽车设计的。如果把这种换档操纵机构安装在右侧驾驶的汽车中，则由于人机工程的原因必须将自动换档通道和按序换档通道相对于其布置相互交换。这就是说，在右侧驾驶的汽车中，自动换位通道位于行车方向的左侧，按序换档通道位于其右侧。为了实现相反方向的布置，这种换档操纵机构必须做成镜像的结构型式。这样的措施总是需要高昂的费用，因为必须提供一套新的图纸和新的模具，或者需要改写数控程序设计。此外，两种换档操纵机构都需要在仓库中保存一定的条件。所有上述措施势必导致相当大的费用。
本发明的目的在于，提出一种具有按序换档可能性的自动变速器的换档操纵机构，这种换档操纵机构对右侧驾驶和左侧驾驶的汽车来说，基本上是相同的。
本发明的这个目的是通过权利要求1的特征部分来实现的。
本发明建议对自动的汽车变速器的换档操纵机构进行改进，该操纵机构包括一根变速杆和一个把变速运动传递到自动变速器的运动学***，其中该变速杆可按已知的方式在一个选择自动变速档位的自动换档通道中和在一个用于变速器档位的人工换高速档和换低速档的按序换档通道中进行运动。根据本发明的改进，该换档操纵机构具有变速杆的三个并排的运动区，其中每两个相邻的运动区用于相应的不同换档功能(例如自动运转档位和按序换档之间的换档)。
用这种结构型式的换档操纵机构可实现在右侧驾驶和左侧驾驶时采用相同的换档操纵机构。在两种汽车型式中，中间运动区可用作自动换档通道，而对左侧驾驶的汽车则用左方的运动区作为按序换档通道，对右侧驾驶的汽车用右方的运动区作为按序换档通道。
在一种优选的结构型式中，换档操纵机构附加地设置了一个变速杆的运动月牙板，该月牙板具有一自动换档通道和至少一顺序换档通道。这样，通过该运动月牙板的交换就可把通常是相同的换档操纵机构既用于左侧驾驶的汽车又用于右侧驾驶的汽车。
这种换档操纵机构的运动月牙板最好设计成只具有唯一的一个自动换档通道和一个唯一的按序按档通道。其中在自动换档通道和按序换档通道之间设置有一个连接通道(变速通道)。通过这个变速通道可使变速杆从一定的自动位置(通常为“D”位置)转到按序换档通道，或从按序换档通道重新回到自动换档通道。
根据换档操纵机构的另一种优选结构型式，在自动换档通道中为变速杆设置了第一换档轴并在邓换档通道中设置了第二换档轴，其中该变速杆-根据所选择的换档通道或根据与该换档通道相应的运动区-只可围绕这两根换档轴之一进行运动。第一换档轴和第二换档轴最好可相互偏心地布置，其中第一换档轴和第二换档轴到换档把手的距离在变速杆的端部最好有明显的区别。这样，换档把手就可在不同尺寸的半径上运动，视换档通道或视运动区而定。
根据本发明的构思，发明还建议对符合权利要求1前序部分所述的换档操纵机构或还对具有上述特征的换档操纵机构进行如下的改进：
-该换档操纵机构具有一个可围绕一根变速轴旋转的中心支座；
-该换档操纵机构具有一个可旋转支承在该中心支座上的内桥，该内桥可围绕一根基本上与变速轴保持垂直的第一换档轴旋转；
-该换档操纵机构具有一个支承在该内桥上的并可围绕第二换档轴旋转的外桥，该外桥与该变速杆连接。
此外，根据一种优选结构型式，建议该换档操纵机构设置至少一个锁紧元件啮合件和至少一个锁紧元件，它们与内桥和外桥这样共同作用：在中心支座的-还有内桥和外桥的-一定旋转位置时，至少一个锁紧元件和至少一个锁紧元件啮合件相互啮合，而在中心支座的另一个旋转位置时，则没有锁紧元件和锁紧元件啮合件的啮合-即外桥相对于内桥可围绕第二换档轴旋转。对这种结构型式来说，最好第一换档轴通过该至少一个锁紧元件延伸。通过这种结构可使该锁紧元件和该锁紧元件啮合件构成一根附加的旋转轴，该旋转轴与第一换档轴同心地延伸。
最好该至少一个锁紧元件和该至少一个锁紧元件啮合件这样进行布置，使其在相互啮合的情况中在内桥和外桥之间达到抗扭的连接。这里，该至少一个锁紧元件啮合件最好与该外壳连接。
