DE19943538B4

DE19943538B4 - Betätigungsvorrichtung für ein Getriebe

Info

Publication number: DE19943538B4
Application number: DE1999143538
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl.-Ing. Funk; Dieter Dipl.-Ing. Kraxner (FH)
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1999-09-11
Filing date: 1999-09-11
Publication date: 2006-05-11
Anticipated expiration: 2019-09-12
Also published as: DE19943538A1

Abstract

Betätigungsvorrichtung für ein Getriebe bestehend aus einer entfernt angeordneten Schalteinrichtung (2), innerhalb derer ein Hebel (5) in vorgegebenen Positionen (P, R, N, D) verrastet, und einer am Getriebe (4) angeordneten Stelleinrichtung (3), die korrespondierende Positionen (P, R, N, D) aufweist, wobei die Schalteinrichtung (2) mit der Stelleinrichtung (3) über ein Übertragungselement (6) verbunden und zwischen der Schalteinrichtung (2) und der Stelleinrichtung (3) ein Viergelenkgetriebe (9) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Viergelenkgetriebe (9) ein Drehgelenkgetriebe ist, dessen vorgegebene erste Positionen (P, R, N, D) des Hebels (5) korrespondierenden, zweiten vorgegebenen Positionen der Stelleinrichtung (3), die in ihrer Gesamtheit nicht den ersten Positionen entsprechen, zugeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für ein Getriebe bestehend aus einer entfernt angeordneten Schalteinrichtung und einer am Getriebe angeordneten Stelleinrichtung, wobei die Schalteinrichtung mit der Stelleinrichtung über ein Übertragungselement verbunden ist.
Derartige Betätigungsvorrichtungen werden vielfältigerweise eingesetzt, um bauliche Gegebenheiten, wie den meist im Bereich des Getriebes engen Bauraum, zu überwinden. Hierzu kann die Betätigungsvorrichtung beispielsweise als Schalthebel ausgeführt sein, die mit der Stelleinrichtung, beispielsweise einer Schaltwelle des Getriebes, verbunden ist. Zur Übertragung der Betätigungsbewegungen ist zwischen der Betätigungsvorrichtung und der Stelleinrichtung meist ein Betätigungszug angeordnet. Die Betätigungsvorrichtung ist so auszulegen, daß ausgangsseitig an der Stelleinrichtung die zur Betätigung des Getriebes notwendigen Betätigungswege zur Verfügung stehen.
Bei Automatgetrieben ist die Einhaltung der Betätigungswege von erhöhter Bedeutung, da hier bei Schaltvorgängen nicht, wie beispielsweise beim Schaltgetriebe, Endpositionen eingenommen werden, sondern in der Regel eine Bereichswahlwelle als Stelleinrichtung am Getriebe in bestimmte, eng tolerierte und in einer Reihe angeordnete Winkelpositionen zu bringen ist, um die Fahrbereiche (üblicherweise P, R, N, D, und, soweit mechanisch wählbar, 3, 2 und 1) auszuwählen. Die Schalteinrichtung, bei Automatgetrieben ein Wählhebel, ist so abzustimmen, daß dann, wenn der Wählhebel in einer der Bereichspositionen verrastet, die Bereichswahlwelle auch die entsprechende Winkelposition einnimmt.

Aus der DE 197 11 237 A1 ist eine Schalteinrichtung für ein Schaltgetriebe bekannt geworden, bei der im Übertragungsweg zum Schaltgetriebe ein Viergelenkgetriebe vorgesehen ist. Dabei ist dieses Viergelenkgetriebe so gestaltet, dass es eine deutlich spürbare mittlere Position aufweist. Ziel dieser Vorrichtung ist, eine Schalteinrichtung so zu gestalten, dass eine Neutralstellung sicher auffindbar ist.

