DE102009024822A1 - Schaltvorrichtung - Google Patents

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DE102009024822A1
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Daniel Bencina
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ENTECH ENGINEERING TECHNOLOGIES SCHULER GmbH
Dr Ing HCF Porsche AG
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Dr Ing HCF Porsche AG
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung für ein mehrstufiges Wechselgetriebe in einem Kraftfahrzeug mit zumindest drei in einem H-Schaltbild angeordneten Schaltgassen und mit zumindehl begrenzt. Erfindungswesentlich ist dabei, dass die Sperreinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie einen Wechsel in eine dritte Schaltgasse in Abhängigkeit einer Wechselzeit eines zuvor erfolgten Wechsels von einer ersten in eine zweite Schaltgasse begrenzt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung für ein mehrstufiges Wechselgetriebe in einem Kraftfahrzeug.
  • Aus der DE 1 750 088 ist eine gattungsgemäße Schaltvorrichtung für mehrstufige Geschwindigkeitswechselgetriebe mit einer Sperreinrichtung bekannt. Die Sperreinrichtung begrenzt dabei eine Schaltgassenwahl in zwei Richtungen und soll insbesondere verhindern, dass man aus einer beliebigen äußeren Schaltgasse eines nach dem bekannten H-System ausgelegten Schaltbildes ohne Zwischenschalten der mittleren Schaltgase in die andere äußere Schaltgasse weiterschalten kann.
  • Aus der DE 30 11 131 C2 ist eine weitere Schaltvorrichtung für ein mehrstufiges Wechselgetriebe in einem Kraftfahrzeug bekannt mit einer Sperreinrichtung, die ein Verschalten verhindert, indem sie eine Schaltgassen-Wählbewegung der Schaltwelle begrenzt. Die Sperreinrichtung verhindert dabei durch entsprechende Sperrmittel insbesondere die Anwahl der dem Rückwärtsgang zugeordneten Schaltgasse zumindest solange, bis die Sperrmittel durch eine zum Einrücken des Rückwärtsgangs vorgeschriebene, besondere Betätigung des Handschalthebels aus ihrer Sperrstellung ausgerückt werden.
  • Aus der DE 25 10 154 A1 ist eine weitere Schaltvorrichtung bekannt, die eine Überschaltsperre bei mindestens drei Schaltgassen besitzt. Die Schaltvorrichtung erzwingt dabei eine mechanische Zwangsführung von Sperrelementen, die eine Fehlschaltung ausschließen. Generell ermöglicht dabei die bekannte Überschaltsperre nur das Erreichen einer jeweils direkt benachbarten Schaltgasse.
  • Generell besitzen derzeit am Markt befindliche PKW-Schaltgetriebe üblicherweise maximal drei Schaltgassen für Vorwärtsgänge, bei denen der Schalthebel ohne Einwirken von Bedienkräften in die mittlere Schaltgasse, auch Neutralgasse genannt, zwangsweise rückgeführt wird. Durch die Bewegung des Schalthebels nach links oder rechts bis zu einem spürbaren Anschlag, können die danebenliegenden Schaltgassen ohne Sichtkontrolle angewählt werden, wodurch ein Auffinden der Schaltgassen und der zugehörigen Gänge intuitiv möglich ist. Steigt jedoch die Anzahl der Gänge über sechs hinaus, werden zwangsläufig vier oder mehr Schaltgassen benötigt. Haben die Rastierkräfte hierbei in Wählrichtung ein ähnliches Niveau, so unterscheiden sich die einzelnen Schaltgassen für den Fahrer nur über die Stellung des Schalthebel und somit über den Wählweg, wodurch es im Fahrbetrieb sehr schwierig wird, die Schaltgassen ohne Sichtkontrolle sicher auffinden und gezielt anwählen zu können. Um die Schaltgassen dabei ohne Sichtkontrolle identifizieren zu können, ist ein haptisches Unterscheidungsmerkmal zwingend erforderlich, welches bspw. durch unterschiedliche Wählkräfte zwischen den einzelnen Schaltgassen erreicht werden kann. Hierbei sollte die Rastierkraft zur letzten Gasse hin ein deutlich höheres Niveau aufweisen als die Rastierkräfte zwischen der Neutralgasse und den links und rechts daneben liegenden Schaltgassen. Generell reicht dieses Unterscheidungsmerkmal jedoch üblicherweise nicht aus, um auch bei schnellen Schaltvorgängen mit hohen Bedienkräften die einzelnen Gänge sicher auffinden zu können. Darüber hinaus sind hierzu relativ hohe Vorwählkräfte notwendig, um zu verhindern, dass bei einem schnellen Hochschalten versehentlich bspw. der siebte Gang eingelegt wird. Diese vergleichsweise hohen Vorwählkräfte erzeugen jedoch unerwünscht hohe Rückstellkräfte, wodurch es insgesamt aufwändiger wird, derartige Handschaltgetriebe komfortabel zu bedienen.
  • Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine gattungsgemäße Schaltvorrichtung, eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform anzugeben, welche insbesondere zuverlässig und komfortabel zu schalten ist.
  • Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einer Schaltvorrichtung für ein mehrstufiges Wechselgetriebe in einem Kraftfahrzeug mit zumindest drei in einem H-Schaltbild angeordneten Schaltgassen eine Sperreinrichtung vorzusehen, die den Wechsel einer Schaltgasse in Abhängigkeit der Wechselzeit eines unmittelbar zuvor erfolgten Schaltgassenwechsels erschwert bzw. verhindert. Im Folgenden wird die Funktionsweise beispielhaft an einem 7-Gangetriebe mit fünf Schaltgassen erläutert. Hierbei wird die mittlere Schaltgasse mit dem dritten und dem vierten Gang als erste Schaltgasse bezeichnet, von der die Wählbewegung ausgeht. Dies bedeutet bei diesem Beispiel konkret, dass die Vorwählkräfte hin zu einer dritten Schaltgasse mit dem siebten Gang abhängig sind von der Wechseldauer zwischen der ersten Schaltgasse mit dem dritten und vierten Gang und einer zweiten Schaltgasse mit dem fünften und sechsten Gang. Bei einem schnellen Wechsel zwischen der ersten Schaltgasse und der zweiten Schaltgasse ist somit bei Erreichen der zweiten Schaltgasse ein Anschlag oder ein deutlich höherer Widerstand zu spüren als bei einem langsamen Schalten, d. h. bei einer langsamen Wählbewegung. Ein Wählkraftverlauf kann dabei in Abhängigkeit von der Zeitdauer des Schaltgassenwechsels bestimmt werden, wobei die einzelnen Gradienten des Kraftverlaufes am Ende des Schaltbildes üblicherweise durch den Einfluss der Elastizität bei Verwendung von Seilzügen als Kraftübertragungselemente entstehen. Bei einer Wechseldauer von der ersten in die zweite Schaltgasse von z. B. weniger als 0,3 Sekunden, sperrt die erfindungsgemäße Sperreinrichtung ein Weiterschalten in die dritte Schaltgasse komplett und erlaubt dies erst nach einer vordefinierten Verweildauer. Generell sollte dabei die Wählkraft zur dritten Schaltgasse hin immer ein gewisses Mindestkraftniveau aufweisen, wodurch erreicht wird, dass bei einem Gangwechsel in der zweiten Schaltgasse auch bei leicht schräg eingeleiteter Schaltbewegung eine gefühlte Führung auch im Mittelbereich besteht und kein ungewolltes Eintauchen hin zur dritten Schaltgasse stattfindet. Selbstverständlich kann dabei die erfindungsgemäße Sperreinrichtung zwischen zwei beliebigen Schaltgassen vorgesehen werden, wobei diese zusätzlich den Vorteil aufweist, dass sie die Wählbewegung ausschließlich in eine Wählrichtung begrenzt, nicht jedoch in die andere. Die Sperreinrichtung lässt sich aber grundsätzlich auch so gestalten, dass die Sperreinrichtung in beide Wählrichtungen wirkt.
  • Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung, ist die Sperreinrichtung derart ausgebildet, dass sie z. B. ab einer Wechselzeit von t ≥ 0,6 sec von der ersten in die zweite Schaltgasse nur eine Mindestwählkraft fordert. Dies verhindert zuverlässig, dass auch bei extrem langsamen Schaltbewegungen bzw. Schaltvorgängen ein unbeabsichtigtes Schalten in die dritte Schaltgasse erfolgt.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung, ist die Sperreinrichtung derart ausgebildet, dass sei bei sinkender Wechselzeit von der ersten in die zweite Schaltgasse die Wählkraft zum Wechseln in die dritte Schaltgasse erhöht. Eine derart ausgebildete Sperreinrichtung kann bspw. durch ein entsprechendes Feder-/Dämpferelement erreicht werden, welches ähnlich einem Stoßdämpfer bei schnell aufgebrachten Bewegungen hart und bei langsamen Bewegungen weich reagiert. Mit einer derartig ausgebildeten Sperreinrichtung lässt sich ein besonders komfortables Schalten, insbesondere auch angepasst an die jeweils individuellen Schaltgeschwindigkeiten, erreichen.
  • Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
  • Dabei zeigen, jeweils schematisch,
  • 1 eine Abhängigkeit einer Wählkraft an einem Handschalthebel von einem Wählweg bei einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung,
  • 2 einen Prinzipaufbau der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung,
  • 3 eine Darstellung wie in 2, jedoch bei einer anderen Ausführungsform,
  • 4 eine Detaildarstellung einer Sperreinrichtung der Schalteinrichtung,
  • 5 eine Darstellung wie in 4, jedoch mit einem anderen Sperrelement,
  • 6a–e mehrere Stellungen der Sperreinrichtung bei einzelnen Schaltvorgängen,
  • 7, 8 weitere Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Sperreinrichtung,
  • 9 ein Wählkraft-Wählwegdiagramm bei einer Schaltvorrichtung mit einer Sperreinrichtung gemäß der 5,
  • 10 einen Prinzipaufbau einer weiteren Variante der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung,
  • 11 eine Darstellung wie in 10, jedoch aus einer anderen Perspektive,
  • 12 eine stark vereinfachte Darstellung der Schaltvorrichtung nach 10.
  • Entsprechend der 2, weist eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung 1 eine Sperreinrichtung 2 auf, welche eine Schaltgassenwahl begrenzt. Die Sperreinrichtung 2 ist dabei derart ausgebildet, dass sie einen Wechsel in eine dritte Schaltgasse in Abhängigkeit einer Wechselzeit t eines unmittelbar zuvor erfolgten Wechsels von einer ersten in eine zweite Schaltgasse begrenzt und damit einen Wechsel über mehrere Schaltgassen hinweg behindert bzw. verhindert. Generell umfasst die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung 1 ein Handschaltgetriebe 3, in welchem die erfindungsgemäße Sperreinrichtung 2 angeordnet ist. Die Sperreinrichtung 2 ihrerseits weist ein gedämpftes und federbeaufschlagtes Sperrelement 4 auf, das mit einem linear verstellbaren Sperrkonturenelement 5 zusammenwirkt. Das Sperrkonturenelement 5 ist dabei gemäß der 2 hakenartig ausgebildet und weist eine Führungskontur 6 auf, entlang welcher das in diesem Fall bolzenartige Sperrelement 4 entlang rollt bzw. gleitet. Angeordnet ist das Sperrkonturenelement 5 auf einem Mitnahmeelement 7, welches in einer Linearführung 8 in Wähl-/Längsrichtung 9 verstellbar gelagert ist. Auf der dem Sperrkonturenelement 5 gegenüberliegenden Seite, weist das Mitnahmeelement 7 eine Mitnahmekontur 10 auf, in welche ein innerer Getriebewählhebel 11 eingreift.
