DE102004023550A1

DE102004023550A1 - N-Sperre einer Wählvorrichtung für Automatgetriebe

Info

Publication number: DE102004023550A1
Application number: DE200410023550
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Schweer
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2004-05-13
Filing date: 2004-05-13
Publication date: 2005-12-01

Abstract

Bei einer N-Sperre einer Wählvorrichtung für Automatgetriebe ist ein erstes Sperrglied einem aus einer N-Stellung entweder in eine R-Stellung oder in eine D-Stellung betätigbaren Handwählorgan, dagegen ein korrespondierendes zweites Sperrglied einem Sperrstellm otor jeweils bewegungsabhängig zugeordnet. Diese Sperrglieder sind durch den Sperrstellmotor unter bewegungsfester Verriegelung des Handwählorgans zwangsläufig in eine gegenseitige Sperr-Stellung gebracht, wenn das Handwählorgan seine N-Stellung einnimmt. Weiterhin sind die Sperrglieder zur Aufhebung der Verriegelung des Handwählorgans ausschließlich durch eine gezielte Ansteuerung des Sperrstellmotors insbesondere in Abhängigkeit von der Betätigung einer Betriebsbremsanlage in eine Löse-Stellung mit freier Beweglichkeit relativ zueinander durch den Sperrstellmotor bringbar. Um für die Betätigung einer solchen N-Sperre auch einen kleineren schwächeren Sperrstellmotor verwenden zu können, ist der Sperrstellmotor bei der N-Sperre nach der Erfindung durch einen kraftverstärkenden Stelltrieb mit dem zugeordneten zweiten Sperrglied wirkungsmäßig verbunden.

Description

Die Erfindung betrifft eine N-Sperre einer Wählvorrichtung für Automatgetriebe nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Bei einer Wählvorrichtung für den Betriebszustand eines Automatgetriebes für Kraftfahrzeuge stehen die international verwendeten Bezeichnungen N für einen Getriebezustand mit Unterbrechung der Drehmomentübertragung, R für einen Getriebezustand für Rückwärtsfahrt, P für einen Getriebezustand mit Unterbrechung der Drehmomentübertragung und eingelegter Parkbremse zum Abstellen des Fahrzeuges und D für einen Getriebezustand für Vorwärtsfahrt mit einem aktiven selbsttätigen Schaltprogramm für die Getriebeübersetzungen. Die Wählvorrichtung wird üblicher Weise durch ein nach Maßgabe einer Kulissenführung betätigbares Handwählorgan in jeweils einem der genannten Betriebszustände entsprechende Stellungen gesteuert, welche durch eine Kulissengasse in der zwangsläufigen Reihenfolge P-R-N-D der diebezüglichen Betriebszustände festgelegt und durch entsprechende optische Markierungen unter Verwendung von Sperren und/oder Rasten signifiziert sind.

Bei einer bekannten N-Sperre der eingangs genannten Art ( DE 38 13 653 C1 ) ist ein Auslegerarm quer und bewegungsfest zu einem schwenkbaren, von Hand betätigbaren Wählhebel angeordnet sowie an seinem freien Ende mit einem ersten Sperrglied in Form eines zylindrischen Sackloches versehen, dessen Mittelachse jeweils senkrecht zu Schwenk- und Mittelachse des Wählhebels ausgerichtet ist. Koaxial und linearbeweglich in Bezug auf die Mittelachse dieses in Gestalt eines Sackloches ausgebildeten ersten Sperrgliedes liegt der Magnetanker eines als Sperrstellmotor verwendeten elektrischen Hubmagneten, wobei das dem Auslegerarm zugekehrte Ankerende des Hubmagneten unmittelbar als das zugeordnete zweite Sperrglied vorgesehen ist und somit in der Sperrstellung formschlüssig in das sacklochförmige, dem Wählhebel zugeordnete erste Sperrglied eingreift. Aufgrund des in Bezug auf die Schwenkachse des Wählhebels langen Hebelarmes der Sperrglieder resultieren an letzteren hohe Kräfte, wenn der Wählhebel aus seiner gesperrten N-Stellung heraus von Hand in Richtung der R- oder D-Stellung betätigt wird, ohne den Sperrstellmotor in seine die N-Sperre lösende Stellung bspw. durch Aktivierung der Betriebsbremse (Bremspedalbetätigung) zu steuern. Um diesen hohen Kräften Stand halten zu können, ist für den Sperrstellmotor dieser bekannten N-Sperre ein stabiler und somit schwergewichtig dimensionierter Typ erforderlich, an dem darüber hinaus noch bei zeitlich längerer magnetischer Erregung unerwünscht hohe Betriebstemperaturen auftreten können.

