-
Die
Erfindung bezieht sich gemäß dem einteiligen
Patentanspruch 1 auf eine Wählhebelführung für Automatikgetriebe
von Kraftfahrzeugen mit einem Wählhebel
und einer dem Wählhebel
zugeordneten, über
eine Stelleinrichtung angetriebenen Sperrvorrichtung mit einem ersten
und einem zweiten Sperrglied.
-
Aus
der US 5,695,029 ist bereits eine Wählhebelführung für Automatikgetriebe bekannt.
Bei dieser ist der Wählhebel
in Übereinstimmung
mit der Erfindung innerhalb einer zweidimensionalen Wählhebelkulisse
um zwei orthogonale Achsen schwenkbar gelagert angeordnet. Dem Wählhebel
ist ferner eine Stelleinrichtung zugeordnet, die einen ersten Arm
eines V-förmigen
Sperrgliedes mit einer ersten Sperrnase und einen zweiten Arm mit
einer zweiten Sperrnase aufweist. Dabei ist das V-förmige Sperrglied mittels
einer Feder elastisch an einer Kolbenstange einer Stelleinrichtung
befestigt. Mittels der Stelleinrichtung ist der erste Arm in eine
die Park-Position-P freigebende
Freigabestellung und eine diese Park-Position-P sperrende Sperrstellung bringbar. Die
beiden Sperrnasen sind mittels der Stelleinrichtung derart innerhalb
der zweidimensionalen Wählhebelkulisse
platzierbar, dass die Stirnkanten der Sperrnasen jeweils eine formschlüssige Durchgangssperre
bilden. Die Feder ist mittels eines separaten Hebels überdruckbar,
so dass das komplette V-förmige Sperrglied
aus der den Wählhebel
in der P-Stellung formschlüssig
sperrenden Stellung herausschwenkbar ist.
-
Ferner
ist aus der US 4,473,141 eine Wählhebelkontrolleinheit
für Automatikgetriebe
bekannt, bei der ein Wählhebel
von einer Parkposition in eine Rückfahrposition
und umgekehrt nur dann bewegt werden kann, wenn die Feststellbremse
aktiviert ist und der Motor läuft.
Hierbei ist dem Kulissenstift ein Positionsstift mit einer Magnetspule
zugeordnet, der den Kulissenstift mittels einer Fase und der Magnetspulenkraft
in Richtung der Parkposition bewegt. Somit wird verhindert, daß zum einen
der Kulissenstift in einer Zwischenposition zwischen Park- und Rückfahrstellung
stehen bleibt und zum anderen, daß ohne weiteres die Park- oder
Rückfahrposition
erreicht wird. Um eine Zwischenstellung zu vermeiden, ist der Kulissenstift
mit einer Ausnehmung und einem Positionsmesser versehen, so daß im Zweifel,
wenn der Motor gestartet und die Zündung an ist, der Kulissenstift
nicht zwischen der Rückwärts- und
der Parkposition verbleiben kann und nicht in die Rückfahrposition
zurückspringt. Über die
Ausnehmung wird eine definierte Position erreicht, die mittels des
Positionsmessers überprüfbar ist.
-
Aus
der
DE 38 13 653 C1 geht
eine Schaltsperre hervor, die den Wählhebel aus der N- oder P-Stellung
nur bei Betätigung
der Bremse löst. Sie
verriegelt bei einer Funktionsstörung
in der P-Stellung und entriegelt in der N-Stellung. Hierzu werden
zwei Verriegelungseinrichtungen verwendet, die getrennt voneinander
am Wählhebel
eingreifen. Beide Verriegelungseinrichtungen wirken unabhängig voneinander
formschlüssig,
wobei eine erste Verriegelungseinrichtung in de N-Stellung manuell
lösbar
ist.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wählhebelführung derart auszubilden und
anzuordnen, daß auf
einfache Weise eine Schalt-Positionssicherung bezüglich der
P- und R-Stellungen sowie eine Positionsdefinition im Allgemeinen
erreicht wird.
