DE19610766C2 - Wähl- und Schalteinrichtung für ein Gangwechselgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wähl- und Schalteinrichtung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Bei einer bekannten Wähl- und Schalteinrichtung der eingangs genannten Art (WO 95/33938 A1) sind zwar zwei fakultativ anwendbare Ausführungsformen vorgesehen, von denen die eine eine Wählkulisse mit einer besonderen M-Stellung und die andere eine Wählkulisse mit der D-Stellung als jeweilige Ausgangsstellung des Handwählhebels für das manuelle Schalten der Gänge aufweist - jedoch werden bei beiden Ausführungsformen die Stellungen des Handwählhebels für das automatische Schalten der Gänge durch ein den Handwählhebel mit einer Steuerwelle im Getriebe verbindenden Schaltkabel und die Stellungen des Handwählhebels für das manuelle Schalten der Gänge in Form von elektrischen Signalen an die Getriebesteuerung übermittelt - eine Schaltwelle insbesondere zum Einlegen der Parkbremse ist in beiden Ausführungsformen infolgedessen unmittelbar am Handwählhebel nicht vorhanden. Desweiteren ist bei dieser bekannten Wähl- und Schalteinrichtung der bauliche Aufwand für die kinematische Anordnung des Handwählhebels an sich und für die federnde Rückstellung des Handwählhebels beim manuellen Schalten hoch, weil der Handwählhebel zusätzlich einen zusammen mit dem Gelenkträger durch denselben Lagerbolzen gegenüber dem Schaltgehäuse schwenkbar gelagerten Rastenträger bei seinen Wählbewegungen mitnehmen muß, an welchem ein gegen federnde Mittel axial verschiebbares bolzenförmiges Rastenelement in einer zylindrischen Führung aufgenommen ist und mit den Wählstellungen P, N, R und D zugeordneten Rasten am Schaltgehäuse zusammenarbeitet. Der Handwählhebel - welcher eine Durchgangsöffnungg in einem den Gelenkträger übergreifenden Quersteg des Rastenträgers durchsetzt - ist weiterhin als Führung für ein weiteres Rastenelement verwendet, welches in Form einer im Außendurchmesser abgestuften Lochscheibe mit seiner Zentralöffnung auf dem Handwählhebel axial verschiebbar geführt ist und sich über eine zylindrische Schraubendruckfeder an einem ringförmigen Federteller abstützt, welcher seinerseits konzentrisch und beweglich zum Handwählhebel angeordnet ist und auf dem Rand der Durchgangsöffnung des Quersteges aufliegt. Dieses scheibenförmige Rastenelement arbeitet mit einer der Ausgangsstellung des Handwählhebels für das manuelle Schalten der Gänge - also bei der einen Ausführungsform der M-Stellung und bei der anderen Ausführungsform der D-Stellung - zugeordneten Raste zusammen, welche bewegungsfest zur Wählkulisse und somit bewegungsfest zum Schaltgehäuse angeordnet ist. Diese Raste ist mit zwei Neigungsflächen derart ausgerüstet, daß beim manuellen Schalten durch die entsprechende Schwenkbewegung des Handwählhebels das scheibenförmige Rastenelement durch jeweils eine der Neigungsflächen in Richtung des sich hierbei gegenüber dem Rastenträger abstützenden Federtellers verlagert wird, so daß sich ein geradliniger Verlauf der Handkraft am Handwählhebel gegenüber dem Schaltweg (Schwenkwinkel des Handwählhebels) ergibt. Zusätzlich gegenüber der Rückstellwirkung der Neigungsflächen ist bei der bekannten Wähl- und Schalteinrichtung noch eine besondere Rückstellfeder vorgesehen, welche beim manuellen Schalten unmittelbar auf den Handwählhebel einwirkt und sich dabei am Schaltgehäuse abstützt.