Dagegen muß der Sperrstellmotor bei der N-Sperre nach der vorliegenden Erfindung gemäß den Merkmalen von Patentanspruch 1 aufgrund des nachgeschalteten kraftverstärkenden Stelltriebes nur schwache Stellkräfte erzeugen, so dass für diesen Sperrstellmotor insbesondere auch in der Ausführung als elektrischer Hubmagnet ein relativ leichtgewichtiger Typ verwendet werden kann, dessen Betriebstemperatur auch bei länger andauernder magnetischer Erregung niedrig bleibt.

Bei der N-Sperre nach der vorliegenden Erfindung wirkt sich ein leichtgewichtiger Typ von Hubmagnet auch durch seinen geringen Energieverbrauch aus, was bei einer N-Sperre als besonders vorteilhaft anzusehen ist, weil die N-Stellung des Wählhebels sowohl von der R-Stellung als auch von der D-Stellung aus ansteuerbar ist und zudem sowohl die diesbezüglichen als auch die jeweils im entgegengesetzten Sinne ablau fenden Fahrmanöver mit jeweiliger Aktivierung des Sperrstellmotores wesentlich häufiger auftreten als bspw. das Abstellen des Fahrzeuges mit Einlegen der Parkbremse in der P-Stellung.

Während bei der bekannten gattungsbildenden N-Sperre der als Sperrglied verwendete Teil des Magnetankers in der Sperr-Stellung zum Verklemmen in dem als korrespondierendes Sperrglied ausgebildeten Sackloch neigen kann und dadurch ein insbesondere schnelles widerstandsloses Lösen der N-Sperre behindert wäre, ist bei einer vorteilhaften Ausführung der N-Sperre nach der Erfindung gemäß Patentanspruch 2 eine in Bezug auf den Sperrstellmotor gesondert vorgesehene Federkraft im Sinne einer Betätigung in die Löse-Stellung zur Wirkung bringbar, so dass ein schnelles und leichtes Lösen der Sperre gewährleistet ist.

Bei der bekannten gattungsbildenden N-Sperre ergibt sich durch den für die Anordnung des dem Handwählorgan zugeordneten, in Form eines Sackloches ausgebildeten ersten Sperrgliedes verwendeten Auslegerarm eine beträchtliche Baulänge der Wähleinrichtung in Fahrzeuglängsrichtung und in dieser Richtung deswegen, weil der Auslegerarm auch noch ein durch denselben Sperrstellmotor zu betätigendes komplexeres Sperrglied für eine P-Sperre trägt – Auslegerarm und Sperrstellmotor mithin sowohl in Reihe zueinander als auch in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet sein müssen, weil P- und N-Stellung des Handwählorganes bei den üblichen Kulissenführungen in Fahrzeuglängsrichtung gegeneinander versetzt liegen.

Dagegen ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform der N-Sperre nach der Erfindung gemäß Patentanspruch 3 der Raumbedarf der Wähleinrichtung in Fahrzeuglängsrichtung gering, weil das Handwählorgan einen von Hand betätigbaren und schwenkbar gelagerten Wählhebel aufweist, der in Bezug auf die Schwenklagerachse etwa diametral zu dem zugeordneten ersten Sperrglied angeordnet ist.

Gegenstand von Patentanspruch 4 ist eine Ausführungsform der N-Sperre nach der Erfindung, welche sich durch eine vorteilhafte konstruktive Anordnung und Ausgestaltung von federnden Mitteln zur Erzeugung der in Bezug auf den Sperrstellmotor gesonderten Federkraft zur Betätigung in die Löse-Stellung auszeichnet.