  • Die 4 zeigt dabei eine Detaildarstellung des Sperrkonturenelements 5, das die Wählbewegung in Wählrichtung 9 ausführt und eine gerade Führungskontur 6, sowie eine Sperranschlagskontur 12 aufweist. Die Führungskontur 6 führt dabei das Sperrelement 4 auf einem Betriebsniveau, das der Sperrstellung entspricht. Die Führungskontur 6 sowie die Sperranschlagskontur 12 haben eine definierte Zuordnung zu unterschiedlichen Gassenpositionen 13, welche mit unterbrochen gezeichneter Linie dargestellt sind. Das Sperrkonturenelement 5 ist dabei beispielhaft in der Gassenstellung mit dem ersten und zweiten Gang G1 und G2 dargestellt. Das Sperrelement 4 ist hier als runder Bolzen ausgeführt, der in Wählrichtung 9 über seine Gehäuse feste Lagerung Sperrkräfte in ein Getriebegehäuse übertragen kann. Das Sperrelement 4 ist dabei quer zur Wähl-/Längsrichtung 9 beweglich und wird über eine Feder 14 gegen die Führungskontur 6 vorgespannt. Eine Kraftabstützung des Sperrelementes 4 ist in dieser Abbildung bspw. über eine Führung 15 in einem Gehäuse festen Dämpfungselement 16 dargestellt. Das Sperrelement 4 ist dabei über eine nicht näher bezeichnete Führungsstange mit einem Kolben 17 des Dämpfungselementes 16 fest verbunden, sodass eine Bewegung in Richtung geöffnete Position verzögert stattfindet. Bei einer Rückschaltebewegung des Sperrkonturenelements 5 von der zweiten Gasse mit dem fünften und sechsten Gang G5, G6 in die erste Gasse mit dem dritten und vierten Gang G3, G4, wird das Sperrelement 4 durch eine schräge Rampenkontur 18 in die Ausgangsposition auf Sperrniveau zurück gedrückt. Das Dämpfungselement 16 ist vorzugsweise in seiner Dämpfungswirkung ähnlich von bekannten Fahrwerksstoßdämpfern asymmetrisch ausgebildet, sodass eine Rückschaltebewegung nicht behindert wird. Diese asymmetrische Wirkung lässt sich z. B. durch Integration eines nicht dargestellten Rückschlagventils in das Dämpfungselement 16 bewirken, wobei ein nach außen abgedichtetes Dämpfungselement 16 insbesondere dadurch darzustellen ist, dass dieses Rückschlagventil vorteilhafterweise in den Kolben 17 integriert wird.
  • Bei der Schaltvorrichtung 1 gemäß der 3 ist die erfindungsgemäße Sperreinrichtung 2 in ihrer kinematischen Kopplung in Bezug auf die 2 vertauscht, sodass das Sperrelement 4 hierbei mit der Wählhebelbewegung gekoppelt ist und das Öffnen und Schließen der Sperreinrichtung 2 durch die federgewirkte, bedämpfte Bewegung des Sperrkonturenelements 5 erfolgt.
