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Die
Erfindung betrifft eine Betätigungseinrichtung zur Auswahl
von Schaltstufen eines shift-by-wire-Gangwechselgetriebes, mit einem
mechanischen Übertragungsmittel zur Parksperrenbetätigung,
gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Parksperren
werden immer dann eingesetzt, wenn bei der Antriebskraftübertragung
im Kraftfahrzeug nicht-mechanische Komponenten Verwendung finden,
insbesondere bei automatischen Getrieben mit hydrodynamischem Drehmomentwandler,
wenn also auch bei eingelegtem Gang kein durchgehender mechanischer
Formschluss zwischen dem Fahrzeugmotor und den Rädern des
Kraftfahrzeugs gegeben ist.
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Kraftfahrzeuge
mit Automatikgetriebe erhalten demzufolge üblicherweise
eine Parksperre, um ein unbeabsichtigtes Wegrollen des Fahrzeugs
bei Fahrzeugstillstand und abgestelltem Motor zu unterbinden. Hierzu
blockiert die Parksperre – infolge einer durch den Fahrer
eingeleiteten entsprechenden Betätigung – die
in jedem Fall drehfest mit den Antriebsrädern verbundene
Getriebeabtriebswelle, zumeist indem eine im Getriebeautomaten angeordnete Sperrklinke
mit der Verzahnung eines auf der Getriebeabtriebswelle angeordneten
Parksperrenrades in Eingriff gebracht wird.
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Als Übertragungseinrichtung
zwischen einer derartigen, beispielsweise als Sperrklinke ausgebildeten
Parksperre und der in der Fahrgastzelle des Kraftfahrzeuges angeordneten
Betätigungsvorrichtung für das Fahrzeuggetriebe
sind prinzipiell diverse mechanische, elektrohydraulische wie auch
elektromechanische Systeme bekannt. Dabei umfassen mechanische Übertragungseinrichtungen
zur Betätigung der Parksperre beispielsweise einen Seilzug zwischen
dem in der Fahrgastzelle angeordneten Wählhebel und der
am Automatgetriebe angeordneten Getriebesteuerung.
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Um
die konstruktiven Gestaltungsmöglichkeiten bezüglich
der freien Anordnung der Betätigungsvorrichtung in der
Fahrgastzelle zu verbessern, und um eine bessere akustische Entkopplung
der Betätigungsvorrichtung vom Antriebsstrang des Kraftfahrzeuges
zu gewährleisten, wird bei modernen Kraftfahrzeugen bzw.
Getriebeautomaten zunehmend zum shift-by-wire Prinzip übergegangen,
auch zumal moderne Getriebeautomaten zunehmend vollelektronisch
gesteuert werden.
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Bei
derartigen ”shift-by-wire”-Getrieben erfolgt die Übertragung
der Schaltbefehle von der Betätigungseinrichtung bzw. vom
Wählhebel des Getriebeautomaten im Regelfall ausschließlich
mittels elektrischer oder elektronischer Signale. Bezüglich der
Parksperre bedeutet dies mit anderen Worten, dass auch die Betätigung
der Parksperre auf elektrischem bzw. elektronischem Weg erfolgen
kann. Unter Umständen kann eine Betätigung der
Parksperre sogar automatisch vorgesehen sein, beispielsweise im
Fall von ”Auto-P”, also im Fall des selbsttätigen Einlegens
der Parksperre beim Abziehen des Zündschlüssels
bzw. Verlassen des Kraftfahrzeugs.
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Dabei
besteht jedoch die zusätzliche Anforderung, die Parksperre
auch beim Ausfall elektronischer Systeme oder beim Ausfall der elektrischen Spannungsversorgung
des Kraftfahrzeugs auf mechanischem Wege zu betätigen,
insbesondere ausrücken zu können, um das Fahrzeug
auch in solchen Fällen noch bewegen zu können.
Dies kommt beispielsweise in Betracht beim Werkstattaufenthalt des Fahrzeugs
oder auch beim Abschleppen im Fall eines Defekts. Hierzu sind shift-by-wire-Betätigungseinrichtungen
für Getriebeautomaten bekannt, bei denen eine zusätzliche
mechanische Verbindung zwischen dem Wählhebel und dem Getriebe
vorhanden ist, beispielsweise ein Seilzug. Auf diese Weise kann
die Parksperre auch beim vollständigen Ausfall der elektrischen
Systeme mechanisch über den Seilzug betätigt werden,
so dass das Fahrzeug in jedem Fall bewegt wie auch sicher wieder
abgestellt werden kann.
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Auch
sind ferner shift-by-wire-Betätigungseinrichtungen für
Fahrzeuggetriebe bekannt, bei denen lediglich die unterschiedlichen
Fahrstufen bzw. Gangstufen mittels elektrischer Signale eingelegt bzw.
geschaltet werden, während die Betätigung der Parksperre – insbesondere
aus Sicherheitserwägungen – grundsätzlich
mittels einer mechanischen Verbindung zwischen Betätigungseinrichtung
und Fahrzeuggetriebe erfolgt.