根据换档操纵机构的另一种优选结构，设置了运动通道和/或运动区的限定装置。这种限定装置可部分地固定在该外壳上和/或部分地固定在内桥上和/或部分地固定在外桥上。通过这种限定装置可将变速杆的可能的行程布置大一些，亦即具有适当的间隙，从而形成运动区，或者将这种限定装置做成这样的形状，只在一个方向内为变速杆提供一个运动区，从而形成相应的运动通道，该通道即换档通道。
根据换档操纵机构的另一种型式，为了把变速杆的换档运动传递到汽车变速器，在至少一个通道中设置了一根钢索或拉杆。附加的或另一个解决办法是，也可在至少一个换档通道中通过一个电子的传递装置来把变速杆的换档运动传递到汽车变速器，最好在按序换档通道中采用这种传递方式。
此外，换档操纵机构配置一个人所共知的“销栓锁定”***和/或一个“变速锁定”***是有利的。
不言而喻，本发明的上述的和下面尚待述及的各种特征不仅可用于分别给出的组合，而且可用于其它组合或单独的情况，而不脱离本
发明的范围。
本发明的其它特征和优点可从各项从属权利要求中和从结合附图的一个优选实施例的下列说明中得知。
附图表示：
图1变速杆位于自动换档通道中间位置的本发明换档操纵机构的右侧立体图；
图2变速杆位于自动换档通道“P”位置的本发明换档操纵机构的右侧立体图；
图3变速杆位于自动换档通道“P”位置的本发明换档操纵机构的左侧立体图；
图4变速杆位于右方按序换档通道中间位置的本发明换档操纵机构的右侧立体图；
图5拉回的变速杆位于右方按序换档通道中的本发明换档操纵机构的右侧立体图；
图6变速杆位于自动换档通道中间位置时带外壳部分的内桥和外桥的右侧立体图；
图7变速杆位于按序换档通道中间位置时带外壳部分的内桥和外桥的右侧立体图；
图8拉回的变速杆位中按序换档通道时带外壳部分的内桥和外桥的右侧立体图；
图9变速杆位于按序换档通道时带外壳部分的内桥和外桥的后视立体图；
图10内桥的侧视立体图；
图11外桥的侧视立体图；
图12中心支座的侧视立体图；
图13～14运动区I、II和III的示意图；
图15沿图16和17的剖面线A-A剖开的运动区和运动通道的示意图；
图16运动区和运动通道从后面看去的示意断面图；
图17运动区和运动通道从侧向看去的示意断面图；
图18变速杆位于自动换档通道两个不同位置和位于按序换档通道一个中间位置时的换档操纵机构的立体图；
图1至5表示变速杆位于不同位置时本发明换档操纵机构的一个优选实施的不同立体图。这种换档操纵机构的结构与其运动学的有效元件相对于一个在汽车纵向内的并通过该换档操纵机构的垂直平面是对称的。
换档操纵机构1主要由一个中心支座6组成，该中心支座围绕一根位于汽车纵向内的变速轴9支承在一个这里只部分示出的壳体2中。中心支座6在两个纵侧具有衬套11的一个槽6.1。中心支座6侧向被一个U形的内桥4围住，该内桥在两侧有一个圆轴孔4.1，带轴元件11.1的轴套11啮合在该轴孔中，所以，该内桥可围绕由衬套11构成的轴旋转。在中心支座6两侧布置的轴套11产生第一换档轴7，内桥4可围绕该换档轴旋转。此外，中心支座6还可围绕壳体2内垂直于换档轴7的变速轴9旋转。
内桥4本身被一个外桥5围住，其中内桥4和外桥5在上部范围通过第二换档轴8相互连接而可绕该轴旋转。此外，外桥5两侧在下部范围各有一个锁紧元件12.1和12.2，这两个锁紧元件在中间位置分别啮合在外壳2两侧布置的锁紧元件啮合件2.1和2.2中，其中锁紧元件啮合件2.1和2.2是-与汽车固定连接的-壳体2的一部分。锁紧元件12.1的12.2以及锁紧元件啮合件2.1和2.2这样安装在外桥5上，即当它们啮合时，它们与第一换档轴7同心地延伸。所以当变速杆3和外桥5位于中间运动区时，变速杆3的摆动运动在汽车纵向内通过外桥5和第二换档轴8传递到内桥4，这样，该内桥同样围绕第一换档轴摆动。当变速杆3产生侧向运动时，锁紧元件12.1和12.2从锁紧元件啮合件2.1和2.2松开，于是变速杆3的摆动运动在汽车纵向内不再作为围绕该换档轴的摆动运动传递到内桥4，而是只围绕位于上方的第二换档轴8进行的外桥5的摆动运动。在这种情况中，变速杆的旋转运动向右还是向左进行，对锁紧元件12.1和12.2从锁紧元件啮合件2.1和2.2中脱开都是无关紧要的。