Die US 5,398,565 offenbart ebenfalls eine Schalteinrichtung für ein Schaltgetriebe, genauer eine Gruppenwahleinrichtung, bei der zwischen dem Schalthebel und dem Getriebe eine Viergelenkgetriebe vorgesehen ist. Diese Schalteinrichtung hat sich zum Ziel gesetzt, das Auffinden von Schaltpositionen bzw. das Erkennbarmachen von Schaltpositionen für den Fahrer. Das Viergelenkgetriebe dient darüber hinaus lediglich der Übertragung der Schaltbewegung.

Die US 3,465,612 zeigt eine Wähleinrichtung für Automatikgetriebe, bei dem ein Wählhebel über einen ersten Hebel, ein Koppelglied und einen zweiten Hebel mit einer Schaltwelle verbunden ist.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine Betätigungsvorrichtung für ein Getriebe zu schaffen, die einen konstruktiv höheren Freiheitsgrad bei der Gestaltung erlaubt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, bei einer gattungsgemäßen Betätigungsvorrichtung zwischen der Schalteinrichtung und der Stelleinrichtung ein als Drehgelenkgetriebe ausgebildetes Viergelenkgetriebe (auch als viergliedriges Hebelgetriebe bezeichnet) vorzusehen. Ein Viergelenkgetriebe zeichnet sich dadurch aus, daß es mechanisch vergleichsweise einfach aufgebaut ist, aber dennoch eine in einem weiten Bereich frei wählbare Übertragungskennlinie und damit eine freie Zuordnung der Bewegungen der Schalteinrichtungen zu den Bewegungen der Stelleinrichtungen erlaubt. Hier werden vorgegebene erste Positionen der Schalteinrichtung mit korrespondierenden zweiten Positionen der Stelleinrichtung, die in ihrer Gesamtheit nicht den ersten Positionen entsprechen, zugeordnet. Bei einem Viergelenkgetriebe mit nicht linearer Übertragungskennlinie können auslegungsgemäß drei Eingangspositionen exakt drei Ausgangspositionen zugeordnet werden. Die Zuordnung von Zwischenpositionen ist auslegungsbedingt mit einem Fehler behaftet, der jedoch in aller Regel soweit minimiert werden kann, daß er in die Toleranzbereiche der beteiligten Bauelemente fällt. Der hiermit vorteilhafterweise gewonnene größere Freiheitsgrad erlaubt es, ein vorhandenes Getriebe mit einer vorhandenen Betätigungseinrichtung zu kombinieren. Da somit eine vorhandene Schalteinrichtung verwendet werden kann, entfallen die Kosten für eine Neuentwicklung, was insbesondere für Kleinserien von großem wirtschaftlichen Vorteil ist. Außerdem ist es möglich, nicht lineare Bedienverläufe zu realisieren.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. So wird vorgeschlagen, daß das Viergelenkgetriebe aus einem ersten, getriebefest gelagerten Hebel, einem zweiten, mit der Stelleinrichtung verbundenen Hebel und einem die Hebel verbindenden Koppelglied besteht. Diese Ausführung ist baulich einfach gehalten und daher mit vertretbarem Kostenaufwand realisierbar. Hierzu trägt auch bei, daß dieses Viergelenkgetriebe die Stelleinrichtung als Bestandteil des Viergelenkgetriebes integriert. Ein solches Viergelenkgetriebe ist auch in weitem Umfang an bauliche Gegebenheiten anpaßbar.

In Anwendung speziell für Automatgetriebe wird vorgeschlagen, daß das Viergelenkgetriebe auf die Positionen P, R und N oder auf die Positionen P, R und D ausgelegt ist. Durch diese Auslegung wird erreicht, daß die für den Betrieb des Kraftfahrzeuges wesentlichen Positionen stets exakt erreicht werden und daher sicher einstellbar sind. Hervorzuheben ist in diesem Zusammenhang, daß eine dieser Positionen – in der Regel die Position P – beim Zusammenbau von Wählhebel und Stelleinrichtung am Getriebe zur Einstellung des Übertragungselementes zwischen Wählhebel und Stelleinrichtung verwendet wird. Da die auf diese Weise eingestellte Position stets exakt erreicht wird, gilt dies auch für die weiteren Positionen, die bei der Auslegung des Viergelenkgetriebes berücksichtigt wurden. Für Positionen 3, 2 und 1, soweit diese als mechanische Positionen vorgesehen sind, können größere Abweichungen, jedoch stets innerhalb der Toleranzen, zugelassen werden.