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Um
bei derartigen Betätigungseinrichtungen den Betätigungsweg
des Parksperrenseilzugs zwischen Betätigungseinrichtung
und Getriebe zu minimieren, um unnötigen Verschleiß der
mechanischen Parksperrenbetätigung zu vermeiden und um
durch die mechanische Parksperrenbetätigung verursachte Schleppkräfte
bei der Betätigung des Wählhebels so gering wie
möglich zu halten, sind Betätigungseinrichtungen
entwickelt worden, bei denen zur mechanischen Betätigung
der Parksperre dienende Seilzug selektiv nur dann bewegt wird, wenn
der Wählhebel tatsächlich in die Parksperrenstellung
hinein bzw. aus der Parksperrenstellung heraus geschaltet wird. Hingegen
ist die mechanische Parksperrenbetätigung bei sonstigen
Bewegungen des Wählhebels zwischen den einzelnen Fahrstufen
bzw. Schaltgassen – mittels entsprechender Ausbildung der Übertragungsmechanik
in der Betätigungseinrichtung – vom Wählhebel
entkoppelt. Auf diese Weise können die sonstigen Wählhebelbewegungen
leichtgängig und ohne Rückwirkung der Reibungskräfte
aus der mechanischen Parksperrenbetätigung auf den Wählhebel
erfolgen.
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Eine
derartige, gattungsgemäße Betätigungseinrichtung
ist beispielsweise aus der Patentschrift
DE 103 26 118 B4 bekannt.
Diese bekannte Betätigungseinrichtung umfasst einen entlang
einer Schaltgasse bewegbaren Wählhebel sowie einen Seilzug
als mechanisches Übertragungsmittel zur Betätigung
der Parksperre. Ferner weist diese bekannte Betätigungseinrichtung
eine Übertragungsmechanik mit einer Mehrfachgelenk-Verbindung
in Form von miteinander gekoppelten Übertragungselementen
auf, wobei die Mehrfachgelenk-Verbindung – nur für
den Fall der Bewegung des Wählhebels in die Parksperrenstellung
bzw. aus der Parksperrenstellung heraus – den Seilzug zur
Parksperre betätigt.
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Diese
aus dem Stand der Technik bekannte Betätigungseinrichtung
ist jedoch konstruktiv und in der Montage vergleichsweise aufwändig,
insbesondere da die Mehrfachgelenk-Verbindung bei dieser Betätigungseinrichtung
eine Anzahl gabelförmiger Übertragungselemente
aufweist, welche wiederum mit einer am Wählhebel angeordneten
Steuerplatte in Eingriff zu bringen sind. Zudem ist die aus dem Stand
der Technik bekannte Betätigungseinrichtung zunächst
einmal auf eine Bewegung des Wählhebels entlang lediglich
einer Schaltgasse beschränkt, da aufgrund der dortigen
Ausbildung der Mehrfachgelenk-Verbindung ein seitliches Neigen des
Wählhebels nicht möglich ist.
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Um
diese bekannte Betätigungseinrichtung somit auch in Verbindung
mit Wählhebeln einsetzen zu können, die entlang
mehrerer Schaltgassen, beispielsweise in einer Automatikschaltgasse
und in einer manuellen Tippgasse bewegt werden sollen, muss entweder
die gesamte Anordnung aus Wählhebel, Steuerplatte und Mehrfachgelenk-Verbindung um
ein weiteres Kreuzgelenk ergänzt und schwenkbar gelagert
werden, oder es muss ein zusätzliches Schwenkgelenk im
Schaft des Wählhebels vorgesehen werden. Zudem kann es
bei dieser aus dem Stand der Technik bekannten Betätigungseinrichtung auch
zu Klappergeräusche kommen, wenn die Bestandteile der dort
verwendeten Mehrfachgelenk-Verbindung nicht völlig spielfrei
ineinander sowie in die Steuerplatte am Wählhebel eingreifen.
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Mit
diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Betätigungseinrichtung zu schaffen, mit der die Übertragungsmechanik
zur selektiven Betätigung des Übertragungsmittels
zur Parksperre konstruktiv sowie bezüglich der Montage vereinfacht
werden kann, wobei gleichzeitig eine leichtgängige und
zuverlässige Betätigung gewährleistet
sein soll. Weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung bestehen
darin, die Übertragungsmechanik so auszubilden, dass sie
auch für Betätigungseinrichtungen mit mehr als
einer Schaltgasse geeignet ist sowie darin, Kosteneinsparungspotenziale
gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten, konstruktiv
aufwändigen Lösungen zu eröffnen.
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Diese
Aufgaben werden durch eine Betätigungseinrichtung gemäß Patentanspruch
1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der
Unteransprüche.
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In
für sich genommen zunächst bekannter Weise dient
die Betätigungseinrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung der Auswahl von Schaltstufen und der Erzeugung der zugehörigen
Schaltbefehle für ein shift-by-wire gesteuertes Getriebe,
beispielsweise für ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeugs.
