DE69305086T2

DE69305086T2 - Schalthebel für handgeschaltetes getriebe

Info

Publication number: DE69305086T2
Application number: DE69305086T
Authority: DE
Inventors: Miles Doolittle; Anthony Gurney; William Larocca
Original assignee: Dura Mechanical Components Inc
Current assignee: Dura Mechanical Components Inc
Priority date: 1992-09-24
Filing date: 1993-08-30
Publication date: 1997-02-06
Anticipated expiration: 2013-08-31
Also published as: EP0662203A1; EP0662203B1; DE69305086D1; WO1994007059A1; US5287743A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf Handgangschaltvorrichtungen und, spezieller, auf eine Handgangschaltvorrichtung, die zwei Steuerseile betätigt, die sich unabhängig voneinander bewegen.
Schaltvorrichtungen zum manuellen Schalten der Gänge gibt es seit Jahrzehnten. Diese Schaltvorrichtungen haben viele Ausbildungsformen angenommen und sind an vielen verschiedenen Stellen an einem Fahrzeug plaziert worden. Einige Schaltvorrichtungen sind direkt über dem Getriebe befestigt und steuern die Gänge durch direktes Bewegen von Schaltknüppeln.
Andere Schaltvorrichtungen sind entfernt von dem Getriebe an der Lenkssäule des Fahrzeugs angebracht worden und betätigen das Getriebe durch eine Reihe von Gelenkverbindungen. Zur Zeit sind die meisten Schaltvorrichtungen an einem Platz entfernt von dem Getriebe am Boden befestigt. In letzter Zeit sind die Fahrzeuge kleiner und kompakter und mit einer Unterbodenabgassteuerausrüstung versehen worden. Dies hat den Gebrauch von Gelenkverbindungen komplizierter gemacht, weil es nicht länger einen unbehinderten geraden weg zwischen der Schaltvorrichtung und dem Getriebe gibt.
Folgerichtig sind sogenannte "Seilschaltvorrichtungen" entwickelt worden. Diese Schaltvorrichtungen bedienen zwei Bowden- Züge oder Schub-Zug-Seile, um das Getriebe zu betätigen. Ein frühes Beispiel einer Seilschaltvorrichtung dieser Art wird in der US-A 4 143 560 gezeigt, die eine Kugelschaltvorrichtung vorstellt, die ein Paar Getriebesteuerseile betätigt, indem ein Schaltknüppel über sich orthogonal schneidende Schaltknüppelachsen bewegt wird. Eines der Steuerseile wird direkt durch eine untere verlängerung des Schaltknüppels betätigt, wenn der Knüppel um eine der Schaltknüppelachsen bewegt wird. Das andere Seil wird indirekt über einen Winkelhebel betätigt, der durch die Bewegung des Schaltknüppels um die andere Schaltknüpppelachse geschwenkt wird.
Ein Problem, auf das man bei dieser Art von Schaltvorrichtungen trifft, ist die seitliche Biegebewegung des direkt betätigten Seiles, wenn das andere Seil durch den Schaltknüppel betätigt wird. In einem Versuch, dieses Problem zu überwinden, wurde ein nach unten vorstehendes Schwenkglied zwischen dem Schaltknüppel und dem direkt betätigten Steuerseil angeordnet. Diese Anordnung ist in der US-A 4 693 135 beschrieben, die eine ähnliche Kugelschaltvorrichtung zeigt, die zwei Getriebesteuerseile betätigt, indem ein Schaltknüppel um sich orthoqonal schneidende Achsen bewegt wird. Diese Anordnung reduziert die unerwünschte seitliche Biegebewegung des Seils. Jedoch wird diese Bewegung nicht ausgeschlossen, und der hinzugefügte Gelenkpunkt bringt einen Punkt potentieller Lockerheit oder "Spiel" in die Verbindung.