  • Die 6a6e zeigen zur Veranschaulichung das Sperrkonturenelement 5 in verschiedenen Gassenstellungen relativ zum Sperrelement 4. Dabei wird im Folgenden die Gasse mit dem dritten und vierten Gang G3, G4 jeweils als erste Schaltgasse und die Gasse mit dem fünften und sechsten Gang G5, G6 stets als zweite Schaltgasse bezeichnet, wobei die dritte Schaltgasse durch den siebten Gang G7 bezeichnet ist. Betrachtet man die 6a, so kann man erkennen, dass das Sperrelement 4 bei einer Schaltbewegung zwischen dem Rückwärtsgang und den ersten vier Gängen G1–G4 durch die Führungskontur 6 auf dem Niveau der Sperrstellung geführt wird. Ein schnelles Durchschalten in die dritte Schaltgasse, d. h. zum siebten Gang G7, wird dadurch verhindert, dass das Sperrelement 4 bei der Bewegung in Richtung der zweiten Schaltgasse mit den Gängen G5 und G6 aufgrund der verzögerten Öffnungsbewegung nicht der schrägen Rampenkontur 18 folgt, sondern auf die Sperranschlagskontur 12 trifft und dadurch die Bewegung des Sperrkonturenelements 5 gestoppt wird, wie dies bspw. gemäß der 6c dargestellt ist. Die 6d hingegen zeigt das Sperrelement 4 in der entsperrten Stellung der zweiten Schaltgasse mit den Gängen G5 und G6, nachdem die Feder 14 das Sperrelement 4 nach unten gedrückt hat. Damit ist der Weg in Richtung der dritten Schaltgasse mit dem siebten Gang G7 frei. Das Schalten in den siebten Gang G7 ist somit gemäß der 6e dargestellt, wobei zur Reduzierung der Reibungen die Anlageposition des Sperrelements 4 an einem Boden 19 der Führungskontur 6 auch als Endanschlag im Dämpfungselement 16 dargestellt wird.
  • Gemäß der 5 ist das Sperrelement 4 alternativ nicht als runder Bolzen mit einer runden Außenkontur ausgebildet, sondern weist vielmehr eine Sperrkante 20 auf. Mit einem derartig ausgebildeten Sperrelement 4 stellt sich dabei ein gemäß der 9 dargestellter Schaltverlauf ein.
  • Gemäß den 7 und 8 ist das Sperrelement 4 beispielhaft als Laufrolle ausgebildet, die auf einem Bolzen 21 der zweiseitig an einem Kipphebel 22 bzw. am inneren Wählhebel 11 gelagert ist. Die geringere Reibung ist hierbei auch vorteilhaft im Kontaktbereich zwischen dem Sperrelement 4 und der Rampenkontur 18, da sich ein Schalthebel aus der zweiten Schaltgasse nur durch Rastierkräfte des Getriebewählhebels 11 selbsttätig in die erste Schaltgasse zurückbewegen muss und dabei das Sperrelement 4 über die Rampenkontur 18 gegen die Kraft der Feder 14 in seine Ausgangsstellung bewegt wird. Das Dämpfungselement 16 kann hierbei sowohl pneumatisch als auch hydraulisch ausgeführt sein.
  • Betrachtet man einen Wählvorgang mit der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung 1 gemäß der 1, so kann man erkennen, dass am Anfang des Übergangs von der zweiten Schaltgasse mit dem fünften und sechsten Gang G5, G6 hin zur dritten Schaltgasse mit dem siebten Gang G7 eine mechanische Sperre angeordnet ist. Prinzipiell ist sowohl im Diagramm gemäß der 1 als auch im Diagramm der 9 auf einer Abszisse ein Wählweg X und auf einer Ordinate eine Kraft F abgetragen. Betrachtet man die 1, so kann man erkennen, dass die Höhe der Wählkraft F hin in die dritte Schaltgasse mit dem siebten Gang G7 abhängig ist von der Wechseldauer zwischen der ersten Schaltgasse und der zweiten Schaltgasse. Bei einem schnellen Wechsel zwischen der