Hierzu weist die Betätigungseinrichtung in für
sich genommen ebenfalls bekannter Weise ein Sockelgehäuse
und einen entlang zumindest einer Schaltgasse zwischen zumindest
zwei Fahrstufenstellungen und einer Parksperrenstellung bewegbaren
Wählhebel, sowie ein mechanisches Übertragungsmittel
zum Gangwechselgetriebe für die Parksperrenbetätigung
auf. Ferner umfasst die Betätigungseinrichtung eine Koppeleinrichtung
mit einem Koppelglied zwischen Wählhebel und Übertragungsmittel.
Eine Betätigung des Übertragungsmittels erfolgt
dabei durch das die Koppeleinrichtung nur für den Fall
der An- bzw. Abwahl der Parksperrenstellung mittels des Wählhebels,
während bei sonstigen Bewegungen des Wählhebels
keine Betätigung des Übertragungsmittels erfolgt.
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Erfindungsgemäß jedoch
zeichnet sich die Betätigungseinrichtung dadurch aus, dass
ein Ende des Koppelglieds linear kulissengeführt ist, während das
andere Ende des Koppelglieds – innerhalb eines Teilbereichs
seines Bewegungsweges – schwenkbeweglich kulissengeführt
sowie indirekt an den Wählhebel angekoppelt ist. Dabei
sind beide Enden des Koppelglieds jeweils beidseitig mittels Führungsachsstummeln
in zugehörigen Kulissenbahnen im Sockelgehäuse
gelagert.
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Hierdurch
ergibt sich – zunächst einmal unabhängig
davon, wie das Koppelglied konstruktiv an den Wählhebel
angekoppelt ist – der Vorteil, dass das Koppelglied auf
diese Weise durch die beidseitige Führung in den Kulissenbahnen
des Sockelgehäuses eine besonders stabile und spielarme
Führung erfährt.
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Im
Unterschied zum Stand der Technik steht das Koppelglied dabei gleichzeitig
nicht im direkten Kontakt bzw. Eingriff mit dem Wählhebel,
sondern ist indirekt an den Wählhebel gekoppelt. Dies führt
insbesondere dazu, dass sich die erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung
konstruktiv einfacher auch bei Gangschemata einsetzen lässt,
die mehrere in Fahrtrichtung nebeneinanderliegenden Schaltgassen
aufweisen, beispielsweise eine Automatikschaltgasse und eine manuelle
Tippgasse. Denn aufgrund der Führung der beiden Enden des
Koppelglieds in den im Sockelgehäuse angeordneten Kulissenbahnen – anstelle
in der am Wählhebel angeordneten Steuerplatte gemäß dem
Stand der Technik – sowie aufgrund der in direkten Anbindung
des Koppelglieds an den Wählhebel ergibt sich die Möglichkeit,
den Wählhebel (beispielsweise mittels Lagerung in einem Kugelgelenk)
auch mit seitlichem Bewegungsfreiheitsgrad auszustatten, wodurch
die Möglichkeit zum Schaltgassenwechsel somit konstruktiv
einfach realisiert werden kann.
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Die
Erfindung wird zunächst einmal unabhängig davon
verwirklicht, wie die Kulissenbahnen konstruktiv ausgebildet und
angeordnet sind, solange damit die Führung der beiden Enden
des Koppelglieds gewährleistet ist. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung jedoch ist vorgesehen,
dass die beiden Seiten der Kulissenführung – die
jeweils zur Aufnahme der Führungsachsstummel des beidseitig
kulissengeführten Koppelglieds dienen – jeweils
einstückig mit der Wandung des Sockelgehäuses
der Betätigungseinrichtung ausgebildet sind. Diese Ausführungsform
hat den Vorteil, dass die seitlichen Wandungen des Gehäuses
bzw. des Sockels der Betätigungseinrichtung zudem gleichzeitig
die konstruktive Aufgabe der Kulissenführung für
die Führungsachsstummel des Koppelglieds übernehmen
können. Dies ist vorteilhaft im Sinne der Teilereduktion,
der Verringerung des Montageaufwands und damit im Hinblick auf mögliche
weitere Kostenersparnis.
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Die
Erfindung wird ferner unabhängig von der Art der indirekten
Ankopplung des Koppelglieds am Wählhebel verwirklicht,
solange diese Ankopplung die Umsetzung der am Wählhebel
anfallenden Bewegungen in die Bewegungsfreiheitsgrade des Koppelglieds
erlaubt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung erfolgt die Verbindung zwischen dem Koppelglied und
dem Wählhebel jedoch mittels Hintereinanderschaltung eines
koppelgliedseitig angeordneten Pleuelelements und eines wählhebelseitig
angeordneten Schieberelements. Vorzugsweise umfasst das Schieberelement
dabei sowohl einen Längsschieber als auch einen Querschieber.
