DE19924238B4

DE19924238B4 - Schaltvorrichtung für wahlweise eine Rechts- und eine Linkslenkervariante eines Kraftfahrzeug-Automatikgetriebes

Info

Publication number: DE19924238B4
Application number: DE1999124238
Authority: DE
Inventors: Hubert P. Dr. Büchs; Wolfgang Umhöfer
Original assignee: JOPP GmbH
Current assignee: JOPP GmbH
Priority date: 1999-05-27
Filing date: 1999-05-27
Publication date: 2005-02-03
Anticipated expiration: 2019-05-28
Also published as: DE19924238A1

Abstract

Schaltvorrichtung in wahlweiser Rechts- und Linkslenkervariante für ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeug mit einer Automatikgasse, in welcher einzelne Betriebsstufen und gewünschtenfalls Schaltpositionen für einzelne Gänge einstellbar sind, und mit einer manuellen Gasse (7), in welcher die einzelnen Gänge schrittweise schaltbar sind, die Schaltvorrichtung umfassend:
– ein Gehäuse (2),
– einen Schalthebel (3), welcher zum Schalten zwischen den einzelnen Betriebsstufen bzw. zum schrittweisen Schalten der Gänge um eine erste Achse (6) schwenkbar und zum Schalten zwischen der Automatikgasse und der manuellen Gasse (7) um eine zur ersten Achse orthogonale zweite Achse (4) schwenkbar in dem Gehäuse (2) aufgenommen ist,
– einen Seilzughebel (1), welcher mit dem Schalthebel (3) zum gemeinsamen Verschwenken um die erste Achse (6) koppelbar ist und welcher zur Übertragung von Betriebsstufen-Schaltinformationen mechanisch mit einer Getriebesteuerung verbunden ist,
– eine mit dem Schalthebel (3) gekoppelte Rückstellvorrichtung, um den Schalthebel (3) in der manuellen Gasse (7) nach...

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung für ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeuges, welche eine Automatikgasse und eine manuelle Gasse aufweist.

Eine derartige Schaltvorrichtung ist aus der DE 44 26 207 C1 bekannt. In dieser Drukschrift ist eine Schaltvorrichtung für ein Automatikgetriebe offenbart, welches eine Automatikgasse und eine manuelle Gasse aufweist. Der Schalthebel ist dabei um zwei zueinander orthogonale Achsen drehbar in einem Gehäuse gelagert. Die erste Achse verläuft in Fahrzeugquerrichtung, die zweite in Fahrzeuglängsrichtung. Ein Betätigungshebel, welcher Schaltstellungsinformationen an eine Getriebesteuerung überträgt, ist um die in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Achse schwenkbar in dem Gehäuse gelagert. Durch Kippen des Schalthebels um seine zweite Achse wird zwischen Automatik-Modus und Schrittschalt-Modus gewechselt. Dabei gerät der Schalthebel außer Eingriff mit dem Betätigungshebel und in Eingriff mit einer Schrittschaltereinrichtung und umgekehrt.

Der Artikel "Die neue äußere Schaltung von BMW für Automatikgetriebe" von Ferit Kücükaȳ und Josef Neuner in ATZ – Automobiltechnische Zeitschrift 96, 1994, 9, S. 512 bis 517 gibt einen Überblick über die historische Entwicklung von Atomatikschaltungen und inbesondere die Entwicklung der 1994 in der BMW 7er- und 8er-Baureihe eingesetzten Schaltung. In diesem Artikel ist lediglich im Zusammenhang mit einer Eingassen-Schaltung die Vereinheitlichung von Varianten für Links- und Rechtlenker allgemein angesprochen, jedoch ohne dem Fachmann eine konkrete technische Lehre an die Hand zu geben.

Es ist weiterhin bekannt, dass Automatikgetriebe mit Hilfe einer mechanischen Verbindung zwischen Schaltvorrichtung und Getriebesteuerung in den einzelnen Schaltstufen gesteuert werden können und dass darüberhinaus die Möglichkeit besteht, durch Übermittlung von elektrischen Impulsen an die Getriebesteuerelektronik die Automatiksteuerung so zu beeinflussen, dass ein manuelles Schalten der Gänge möglich ist.

In der Automatikgasse sind im Automatikgetriebe verschiedene Betriebsstufen einstellbar, so zum Beispiel die Park- (P) und Neutralposition (N), die Rückwärtsgangposition (R) und die Fahrposition (D) und darüber hinaus gegenbenfalls Schaltpositionen für die einzelnen Gänge.