Bei einer bekannten Wähl- und Schalteinrichtung anderer Art (WO 90/04225 A1) weist eine in Fahrzeuglängsrichtung am Schaltgehäuse ausgerichtete Kulisse für den Handwählhebel von hinten nach vorn in Reihe liegend eine Wähl-Stellung R für den Rückwärtsgang, eine Wähl-Stellung N für einen antriebslosen Zu­ stand des Gangwechselgetriebes, eine Wähl-Stellung A1 für ein Schaltprogramm zum selbsttätigen Schalten aller Vorwärtsgänge bei einer niedrigen Fahrzeugbeladung, eine Wähl-Stellung A2 für ein Schaltprogramm zum selbsttätigen Schalten aller Vorwärts­ gänge bei einer höheren Fahrzeugbeladung und schließlich eine Schalt-Stellung M für ein von den Schaltprogrammen für das selbsttätige Schalten unabhängiges Schalten der Vorwärtsgänge von Hand auf. Die Kulisse muß in Fahrzeugquerrichtung so weit ausgelegt sein, daß der Handwählhebel in den Stellungen A1, A2 und M auch in den zu der vertikalen Längsebene für die Wähl- Stellungen senkrechten Richtungen zum manuellen Schalten der Gänge verschwenkt werden kann. Alle Wähl- und Schaltstellungen des Handwählhebels werden ausschließlich durch elektrische Si­ gnale einer elektronischen Steuereinheit für das Umschalten des Gangwechselgetriebes mitgeteilt, so daß es nicht möglich ist, mit dem Handwählhebel eine ansonst übliche Parkbremse im Gang­ wechselgetriebe einzulegen. Die beiden Schalter für das manuelle Hoch- und Rückschalten sind an dem die Schwenkbewegungen in die Stellungen A1, A2 und M mitausführenden Gelenkträger angeordnet. Bei dieser bekannten Wähl- und Schalteinrichtung vermag der Fahrer zwar eine Vielzahl von Wähl- und Schaltmanövern mit dem Handwählhebel in der Kulisse auszuführen, was jedoch zu einer Häufigkeit von Schalt- und Bedienfehlern führen kann, zumal ein genaues Erkennen des jeweiligen Getriebezustandes an der Stel­ lung des Handwählhebels aufgrund der genannten Vielzahl eben­ falls erschwert ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht im wesentli­ chen darin, eine Wähl- und Schalteinrichtung der eingangs ge­ nannten Art zu schaffen, die sowohl das Einlegen einer Park­ bremse vom Handwählhebel aus ermöglicht als auch eine größtmög­ liche Bediensicherheit ohne Fehlfunktionen bei einfachem Aufbau aufweist.

Die erläuterte Aufgabe ist gemäß der Erfindung mit den kenn­ zeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1 in vorteilhafter Weise gelöst.

Bei der Wähl- und Schalteinrichtung nach der Erfindung ist der Gelenkträger des Handwählhebels mit einer insbesondere zum Betä­ tigen der Parkbremse im Gangwechselgetriebe verwendeten Schalt­ welle verbunden, so daß die Parkbremse in die Wählbetätigung in der üblichen Weise miteinbezogen ist.

Trotzdem zeichnet sich die Wähl- und Schalteinrichtung nach der Erfindung durch einen einfachen Aufbau und eine hohe Bediensi­ cherheit aus, weil die Kulisse des Handwählhebels insgesamt nur die vier Wähl-Stellungen P, R, N und D sowie die zwei Schalt- Stellungen D(+) und D(-) und dadurch eine einfache, übersichtli­ che und ergonomisch günstige Gestaltung in Form eines einfachen T aufweist, welche Fehlbedienungen quasi ausschließt und den je­ weiligen Getriebezustand deutlich an der Stellung des Handwähl­ hebels erkennen läßt.

Bei der Wähl- und Schalteinrichtung nach der Erfindung ist der Aufwand in baulicher Hinsicht noch ganz wesentlich dadurch vereinfacht, daß ein besonderer Rastenträger sowie eine in bezug auf die Rückstellwirkung des betreffenden federnden Rastenelementes zusätzliche Rückstellfeder für die manuellen Gangschaltungen nicht erforderlich sind, wodurch auch die Bediensicherheit wegen der geringeren Bauteilezahl verbessert ist.

Bei der Wähl- und Schaltvorrichtung nach der Erfindung ist es weiterhin als vorteilhaft anzusehen, daß die Schaltwelle, der Gelenkträger, die Rasteneinrichtung für das manuelle Schälten sowie der Handwählhebel als eine vormontierbare Baueinheit ausgebildet sein können.