Das Schieberelement dient hierbei der im Wesentlichen linearbeweglichen
Ankopplung des Wählhebels an das Koppelglied und damit
auch an das Übertragungsmittel zur Betätigung
der Parksperre. Wird, wie vorzugsweise vorgesehen, das Schieberelement
mit dem zusätzlichen Querschieber ausgestattet, so lässt
sich hiermit auf einfache Weise auch die erforderliche Querbeweglichkeit
des Wählhebelendes realisieren für den Fall, dass
die Betätigungseinrichtung mehr als eine Schaltgasse aufweist.
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Das
Längsschieber und Querschieber umfassende Schieberelement
dient in diesem Fall somit der Umsetzung der in allen drei Raumrichtungen
erfolgenden Bewegung des unteren Wählhebelendes in eine
rein translatorische Schiebebewegung entlang der Bewegungsrichtung
des Pleuelelements bzw. des Seilzugs. Hierzu ist das Schieberelement
so ausgeführt, dass Bewegungen des Wählhebelendes in
der Querrichtung wie auch in der Vertikalen – durch entsprechendes
Gleiten zwischen Querschieber und Längsschieber – nicht
an die weiteren Übertragungselemente bzw. an den Parksperrenseilzug übertragen
werden. Bewegungen des Wählhebelendes in Längsrichtung
bzw. parallel zum Seilzug werden durch das Schieberelement jedoch
an die weiteren Übertragungselemente, insbesondere an das
Pleuelelement und damit auch an das Koppelglied weitergegeben.
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Eine
alternative Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass
das Koppelglied – mittels einer Hintereinanderschaltung
aus einem Pleuelelement und einem Schwinghebel – indirekt
an den Wählhebel angekoppelt ist. Die Anbindung zwischen
Wählhebel und Schieberelement, bzw. vorzugsweise direkt
zwischen Wählhebel und Schwinghebel, kann nach einer weiteren
Ausführungsform der Erfindung dabei insbesondere mittels
eines Verbindungsseilzugs erfolgen.
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Bei
dieser Ausführungsform kann somit die Koppeleinrichtung
mit dem Koppelglied von den sonstigen Bestandteilen der Betätigungseinrichtung separiert
werden. Demzufolge kann die Koppeleinrichtung bei dieser Ausführungsform
der Erfindung an einer weitgehend beliebigen Stelle im Verlauf des Parksperrenseilzugs
durch das Fahrzeug angeordnet werden. Die Erfindung lässt
sich damit auch bei Betätigungseinrichtungen einsetzen,
bei denen im unmittelbaren Bereich des Schalt- bzw. Wählhebels nicht
genügend Bauraum zur Anordnung der Koppeleinrichtung besteht.
Ebensogut lässt sich die Erfindung dank dieser Ausführungsform
aber auch in Verbindung mit bereits bestehenden Betätigungseinrichtungen
mit Parksperren-Seilzugbetätigung einsetzen, indem die
Koppeleinrichtung an einer weitgehend beliebigen Stelle im Verlauf
des Parksperrenseilzugs der Betätigungseinrichtung angeordnet
wird. Auf diese Weise lassen sich somit bestehenden Betätigungseinrichtungen
auch nachträglich mit den Eigenschaften und Vorteilen der
Erfindung ausstatten.
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Eine
weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht
vor, dass die Anbindung des kulissengeführten Koppelglieds
an das Übertragungsmittel (also beispielsweise an den Seilzug
zur Parksperre) und/oder an das Pleuelelement jeweils koaxial zu
den zugehörigen Führungsachsstummeln des Koppelglieds
angeordnet ist.
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Auf
diese Weise kann das Koppelglied und dessen kraftübertragende
Verbindung mit den angrenzenden Bauteilen konstruktiv besonders
einfach ausgeführt werden, indem nämlich die am
Koppelglied beidseitig überstehenden, zum Eingriff in die Kulissenführung
dienenden Führungsachsstummel des Koppelglieds gleichzeitig
als Aufnahme insbesondere für Verbindungsbolzen dienen,
wobei die Verbindungsbolzen wiederum die Anbindung des Koppelglieds
an das Übertragungsmittel bzw. an das Pleuelelement bilden.
Alternativ können zur Verbindung mit Übertragungsmittel
bzw. Pleuelelement dienende Verbindungsbolzen des Koppelglieds gleichzeitig
die seitlich am Koppelglied überstehenden Führungsachsstummel
bilden, welche sodann zur Führung des Koppelglieds mittels
Eingriff in die Kulissenführung dienen.
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Weitere
Ausführungsformen der Erfindung sehen vor, dass das Übertragungsmittel
ein Gestänge bzw. ein einfach- oder doppeltwirkender Seilzug ist.