ersten Schaltgasse und der zweiten Schaltgasse, also auch bei einer zügigen Schaltung zwischen dem vierten Gang G4 und dem fünften Gang G5, ist bei Erreichen der zweiten Schaltgasse mit dem fünften und sechsten Gang G5, G6 ein Anschlag oder ein deutlich höherer Widerstand zu spüren als bei langsamer Wählbewegung. In der 1 sind dabei unterschiedlichste Wählkraftverläufe 23 in Richtung des siebten Gangs G7 gezeigt und zwar in Abhängigkeit von der Zeitdauer t des Gassenwechsels von der ersten Schaltgasse zur zweiten Schaltgasse. Der Wählkraftverlauf für t ≤ 0,3 sec stellt hierbei eine 100%-Sperre mit festem Anschlag dar. Die unterschiedlichen Kraftverläufe 23 am Ende des Schaltbildes entstehen durch den unterschiedlichen Widerstand, wenn das im Wesentlichen runde Sperrelement 4 unterhalb seiner Mitte auf die untere Kante der Sperranschlagskontur 12 trifft. Je langsamer die Wählbewegung ausgeführt wird, umso tiefer trifft das Sperrelement 4 die Sperranschlagskontur 12 und umso geringer ist der Sperrwiderstand, da die nach unten gerichtete Kraftkomponente bei Anschlag die Öffnungsbewegung unterstützt. Die Wählkraftcharakteristik sollte hierfür ab der zweiten Schaltgasse mit dem fünften und sechsten Gang G5, G6 mit einem steilen Kraftanstieg 24 einen fühlbaren Anschlag darstellen. Dies verhindert ein ungewolltes Schalten in den siebten Gang G7 und erhöht damit die Bediensicherheit der Schaltung zwischen dem vierten Gang G4 und dem fünften Gang G5, d. h. zwischen der ersten Schaltgasse und der zweiten Schaltgasse. Eine Mehrfachschaltung über mehrere Gänge hinweg, z. b. vom vierten Gang G4 zum siebten Gang G7 kann dennoch komfortabel erfolgen, sofern der Wählvorgang zwischen der ersten Schaltgasse und der zweiten Schaltgasse langsamer ausgeführt wird. Eine Mehrfachschaltung vom fünften Gang G5, d. h. von der zweiten Schaltgasse in den siebten Gang G7, d. h. in die dritte Schaltgasse ist unabhängig von der Wählgeschwindigkeit, da der Schaltvorgang nicht über zwei Schaltgassen hinweg erfolgt.
  • Die Wählkraft F hin zur dritten Schaltgasse mit dem siebten Gang G7 sollte jedoch immer ein gewisses Mindestkraftniveau Fmin aufweisen und ebenfalls einen steilen Kraftanstieg 7 über den Wählweg X zeigen, wodurch erreicht werden kann, dass bei einem Gangwechsel in der zweiten Schaltgasse mit dem fünften und sechsten Gang G5, G6 auch bei leicht schräg eingeleiteter Schaltbewegung eine gefühlte Führung auch im Mittelbereich besteht und kein ungewolltes Eintauchen hin zur dritten Schaltgasse stattfindet.
  • Betrachtet man im Vergleich dazu die 9, kann man erkennen, dass der Wählkraftverlauf 23 bei einer vergleichsweise schnellen Schaltung von der ersten in die zweite Schaltgasse mit einer Schaltzeit von t ≤ 0,3 sec einen hohen Kraftanstieg 24 hervorruft, wobei bei einer Schaltzeit von t ≥ 0,3 sec lediglich noch die Mindestschaltkraft Fmin benötigt wird, um von der zweiten Schaltgasse in die dritte Schaltgasse, d. h. hin zum siebten Gang G7, wechseln zu können. Bei einer Ausbildung des Sperrelements 4 gemäß der 5 ist somit lediglich durch Ausbildung der Sperrkante 20 ein Einfluss auf den Wahlkraftverlauf 23 möglich. Ein individueller Wahlkraftverlauf 23, hervorgerufen durch das runde Sperrelement 4, ist somit mit einem Sperrelement 4 mit Sperrkante 20 nicht möglich.