Gegenstand von Patentanspruch 5 ist eine vorteilhafte Ausführungsform der N-Sperre nach der Erfindung, welche auf die konstruktive Anordnung und Ausgestaltung der Sperrglieder abgestellt ist und zum leichten widerstandsarmen Lösen der Sperre beiträgt.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der N-Sperre nach der Erfindung gemäß Patentanspruch 6 ist ein zweiarmiger Sperrhebel in besonderer Weise zwischen Sperrstellmotor und zugeordnetem Sperrglied wirkungsmäßig angeordnet, wodurch eine in Richtung der Schwenkachse des Wählhebels gegenüber letzterem versetzte Anordnung des Sperrstellmotores ermöglicht ist, um gegebenenfalls weitere Steuerungskomponenten in dem gewonnenen Zwischenraum vorsehen zu können.

Gegenstand von Patentanspruch 7 ist eine Ausgestaltung der N-Sperre nach der Erfindung, welche sich durch eine vorteilhafte Ausführung des kraftverstärkenden Stelltriebes in Form eines schwenkbar gelagerten zweiarmigen Kipphebels auszeichnet.

Gegenstand von Patentanspruch 8 ist eine vorteilhafte Ausgestaltung der N-Sperre nach der Erfindung zur kinematischen Verbindung zwischen dem als kraftverstärkenden Stelltrieb vorgesehenen Kipphebel und dem zur räumlichen Versetzung des Sperrstellmotores verwendeten Sperrhebel.

Gemäß Patentanspruch 9 ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform der N-Sperre nach der Erfindung für den Sperrstellmotor ein elektrischer Hubmagnet verwendet.

Gegenstand von Patentanspruch 10 ist eine Ausgestaltung der N-Sperre nach der Erfindung hinsichtlich einer vorteilhaften kinematischen Verbindung zwischen dem Magnetanker des als Hubmagnet ausgebildeten Sperrstellmotores und dem längeren Hebelarm des Kipphebels.

Die Erfindung ist nachstehend anhand einer in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsform näher beschrieben. In der Zeichnung bedeuten

1 eine Seitenansicht eines Teiles einer Wählvorrichtung für ein Automatgetriebe mit einer N-Sperre nach der Erfindung, bei welcher lediglich die zum Verständnis erforderlichen Merkmale bzw. Einzelheiten gezeichnet sind und die N-Sperre in ihre Löse-Stellung betätigt ist, und

2 die Wählvorrichtung von 1 mit der in ihre Sperr-Stellung betätigten N-Sperre nach der Erfindung in einer der 1 entsprechenden Darstellung.