Die Patentansprüche 2 und 3 haben vorteilhafte Ausgestaltungen einer solchen vormontierbaren Baueinheit zum Gegenstand.

Bei der Wähl- und Schalteinrichtung nach der Erfindung ist zunächst gewährleistet, daß die D-Stellung des Handwählhebels als Ausgangsstellung für die manuellen Schaltungen stabil - dagegen die eine manuelle Schaltung jeweils auslösende D(+)- bzw. D(-)-Stellung instabil gehalten sind, wobei diese Schaltungen durch die Ausgestaltung nach Patentanspruch 4 reibungsarm erfolgen.

Während den eingangs abgehandelten bekannten Wähl- und Schalteinrichtungen stets ein über dem Schaltweg proportionaler Anstieg der Handkraft am Handwählhebel eigen ist, weist die Wähl- und Schalteinrichtung nach der Erfindung durch die Ausgestaltung nach Patentanspruch 5 einen variabel ausgelegten Handkraftverlauf auf. Dadurch ist ermöglicht, daß die Handkraft beim Verlassen der D-Stellung zunächst progressiv - dann im mittleren Teil des Schaltweges etwa nur linear sowie im letzten Abschnitt des Schaltweges wieder progressiv ansteigt.

Bei der Wähl- und Schalteinrichtung nach der Erfindung trägt die Ausgestaltung nach Patentanspruch 6 zur angestrebten Bediensicherheit bei, weil die Kontur des seitlichen Zweiges der Kulisse, der den Handwählhebel in der D-Stellung aufnimmt, einem unbeabsichtigten Betätigen des Handwählhebels in die N- Stellung entgegensteht.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrie­ ben. In der Zeichnung bedeuten

Fig. 1 einen schematischen vertikalen Querschnitt durch ein Schaltgehäuse einer Wähl- und Schalteinrichtung nach der Erfindung gemäß Linie I-I von Fig. 2,

Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch das Schaltgehäuse von Fig. 1 nach Linie II-II,

Fig. 3 einen schematischen waagerechten Querschnitt durch das Schaltgehäuse von Fig. 1 gemäß Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 eine Ansicht einer Schalteranordnung in dem Schaltgehäuse von Fig. 1, gesehen in Pfeilrichtung IV in Fig. 3,

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Kulisse für den Hand­ wählhebel bei dem Schaltgehäuse von Fig. 1, gesehen in Pfeilrichtung V von Fig. 1, und

Fig. 1a ein Diagramm für den Verlauf der Schaltkraft über dem Schaltweg bei manuellem Schalten der Vorwärtsgänge bei der Wähl- und Schalteinrichtung gemäß den Fig. 1 bis 5.

In einem nur bei 11 angedeuteten Schaltgehäuse ist eine Schalt­ welle 19 mittels zweier Lageranordnungen 6 und 7 - mit ihrer Drehachse 29-29 quer zur Fahrtrichtung und horizontal liegend - drehbar gelagert. Mit der Schaltwelle 19 ist ein Stellhebel 30 fest verbunden, welcher in bekannter Weise mit einer elektro-hy­ draulichen Schaltvorrichtung und mit einer Parkbremse eines au­ tomatischen Gangwechselgetriebes über ein diesbezügliches Stell­ gestänge verbunden sein kann. Mit der Schaltwelle 19 ist ferner ein Gelenkträger 8 im wesentlichen unter Vermittlung eines Fixierbolzens 31 bewegungsfest verbunden. Dieser Gelenkträger 8 ist somit über die Schaltwelle 19 um die Achse 29-29 schwenkbar gegenüber dem Schaltgehäuse 11 angeordnet. An dem Gelenkträger 8 ist mittels eines einachsigen Gelenkes 9 ein Gabelkopf 32 um eine zur Schwenkachse 29-29 des Gelenkträgers 8 senkrechte Achse 21-21 schwenkbar gelagert. In den Gabelkopf 32 ist ein aufrecht angeordneter Handwählhebel 10 feststehend eingesetzt, welcher somit gegenüber dem Schaltgehäuse 11 Schwenkbewegungen um die Achse 29-29 in einer vertikalen Wählebene 20-20 ausführen kann, wenn er sich in dem mittleren Zweig 12 einer T-förmigen Kulisse 12-15 befindet. In dem als Wählkulisse verwendeten Zweig 12 der Kulisse liegt eine Wähl-Stellung N des Handwählhebels 10 für ei­ nen antriebslosen Zustand des Gangwechselgetriebes zwischen ei­ ner Wähl-Stellung R für die Einlegung eines Rückwärtsganges und einer Wähl-Stellung D für ein Schaltprogramm zum selbsttätigen Schalten aller Vorwärtsgänge.