  • Gemäß den 10 und 11 ist eine weitere, alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung 1 gezeigt, bei der der Getriebewählhebel 11 mit einem Sperrstift 29 über eine Kulissenkontur 30 mit einer drehbar gelagerten Sperrklinke 25 verbunden ist. Die Sperrklinke 25 besitzt zwei Sperrklinkenelemente 25a und 25b, wobei beide Sperrklinkenelemente 25a, 25b mittels jeweils einer Feder 14a und einer Feder 14b in Drehrichtung 28 vorgespannt sind. Die Federn 14a und 14b können dabei auch als einstückige Feder ausgebildet sein. Wird dabei der Getriebewählhebel 11 schneller betätigt als die Feder(n) die beiden Sperrklinkenelemente 25a, 25b in deren Öffnungsstellung verstellen kann tritt die Sperrwirkung ein, die ein Weiterschalten in die dritte Schaltgasse verhindert. Im Unterschied zu Dämpfungselementen 16 können derartige Federn 14a, 14b einerseits kostengünstiger hergestellt werden und unterliegen andererseits deutlich geringeren Schwankungen, hervorgerufen beispielsweise durch unterschiedliche Temperaturen, die das Dämpfungsverhalten der Dämpfungselemente 16 erheblich beeinflussen können. Mit derartigen Federn 14a, 14b kann somit eine genau einstellbare Sperrwirkung erzielt werden, wobei die Zeitverzögerung allein von den Massenträgheitsmomenten der Sperrklinkenelementen 25a, 25b abhängt.
  • Üblicherweise besitzt die Sperrklinke 25 zwischen der ersten und der zweiten Schaltgasse einen Freiheitsgrad, um ihre Winkelstellung aufgrund der auf sie einwirkenden Federkraft so zu ändern, dass die Sperreinrichtung 2 öffnet. In der zweiten Schaltgasse, das heißt in der Schaltgasse mit dem fünften und sechsten gang G5 und G6, erfährt der Getriebewählhebel 11 in Abhängigkeit der Winkelstellung der Sperrklinke 25 über die Kulissenkontur 30 einen Sperranschlag. Die Sperrklinke 25 sperrt immer dann die Wählbewegung, sofern der Getriebewählhebel 11 schneller bewegt wird, als die Sperrklinke 25, bzw. deren Sperrklinkenelemente 25a, 25b entgegen der Massenträgheit verstellt werden können. Dabei wird über das Sperrklinkenelement 25a eine Sperrung zur ersten Schaltgasse (dritter und vierter Gang G3, G4) hin und über das Sperrklinkenelement 25b eine Sperrung zur dritten Schaltgasse (siebter Gang G7) hin bewirkt. Zur Beeinflussung der Massenträgheit der Sperrklinke 25, bzw. deren Sperrklinkenelemente 25a, 25b können diese individuelle Verlängerungen 26 aufweisen.
  • Wie dabei der 12 zu entnehmen ist, besitzt der Sperrstift 29 und die Kulissenkontur 30 in Sperrrichtung eine ausgeprägte Sperrkante 20', 20'', während entgegen der Sperrrichtung sowohl der Sperrstift 29 als auch die Kulissenkontur 30 eher runde Formen 27, 27' aufweisen, die ein Rückschalten erleichtern sollen. Von besonderem Vorteil ist auch, dass die Schaltvorrichtung 1 gemäß den 10 bis 12 als vormontierbare Baugruppe in einen anschraubbaren Schaltdeckel 31 integriert werden kann.
  • Mit der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung 1 lässt sich somit ein einerseits komfortables und andererseits sicheres Schalten von mechanischen Schaltgetrieben in Kraftfahrzeugen erreichen, wobei die hierfür verwendete Sperreinrichtung 2 vergleichsweise einfach aufgebaut ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 1750088 [0002]
    • - DE 3011131 C2 [0003]
    • - DE 2510154 A1 [0004]

Claims (17)

  1. Schaltvorrichtung (1) für ein mehrstufiges Wechselgetriebe in einem Kraftfahrzeug mit zumindest drei in einem H-Schaltbild angeordneten Schaltgassen und mit zumindest einer Sperreinrichtung (2), die eine Schaltgassenwahl begrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperreinrichtung (2) derart ausgebildet ist, dass sie einen Wechsel in eine dritte Schaltgasse in Abhängigkeit einer Wechselzeit (t) eines unmittelbar zuvor erfolgten Wechsels von einer ersten in eine zweite Schaltgasse begrenzt.