Schließlich wird in Verbindung mit einem Automatgetriebe vorgeschlagen, die Betätigungsvorrichtung so auszuführen, daß der erste Hebel in der Position P im wesentlichen senkrecht zu einer Angriffsrichtung des Übertragungselementes steht. Durch diese Auslegung wirkt in der Position P an dem ersten Hebel der größtmögliche Hebelarm, so daß auch an der Stelleinrichtung die größtmögliche Kraft aufgebracht werden kann. Damit kann sichergestellt werden, daß auch bei verspanntem Antriebsstrang eine Parksperre des Automatgetriebes mit akzeptablem Kraftaufwand lösbar ist.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Übersicht über die Betätigungsvorrichtung und

2 ein Viergelenkgetriebe in einer Explosionsdarstellung.

Die Betätigungseinrichtung 1 besteht aus einer Schalteinrichtung 2 und einer Stelleinrichtung 3, die an einem (in 2 dargestellten) Getriebe 4 angeordnet ist. Die Schalteinrichtung 2 ist hier ein Wählhebel für das (Automat-)Getriebe 4 mit den Bereichspositionen P, R, N, D. Nicht gezeigte Bereichspositionen 3, 2, 1 können elektrisch gewählt werden. Durch eine nicht gezeigte Rastkulisse wird der Wählhebel 5 in den in 1 dargestellten Bereichspositionen verrastet. Durch ein Übertragungselement 6, hier einen Seilzug, werden die Bewegungen des Wählhebels 5 auf die Stelleinrichtung 3 übertragen, die hier als Bereichswahlwelle 7 des Automatgetriebes 4 ausgeführt ist.
Zwischen einem Endpunkt 8 des Seilzuges 6 und der Bereichswahlwelle 7 ist ein Viergelenkgetriebe 9 vorgesehen, das aus einem getriebefest gelagerten Umlenkhebel 10 als ersten Hebel, einem Koppelglied 11 und einem Bereichswahlhebel 12 als zweiten Hebel besteht. Die vier Gelenke des Viergelenkgetriebes 9 sind: als erster Lagerpunkt a ein Lagergelenk des Umlenkhebels 10, ein zweiter Lagerpunkt b am Verbindungsgelenk zwischen dem Umlenkhebel 10 und dem Koppelglied 11, ein dritter Lagerpunkt c am Verbindungsgelenk zwischen dem Koppelglied 11 und dem Bereichswahlhebel 12 und als viertem Lagerpunkt d die Bereichswahlwelle 7. Die vier Hebel des Viergelenkgetriebes 9 sind: der Umlenkhebel 10, das Koppelglied 11, der Bereichswahlhebel 12 und das Gehäuse des Getriebes 4, das den Lagerpunkt a mit dem Lagerpunkt d verbindet.
Oberhalb der Bereichswahlwelle 7 sind die Winkelpositionen der Bereichswahlwelle 7 eingezeichnet, die zur Wahl der verschiedenen Fahrbereiche am Bereichswahlhebel 12 bzw. der Bereichswahlwelle 7 einzustellen sind. Die ebenfalls dargestellten Winkelpositionen des Wählhebels 5 stimmen mit den Positionen des Bereichswahlhebels 12 auch nicht in der Weise überein, daß zwischen ihnen ein linearer Zusammenhang besteht.
Die Unterschiede in den Winkelpositionen des Wählhebels 5 und des Bereichswahlhebels 12 werden durch das Viergelenkgetriebe 9 kompensiert. Das Viergelenkgetriebe 9 ist so ausgelegt, daß die Positionen P, R und N am Umlenkhebel 10 (und damit am Wählhebel 5) ausgangsseitig die Positionen P, R und N am Bereichswahlhebel 12 erzeugen. Bei der Auslegung des Viergelenkgetriebes 9 wurde darauf geachtet, daß der getriebefeste Lagerpunkt a mit denen am Einbauort vorzufindenden Gegebenheiten realisierbar ist und daß das Koppelglied 11 eine realisierbare Größe hat, d.h. insbesondere nicht zu klein ist. Darüber hinaus wurde darauf geachtet, daß der Fehler in der Position D, d.h. die Abweichung der Stellung des Bereichswahlhebels 12 von seiner Position D, wenn der Wählhebel 5 in seiner Position D verrastet ist, so gering ist, daß er noch innerhalb der von Getriebe zugelassenen Toleranzen liegt.
Schließlich wurde ein Widerlager 13 des Seilzuges 6 so gelegt, daß der Seilzug 6 in der Position P des Wählhebels 5 senkrecht auf den Umlenkhebel 10 trifft, d.h. ein Winkel 21 zwischen dem Seilzug 6 und einer Mittelachse des Umlenkhebels 10 in etwa 90° beträgt.
2 zeigt die Elemente des Viergelenkgetriebes 9 nochmals in einer Explosionsdarstellung. Am nur ausschnittsweise dargestellten Getriebe 4 ist die Bereichswahlwelle 7 mit dem Bereichswahlhebel 12 verschweißt. Das Koppelglied 11 besteht ähnlich einem Kettenglied aus einem Grundelement 11b mit Bolzen 14, die in entsprechende Bohrungen 15, 16 des Umlenkhebels 10 bzw. des Bereichswahlhebels 12 eingreifen und danach mit einem Schließblech 11a verbunden werden können. Zur Sicherung des Schließbleches 11a werden Sicherungsringe 17 auf die Bolzen 14 aufgesteckt.
Der Umlenkhebel 10 ist auf einer Konsole 18 gelagert, die an einem mit dem Getriebe 4 fest verbundenen Differentialgehäuse 19 angeschraubt ist. Das Widerlager 13 für den Seilzug 6 schließlich ist an einer mit dem Getriebe fest verbundenen Zwischenplatte 20 angeschraubt.