In dem DE-U-90 02 840 (auf dem die zweiteilige Form des unabhängigen Anspruchs 1 basiert) ist eine Schaltvorrichtung beschrieben, die zwei Getriebesteuerseile steuert, indem der Schaltknüppel um orthogonale Achsen bewegt wird, um ein Seil zu betätigen, ohne das nichtbetätigte Seil zu bewegen. Bei dieser bekannten Schaltvorrichtung ist der Knüppel durch Gestänge mit zwei Schaltseilen verbunden, die außerhalb des Schaltvorrichtungunterteils angeordnet sind. Diese Schaltvorrichtungsanordnung verlangt ein Abbiegen der Seilhüllen, um eine Seite-an-Seite-Anordnung der Seile zum Hindurchführen durch das Fahrzeug zum Getriebe zu erreichen. Diese Anordnung würde wegen des Abbiegens der Seilhüllen übermäßige Reibungskräfte hervorrufen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung schafft eine Schaltvorrichtung zur Betätigung von einem Paar Getriebesteuerseilen, mit einem Unterteil, einem Schaltknüppel, einem Knüppelträger, der zur Relativschwenkbewegung um eine erste Achse auf dem Unterteil gelagert ist und an dem der Knüppel zur Relativschwenkbewegung um eine zweite, schneidende, orthogonale Achse gelagert ist, einem Seilsteuerteil, das zur Schwenkbewegung mit dem Knüppelträger um die erste Achse gelagert ist und dessen unteres Ende direkt mit einem der Steuerseile verbunden ist, einem Winkelhebel, der an dem Unterteil schwenkbar gelagert ist, und einem Steuerarm, der einen Schenkel des Winkelhebels mit dem Schaltknüppel zur Bewegung des Winkelhebels durch Bewegung des Schaltknüppels um die zweite Achse schwenkbar verbindet, wobei der andere Schenkel des Winkelhebels mit dem anderen Steuerseil benachbart zu dem Unterteil in Wirkverbindung ist, wodurch durch eine Bewegung des Schaltknüppels um die erste Achse das eine Seil betätigt wird, ohne daß das andere Seil bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterteil ein Gehäuse aufweist und der Knüppelträger an beabstandeten Punkten an dem Gehäuse gelagert ist, und daß das Seilsteuerteil innerhalb des Gehäuses direkt unter dem Schaltknüppel direkt mit dem einen Steuerseil verbunden ist und ein Paar beabstandeter Flansche hat, die an ihren oberen Enden direkt an dem Knüppelträger angelenkt sind, um eine Schwenkbewegung des Steuerteus relativ zu dem Knüppelträger um die zweite Achse zu ermöglichen und dabei die Schwenkbewegung des Seilsteuerteils mit dem Knüppelträger um die erste Achse zu ermöglichen.
Vorzugsweise befindet sich die Winkelhebelschwenklagerung an dem Unterteil auf einer dritten Achse, die mit den orthogonalen Achsen koplanar ist, was eine Betätigung des einen Seils durch eine Bewegung des Schaltknüppels und eines Kreuzstückes um die zweite Achse ermöglicht, ohne das andere Seil zu bewegen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist erfindungsgemäß ein Steuerarm mit dem einen Schenkel des Winkelhebels über eine schwenkbare Verbindung verbunden, die sowohl eine Universalwie auch eine Gleitbewegung des Steuerarms relativ zu dem einen Arm des Winkelhebels erlaubt. Vorzugsweise ist die schwenkbare Verbindung mit dem einen Schenkel des Winkelhebels auf der ersten Achse und umfaßt einen Schlitz in dem einen Arm des Winkelhebels, einen Schuh, der gleitend in dem Schlitz verschiebbar gehalten ist, und eine Universalverbindung mit einer Kugel an dem Steuerarm und einer Buchse an dem Schuh, die die Kugel aufnimmt
Vorzugsweise hat das Kreuzstück einen Körper, von dem aus sich die Enden von zwei Achsbolzen erstrecken, der Schaltknüppelwinkel beinhaltet ein Paar beabstandete Schenkel, die schwenkbar an den Enden des zweiten Achsbolzens befestigt sind, und das Seilsteuerteil beinhaltet ein Paar beabstandete Arme, die schwenkbar außerhalb der Schenkel des Schaltknüppelwinkels an dem zweiten Achsbolzen befestigt sind.
Diese und weitere Merkmale der Erfindung werden anhand der folgenden genauen Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform deutlicher werden, wie sie in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist, in denen:

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung einer Handgangschaltvorrichtung nach der Erfindung ist;
Fig. 2 eine Schnittansicht der Schaltvorrichtung nach Fig. 1 nach der Linie 2-2 in Fig. 3 ist;
Fig. 3 eine Schnittendansicht der Schaltvorrichtung nach Fig. 1 nach der Linie 3-3 in Fig. 2 ist;
Fig. 4 eine teilweise weggebrochene Detailansicht eines Teils der Schaltvorrichtung nach Fig. 1 ist, die Einzelheiten der Konstruktion zeigt; und
Fig. 5 eine Seitenansicht der Schaltvorrichtung nach Fig. 1 ist.

AUSFÜRRLICHE BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Eine Schaltvorrichtung 10 besteht gemäß den Zeichnungen, auf die nun Bezug genommen wird, insgesamt aus einem auf einem Unterteil 14 montierten Schaltknüppel 12, der ein Paar Schub- Zug-Seile oder Bowden-Züge 16 und 18 betätigt. Der Knüppel 12 ist um sich schneidende, orthogonale Achsen X und Y schwenkbar, um Drahtseile 16a und 18a in Hüllen 16b und 18b in Längsrichtung des Unterteils 14 hin- und herzubewegen, um ein Handschaltgetriebe (nicht gezeigt) auf konventionelle und wohlbekannte Art und Weise zu steuern.
Das Schaltvorrichtungsunterteil 14 weist ein unteres Gehäuse 20 auf, das eine obere Wand 22 hat, die eine hintere Endwand 24 und eine vordere Endwand 26 miteinander verbindet. Ein mit Öffnungen versehener horizontaler Montageflansch 28 erstreckt sich von der hinteren Endwand 24 nach hinten. Ein kastenförmiger Montageflansch 30 erstreckt sich von der vorderen Endwand 26, die eine rechtwinkelige Öffnung 31 hat, durch die sich das Drahtseil 16a erstreckt, nach vorn. Der Flansch 30 hat eine mit Öffnungen versehene Dodenwand 32 und hochstehende Frontwände 34 und 36, die durch verstärkungsrippen 38, 40 und 42 verbunden sind. verstärkungsrippen 44 und 46 erstrecken sich zwischen der hinteren Endwand 24 und dem Montageflansch 28.
Die Frontwände 34 und 36 haben schlüssellochförmige Schlitze 48 und 50, an denen Endanschlüsse 16c und 18c der Kabelhüllen 16b bzw. 18b befestigt sind. Befestigungstüllen 52 aus Kunststoff sind in die Öffnungen in dem Montageflansch 28 und dem Flanschboden 32 eingesetzt.
Ein oberes Gehäuse 54 ist auf dem unteren Gehäuse 20 durch Verschrauben eines Flansches 56 mit der oberen Wand 22 befestigt. Sowohl das untere wie auch das obere Gehäuse 20 und 54 sind als separate Metallteile dargestellt, können aber als einzelnes Metallguß- oder Kunststoff-Formteilgehäuse gestaltet sein. Das obere Gehäuse 54 hat eine vordere und eine hintere Wand 58 bzw. 60 und Seitenwände 62 und 64, die sich von dem Flansch 56 nach oben erstrecken und eine zentrale Öffnung 66 bilden, die mit einer ähnlichen Öffnung 68 in der oberen Wand 22 des unteren Gehäuses zusammenpaßt.
Die Seitenwand 64 hat auf voller Länge eine Kerbe 70, wogegen die beiden Seitenwände 62 und 64 fluchtende Löcher 72a und 72b haben. Ein mit Kopf versehener Montagestift oder Achsbolzen 74 ist in den fluchtenden Löchern 72a und 72b aufgenommen und ist durch einen Sicherungsring 76 gesichert. Der Stift 74 erstreckt sich durch eine Bohrung 78 in einem Schaltknüppelträger oder einem Kreuzstück 80, um das Kreuzstück 80 schwenkbeweglich um die Achse X, die durch den Stift 74 gebildet wird, an dem oberen Gehäuse 54 zu befestigen.