用这种方式方法为变速杆3产生了具有不同运动学作用的三个不同的运动区，其中每两个相邻的运动区配置不同的功能。在中间运动区中，变速杆3可在汽车纵向内前后运动，从而使内桥4围绕第一换档轴7产生偏转。当变速杆3侧向偏转时，则在两侧产生一个原则上新的运动状态，因为虽然有变速杆3在汽车纵向内的摆动运动，但内桥4这时停止，只有外桥5围绕位于上面的第二换档轴8进行摆动运动。所以产生了三个具有至少两个根本不同功能的运动区。在中间运动区存在-如本实施例所示-这样的可能性，即内桥4的下臂可与一根钢索或拉杆连接，把中间运动区的摆动运动传递到一个自动变速器。一般通过这个运动来控制自动变速器的不同运转档位的选择。此外，变速杆3的右方和左方的运动区都可用来起动自动变速器的按序换档。为此，一般采用电子传感器，这种传感器例如只对内桥4和外桥5之间的相对运动起作用。但也存在这样的可能性，即把传感器例如安装在盖板内，并从该处以电子方式传送运动信息。由于变速杆的换档运动在两侧运动区内不引起内桥4的运动，所以虽然有变速杆的换档运动，但到变速器的钢索连接还可保持啮合，而不通过钢索释放换档过程。外桥5的运动可能性通过轴元件11.1的一个长孔来保证。
在所示实施例中-为了改进导向和为了限定变速杆3的运动区-，附加地设置了导向元件2.3～2.5，它们与在这里只部分示出的壳体2固定连接。导向元件2.3和2.4表示一个两侧有效的运动井道，内桥4和外桥5可通过变速杆3的侧向偏转进入该井道中。当变速杆3和内桥4和外桥5位于侧向位置时，导向元件2.3或2.4阻止内桥4的旋转，而外桥5则保持围绕第二换档轴8运动。此外，还通过导向元件2.5进行变速杆3的导向。
在图1中，变速杆3位于中间运动区的中间位置内。
图2表示与图1相同的视图，但变速杆3位于中间运动区的一个前面的位置，这相当于自动变速器的“D”位置。
图3表示变速杆3位于与图2相同的位置、但从对面看去的换档操纵机构1。
图4表示变速杆3位于一侧运动区即在这种情况中位于一个按序换档通道时的换档操纵机构1，其中变速杆3相对于在汽车纵向内它的摆动运动位于中间位置。从图中清楚看出，锁紧元件12.2已从锁紧元件啮合件2.2中脱开，所以外桥5可围绕第二换档轴8偏转并在此例中还相对于内桥4偏转。
此外，在图1～图5中还示出一个“销栓锁定”***10和一个“变速锁定”***14。这两个***在现有技术例如申请人的专利申请DE19556034中是已知的，其公开内容用于本专利申请中，所以不再详述其功能。
图6～9再次清楚地示出了内桥4、外桥5和未示出的壳体2的导向元件2.3～2.5的共同作用的不同立体图。
在图6中示出了具有两个轴孔4.1的内桥4，在装配完的状态中，衬套11的轴元件11.1啮合在这两个轴孔中。外桥5围着内桥4，其中该桥的两个臂在下部范围同样具有一个轴孔5.1，锁紧元件12.1和12.2可嵌入该轴孔中，这样，这两个锁紧元件同样与壳体2的锁紧元件啮合件2.1和2.2共同作用。变速杆3位于中间运动区的这个所示位置内，该运动区一般相当于自动换档通道。
图7表示与图6相似的立体图，但变速杆3已侧向偏转并位于相对于围绕第二换档轴8摆动运动的一个中间位置内。
图8表示变速杆3围绕第二换档轴8在一个按序换档通道中朝汽车方向偏转的情况。这里可清楚地看出，轴孔4.1和5.1是相互偏心定位的。
图9表示在汽车纵向内图8的一个前视图。
图10～12表示按零件划分的换档操纵机构。图10表示带有第一换档轴7的轴孔4.1和带钢索连接孔13的下杆臂的内桥4。第二换档轴8的轴孔4.2和两个两侧布置的槽4.3位于轴孔4.1上方，外桥5通过该槽***，然后用***的螺栓与内桥4可旋转地连接。横梁4.4位于左上方范围，该梁在下侧在汽车纵向内和汽车横向内分别设有一个在这里看不见的固定装置。