Claims

Betätigungsvorrichtung für ein Getriebe bestehend aus einer entfernt angeordneten Schalteinrichtung (2), innerhalb derer ein Hebel (5) in vorgegebenen Positionen (P, R, N, D) verrastet, und einer am Getriebe (4) angeordneten Stelleinrichtung (3), die korrespondierende Positionen (P, R, N, D) aufweist, wobei die Schalteinrichtung (2) mit der Stelleinrichtung (3) über ein Übertragungselement (6) verbunden und zwischen der Schalteinrichtung (2) und der Stelleinrichtung (3) ein Viergelenkgetriebe (9) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Viergelenkgetriebe (9) ein Drehgelenkgetriebe ist, dessen vorgegebene erste Positionen (P, R, N, D) des Hebels (5) korrespondierenden, zweiten vorgegebenen Positionen der Stelleinrichtung (3), die in ihrer Gesamtheit nicht den ersten Positionen entsprechen, zugeordnet sind.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Viergelenkgetriebe (9) aus einem ersten Hebel (10), einem zweiten Hebel (12) und einem die Hebel (10, 12) verbindenden Koppelglied (11) besteht, wobei der erste Hebel (10) mit der Schalteinrichtung (2) und der zweite Hebel (12) mit der Stelleinrichtung (3) verbunden sind, und der erste Hebel (10) und der zweite Hebel (12) getriebefest drehbar gelagert sind.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (2) ein Wählhebel und das Getriebe (4) ein Automatgetriebe ist und das Viergelenkgetriebe (9) auf die Positionen P, R, und N oder auf die Positionen P, R und D des Wählhebels und der Stelleinrichtung (3) hin ausgelegt ist.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (2) ein Wählhebel und das Getriebe (4) ein Automatgetriebe ist und der erste Hebel (10) in der Position P im wesentlichen senkrecht zu einer Angriffsrichtung des zwischen dem Wählhebel und dem Viergelenkgetriebe (9) angeordneten Übertragungselementes (6) steht.