Insbesondere bei einem Seilzug ergibt sich die Möglichkeit
der flexiblen Platzierung der Betätigungseinrichtung im
Bereich des Cockpits bzw. der Mittelkonsole des Kraftfahrzeugs,
wobei ein doppeltwirkender Seilzug gleichzeitig die Übertragung
sowohl von Zug- als auch von Druckkräften zur Betätigung der
Parksperre ermöglicht.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand lediglich Ausführungsbeispiele
darstellender Zeichnungen näher erläutert. Dabei
zeigt
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1 in
isometrischer Darstellung eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Betätigungseinrichtung mit mechanischer Parksperrenbetätigung,
bei eingelegter Parksperre;
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2 in
einer 1 entsprechenden Darstellung eine vergleichbare
weitere Ausführungsform einer Betätigungseinrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung, bei ausgelegter
Parksperre;
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3 in
schematischer Seitenansicht die Betätigungseinrichtung
gemäß 2 bei eingelegter Parksperre;
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4 in
einer 3 entsprechenden Darstellung und Ansicht die Betätigungseinrichtung
gemäß 2 und 3 bei ausgelegter
Parksperre;
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5 in
einer 3 und 4 entsprechenden Darstellung
und Ansicht die Betätigungseinrichtung gemäß 2 bis 4,
Wählhebel in Stellung ”N”;
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6 in
einer 3 bis 5 entsprechenden Darstellung
und Ansicht die Betätigungseinrichtung gemäß 2 bis 5,
Wählhebel in Stellung ”D” bzw. in der
Tippgasse;
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7 in
isometrischer Darstellung die Koppeleinrichtung einer alternativen
Ausführungsform der Erfindung, mit vom Wählhebel
getrennt angeordneter Koppeleinrichtung, Wählhebel in Stellung ”P”; und
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8 in
einer 7 entsprechenden Darstellung und Ansicht die Koppeleinrichtung
gemäß 7, mit Wählhebel in
Stellung ”N”.
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1 zeigt
in isometrischer Darstellung eine Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung
für ein shift-by-wire-geschaltetes Getriebe, wobei die
Betätigungseinrichtung gattungsgemäß eine
zusätzliche mechanische Parksperrenbetätigung
aufweist. Bei der dargestellten Betätigungseinrichtung
erfolgt die mechanische Betätigung der Parksperre mittels
eines Seilzugs 2, welcher über über eine
Koppeleinrichtung – hier umfassend eine Reihe von miteinander
gekoppelten Übertragungselementen 3, 4, 5, 6 – an
das untere Ende des Wählhebels 7 angebunden ist.
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Bei
den Übertragungselementen ist zunächst einmal
auf das Koppelglied 3 hinzuweisen, welches erfindungsgemäß ein
linear kulissengeführtes Ende mit dort angeordneten Führungsachsstummeln 15 sowie
ein bereichsweise linear und bereichsweise schwenkbeweglich kulissengeführtes
Ende mit dort ebenfalls angeordneten Führungsachsstummeln 16 aufweist.
Die an den beiden Enden jeweils angeordneten Führungsachsstummel 15, 16 greifen
dabei in ein lineares Kulissenpaar 10 (seilzugseitiges
Ende) bzw. in ein teilweise linear und teilweise kreissegmentförmig
ausgebildetes Kulissenpaar 11 (wählhebelseitiges
Ende des Koppelglieds 3) ein. Die Anordnung und Gestaltung
der Kulissenpaare 10 und 11, die in 1 teilweise
vom Gehäuse 1 verdeckt sind, gehen insbesondere
aus den 2 und 5 hervor.
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Das
Koppelglied 3 wird durch die Kulissenführungen 10, 11 dabei
so geführt, dass sich das seilzugseitige Ende 15 des
Koppelglieds 3 nur dann linear bewegt (und damit den Parksperrenseilzug 2 sowie
die Parksperre mechanisch betätigt), wenn der Wählhebel 7 tatsächlich
in die Parksperrenstellung in ein bzw. aus der Parksperrenstellung
heraus bewegt wird. Bei den sonstigen Bewegungen des Wählhebels 7 in
der Automatikschaltgasse 13, in der Tippgasse 14 sowie
zwischen Automatikschaltgasse 13 und Tippgasse 14 erfolgt
jedoch keine Bewegung des seilzugseitigen Endes 15 des
Koppelglieds 3. Vielmehr wird das Koppelglied 3 bei
diesen Bewegungen des Wählhebels 7 allenfalls
um die seilzugseitigen Führungsachsstummel 15 geschwenkt,
indem die wählhebelseitigen Führungsachsstummel 16 eine
Schwenkbewegung durch Gleiten entlang des kreissegmentförmigen
Bereichs der Kulisse 11 ausführen. Das Zusammenwirken
des Koppelglieds 3 mit den Kulissen 10, 11 geht
dabei ausführlich und deutlich auch nochmals aus den 2 und 6 hervor,
siehe diesbezügliche Beschreibung untenstehend.
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Die
Anbindung des Koppelglieds 3 an den Wählhebel 7 erfolgt
bei der in 1 dargestellten Ausführungsform
durch die weiteren Übertragungselemente 4, 5 und 6.