Das Kreuzstück 80 hat außerdem eine weitere Bohrung 82, die zu der Bohrung 78 orthogonal ist und diese schneidet. Die Bohrung 82 nimmt einen Stift 84 an ihrem hinteren Ende und einen mit Kopf versehenen und gerändelten Bolzen 86 an ihrem vorderen Ende auf, die zusammen einen weiteren Achsbolzen darstellen, der die Achse Y bildet. Der Bolzen 86 erstreckt sich durch eine Öffnung 88a in einem nach unten vorstehenden Flansch 90a eines Montagewinkels 90 und durch einen Abstandshalter 85 in die Bohrung 82. In ähnlicher Weise erstreckt sich der Stift 84 durch eine fluchtende Öffnung 88b, die in einem weiteren nach unten vorstehenden Schenkel 90b des Montagewinkels 90 gebildet ist, und in die Bohrung 82. Der Schaltknüppel 12 ist vorzugsweise aus Stahl und durch Schweißen, Schrauben oder auf andere Weise an dem Montagewinkel 90 zur Schwenkbewegung um die Achse X des Stifts 84 und des Stifts 86 relativ zu dem Kreuzstück 80 befestigt. An seinem oberen Ende hat der Schaltknüppel 12 einen Knauf 92 montiert.
Wie am besten in den Fig. 2 und 3 gesehen werden kann, ist ein Steuerarm 94 an dem Stift 84 zur Bewegung mit diesem befestigt und hat eine sphärische Kugel 96 an seinem einen Ende befestigt. Die Kugel 96 ist auf der Achse X angeordnet und ist in einer passenden Buchse eines rechteckigen Gleitstücks 98 aus Kunststoff aufgenommen. Das Gleitstück 98 ist gleitend in einem langgestreckten, mit Flansch versehenen rechteckigen Schlitz 100 in einem Schenkel 102 eines Winkelhebels 104 aufgenommen.
Ein Schwenkstift 106 in Form eines mit Flansch versehenen Bolzens ist an der Ecke des Winkelhebeis 104 fest angebracht. Der Bolzen 106 erstreckt sich durch die Bohrung eines Ansatzes 108, der an dem oberen Gehäuse 54 neben der Rückwand 60 gebildet ist, und ist durch einen Sicherungsring 110 gesichert. Der Bolzen 106 bildet eine Achse Z, um die der Winkelhebel 104 schwenkbar ist und die koplanar mit der Achse X ist. An dem anderen Schenkel 112 des Winkelhebeis 104 ist ein Bolzen 114 befestigt, an dem ein Endanschluß 116 an dem Drahtseil 18a schwenkbeweglich befestigt ist. Eine Schwenkbewegung des Winkelhebels 104 um die Achse Z bewegt den Schenkel 112 des Winkelhebeis in Langsrichtung und bewegt das Drahtseil 18a in der Seilhülle 18b hin und her.
Ein Seilsteuerteil oder -glied 120 hat einen Körper 122 in Y- Form, der durch ein Paar abgewinkelte Flansche 124 und 126 flankiert wird. Fluchtende Löcher 128a und 128b sind in den Flanschen 124 und 126 gebildet, um die Flansche an dem Stift 84 und dem Bolzen 86 außerhalb der Flansche 90a und 90b des Schaltknüppelmontagewinkels zu befestigen. Das Glied 120 ist um die Achse Y des Stifts 84 und des Bolzen 86 relativ zu dem Kreuzstück 80 schwenkbar und ist von dem Schaltknüppelmontagewinkel 90 unabhängig. An seinem unteren Ende trägt das Glied 120 einen Bolzen 130, an dem ein Endanschluß 132 an dem Drahtseil 16a schwenkbar befestigt ist. Eine Schwenkbewegung des Glieds 120 um die Achse X bewegt den Bolzen 130 und den Endanschluß 132 in Längsrichtung und bewegt das Drahtseil 16a in der Seilhülle 16b hin und her.