In der manuellen Gasse (7) wird das Automatikgetriebe vom Fahrer manuell geschaltet. Die manuelle Gasse (7) wird durch Schwenken des Schalthebels (3) um die Fahrzeuglängsachse (4) aus der Mittelstellung heraus nach rechts oder alternativ nach links erreicht. Wird in der manuellen Gasse (7) der Schalthebel (3) nach vorne oder hinten bewegt, wird der nächsthöhere oder nächstniedere Gang im Automatikgetriebe geschaltet.

Da aus Gestaltungsgründen bei Rechtslenkerfahrzeugen und Linkslenkerfahrzeugen die manuelle Gasse (7) auf der fahrerzugewandten Seite liegen soll oder umgekehrt, werden heute Schaltvorrichtungen benötigt, die unterschiedlichen Aufbau haben und die dazu führen, dass die Stückzahlen je Baueinheit verkleinert und die Werkzeugkosten und die Herstellkosten erhöht werden.

Daher ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Schaltvorrichtung mit einer Automatikgasse und einer manuellen Gasse anzugeben, welche ohne Modifikationen von Bauteilen sowohl in links- als auch in rechtsgesteuerten Fahrzeugen so eingesetzt werden kann, daß die manuelle Gasse sowohl in den links- als auch in den rechtsgesteuerten Fahrzeugen einhetlich auf der fahrerzugewandten oder der fahrerabgewandten Seite liegt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schaltvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Wetere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Das Schalten in der manuellen Gasse (7) erfolgt durch eine Bewegung des Schalthebels (3) um die Achse (6) nach vorne oder nach hinten. Durch eine Rückstellvorrichtung (8) wird bewirkt, dass der Schalthebel (3) selbsttätig in die Ausgangsstellung zurückbewegt wird, nachdem der Schaltvorgang beendet ist. Die Rückstellvorrichtung (8) hat die Aufgabe, eine spielfreie Kupplung zwischen Schalthebel (3, 14) und den Rückstellgliedern zu gewährleisten, in der Ausgangsstellung eine stabile spielfreie Position einzunehmen und eine vorgegebene Schaltkraftcharakteristik während des Schaltvorganges zu gewährleisten.

Nach der Erfindung wird dies durch eine Rückstellvorrichtung (8) erreicht, die auf beiden Seiten des Schalthebels wahlweise montiert werden kann, je nach der gewünschten Schaltungsvariante und die durch zwei Bolzen mit dem Wählhebel verbunden ist. Damit ist die erste Voraussetzung dafür gegeben, dass sowohl Rechtslenker- als auch Linkslenkerfahrzeuge mit dieser Einrichtung aufgebaut werden können.

Um die Forderungen: Spielfreiheit, stabile Mittelstellung und definierte Kraft-Weg-Charakteristik während des Schaltvorgangs einhalten zu können, kommt ein hebelförmiges Bauteil zum Einsatz, das auf der Schalthebeldrehachse (6) drehbar gelagert ist und bei dem in einer kreisringförmigen Nut (11) ein Kreisring-Segment (12) eingebaut ist, das in der Mitte eine Bohrung besitzt, in die der Bolzen (14) des Schalthebels (3) spielfrei eingesteckt ist. Das Kreisring-Segment (12) besitzt vorzugsweise auf dem kleineren Radius eine Rastkontur, in die ein Rastelement (13) mit bestimmter Federkraft gedrückt wird. Daraus ergibt sich eine stabile Mittelstellung für den Schalthebel (3). Wird der Schalthebel (3) durch Drehen aus der Mittelstellung heraus bewegt, so ist zunächst eine erhöhte Kraft wegen der Rastierung zu überwinden. Gleichzeitig wirken der Schaltkraft Federkräfte entgegen, die eine Rückstellung des Schalthebels (3) in die Mittelstellung gewährleisten, nachdem der Schaltvorgang beendet ist.

Der Seilzughebel (1) besitzt einen hakenförmigen Querschnitt. Er kann spiegelbildlich eingebaut werden. Die Einbaulage richtet sich danach, ob die manuelle Gasse (7) links oder rechts vom Schalthebel (3) anzuordnen ist. Je nach Einbaulage des Seilzughebels (1) und Anbaulage der Rückstellvorrichtung (8) wird so die Schaltung für Rechts- oder Linkslenker realisiert.