Dabei handelt es sich zunächst einmal um das Pleuelelement 4 und
den Längsschieber 5, wobei das Pleuelelement 4 für
die Umsetzung der rein linearen Bewegung des Längsschiebers 5 in die
ebenfalls teilweise lineare Bewegung des Koppelglieds 3 (im
Fall der Betätigung des Seilzugs 2 und damit der
Parksperre) sowie zudem in die Schwenkbewegung des Koppelglieds 3 (im
Fall der sonstigen Bewegungen des Wählhebels in der Automatikschaltgasse 13 bzw.
in der Tippgasse 14) verantwortlich ist. Im Längsschieber 5 ist
zudem noch der Querschieber 6 angeordnet, welcher über
ein Kugelgelenk 9 an das untere Wählhebelende 8 angekoppelt
ist. Der Querschieber 6 erlaubt dabei die freie seitliche Bewegung
des Wählhebels 7 im Fall des Schaltgassenwechsels
zwischen der Automatikschaltgasse 13 und der Tippgasse 14,
wie auch geringfügige vertikale Bewegungen des unteren
Wählhebelendes 8, die bei Schwenkbewegungen des
Wählhebels auftreten.
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Bei
den in den 1 bis 8 dargestellten Ausführungsformen
handelt es sich um Betätigungseinrichtungen, bei denen
das Einlegen der Parksperre durch ziehende Betätigung des
Parksperrenseilzugs 2 erfolgt. Die Erfindung lässt
sich jedoch ebenso gut verwirklichen, falls das Einlegen der Parksperre durch
schiebende/drückende Seilzugbetätigung, bzw. durch
Entlastung des Parksperrenseilzugs 2 erfolgen sollte. In
einem solchen Fall würden über die Kraftübertragungskette ”Querschieber 6,
Längsschieber 7, Pleuelelement 4, Koppelglied 3” bei
der Betätigung der Parksperre Druck/Schubkräfte übertragen
und nicht Zugkräfte, wie dies bei den Ausführungsformen
in den 1 bis 8 der Fall ist; bzw. die Zugkräfte
würden in einem solchen Fall nicht beim Auslegen der Parksperre übertragen
(vgl. 1 bis 8), sondern beim Einlegen der
Parksperre.
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2 zeigt
ebenfalls eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Betätigungseinrichtung, welche größtenteils
mit der Ausführungsform gemäß 1 übereinstimmt,
jedoch in 2 aus einem anderen Blickwinkel
dargestellt ist. Man erkennt zunächst wieder den Wählhebel 7,
den Parksperrenseilzug 2 sowie die hier Schieberelement 5,
Pleuelelement 4 und kulissengeführtes Koppelglied 3 umfassende
Koppeleinrichtung bzw. Kraftübertragungskette zwischen
dem unteren Ende des Wählhebels 7 und dem Angriffspunkt
am Parksperrenseilzug 2.
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Gegenüber 1 werden
in 2 insbesondere auch die Kulissenbahnen 10, 11 ersichtlich, in
welchen (neben dem Längsschieber 5) das Koppelglied 3 mittels
seiner jeweils beidseitig angeordneten Führungsachsstummel 15, 16 geführt
wird. Im Unterschied zu 1, wo am Wählhebel 7 die
Parksperre angewählt ist (vgl. auch 3), weshalb
sich die Übertragungselemente 6, 5, 4 sowie
das Koppelglied 3 in der gestreckten Stellung befinden
und somit den Seilzug 2 in der die Parksperre betätigenden
gespannten Stellung halten, ist am Wählhebel 7 in 2 die
Neutralstellung ”N” angewählt (vgl. auch 5).
Aus diesem Grund befinden sich in 2 auch die Übertragungselemente 6, 5, 4 sowie
das Koppelglied 3 nicht mehr in der (in 1 und 3 dargestellten)
gestreckten Stellung.
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Vielmehr
erfolgt durch die Bewegung des Wählhebels 7 aus
der Parksperrenstellung gemäß 1 in
die Neutralstellung gemäß 2 zunächst einmal
eine Verschiebung des Schieberelements 5 zeichnungsbezogen
nach links. Infolgedessen bewegt sich auch das mit dem Schieberelement 5 gekoppelte
Pleuelelement 4 sowie das wiederum an das Pleuelelement 4 gekoppelte
Koppelglied 3, zusammen mit dem am Koppelglied 3 angreifenden Parksperrenseilzug 2 zeichnungsbezogen
so weit nach links, bis die am seilzugseitigen Ende des Koppelglieds 3 angeordneten
Führungsachsstummel 15 des Koppelglieds 3 am
seilzugseitigen Ende der zugehörigen Kulissenführungen 10 anschlagen,
vgl. auch die mit 2 übereinstimmende
Situation in 5.
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Bei
der weiteren Bewegung des Schieberelements 5 nach zeichnungsbezogen
links erfolgt dann ein Einknicken des aus dem Pleuelelement 4 und
dem Koppelglied 3gebildeten Kniehebels, indem das Koppelglied 3 um
die dann die Schwenkachse bildenden, seilzugseitigen Führungsachsstummel 15 zeichnungsbezogen
im Gegenuhrzeigersinn geschwenkt wird, wobei die wählhebelseitigen
Führungsachsstummel 16 in dem bogenförmigen
Abschnitt der weiteren Kulissenführung 11 abgleiten, vgl.
auch eine Zusammenschau der 4 bis 6.