-
Diese
Aufgabe wird mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.
-
Ein
Vorteil der Erfindung ist der, daß die Sperrglieder translatorisch
und/oder rotatorisch bewegbar und elastisch miteinander verbunden
sind. Hierdurch wird erreicht, daß der Wählhebel zum einen formschlüssig, also
mittels eines mechanischen Widerstands gesperrt sein kann und zum
anderen kraftschlüssig,
zumindest mittelbar kraftschlüssig d.h.
der Wählhebel
liegt zwar unmittelbar an einem Sperrglied an, dieses sperrt jedoch
nicht mechanisch. Es ist über
eine elastische Verbindung wie eine Feder mit dem anderen Sperrglied
verbunden, so daß es
manuell bewegt werden kann.
-
Hierzu
ist es vorteilhaft, daß die
Stelleinrichtung ein Stellglied aufweist, das am ersten Sperrglied angeordnet
ist und mit diesem in Wirkverbindung steht. Somit kann das erste
Sperrglied aktiv bewegt werden und mittels der Haltekraft des Stellglieds
als formschlüssige
Sperre dienen. Wenn das Sperrglied inaktiv ist, so sperrt das Sperrglied
nur mittelbar kraftschlüssig,
das es, entgegen der Stellbewegung des Stellglieds zusammen mit
diesem passiv bewegt werden kann.
-
Eine
zusätzliche
Möglichkeit
ist gemäß einer Weiterbildung,
daß die
Stelleinrichtung als Stellglied einen elektrischen Hubmagneten aufweist.
Dies führt zu
einer kleinen, leichten und kostengünstigen Baueinheit Ferner ist
es vorteilhaft, daß das
zweite Sperrglied mit dem ersten Sperrglied über ein Zugelement und/oder
ein Druckelement wie eine Feder oder ein Dämpfer verbunden ist. Diese
elastische Verbindung gewährleistet
eine passive Sperrwirkung des zweiten Sperrglieds, da dieses, getrennt
vom ersten Stellglied, entgegen der Federkraft bewegt werden kann. Die
Haltekraft des Stellglieds verhindert eine Bewegung des ersten Sperrglieds.
-
Vorteilhaft
ist es hierzu auch, daß beide Sperrglieder
den Wählhebel
formschlüssig
und/oder kraftschlüssig
sowie aktiv und/oder passiv sperren und daß die kraftschlüssige und/oder
passive Sperre manuell überwunden
werden kann. Die formschlüssige
Sperrwirkung verhindert eine Bewegung des Wählhebels innerhalb kritischer
bzw. gefährlicher Wählhebelpositionen,
wie z.B. aus der P-Stellung heraus. Sie kann auch nicht ohne weiteres überwunden
werden. Die kraftschlüssige
bzw. mittelbar kraftschlüssige
Sperrwirkung gewährleistet
dem Fahrer ein definiertes Führungsverhalten
des Wählhebels, da
dieser in Grenzbereichen innerhalb der Wählhebelführung an Widerstände stößt, die
aber manuell überwunden
werden können.
Die Sperrwirkung dieser Widerstände
ist passiv. Die aktive Sperrwirkung, also das Stellen des Wählhebels
bzw. der Wählhebelsperre
mittels der Stellvorrichtung, dient ebenfalls dem Erfordernis der
Sicherheit, so daß kritische Wählhebelpositionen
innerhalb eines Fahrzyklus verhindert werden.
-
Von
besonderer Bedeutung ist für
die vorliegende Erfindung, daß beide
Sperrglieder drehbar auf einer gemeinsamen Achse und/oder koaxial
zu einer Wählhebeldrehachse
angeordnet sind, wobei die Sperrglieder einzeln oder gemeinsam zwischen
einer ersten Stellung-1 und einer korrespondierenden zweiten Stellung-2
bewegbar sind und daß beide Sperrglieder
ein gemein sames Sperrelement wie eine drehbar gelagerte Sperrscheibe
bilden. Dies gewährleistet
eine einfache und kompakte Bauweise der Sperrvorrichtung.