Diese Erfindung ermöglicht, daß von den Schaltvorrichtungsdrahtseilen 16a und 18a jedes völlig unabhängig von irgendeiner Bewegung des anderen Seils bewegt werden kann. Das ist deshalb der Fall, weil sowohl der Schaltknüppel 12 über seinen Montagewinkel 90 als auch das Glied 120 um die Achse Y relativ zu dem Kreuzstück 80 unabhängig schwenkbar sind und mit dem Kreuzstück 80 als eine Einheit um die Achse X bewegbar sind. Weil die Kugel 96 auf der Achse X angeordnet ist und das Gleitstück 98 in dem Schlitz 100 gleitet, wird eine Bewegung des Schaltknüppels 12 um die Achse X das Drahtseil 16a ohne irgendeine seitliche Bewegung des Endes des Drahtseils 18a verschieben. Da außerdem das Glied 120 von dem Schaltknüppel 12 unabhängig ist, wird eine Bewegung des Schaltknüppels 12 um die Achse Y das Drahtseil 18a ohne irgendeine Bewegung des Drahtseils 16a verschieben.
Die Betätigung der Schaltvorrichtung 10 geschieht wie folgt. Wenn die Schaltvorrichtung 10 in einer neutralen Schaltposition ist, ist der Knüppel 12 konventionell in Längsrichtung des Unterteils 14 zentriert. Um einen Gang auszuwählen, wird der Knüppel 12 seitlich zu dem Unterteil 14 bewegt, indem er um die Y-Achse geneigt wird. Durch diesen Vorgang wird der Steuerarm 94 geschwenkt, der den Schenkel 102 des Winkelhebels 104 hebt oder senkt, welcher den Winkelhebel 104 um die Achse Z schwenkt. Dies bewegt den Schenkel 112 des Winkelhebels in Längsrichtung, der das Drahtseil 18a hin- und herbewegt Die drehgelenkige Anordnung der Kugel 96 in dem Gleitstück 98 und das Gleiten des Gleitstücks 98 in dem Schlitz 100 erlauben diese Umwandlung der seitlichen Bewegung des Knüppels in eine Längsbewegung des Drahtseils. Weil das Glied 120 unabhängig an der Achse Y befestigt ist, erfahren es und das Ende des Drahtseils 16a keine seitliche Bewegung während dieser Verschiebung des Drahtseils 18a,
Die Schaltbewegung der Schaltvorrichtung 10 wird vervollständigt, indem der Knüppel 12 in Längsrichtung des Unterteils 14 bewegt wird, um einen Gang auszuwählen. Dies schwenkt den Knüppel 12, das Kreuzstück 80 und die Verbindung 120 als eine Einheit um die Achse X, um den Bolzen 130 und den Endanschluß 132 in Längsrichtung des Unterteils 14 zu bewegen, wobei das Drahtseil 16a in der Hülle 16b hin- und herbewegt wird. Weil die Kugel 96, die den Knüppel 12 über das Gleitstück 98 mit dem Winkelhebel 104 verbindet, auf der Achse X angeordnet ist, bewegt diese Längsbewegung des Knüppels 12, um das Seil 16a zu verschieben, nicht das Ende des Seils 18a.
Obwohl nur eine bevorzugte Ausführungsform dargestellt und beschrieben worden ist, werden offensichtliche Modifikationen derselben als in den Schutzumfang dieser Erfindung und der folgenden Ansprüche fallend betrachtet.