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Dies
bedeutet mit anderen Worten, dass nach der Bewegung des Wählhebels 7 aus
der Parksperrenstellung in der Automatikschaltgasse 13 heraus
(vgl. 1 → 2 bzw. 3 → 4)
in eine der weiteren Wählhebelstellungen R, N, D oder in
die Tippgasse 14 – und nach der damit erfolgten
Entspannung des Seilzugs 2 – keine weitere Betätigung bzw.
Bewegung des Seilzugs 2 sowie der getriebeseitig am Seilzug 2 angeordneten
Parksperrenbetätigung (nicht dargestellt) erfolgt. Hiermit
entfallen auch die mit der Betätigung bzw. Bewegung des
Parksperrenseilzugs 2 verbundene Geräuschentwicklung,
der damit verbundene Verschleiß sowie die hierzu erforderlichen
Betätigungskräfte. Somit kann eine präzise und
leichtgängige Anwahl der diversen Fahrstufen bzw. Betriebszustände
des Getriebeautomaten mittels der elektronischen shift-by-wire-Funktion
der dargestellten Wählhebeleinrichtung erfolgen.
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Anhand
einer Zusammenschau der 3 bis 6 wird nochmals
besonders deutlich die (oben im Hinblick auf 1 und 2 beschriebene) Funktionsweise
der mechanischen Betätigung der Parksperre über
die Koppeleinrichtung bzw. über das kulissengeführte
Koppelglied 3 und den Parksperrenseilzug 2 ersichtlich,
die selektiv nur dann erfolgt, wenn der Wählhebel 7 tatsächlich
in die Parksperrenstellung P hinein bzw. aus der Parksperrenstellung
P heraus bewegt wird.
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Anhand
der in 3 punktiert dargestellten Bewegungswege der Führungsachsstummel 15, 16 des
Koppelglieds 3, welche in den Kulissen 10 und 11im
Gehäuse 1 der Wählhebeleinrichtung geführt
werden, erfolgt bei der Bewegung des Wählhebels 7 aus der
Parksperrenstellung P heraus zunächst eine rein lineare
Verschiebung des Koppelglieds 3 entlang der punktiert dargestellten
Pfeile 12 nach zeichnungsbezogen links, wodurch auch eine
entsprechende Betätigung des Parksperrenseilzugs 2 und
damit der getriebeseitig am Seilzug 2 angeordneten (nicht
dargestellten) Parksperrenbetätigung stattfindet.
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Bei
der weiteren Bewegung des Wählhebels 1 zwischen
den verschiedenen Fahrstufen R, N, D bzw. zwischen der Schaltgasse 13 und
der Tippgasse 14 wie auch innerhalb der Tippgasse 14 selbst
jedoch schlagen die seilzugseitigen Führungsachsstummel 15 des
Koppelglieds 3 am seilzugseitigen Ende der Kulissenführung 10 an,
während die wählhebelseitigen Führungsachsstummel 16 aufgrund der
Blockierung der seilzugseitigen Führungsachsstummel 15 sowie
aufgrund der in diesem Bereich kreissegmentförmigen Gestalt
der weiteren Kulissenführung 11 auf eine Schwenkbewegung
um die seilzugseitigen Führungsachsstummel 15 als
Schwenkachse gezwungen werden (vgl. 4 bis 6).
Bei sämtlichen Bewegungen des Wählhebels 1 zwischen den
Fahrstufen R, N und D der Schaltgasse 13 sowie zwischen
den Betätigungsstellungen ”+” und ”–” in der
Tippgasse 14 (vgl. 1) erfolgt
somit lediglich noch eine Schwenkbewegung des Koppelglieds 3 um
dessen seilzugseitige Führungsachsstummel 15, und
damit keine weitere Betätigung oder Bewegung des Parksperrenseilzugs 2.
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Der
Parksperrenseilzug 2 und die getriebeseitig mit dem Seilzug 2 verbundene
Parksperrenbetätigung werden somit geschont und nur dann
betätigt und bewegt, wenn die Parksperre tatsächlich auch
eingelegt bzw. ausgelegt werden soll. Auch werden hierdurch die
Betätigungskräfte am Wählhebel 7 verringert,
da bei der normalen Gangwahl bzw. beim Wechsel zwischen den verschiedenen
Fahrstufen des Gangwechselgetriebes die u. U. erheblichen Reibungskräfte
im Parksperrenseilzug 2 sowie in der angeschlossenen Parksperrenbetätigung
nicht mehr überwunden werden müssen.
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Wie
insbesondere in 3 gut zu erkennen, sind die
Kulissenführungen 10, 11 bezüglich
ihrer vertikalen Position dabei leicht übereinander versetzt angeordnet,
so dass die Kraftübertragungskette aus Koppelglied 3 und
Pleuelelement 4 – ähnlich einem Kniehebel – keine
vollständig gestreckte Stellung einnehmen kann, in welcher
ansonsten bezüglich der kreisbogenförmigen Schwenkbewegung
des Koppelglieds 3 Selbsthemmung auftreten könnte.