图11表示外桥5，该外桥在上横梁上与变速杆3连接。在变速杆3中，一根与另一杆16共同作用的拉杆15按人所共知的方式运动。外桥5在下部具有一个轴孔5.1，锁紧元件12.1和12.2***该轴孔中，并在上部有一个轴孔5.2，内桥和外桥之间的连接螺栓***该轴孔中。该螺栓起第二换档轴8的作用。
图12表示带有变速轴9和衬套11侧向布置孔6.1的中心支座6。两侧布置的衬套11分别具有一个轴元件11.1，该轴元件-一般用塑料制成-啮合在内桥4的轴孔4.1中。在中心支座6的上侧的前部范围设有联锁曲度6.4，它与拉杆15和杆16共同作用而可按要求的方式限定变速杆3的运动。此外，在上侧设置了一个制动辊6.2和一个制动辊6.3。制动辊6.2用来制动侧向运动，而制动辊6.3则用来制动汽车方向内的内桥的偏转运动。
图13～17表示本发明换档操纵机构的变速杆的运动区和在其中设置的运动通道的示意图，以便于说明本发明的构思。
图13～15表示图16和17的断面图A-A并表示在一个平面内的本发明换档操纵机构一个例子的运动区。在图13中示出了运动区I、II和III，这些运动区在其俯视图中由三个相邻的矩形组成。中间矩形II相当于一个自动换档通道配置的运动区，而位于两侧的、纵向平行布置的运动区I和III则表示可用于按序换档通道或必要时也可用于两个不同功能的运动区。
图13a以举例方式示出了两个换档通道即自动换档通道AG和按序换档通道SG1，其中两个换档通道通过变速通道WG1连通。换档通道的这种结构主要考虑在自动换档通道中有一个按上面详细叙述的例子给出的制动装置6.4。
如果具有这里示出的运动区的换档操纵机构用于具有不同方向盘位置(右侧驾驶或左侧驾杆)的汽车时，则可用简单的方式-例如通过交驶盖板-使换档通道的配置适应司机坐位的定位，这样就不用对换档操纵机构进行通常花费大的修改。
图14～15表示具有相同运动区I～III的一个换档操纵机构的相应例子。图14和图15之间的换档操纵机构的两种结构的区别在于，采用了一块带有变速杆相应镜像布置的运动通道的镜像相反的盖板。
图16再次示出了运动区I、II和III的示意前视图，而图17则表示相同运动区的侧视图，其中图17示出了-特别是第一换档轴7和第二换档轴8以及变速轴9的-定位。
为了进一步说明本发明的构思，在图18中示出了变速杆包括运动通道的可能定位。图18表示相当于图1的具有相同视图的换档操纵机构。桥4和5以及中心支座6的所示的定位表示变速杆3位于自动换档通道中间位置的状况。在旁边附加示出的变速杆的两个位置3.1和3.2表示变速杆的不同的运动状况。变速杆位置3.1相当于在自动换档通道中最前方位置(“P”位置)的变速杆3的一个位置，而在位置3.2则表示该变速杆向左移到了按序换档通道。在变速杆上方示出了由该变速杆可达到的具有28度偏转可能性的自动通道AG的圆弧和在按序换档通道SG1中围绕第二换档轴8侧向偏转正/负6度的圆弧。变速通道WG1的圆弧位于自动换档通道AG和按序换档通道SG1之间，通过该通道变速杆可在自动换档通道和按序换档通道之间交替运动11度的角度。
图中附加地-用虚线3.3-示出了变速杆3在右侧按序换档通道中的可能定位。
总的说来，用本发明的换档操纵机构适用于具有按序换档可能性的自动变速器，而且相同的换档操纵机构可用于右侧驾驶的和左侧驾驶的汽车之间的交换。

Claims (23)

1.汽车变速器的换档操纵机构，它包括一根变速杆(3)和一个用来把变速运动传递到汽车变速器的运动学***(4～9)，其中该变速杆可在一个用来选择自动变速器档位的自动换档通道中和在一个用于变速器档位的手工换高速档和换低速档的按序换档通道中进行运动，其特征为，该换档操纵机构(1)具有三个并列的、最好大致相互平行布置的运动区(I、II、III)，而且每两个相邻的运动区(I、II或II、III)配置了不同的功能。
2.按权利要求1的换档操纵机构，其特征为，位于里面的一个运动区(II)用于自动换档通道，而位于外部的两个运动区(I、III)则用于至少一个按序换档通道。
3.按前述权利要求任一项的换档操作机构，其特征为，自动换档通道和至少一个按序换档通道通过变速杆(3)的运动构成它们的宽度和必要时构成它们的长度。