Claims

1. Schaltvorrichtung (10) zur Betätigung von einem Paar Getriebesteuerseilen (16, 18), mit

einem Unterteil (14),

einem Schaltknüppel (12),

einem Knüppeiträger (80), der zur Relativschwenkbewegung um eine erste Achse (X) auf dem Unterteil (14) gelagert ist und an dem der Knüppel (12) zur Relativschwenkbewegung um eine zweite, schneidende, orthogonale Achse (Y) gelagert ist, einem Seilsteuerteil (120), das zur Schwenkbewegung mit dem Knüppelträger (80) um die erste Achse (X) gelagert ist und des sen unteres Ende direkt mit einem der Steuerseile (16) verbunden ist,

einem Winkelhebel (104), der an dem Unterteil (14) schwenkbar gelagert ist, und

einem Steuerarm (94), der einen Schenkel (102) des Winkelhebeis (104) mit dem Schaltknüppel (12) zur Bewegung des Winkelhebels (104) durch Bewegung des Schaltknüppels (12) um die zweste Achse (Y) schwenkbar verbindet,

wobei der andere Schenkel (112) des Winkelhebeis (104) mit dem anderen Steuerseil (18) benachbart zu dem Unterteil (14) in Wirkverbindung ist, wodurch durch eine Bewegung des Schaltknüppels (12) um die erste Achse (X) das eine Seil (16) betätigt wird, ohne daß das andere Seil (18) bewegt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß das Unterteil (14) ein Gehäuse (20, 54) aufweist und der Knüppeiträger (80) an beabstandeten Punk ten (72a, 72b) an dem Gehäuse (54) gelagert ist, und daß das Seilsteuerteil (120) innerhalb des Gehäuses (20) direkt unter dem Schaltknüppel (12) direkt mit dem einen Steuerseil (16) verbunden ist und ein Paar beabstandeter Flansche (124, 126) hat, die an ihren oberen Enden (128a, 128b) direkt an dem Knüppeiträger (80) angelenkt sind, um eine Schwenkbewegung des Steuerteus (120) relativ zu dem Knüppeiträger (80) um die zweite Achse (Y) zu ermöglichen und dabei die Schwenkbewegung des Seilsteuerteils (120) mit dem Knüppelträger (80) um die erste Achse (X) zu ermöglichen.

2. Schaltvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Winkelhebeischwenklagerung (106) an dem Unterteil (14) in einer dritten Achse (Z) angeordnet ist, die mit den orthogonalen Achsen (X) und (Y) koplanar ist.

3. Schaltvorrichtung (10) nach Anspruch 2, wobei der Steuerarm (94) eine Schwenkverbindung (96, 98, 100) mit dem einen Schenkel (102) des Winkelhebeis hat, die sowohl eine Universal- wie auch eine Gleitbewegung des Steuerarms (94) relativ zu dem einen Schenkel (102) des Winkelhebels erlaubt.

4. Schaltvorrichtung (10) nach Anspruch 3, wobei die Steuerarmschwenkverbindung (96, 98, 100) mit dem einen Schenkel (102) des Winkelhebels in der ersten Achse (X) angeordnet ist.

5. Schaltvorrichtung (10) nach Anspruch 4, wobei die Schwenkverbindung (96, 98, 100) einen Schlitz (100) in dem einen Schenkel (102) des Winkelhebels, einen Schuh (98) , der ver schiebbar in dem Schlitz (100) gehalten ist, und eine Universalverbindung (96), mit der der Steuerarm (94) an dem Sc]iuh (98) angebracht ist, aufweist.

6. Schaltvorrichtung (10) nach Anspruch 5, wobei die Universalverbindung (96, 98) eine Kugel (96) an dem Steuerarm (94) und eine Buchse an dem Schuh (98) , die die Kugel (96) aufnimmt, aufweist.

7. Schaltvorrichtung (10) nach Anspruch 6, wobei der Schaltknüppel (12) an einem Winkel (90) befestigt ist, der ein Paar beabstandete Flansche (90a, 90b) hat, mit denen der Schaltknüppel (12) an dem Knüppelträger (80) zur Relativschwenkbewegung um die zweite Achse (Y) und zur Bewegung mit diesem um die erste Achse (X) gelagert ist.