Eine Wählvorrichtung 3 ist unter anderem in die Stellungen D – N – R durch ein Handwählorgan 4 betätigbar, welches einen von Hand betätigbaren und bei 12 angedeuteten Wählhebel aufweist, der um eine zur Zeichenebene senkrechte geometrische Schwenkachse 13–13 gegenüber einem fahrzeugfesten Konsolenteil 28 aus der gezeichneten N-Stellung heraus im Uhrzeigersinn in Richtung seiner R-Stellung und entgegen dem Uhrzeigersinn in Richtung seiner D-Stellung schwenkbar gelagert ist, wobei ein zum Wählhebel 12 in Bezug auf die Schwenkachse 13–13 diametral angeordnetes nockenförmiges erstes Sperrglied 5 bei diesen Schwenkbewegungen relativ zum Wählhebel 12 bewegungsfest fixiert ist.
Ein zweiarmiger Sperrhebel 20 ist gegenüber dem Konsolenteil 28 um eine zur Zeichenebene senkrechte geometrische Schwenkachse 21–21 schwenkbar gelagert und an seinem einen (ersten) Hebelarm 19 mit einem zweiten Sperrglied 6 in Form einer als Aufnahme für das erste nockenförmige Sperrglied 5 vorgesehenen Ausnehmung ausgebildet.
Die Schwenkachse 21–21 des Sperrhebels 20 ist parallel sowie in einer solchen Lage gegenüber der Schwenkachse 13–13 des Wählhebels 12 angeordnet, dass die Bewegungsbahn des ersten Sperrnockens 5 bei der Betätigung des Wählhebels 12 aus der N-Stellung in Richtung der D- oder der R-Stellung stets zwischen den Schwenkachsen 13–13 und 21–21 und dabei näher zur Schwenkachse 21–21 liegt.
Der erste Hebelarm 19 des Sperrhebels 20 weist in den Richtungen der Schwenkachse 21–21 eine solche Erstreckung auf, dass der zweite Hebelarm 22 gegenüber den Sperrgliedern 5, 6 in Richtung der Schwenkachse 21–21 versetzt angeordnet sein kann, um in dem dadurch geschaffenen Zwischenraum wenigstens eine weitere Wähl- bzw. Steuerungskomponente unterbringen zu können.
Der Sperrhebel 20 weist einen zweiten Hebelarm 22 auf, welcher wirkungsmäßig mit einem Sperrstellmotor 7 verbunden ist, um unter Vermittlung des letzteren das zweite Sperrglied 6 – wenn sich der Wählhebel 12 in seiner N-Stellung befindet – gegenüber dem ersten Sperrglied 5 in eine Sperr-Stellung 8 oder in eine Löse-Stellung 9 betätigen zu können, wobei die Löse-Stellung 9 gegenüber der Sperr-Stellung 8 in zentrifugaler Richtung der Schwenkachse 13–13 versetzt ist.
Die Betätigung des zweiten Sperrgliedes 6 in die Löse-Stellung 9 wird durch eine Federkraft 11 unterstützt, welche beim Ausführungsbeispiel durch eine als Blattfeder ausgebildete Biegefeder 15 erzeugt wird, deren freies Federende 14 im Löse-Sinne am Hebelarm 19 angreift und deren anderes Federende an dem Konsolenteil 28 fest eingespannt ist.
Das Lösen der N-Sperre wird noch dadurch erleichtert, dass das erste Sperrglied 5 über zwei symmetrisch und keilförmig zu seiner die Schwenkachse 13–13 enthaltenden Mittelebene 29–29 angeordnete Sperrflächen 16, 17 mit dem zweiten Sperrglied 6 zusammenarbeitet. Diese Sperrflächen schließen einen Keilwinkel 18 ein, der sich in der von der Löse-Stellung 9 auf die Sperr-Stellung 8 weisenden Richtung öffnet. In der Sperr-Stellung 8 des zweiten Sperrgliedes 6 steht beim Betätigen des Wählhebels 12 in Richtung der R-Stellung die Sperrfläche 16 – dagegen in Richtung der D-Stellung die Sperrfläche 17 an dem zweiten Sperrglied 6 im Sperreingriff, so dass der Wählhebel 12 gegenüber dem Konsolenteil 28 direkt oder mittelbar verriegelt ist.
Für den Sperrstellmotor 7 ist ein relativ kleiner leichter elektrischer Hubmagnet 30 verwendet, dessen linearbeweglicher Magnetanker 27 über einen kraftverstärkenden Stelltrieb 10 mit dem Sperrhebel 20 zusammenarbeitet.
Für den Stelltrieb 10 ist ein zweiarmiger Kipphebel 23 verwendet, wobei das dem Wählhebel 12 zugekehrte Ende des Magnetankers 27, welches relativ zu einem diesbezüglichen stösselartigen Druckstück einteilig ausgebildet oder bewegungsfest angeordnet ist, mit dem längeren Hebelarm 25 des um eine zur Schwenkachse 21–21 des Sperrhebels 20 parallele Schwenkachse 24–24 schwenkbar gelagerten Kipphebels 23 in Gleitkontakt steht. Der kürzere Hebelarm 26 des Kipphebels 23 ist mit einer nockenförmigen Kontur ausgebildet und über letztere mit einer korrespondierenden nockenförmigen Kontur des zweiten Hebelarmes 22 des Sperrhebels 20 in Gleitkontakt gebracht.
Der Hubmagnet 30 weist eine integrierte, nicht gezeichnete Rückzugsfeder auf, welche den Magnetanker 27 bei abgeschalteter Erregung in seine in 1 gezeichnete Ruhestellung betätigt, in welcher es der Biegefeder 15 ermöglicht ist, den Sperrhebel 20 in seine Löse-Stellung 9 zu betätigen.
Durch Erregung des Hubmagneten 30 fährt der Magnetanker 27 in seine in 2 gezeichnete Arbeitsstellung aus, wodurch der Sperrhebel 20 mittels des Hebelarmes 26 des Kipphebels 23 in seine Sperr-Stellung 8 betätigt wird.
Auf diese Weise kann die N-Sperre nur durch Aktivierung des Sperrstellmotores 7 aufgehoben werden. Diese Aktivierung des Sperrstellmotores 7 ist ggfls. nur durch Betätigung eines Bremspedales freigegeben.