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In
den 7 und 8 ist die Koppeleinrichtung
einer alternativen Ausführungsform der Erfindung dargestellt.
Bei dieser Ausführungsform ist die Koppeleinrichtung mit
Pleuelelement, Koppelglied und Kulissenführung – vom
eigentlichen Schalt- bzw. Wählhebel getrennt – in
einem eigenen Gehäuse 17 untergebracht und mittels
eines Verbindungsseilzugs 19 an den (hier nicht dargestellten)
Wählhebel 7 angekoppelt. Unabhängig davon,
ob dabei die Ankopplung an den Wählhebel 7 mittels
des Verbindungsseilzugs 19 direkt oder beispielsweise ebenfalls über ein
Schieberelement 5 erfolgt, wird das Koppelglied 3 auch
bei dieser Ausführungsform über ein Pleuelelement 4 betätigt.
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Unverändert
ist bei dieser Ausführungsform das Koppelglied 3 ferner
ebenfalls mittels beidseitig angeordneter Führungsachsstummel 15, 16 in
entsprechenden Kulissenführungen 10, 11 im
Gehäuse 17 hier der vom Wählhebel 7 separierten
Koppeleinrichtung geführt. Die Betätigung des
Pleuelelements 4 erfolgt bei dieser alternativen Ausführungsform über
einen Schwinghebel 18, wobei der Schwinghebel 18 hier über
den Verbindungsseilzug 19 mit den Bewegungen des Wählhebels 7 gekoppelt
ist.
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7 zeigt
die Koppeleinrichtung dabei in derjenigen Stellung, die der am Wählhebel 7 eingelegten
Parksperre entspricht, während 8 die Koppeleinrichtung
in aktivierter Stellung bei am Wählhebel 7 eingelegter
Neutralstellung zeigt. Insbesondere in 8 wird wieder
erkennbar, dass das Koppelglied 3 bei Wählhebelstellungen
außerhalb der Parksperrenstellung lediglich noch mit seinem zeichnungsbezogen
linken Ende den Bewegungen des Wählhebels folgt (und dabei
um sein zeichnungsbezogen rechtes Ende schwenkt), während
das rechte Ende des Koppelglieds 3 in diesem Fall keine
weiteren Bewegungen ausführt und somit insbesondere auch
keine weiteren Betätigungsbewegungen auf den Parksperrenseilzug 2 überträgt.
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Die
Ausführungsform gemäß der 7 und 8 unterscheidet
sich von den Ausführungsformen gemäß 1 bis 6 somit
hauptsächlich dadurch, dass die Koppeleinrichtung mit dem
Pleuelelement 4, dem Koppelelement 3 und den Kulissenführungen 10, 11 hier
getrennt von der eigentlichen Wählhebeleinrichtung angeordnet
und an einer beliebigen Stelle entlang des Parksperrenseilzugs 2 im Fahrzeug
positioniert werden kann. Vorzugsweise erfolgt die Positionierung
der eigenständigen Koppeleinrichtung gemäß dieser
Ausführungsform jedoch in der Nähe der Wählhebeleinrichtung,
um somit den Verbindungsseilzug 19, der im Gegensatz zum
Parksperrenseilzug 2 jeder Bewegung des Wählhebels 7 folgt,
möglichst kurz, und somit die Reibungsverluste im Verbindungsseilzug 19 möglichst
gering zu halten.
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Im
Ergebnis wird somit deutlich, dass mit der Erfindung eine Betätigungseinrichtung
insbesondere für shift-by-wire-betätigte Automatikgetriebe
geschaffen wird, bei der die zur selektiven mechanischen Betätigung
der Parksperre erforderliche Übertragungsmechanik konstruktiv
sowie bezüglich der Montage vereinfacht werden kann. Insbesondere
ist die Übertragungsmechanik gemäß der
Erfindung ohne aufwändige Änderungen bzw. Erweiterungen
auch für Betätigungseinrichtungen mit mehr als
einer Schaltgasse geeignet.
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Die
erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung
ist zudem haptisch besonders leichtgängig, geräuscharm
und zuverlässig in der Bedienung. Es lassen sich Bauteilreduzierungen
sowie Kosteneinsparungen gegenüber gattungsgemäßen,
aus dem Stand der Technik bekannten Betätigungseinrichtungen
erzielen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gehäuse,
Sockelgehäuse
- 2
- Übertragungsmittel,
Parksperrenseilzug
- 3
- kulissengeführtes
Koppelglied
- 4
- Pleuelelement
- 5
- Längsschieber
- 6
- Querschieber
- 7
- Wählhebel
- 8
- unteres
Wählhebelende
- 9
- Kugelgelenk
- 10,
11
- Kulissenführung
- 12
- Bewegungsrichtung
- 13
- Schaltgasse
- 14
- Tippgasse
- 15,
16
- Führungsachsstummel
- 17
- Gehäuse,
Sockelgehäuse
- 18
- Schwinghebel
- 19
- Verbindungsseilzug
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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