4.按权利要求3的换档操纵机构，其特征为，该运动月牙板具有一个唯一的自动换档通道和一个唯一的按序换档通道，其中在自动换档通道和按序换档通道之间设置了一个连接通道(变速通道)。
5.按前述权利要求任一项或按权利要求1前序部分所述的自动汽车变速器的换档操纵机构，其特征为，为该变速杆在自动换档通道中设置了一根第一换档轴(7)和在按序换档通道中设置了一根第二换档轴(8)，其中变速杆(3)只能围绕这两根换档轴之一运动，视所选定的换档通道而定。
6.按权利要求5的换档操纵机构，其特征为，第一和第二换档轴(7，8)相互偏心布置。
7.按前述权利要求5或6的换档操纵机构，其特征为，第一和第二换档轴(7，8)相互平行布置。
8.按前述权利要求5～7任一项的换档操纵机构，其特征为，第一和第二换档轴(7，8)到一个圆形换档把手的距离在变速杆(3)的端部差别很大。
9.按前述权利要求任一项的换档操纵机构，其特征为，变速杆(3)具有一根大致位于汽车纵向内的变速轴(9)，该变速杆可摆动地支承在该变速轴上。
10.按前述权利要求任一项的换档操纵机构，其特征为，为了把变速杆(3)的换档运动传递到汽车变速器，在至少一个通道中设置了一根钢索。
11.按权利要求1～9任一项的换档操纵机构，其特征为，为了把变速杆(3)的换档运动传递到汽车变速器，在至少一个通道中设置了一根拉杆。
12.按前述权利要求任一项的换档操纵机构，其特征为，为了把变速杆(3)的换档运动传递到汽车变速器，在至少一个换档通道中，最好在按序换档通道中设置一个电子的传递装置。
13.按前述权利要求任一项的换档操纵机构，其特征为，该操纵机构配有一个“销栓锁定”***(10)。
14.按前述权利要求任一项的换档操纵机构，其特征为，该操纵机构配有一个“变速锁定”***(14)。
15.按前述权利要求任一项或按权利要求1前序部分所述的换档操纵机构，其特征为，该换档操纵机构具有：
-一个可围绕一根变速轴(9)摆动的中心支座(6)；
-一个可摆动支承在中心支座(6)上的内桥(4)，该内桥可围绕一根基本上与变速轴(9)保持垂直的第一换档轴(7)进行摆动；
-一个支承在该内桥(4)上的并可围绕第二换档轴(8)摆动的外桥(5)，该外桥与变速杆(3)连接。
16.按权利要求15的换档操纵机构，其特征为，设置了至少一个锁紧元件啮合件(2.1、2.2)和至少一个锁紧元件(12.1、12.2)，它们与内桥和外桥(4.5)这样共同作用，即：在中心支座(6)的一定的摆动位置时，至少一个锁紧元件(12.1、12.2)和至少一个锁紧元件啮合件(2.1、2.2)相啮合，而在中心支座(6)的另一个摆动位置时，它们相互脱开。
17.按权利要求16的换档操纵机构，其特征为，第一换档轴(7)通过至少一个锁紧件(12.1、12.2)延伸。
18.按权利要求16或17的换档操纵机构，其特征为，该至少一个锁紧元件(12.1、12.2)和该至少一个锁紧元件啮合件(2.1、2.2)在相互啮合的情况中在内桥(4)和外桥(5)之间构成抗扭的连接。
19.按权利要求16～18任一项的换档操纵机构，其特征为，该至少一个锁紧元件啮合件(2.1、2.2)与该换档操纵机构的外壳(2)整体连接。
20.按前述权利要求任一项的换档操纵机构，其特征为，设置了限定运动通道和/或运动区的导向元件(2.3～2.5)。
21.按权利要求20的换档操纵机构，其特征为，限定运动通道和/或运动区的导向元件(2.3～2.5)至少部分地固定外壳(2)上。
22.按权利要求20或21任一项的换档操纵机构，其特征为，限定运动通道和/或运动区的导向元件(2.3～2.5)至少部分地固定在内桥(4)上。
23.按权利要求20～22任一项的换档操纵机构，其特征为，限定运动通道和/或运动区的导向元件(2.3～2.5)至少部分地固定在外桥(5)上。
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