  2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperreinrichtung (2) derart ausgebildet ist, dass sie eine Wählkraft (F) zum Wechsel in die dritte Schaltgasse in Abhängigkeit einer Wechselzeit (t) eines zuvor erfolgten Wechsels von einer ersten in eine zweite Schaltgasse begrenzt.
  3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schaltgasse einen dritten und vierten Gang (G3, G4), die zweite Schaltgasse einen fünften und einen sechsten Gang (G5, G6) und die dritte Schaltgasse einen siebten Gang (G7) aufweisen.
  4. Schaltvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperreinrichtung (2) derart ausgebildet ist, dass sie eine Mindestwählkraft (Fmin) zum Wechsel in die dritte Schaltgasse unabhängig von einer Wechselzeit (t) eines zuvor erfolgten Wechsels von einer ersten in eine zweite Schaltgasse definiert.
  5. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperreinrichtung (2) derart ausgebildet ist, dass sie ab einer Obergrenze der Wechselzeit von insbesondere t ≥ 0,6 sec von der ersten in die zweite Schaltgasse die Mindestwählkraft (Fmin) fordert.
  6. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperreinrichtung (2) derart ausgebildet ist, dass sie bei sinkender Wechselzeit (t) von der ersten in die zweite Schaltgasse die Wählkraft (F) zum Wechseln in die dritte Schaltgasse erhöht.
  7. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperreinrichtung (2) ein gedämpftes und federbeaufschlagtes Sperrelement (4) aufweist, das mit einem linearverstellbaren Sperrkonturenelement (5) zusammenwirkt.
  8. Schaltvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrkonturenelement (5) orthogonal zum Sperrelement (4) verstellbar ist und eine abgewinkelte Führungskontur (6) aufweist, an der das Sperrelement (4) entlang gleitet.
  9. Schaltvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrkonturenelement (5) über einen inneren Getriebewählhebel (11) betätigbar ist.
  10. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (4) mit runder Außenkontur ausgebildet ist oder eine Sperrkante (20) aufweist.
  11. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperreinrichtung (2) derart ausgebildet ist, dass sie unterhalb eines vordefinierten Grenzwertes der Wechselzeit von der ersten in die zweite Schaltgasse ein Schalten in die dritte Schaltgasse sperrt, bzw. die zum Schalten in die dritte Schaltgasse erforderliche Wählkraft so stark erhöht, dass ein Schalten in die dritte Schaltgasse unmöglich ist.
  12. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungskontur (6) und die Anschlagskontur (12) durch eine Kulissenkontur (30) dargestellt ist, die sich in/an einer drehbar gelagerten Sperrklinke (25) befindet und mit einem Sperrstift (29) zusammenwirkt, der am beweglichen Getriebewählhebel (11) fixiert ist.
  13. Schaltvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, – dass die Sperrklinke (25) ungedämpft ist, und/oder – dass die Sperrklinke (25) eine Verlängerung (26) zur Erhöhung der Trägheitsmasse aufweist.
  14. Schaltvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, – dass die Sperrklinke (25) zwei Sperrklinkenelemente (25a, 25b) aufweist, wobei beide Sperrklinkeelemente (25a, 25b) mit dem Sperrstift (29) zusammenwirken, – dass die jeweiligen Kulissenkonturen (30) der beiden Sperrklinkenelemente (25a, 25b) derart gestaltet sind, dass das eine Sperrklinkenelement (25a) in die eine Wählrichtung und das andere Sperrklinkenelement (25b) in die entgegen gesetzte Wählrichtung wirksam sind.
  15. Schaltvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Sperrklinkenelemente (25a, 25b) in flacher Gestaltung übereinander liegen und an einem gemeinsamen Drehpunkt gelagert sind.
  16. Schaltvorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, die beiden Sperrklinkenelemente (25a, 25b) über zugehörige (Schenkel-)federn (14a, 14b) betätigt sind.
  17. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperreinrichtung (2) an einem Schaltdeckel (31), insbesondere an einem anschraubbaren Schaltdeckel (31), vormontiert ist.
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