-
Vorteilhaft
ist es ferner, daß die
Sperrscheibe eine erste Stellung-1 und eine zweite Stellung-2 aufweist,
wobei das zweite Sperrglied entgegen der Federkraft, getrennt vom
ersten Sperrglied, aus einer ersten Stellung-1 in die korrespondierende
zweite Stellung-2 und die Sperrscheibe als ganze oder das erste
Sperrglied, entgegen der Bewegung der Stelleinrichtung, von einer
zweiten Stellung-2 in die korrespondierende erste Stellung-1 bewegt
werden kann.
-
Außerdem ist
es vorteilhaft, daß in
der Park-Position-P des Wählhebels
dieser durch das zweite Sperrglied in einer ersten Stellung-1 formschlüssig gesperrt
ist und durch Betätigen
eines Bremsschalters die Stelleinrichtung der Sperrscheibe aus der
ersten Stellung-1 in eine zweite Stellung-2 bewegt wird, aus der
der Wählhebel
bis in die Rückfahr-Position-R
bewegt werden kann. In der ersten Stellung-1 sperrt das erste Sperrglied
den Wählhebel mittelbar
kraftschlüssig,
so daß dieser
weiter in die Leerlauf-Position-N und die Fahr-Position-D bewegt werden
kann. Diese Bewegung erfolgt entweder entgegen der Federkraft getrennt
vom zweiten Sperrglied oder zusammen mit dem zweiten Sperrglied durch
eine gemeinsame Bewegung von Sperrscheibe und Wählhebel, entgegen der Bewegung
der Stelleinrichtung. Im letzten Fall sich die Sperrscheibe als ganze
wieder in der ersten Stellung-1 befindet. Bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit ≥8 Km/h die
Stelleinrichtung die Sperrscheibe in die zweite Stellung-2 bewegt
und die Wählhebelposition-R
somit durch das erste Sperrglied formschlüssig gesperrt ist. Bei einer Geschwindigkeit < 8 Km/h die Stelleinrichtung
die Sperrscheibe in Stellung-1 bewegt und die Wählhebelposition-R frei gibt
und damit die Wählhebelposition-P
durch das zweite Sperrglied mittelbar kraftschlüssig gesperrt ist. Der Wählhebel
in die Wählhebelposition-P
bewegt werden kann, wobei entweder das zweite Sperrglied entgegen
der Federkraft in die Stellung-1 oder zusammen mit dem ersten Sperrglied
durch eine gemeinsame Bewegung von Sperrscheibe und Wählhebel
entgegen der Bewegung der Stelleinrichtung bewegt wird. Danach das
zweite Sperrglied entweder auf Grund der Federkraft oder, bei gelöster Bremse
aufgrund der dann eingeleiteten Stellbewegung der Stelleinrichtung
zusammen mit dem ersten Stellglied wieder in die erste Stellung-1 bewegt
wird und der Wählhebel
in der Wählhebelposition-P
formschlüssig
gesperrt ist.
-
Weitere
Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und
in der Beschreibung erläutert
und in den Figuren dargestellt. Es zeigt:
-
1 eine
perspektivische Teildarstellung einer Wählhebelführung mit Sperrscheibe und
Stelleinrichtung,
-
2 eine
Schnittdarstellung von oben einer Wählhebelführung mit Wählhebel in P-Position und zwei
Sperrgliedern in der Stellung-1,
-
3 eine
Schnittdarstellung von oben einer Wählhebelführung mit Wählhebel in R-Position und zwei
Sperrgliedern in der Stellung-2,
-
4 eine
Schnittdarstellung von oben einer Wählhebelführung mit Wählhebel in N/D-Position und
zwei Sperrgliedern in der Stellung-2,
-
5 eine
Schnittdarstellung von oben einer Wählhebelführung mit Wählhebel in N/R-Position und
zwei Sperrgliedern in der Stellung-1.