Beim Schwenken des Schalthebels (3) um die Achse (4) wird dieser vom Seilzughebel (1) entkuppelt und es rastet die Rückstellvorrichtung (8) des Schalthebels (3) in Konturelemente (10) des Gehäuses so ein, dass diese räumlich fixiert wird. Zu diesem Zwecke enthält das Gehäuse (2) entsprechende Konturelemente (10). Diese Konturelemente (10) sind auf beiden Seiten der Mittelachse symmetrisch angeordnet und gewährleisten so den Einbau des Schalthebels (3) sowohl für Rechtslenkerfahrzeuge als auch für Linkslenkerfahrzeuge. Ist die Rückstellvorrichtung (8) in die Konturelemente des Gehäuses (2) eingerastet, kann der Schalthebel (3) nur gegen die Rückstellkräfte der Federn und die Rastkräfte in der Rückstellvorrichtung (8) nach vorne bzw. nach hinten bewegt werden. Nach Beendigung des manuellen Schaltvorganges erfolgt eine Rückstellung des Schalthebels (3) in die Mittelstellung der manuellen Gasse (7)

Da der Mitnehmer (31) der Rückstellvorrichtung (8) mit dem Seilzughebel (1) in Drehrichtung um die Schalthebeldrehachse (6) eine formschlüssige Verbindung eingeht und die Rückstellvorrichtung (8) in der manuellen Gasse (7) durch Gehäusekonturelemente (10) fixiert ist, ist auch der Seilzughebel (1) während des Schaltens in der manuellen Gasse (7) fest positioniert, so dass eine Längsbewegung der mechanischen Verbindung zum Getriebe nicht erfolgen kann. Andererseits erfolgt eine synchrone Drehung von Rückstelleinrichtung (8), Seilzughebel (1) und Schalthebel (3).

Der Lagerbolzen (16) des Schalthebels (3) ragt beidseitig über den Schalthebel (3) hinaus und wird in den Endstellungen des Schalthebels (3) beim Querschalten durch Puffer (15) gestützt. Diese dienen dazu, eine Dämpfung der Querbewegung vor dem Endanschlag zu gewährleisten. Dadurch lassen sich die Querschaltgeräusche minimieren.

Zu den vielfältigen Funktionen der beschriebenen Schaltvorrichtung gehört die Verriegelung des Schalthebels (3) in den Stellungen P und N schalten zu können, die durch Betätigen der Bremse gelöst werden muß um eine Fahrstufe. Darüber hinaus ist eine Verriegelung des Schalthebels (3) in der P-Gasse dann erforderlich, wenn der Zündschlüssel abgezogen ist. Diese Verriegelung muß nach dem Einschalten der Zündung gelöst werden.

Um diese Funktionen bei einem flexiblen Schalthebel (3) in der vorliegenden Form realisieren zu können, ist der Schalthebel (3) mit Schenkeln (17) ausgerüstet, die Rastnuten (18) für P und N enthalten und in die der Rastierhebel (20) in den entsprechenden Positionen eingerastet und fixiert wird. Da diese Rastierhebel (20) in der manuellen Gasse (7) nicht erforderlich sind, können die Rastierhebel (20) ortsfest fixiert werden ohne negative Auswirkung auf die Funktion.

Soll der Schalthebel (3) auch unter der Vorlast (F1) lösbar sein, ist es notwendig, die in ihrer Größe erheblich eingeschränkten Hubkräfte des Verriegelungsmagneten (19) über 2 Hebel (20, 21) in die Rastkontur einzuleiten. Dabei stützt die Lagerung (22) des ersten Hebels (20) die Schaltkräfte F1 ab, während die Lagerung des zweiten Hebels (21) die Reaktionskräfte (F2) des ersten Hebels (20) abstützen. Damit ist gewährleistet, dass die beschränkten Hubkräfte des Verriegelungsmagneten (19) in der Lage sind, die Rastierung zu lösen, wenn der Fahrer unter Vorlast (F1) die Verriegelung lösen möchte. Andererseits sind die Reaktionskräfte (F2) des Hebels (3) nicht in der Lage, die Magnetbolzen (24) gegen die Magnetkraft zurückzudrücken, was ansonsten ein ungewolltes Lösen zur Folge hätte.

Zum Übertragen der Schaltbewegung in den einzelnen Schaltstufen auf die Getriebesteuerung dient eine mechanische Verbindung, die fest, aber demontierbar mit der Schaltvorrichtung verbunden ist und längeneinstellbar sein muß. Zu diesem Zwecke wird eine Seilzugfixierung (26) nach 1 vorgeschlagen, die in einem Schenkel (25) des Seilzughebels (1) drehbar gelagert ist und einen Klemmmechanismus (27, 29) enthält. In der vorgeschlagenen Form wird durch eine Kegelschraube (29) ein Klemmbolzen (27) gegen die Seilzugfixierung (26) axial verschoben und das Endstück (30) des Seilzuges einstellbar kraftschlüssig geklemmt.