Claims

N-Sperre einer Wählvorrichtung für Automatgetriebe, bei der einem aus einer N-Stellung heraus entweder in eine R-Stellung oder in eine D-Stellung betätigbaren Handwählorgan ein erstes Sperrglied, dagegen ein korrepondierendes zweites Sperrglied einem Sperrstellmotor sowohl jeweils bewegungsabhängig zugeordnet als auch durch den Sperrstellmotor unter bewegungsfester Verriegelung des Handwählorganes zwangsläufig in eine gegenseitige Sperr-Stellung gebracht sind, wenn das Handwählorgan seine N-Stellung einnimmt, und bei der die Sperrglieder zur Aufhebung der Verriegelung des Handwählorganes ausschließlich durch eine gezielte Ansteuerung des Sperrstellmotores insbesondere in Abhängigkeit von der Betätigung einer Betriebsbremsanlage durch den Sperrstellmotor in eine Löse-Stellung mit freier Beweglichkeit relativ zu einander bringbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrstellmotor (7) durch einen kraftverstärkenden Stelltrieb (10) mit dem zugeordneten zweiten Sperrglied (6) wirkungsmäßig verbunden ist.
N-Sperre nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf das zweite Sperrglied (6) eine in Bezug auf den Sperrstellmotor (7) gesondert vorgesehene Federkraft (11) im Sinne einer Betätigung in die Löse-Stellung (9) zur Wirkung bringbar ist.
N-Sperre nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Handwählorgan (4) einen von Hand betätigbaren und schwenkbar gelagerten Wählhebel (12) aufweist, der in Bezug auf die Schwenklagerachse (13–13) etwa diametral zu dem zugeordneten ersten Sperrglied (5) angeordnet ist.
N-Sperre nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperr-Stellung (8) der Sperrglieder (5, 6) gegenüber deren Löse-Stellung (9) in zentripetaler Richtung der Schwenklagerachse (13–13) versetzt liegt, und dass das zweite Sperrglied (6) durch das freie Federende (14) einer einseitig eingespannten Biegefeder (15) in Richtung der Löse-Stellung (9) betätigbar ist.
N-Sperre nach Patentanspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sperrglied (5) zwei keilförmig angeordnete Sperrflächen (16, 17) aufweist, von denen die eine Sperrfläche (16) der Betätigung des Wählhebels (12) in die R-Stellung und die andere Sperrfläche (17) der Betätigung des Wählhebels (12) in die D-Stellung zugeordnet ist, und dass der von den Sperrflächen (16, 17) eingeschlossene Keilwinkel (18) sich in der von der Löse-Stellung (9) auf die Sperr-Stellung (8) weisenden Richtung öffnet.
N-Sperre nach einem der Patentansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das dem Sperrstellmotor (7) zugeordnete zweite Sperrglied (6) als Aufnahme für das erste Sperrglied (5) in Form einer Ausnehmung an dem ersten Hebelarm (19) eines schwenkbar gelagerten zweiarmigen Sperrhebels (20) ausgebildet ist, dessen zweiter Hebelarm (22) über den kraftverstärkenden Stelltrieb (10) mit dem Sperrstellmotor (7) wirkungsmäßig verbunden ist.
N-Sperre nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der kraftverstärkende Stelltrieb (10) in Form eines schwenkbar gelagerten zweiarmigen Kipphebels (23) ausgebildet ist, dessen längerer Hebelarm (25) mit dem Sperrstellmotor (7) und dessen kürzerer Hebelarm (26) mit dem zugeordneten zweiten Sperrglied (6) jeweils wirkungsmäßig verbunden ist.
N-Sperre nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der kürzere Hebelarm (26) des Kipphebels (23) mit dem zweiten Hebelarm (22) des Sperrhebels (20) in gleitendem Eingriff steht.
N-Sperre nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass für den Sperrstellmotor (7) ein elektrischer Hubmagnet (30) verwendet ist.
N-Sperre Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetanker (27) des Hubmagneten (30) mit dem längeren Hebelarm (25) des Kipphebels (23) in gleitendem Eingriff steht.