-
In 1 ist
eine Wählhebelführung 1 mit Wählhebel 7 und
Wählhebelsperre
dargestellt. Die Wählhebelführung 1 besteht
im wesentlichen aus einer Aufnahme 11 die an der Karosserie
angeordnet ist, einer Achsaufnahme 12 für den Wählhebel 7 konzentrisch
zu einer Wählhebeldrehachse 10 und
einer Sperrvorrichtung 3 mit Stellglied 6 für den Wählhebel 7.
-
Die
Aufnahme 11 weist mehrere Bohrungen 13 zur Montage
mit der Karosserie auf.
-
Die
Achsaufnahme 12 dient der Aufnahme einer Kippvorrichtung 14,
des Wählhebels 7 sowie der
Sperrvorrichtung 3. Der Wählhebel 7 ist hierbei über die
Kippvorrichtung 14 mittelbar mit der Achsaufnahme 12 verbunden.
Die Kippvorrichtung 14 dient dem seitlichen Kippen des
Wählhebels 7 in
einer Ebene definiert durch die Wählhebeldrehachse 10 und
einer Mittelachse 15 des Wählhebels 7. Weiterhin
umfaßt
die Kippvorrichtung 14 eine Rückstellfeder 16, die
den Wählhebel 7 in
eine Mittelposition schwenkt, wobei in dieser Mittelposition die
Wählhebeldrehachse 10 und
der Mittelachse 15 in etwa einen rechten Winkel bilden.
-
Am äußeren Ende
der Wählhebeldrehachse 10 ist
die Sperrvorrichtung 3 mit einem ersten Sperrglied 4,
einem zweiten Sperrgliedern 5 und einer Stelleinrichtung 2 angeordnet.
Die Stelleinrichtung 2 weißt ein als elektrischen Hubmagneten
ausgebil detes Stellglied 6 auf, das mit dem ersten Sperrglied 4 verbunden
ist und dieses entsprechend der Ansteuerung stellt.
-
Beide
Sperrglieder 4, 5 sind drehbar auf der Wählhebeldrehachse 10 angeordnet
und über
eine Feder 8 elastisch verbunden. Die Sperrglieder 4, 5 weisen
jeweils eine Sperrnase 17, 18 auf, die gemäß 1 vor
und hinter dem Wählhebel 7 angeordnet sind.
Durch ein seitliches Kippen des Wählhebels 7 in der
oben beschriebenen Ebene, definiert durch die Wählhebeldrehachse 10 und
die Mittelachse 15, kann der Wählhebel 7 frei von
den Sperrnasen 17, 18 nach vorne und hinten, um
die Wählhebeldrehachse 10 verschwenkt
werden. Ein Verschwenken des Wählhebels 7 aus
der dargestellten Stellung nach hinten, also entgegen des unmittelbaren
Formschlusses durch die Sperrnase 17, ist nicht möglich. Der Wählhebel
ist aktiv gesperrt. Nur wenn das Stellelement 6 inaktiv
ist und das erste Sperrglied 4 frei gibt, ist der Wählhebel 7 nur
passiv, also mittelbar kraftschlüssig
gesperrt. Er kann entgegen der Bewegung des Stellglieds 6 bewegt
werden.
-
Ein
Verschwenken des Wählhebels 7 aus
der dargestellten ersten Stellung-1 nach vorne, also entgegen des
mittelbaren Kraftschlusses durch die Sperrnase 18, ist
hingegen möglich,
da das zweite Sperrglied 5 über die Feder 8 nur
kraftschlüssig
passiv mit dem ersten Sperrglied 4 und damit mit der Stelleinrichtung 6 verbunden
ist. Der Wählhebel 7 kann
also, entgegen der Federkraft der Feder 8 bewegt werden.