Eine bevorzugte Ausführung der beschriebenen Erfindung ist in den 1, 2 und 3 dargestellt.
1 zeigt den Schaltungsaufbau im Schnitt mit der Rückstellvorrichtung (8) auf der rechten Seite des Schalthebels (3). In diesem Fall ist die manuelle Gasse (7) rechts vom Schalthebel (3) angeordnet. Der Lagerbolzen (16) hält den Schalthebel (3) in senkrechter Position. Am unteren Ende des Seilzughebels (1) besitzt dieser einen Schenkel (25), in dem die Seilzugfixierung (26) drehbar gelagert ist. 2 zeigt den Schalthebel (3) in der manuellen Gasse (7).
Die Rückstellvorrichtung (8) ist in den Konturelementen (10) in Drehrichtung fixiert und stößt auf den Puffer (15), der die Endlage dämpft. 3 zeigt in der Seitenansicht die Rückstellvorrichtung (8) mit Kreisring-Segment (12), das durch Bolzen (14) mit dem Schalthebel (3) gekuppelt ist, und das Rastierelement (13). Weiterhin ist dargestellt, wie die Schenkel (17) des Schalthebels (3) gestaltet werden können und die Hebelanordnung für Hebel 1 (20) und Hebel 2 (21) sowie den Verriegelungsmagneten (19), der die Verriegelung des Schalthebels (3) bewirkt.