An dem geschlossenen Ende der Wählkulisse 12 liegt benachbart zur Wähl-Stellung R eine Wähl-Stellung P des Handwählhebels 10 für das Einlegen der Parkbremse über die Schaltwelle 19.

An dem anderen Ende der Wählkulisse 12 - das in Fahrzeuglängs­ richtung nach hinten geschlossen, zu den seitlichen Zweigen 13 und 14 der Kulisse jedoch offen ist - liegt die Wähl-Stellung D, aus welcher der Handwählhebel 10 unmittelbar unter Schwenkbewe­ gungen um die Achse 21-21 des Gelenkträgers 8 in eine Schalt- Stellung D(+) im Kulissen-Zweig 13 für eine vom Schaltprogramm unabhängige Hochschaltung um einen Gang oder in eine Schalt- Stellung D(-) im Kulissen-Zweig 14 für eine vom Schaltprogramm unabhängige manuelle Rückschaltung um einen Gang betätigbar ist, so daß die Kulissen-Zweige 13, 14 als eine Schaltkulisse 15 für manuelles Schalten der Vorwärtsgänge verwendet sind. In den Schalt-Stellungen D(+) und D(-) wird jeweils einer von zwei Mi­ kroschaltern 17 und 18 durch einen Schaltfinger 22 des Gabelkop­ fes 32 betätigt. Die Mikroschalter 17 und 18 sind über einen Halter 33 am Boden des Schaltgehäuses 11 befestigt und in bezug auf ihren Schalthub spiegelbildlich zur Wählebene 20-20 des Schaltgehäuses 11 angeordnet, welcher die Schwenkachse 21-21 des Handschalthebels 10 und die Wähl-Stellungen P, R, N und D zuge­ ordnet sind.

Um beim Auslenken des Handwählhebels 10 in eine seiner Schalt- Stellungen D(+) oder D(-) eine selbsttätige Rückstellung in die Wähl-Stellung D zu erzielen, ist eine wirkungsmäßig zwischen Handschalthebel 10 und Gelenkträger 8 angeordnete Rasteneinrich­ tung 16 vorgesehen. Die Rasteneinrichtung 16 weist eine am Über­ gang zwischen Gabelkopf 32 und Schaltfinger 22 angeordnete Raste 27 auf, in welche eine an einem beweglichen Rastenelement 24 wälzgelagerte Rastenkugel 28 einrastet, wenn der Handwählhebel 10 seine Wähl-Stellung D erreicht. An die Raste 27 grenzen in Richtung einer jeweiligen Schalt-Stellung D(+) und D(-) zugehö­ rige Neigungsflächen 25 und 26 an, welche durch Auslegung ihres Verlaufes gegenüber der Schwenkachse 21-21 einen variablen Ver­ lauf F25 bzw. F26 der zugehörigen Schaltkraft am Handwählhebel 10 über dem Schaltweg s ermöglichen.

Das bewegliche Rastenelement 24 weist einen die Rastenkugel 28 lagernden Druckbolzen 34 auf, welcher in einer zylindrischen Aufnahme 35 des Gelenkträgers 8 verschiebbar angeordnet ist und sich über eine Druckfeder 23 gegenüber dem Gelenkträger 8 ab­ stützt.

Wie der Fig. 5 noch zu entnehmen ist, kann die Wähl-Stellung D des Handwählhebels 10 leicht außermittig zur Wählkulisse in den Kulissen-Zweig 14 hinein versetzt liegen, so daß ein unbeabsich­ tigtes Betätigen des Handwählhebels 10 in Richtung der Wählstel­ lung N durch die in Überdeckung stehende Kontur des Kulissen- Zweiges 14 verhindert ist.