-
Befindet
sich, wie in 2 dargestellt, der Wählhebel 7 seitlich
der Sperrnase 18 oder auch 17, kommt er also mit
einer der beiden freien Stirnseiten 21, 20 der
Sperrnasen 17, 18 zur Anlage, so kann er nur noch
nach vorne und hinten, also um die Wählhebeldrehachse 10 verschwenkt
werden. Ein seitliches Kippen gegen die jeweilige Sperrnase 17, 18 ist
auf Grund des Formschlusses mit dieser nicht möglich. Der Wählhebel 7 ist
in diese seitliche Richtung formschlüssig gesperrt.
-
In 2 bis 6 ist die Wählhebelführung 1 bzw. eine
Wählhebelkulisse 19 von
oben gezeigt. Sie weist eine Parkposition-P, eine Rückfahrposition-R, eine
Leerlaufposition-N und eine Fahrposition-D auf. Hierbei sind die
Sperrglieder 4, 5 schematisch, in einer Art transparenten
Darstellung gezeigt.
-
Gemäß 1 weist
die Sperrscheibe 9 und damit das erste und zweite Sperrglied 4, 5 eine
erste Stellung-1 und gemäß 2 eine
zweite Stellung-2 auf. Wie im Folgenden erläutert, können die Sperrscheibe 9 und
damit die beiden Sperrglieder 4, 5 diese beiden
Stellungen-1 und -2 einnehmen. Dies geschieht entweder aktiv, auf
Grund einer Stellbewegung des Stellglieds 6. Hierbei ist
zu beachten, daß nur
ein erstes Sperrglied 4 unmittelbar mit dem Stellglied 6 verbunden
ist und das zweite Sperrglied 5 über die Feder 8 mitgenommen
wird. Die Positionierung der Sperrscheibe 9 bzw. der einzelnen
Sperrglieder 4, 5 kann aber auch passiv erfolgen.
In diesem Fall wird entweder ein erstes Sperrglied 4 entgegen
der Stellbewegung des dann inaktiven Stellglieds 6 manuell
bewegt oder das zweite Sperrglied 5 wird, entgegen der
Federkraft der Verbindungsfeder 8, getrennt vom ersten
Sperrglied 4 bewegt.
-
Diese
erläuterte
Variation von aktiv und passiv Sperre ist davon abhängig, welches
der beiden Stellglieder 4, 5 mit der Stellvorrichtung 2 bzw.
welches über
die Feder 8 mit dem jeweiligen Gegenspieler verbunden ist.
-
Der
Wählhebel 7 befindet
sich in 1 in der seitlich verschwenkten
P-Position und liegt aufgrund der Rückstellfeder kraft der Rückstellfeder 16 an
der Stirnkante 20 der Sperrnase 18 des zweiten
Sperrglieds 5 an. Das Sperrglied 5 befindet sich
in seiner Stellung-1. Der Wählhebel 7 ist
somit formschlüssig gesperrt.
-
Durch
Betätigen
der Bremse bewegt gemäß 3 die
Stelleinrichtung 2 bzw. das Stellglied 6 die Sperrscheibe 9 aus
der ersten Stellung-1 in die zweite Stellung-2, in der der Wählhebel 7 innerhalb
der Wählhebelkulisse 19 an
der Sperrkante 20 vorbei bis in die Rückfahrt-Position-R bewegt werden
kann. In dieser zweiten Stellung-2 sperrt nun das erste Sperrglied 4 bzw.
seine Sperrnase 17 den Wählhebel 7 mittelbar
kraftschlüssig,
da das erste Sperrglied 4 zusammen mit dem zweiten Sperrglied 5 durch
eine gemeinsame Bewegung von Sperrscheibe 9 und Wählhebel 7,
entgegen der Bewegung der jetzt inaktiven Stelleinrichtung 2,
in die erste Stellung-1 bewegt werden kann. Damit sind die Leerlauf-Position-N
und Fahr-Position-D frei wählbar.