Claims

Schaltvorrichtung in wahlweiser Rechts- und Linkslenkervariante für ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeug mit einer Automatikgasse, in welcher einzelne Betriebsstufen und gewünschtenfalls Schaltpositionen für einzelne Gänge einstellbar sind, und mit einer manuellen Gasse (7), in welcher die einzelnen Gänge schrittweise schaltbar sind, die Schaltvorrichtung umfassend: – ein Gehäuse (2), – einen Schalthebel (3), welcher zum Schalten zwischen den einzelnen Betriebsstufen bzw. zum schrittweisen Schalten der Gänge um eine erste Achse (6) schwenkbar und zum Schalten zwischen der Automatikgasse und der manuellen Gasse (7) um eine zur ersten Achse orthogonale zweite Achse (4) schwenkbar in dem Gehäuse (2) aufgenommen ist, – einen Seilzughebel (1), welcher mit dem Schalthebel (3) zum gemeinsamen Verschwenken um die erste Achse (6) koppelbar ist und welcher zur Übertragung von Betriebsstufen-Schaltinformationen mechanisch mit einer Getriebesteuerung verbunden ist, – eine mit dem Schalthebel (3) gekoppelte Rückstellvorrichtung, um den Schalthebel (3) in der manuellen Gasse (7) nach einem Schaltvorgang in eine Mittelposition zurückzustellen, wobei die Rückstellvorrichtung an zwei in Richtung der ersten Achse (6) gegenüberliegenden Seiten des Schalthebels (3) an diesem anordenbar ist, und wobei der Seilzughebel (1) in zwei Orientierungen im Gehäuse (2) lagerbar ist, wobei die beiden Orientierungen zu einer Ebene spiegelbildlich sind, welche orthogonal zur ersten Achse (6) in ihrer Automatikgassenstellung ist.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalthebel (3) um die erste Achse (6) schwenkbar an einem Lagerbolzen (16) und unter Zwischenanordnung eines Zwischenstückes (5) um die zweite Achse (4) schwenkbar kardanisch gelagert ist.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerbolzen (16) in Richtung der ersten Achse (6) an beiden Seiten des Schalthebels (3) über diesen hinausragt.
Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalthebel (3) an seinen beiden in Richtung der ersten Achse (6) weisenden Seiten je einen Bolzen (14) aufweist, wobei der eine Bolzen zur Kopplung des Schalthebels (3) mit der Rückstellvorrichtung und der andere Bolzen zur Kopplung des Schalthebels (3) mit dem Seilzughebel (1) vorgesehen ist.
Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalthebel (3) in einem zu dessen Lagerung sowie zu dessen Kopplung mit dem Seilzughebel (1) und der Rückstellvorrichtung dienenden Abschnitt bezüglich einer Ebene spiegelsymmetrisch ausgebildet ist, welche Ebene orthogonal zur ersten Achse (6) ist und die zweite Achse (4) enthält.
Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Seilzughebel (1) schwenkbar in dem Gehäuse (2) gelagert ist, wobei der Seilzughebel (1) mit dem Schalthebel (3) zum gemeinsamen Verschwenken um die erste Achse (6) gekoppelt ist, wenn sich der Schalthebel (3) in der Automatikgasse befindet, und wobei der Seilzughebel (1) drehfest gehalten ist, wenn sich der Schalthebel (3) in der manuellen Gasse (7) befindet.
Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellvorrichtung ein hebelförmiges Bauteil (8) aufweist, welches an einer in Richtung der ersten Achse (6) weisenden Seite des Schalthebels (3) durch Verbindung mit dem Lagerbolzen (16) angeordnet ist.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das hebelförmige Bauteil (8), in seiner Neutralstellung betrachtet, bezüglich einer zur zweiten Achse (4) orthogonalen Ebene spiegelsymmetrisch ausgebildet ist.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das hebelförmige Bauteil (8) derart an einer Seite des Schalthebels (3) angeordnet ist, daß der Schalthebel (3) um die erste Achse (6) in der Automatikgasse gemeinsam mit dem hebelförmigen Bauteil (8) und in der manuellen Gasse relativ zu dem hebelförmigen Bauteil (8) verschwenkt und daß der Schalthebel (3) um die zweite Achse (4) stets gemeinsam mit dem hebelförmigen Bauteil (8) verschwenkt.
Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das hebelförmige Bauteil (8) gegen eine Drehung um die erste Achse (6) festgelegt ist, wenn sich der Schalthebel (3) in der manuellen Gasse (7) befindet.
Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das hebelförmige Bauteil (8) den Seilzughebel (1) drehfest hält, wenn sich der Schalthebel (3) in der manuellen Gasse (7) befindet.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellvorrichtung, insbesondere das hebelförmige Bauteil (8), einen Mitnehmer (31) aufweist, welcher in Richtung der ersten Achse (6) an dem Seilzughebel gleiten kann und welcher sich in Richtung der zweiten Achse (4) in formschlüssigem Eingriff mit dem Seilzughebel (1) befindet, wobei der Mitnehmer (31) den Seilzughebel (1) drehfest hält, wenn sich der Schalthebel (3) in der manuellen Gasse (7) befindet.
Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellvorrichtung, insbesondere das hebelförmige Bauteil (8), über ein mit einem der Bolzen (14) steckverbundenes Kreisringsegment (12) mit dem Schalthebel (3) formschlüssig spielfrei gekoppelt ist, wobei das Kreisringsegment (12) – in einer kreisringsegmentförmigen Nut (11) des hebelförmigen Bauteils (8) aufgenommen ist, – in einer Mittelstellung durch ein in dem hebelförmigen Bauteil (8) angeordnetes Rastierungselement (13) in einer überwindbaren Rastierung gehalten ist, und – in Schaltrichtung durch Federelemente abgestützt ist.
Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gehäuse (2) Konturelemente (10) vorgesehen sind, welche nach einem Schwenken des Schalthebels (3) in die manuelle Gasse (7) das hebelförmige Bauteil (8) durch Formschluß mit dieser bezüglich einer Drehung um den Lagerbolzen (16) drehfest festlegen.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das hebelförmige Bauteil (8) an den Konturelementen (10) verrastbar ist.
Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) symmetrisch bezüglich seiner Längsmittelebene ist.
Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Seilzughebel (1) Puffer (15) aufweist, welche den Lagerbolzen (16) des Schalthebels (3) in der Endlage direkt oder indirekt abstützen.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Puffer (15) bei direkter Abstützung den Lagerbolzen (16) des Schalthebels (3) und bei indirekter Abstützung das hebelförmige Bauteil (8) jeweils in der Endlage abstützen.
Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalthebel (3) wenigstens einen Schenkel (17) umfaßt, welcher Rastierungsnuten (18) aufweist.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verriegelungsmagnet (19) ein Sperrelement (20) wahlweise in eine der Rastierungsnuten (18) einlegt oder daraus herausnimmt, wobei das Sperrelement (20) um eine Lagerachse (22) schwenkbar gelagert ist und wobei der Magnetbolzen (24) des Verriegelungsmagneten (19) am Kniegelenk eines Kniehebelmechanismus (21) angreift, welcher Kniehebelmechanismus (21) an seinem einen Ende mit dem Sperrelement (20) gekoppelt und an seinem anderen Ende an einer Lagerstelle (23) gelagert ist.