Claims (6)

1. Wähl- und Schalteinrichtung für ein Gangwechselgetriebe, mit einem gegenüber einem feststehenden Schaltgehäuse schwenkbar gelagerten Gelenkträger und mit einem gegenüber dem Gelenkträger schwenkbar gelagerten Handwählhebel, welcher in einer Wählkulisse geführt ist, in der eine Stellung N für einen antriebslosen Zustand des Gangwechselgetriebes zwischen einer Stellung R für den Rückwärtsgang und einer Stellung D für ein Schaltprogramm zum selbsttätigen Schalten aller Vorwärtsgänge liegt, und bei der der Handwählhebel unmittelbar aus der Stellung D für das Schaltprogramm zum selbsttätigen Schalten aller Vorwärtsgänge heraus wahlweise und jeweils in entgegengesetztem, quer zur Wählkulisse liegenden Richtungssinn entweder in eine Stellung D(+) für das vom Schaltprogramm unabhängige manuelle Schalten eines höheren Ganges oder in eine Stellung D(-) für das vom Schaltprogramm unabhängige manuelle Schalten eines niedrigeren Ganges auslenkbar und durch federnde Rückstellmittel in die Stellung D für das Schaltprogramm zum selbsttätigen Schalten aller Vorwärtsgänge zurückführbar ist, und bei der die Stellung des Handwählhebels für das Schaltprogramm zum selbsttätigen Schalten der Vorwärtsgänge durch eine Rasteneinrichtung fixierbar ist, bei der ein gegenüber dem Gelenkträger federnd abgestütztes und durch eine Führung in den Richtungen einer geometrischen Achse axial verschiebbar geführtes Rastenelement in eine der D-Stellung zugeordnete Raste einrastet, von welcher in den beiden Richtungen für das vom Schaltprogramm unabhängige manuelle Schalten eines höheren oder eines niedrigeren Ganges je eine Neigungsfläche für das Einfedern des axial verschiebbaren Rastenelementes gegenüber dem Gelenkträger beim manuellen Schalten eines Ganges ausgeht, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkträger (8) mit einer im Schaltgehäuse (11) drehbar gelagerten Schaltwelle (19) bewegungsfest verbunden und die Schaltwelle (19) insbesondere zum Betätigen der Parkbremse vorgesehen ist, und daß einerseits die Führung (35) für das axial verschiebbare Rastenelenment (24) gegenüber dem Handwählhebel (10) sowohl baulich getrennt als auch beweglich - dagegen gegenüber dem Gelenkträger (8) bewegungsfest angeordnet ist, und daß andererseits die Raste (27) gegenüber dem Handwählhebel (10) bewegungsfest angeordnet ist.

2. Wähl- und Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Raste (27) an einem den Handwählhebel (10) halternden Gabelkopf (32) angeordnet ist, welcher durch das Gelenk (9) für die Schwenkbewegungen des Handwählhebels (10) zum manuellen Schalten der Gänge mit dem Gelenkträger (8) verbunden ist.

3. Wähl- und Schalteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Raste (27) am Übergang zwischen dem Gabelkopf (32) und einem vom Gabelkopf (32) abgehenden Schaltfinger (22) zur Betätigung von elektrischen Schaltern (17, 18) zum manuellen Schalten der Gänge angeordnet ist.

4. Wähl- und Schalteinrichtung nach Patentanspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das axial verschiebbare Rastenelement (24) für seinen Eingriff an der Raste (27) eine wälzgelagerte Kugel (28) aufweist.

5. Wähl- und Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigungsflächen (25, 26) durch Auslegung ihres Verlaufes gegenüber der Schwenkachse (21-21) des Gelenkes (9) für die Schwenkbewegungen des Handwählhebels (10) zum manuellen Schalten der Gänge einen variablen Verlauf (F25, F26) der Schaltkraft (F) am Handwählhebel (10) gegenüber dem Schaltweg (s) erzeugen.

6. Wähl- und Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die (D)-Stellung des Handwählhebels (10) für das Schaltprogramm zum selbsttätigen Schalten aller Vorwärtsgänge außermittig zur Wählkulisse (12) liegt.