Das zweite Sperrglied 5 wird bei dieser Bewegung aufgrund
der Federverbindung der Feder 8 mitgestellt. Bei einer
Fahrzeuggeschwindigkeit ≥8
Km/h bewegt die Stelleinrichtung 2 die Sperrscheibe 9 aktiv
in die erste Stellung-1 (s. 4).
-
Wenn,
das zweite Sperrglied unmittelbar mit dem Stellglied verbunden ist
(hier nicht dargestellt) und das erste Sperrglied nur mittelbar über die
Feder, dann folgt nur das erste Sperrglied zusammen mit dem Wählhebel
der Bewegung aus der zweiten Stellung-2 in die erste Stellung-1,
entgegen der Federkraft, getrennt vom zweiten Sperrglied. Während dieser
Bewegung wird also nur das erste Sperrglied kurzzeitig durch den
in der Wählhebelkulisse
geführten
Wählhebel
in die Stellung-1 verschoben und springt, nachdem der Wählhebel
die N-Position erreicht hat, wieder in die zweite Stellung-2 zurück (s. 4).
-
Gemäß 4 kann
der Wählhebel
jetzt nur noch in den beiden Positionen N und D bewegt werden. Um
die Position R oder P zu erreichen, müßte der Wählhebel 7 die Stirnkante 21 der
Sperrnase 17 passieren. Diese seitliche Bewegung innerhalb
der Wählhebelkulisse 19 ist
aber aufgrund der formschlüssigen
Sperrwirkung nicht möglich.
-
Bei
einer Geschwindigkeit < 8
Km/h bewegt die Stelleinrichtung 2 gemäß 5 die Sperrscheibe 9 in
die erste Stellung-1
und gibt die Wählhebelposition-R
frei. Der Wählhebel 7 kann
dann, an der Sperrnase 21 vorbei, dem seitlichen Verlauf
der Wählhebelkulisse 19 folgen.
Jetzt ist im oberen Teil der Wählhebelkulisse 19 die
Wählhebelposition-P
durch das zweite Sperrglied 5 mittelbar kraftschlüssig gesperrt, da
der Wählhebel 7 das
zweite Sperrglied 5 entgegen der Federkraft der Feder 8 in
die zweite Stellung-2 bewegt. Das zweite Sperrglied 5 springt,
nachdem der Wählhebel
die P-Position erreicht hat, wieder in die erste Stellung-1 zurück (s. 1)
und sperrt den Wählhebel 7 formschlüssig.
-
Sollte
das zweite Sperrglied unmittelbar mit dem Stellglied verbunden sein
(nicht dargestellt), so ergibt sich, wie oben bereits für die R-N-Bewegung ausgeführt, eine äquivalente
Stellbewegung der Sperrscheibe aus der ersten Stellung-1 in die
zweite Stellung-2, entgegen der Bewegung des dann inaktiven Stellglieds.
Danach wird, bei Lösen
der Bremse die Sperrscheibe aktiv durch die Stellvorrichtung 2 wieder
in die erste Stellung-1 bewegt.
-
- 1
- Wählhebelführung
- 2
- Stelleinrichtung
- 3
- Sperrvorrichtung
- 4
- erstes
Sperrglied
- 5
- zweites
Sperrglied
- 6
- Stellglied
- 7
- Wählhebel
- 8
- Zugelement
- 9
- Sperrscheibe
- 10
- Wählhebeldrehachse
- 11
- Aufnahme
- 12
- Achsaufnahme
- 13
- Bohrung
von 11
- 14
- Kippvorrichtung
- 15
- Mittelachse
von 7
- 16
- Rückstellfeder
- 17
- Sperrnase
von 4
- 18
- Sperrnase
von 5
- 19
- Wählhebelkulisse
- 20
- Stirnkante
von 18
- 21
- Stirnkante
von 17