DE102004056777A1

DE102004056777A1 - Schaltkonsole eines Kfz-Getriebes

Info

Publication number: DE102004056777A1
Application number: DE200410056777
Authority: DE
Inventors: Regina MÖLLER; Sven Blanke; Detlef Germershausen
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2004-11-24
Filing date: 2004-11-24
Publication date: 2006-06-01

Abstract

Bei einer Schaltkonsole eines Kfz-Getriebes, mit einem Bedienungshebel zur manuellen Eingabe von Wähl- und/oder Schaltkommandos, der in mehreren parallelen Schaltgassen um eine gemeinsame geometrische Schaltachse und in einer die Schaltgassen verbindenden Wählgasse um eine weitgehend senkrecht zu der Schaltachse ausgerichtete Wählachse schwenkbar gelagert ist, indem der Bedienungshebel in einem Kreuzlagerstück mittels eines Schalt-Lagerbolzens drehbar um die Schaltachse gelagert ist und indem das Kreuzlagerstück in einem karosseriefesten Gehäuserahmen mittels eines Wähl-Lagerbolzens drehbar um die Wählachse gelagert ist, ist zur Verbesserung der Herstellungs- und Betriebseigenschaften mindestens ein Bauteil (2, 6, 10), in dem einer der Lagerbolzen (7, 9) drehbar gelagert ist, als Spritzgussteil aus einem spritzfähigen Duroplast-Kunststoff hergestellt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltkonsole eines Kfz-Getriebes, mit einem Bedienungshebel zur manuellen Eingabe von Wähl- und/oder Schaltkommandos, der in mehreren parallelen Schaltgassen um eine gemeinsame geometrische Schaltachse und in einer die Schaltgassen verbindenden Wählgasse um eine weitgehend senkrecht zu der Schaltachse ausgerichtete Wählachse schwenkbar gelagert ist, indem der Bedienungshebel in einem Kreuzlagerstück mittels eines Schalt-Lagerbolzens drehbar um die Schaltachse gelagert ist, und indem das Kreuzlagerstück in einem karosseriefesten Gehäuserahmen mittels eines Wähl-Lagerbolzens drehbar um die Wählachse gelagert ist.
Schaltkonsolen mit mehreren Schaltgassen, in denen ein Bedienungshebel zur Eingabe von Schaltkommandos manuell verschwenkbar ist, sind in unterschiedlicher Ausbildung und Anordnung bekannt. Dabei wird die konkrete Ausführung einer Schaltkonsole im Wesentlichen von dem Funktionsumfang und dem Aufbau des Fahrzeuggetriebes bestimmt, mit dem die Schaltkonsole zusammenwirkt. Prinzipiell kann eine Schaltkonsole mit dem zuvor genannten Aufbau mit einem Automatikgetriebe mit manueller Schaltoption zusammenwirken und weist dann neben der üblichen Automatikschaltgasse zusätzlich eine Manuellschaltgasse auf. Ebenso kann die Schaltkonsole mit einem automatisierten Stufenschaltgetriebe mit Automatikoption zusammenwirken und weist dann ebenfalls eine Automatikschaltgasse und eine Manuellschaltgasse auf. Möglich ist aber auch ein Zusammenwirken der Schaltkonsole mit einem manuellen Stufenschaltgetriebe, wobei die Schaltkonsole dann mehrere Schaltgassen mit den jeweiligen Gangpositionen aufweist.
Eine derartige, mit einem automatischen Getriebe zusammenwirkende Schaltkonsole ist beispielsweise aus der DE 44 26 207 C2 bekannt. In dieser bekannten Schaltkonsole ist ein Bedienungshebel um eine Schaltachse in einer ersten Automatikschaltgasse mit den Fahrprogrammpositionen P, R, N, D zur Auswahl von Automatikfahrprogrammen und in einer zweiten, parallel dazu angeordneten Manuellschaltgasse zur manuellen Auslösung von sequenziellen Hoch- und Rückschaltungen schwenkbar gelagert. Beide Schaltgassen stehen über eine Wählgasse miteinander in Verbindung, in welcher der Bedienungshebel durch ein Verschwenken um eine senkrecht zu der Schaltgasse ausgerichtete Wählachse bewegbar ist. In der Automatikschaltgasse ist der Bedienungshebel formschlüssig mit einem konzentrisch zu der Schaltachse gelagerten Zwischenhebel gekoppelt, an dem ein Seilzug zur mechanischen Übertragung der eingestellten Fahrprogrammposition an das Automatikgetriebe befestigt ist. In der Manuellschaltgasse ist der Bedienungshebel von dem Zwischenhebel entkoppelt und die Schaltposition des Bedienungshebels wird über Positionssensoren erfasst und elektronisch an ein Getriebesteuergerät übermittelt. Der Bedienungshebel ist mit einem bügelartig geschlossenen Lagerfuß mit einem als Rohrbolzen ausgebildeten Schalt-Lagerbolzen drehbar um die Schaltachse in der Schalt-Lagerbohrung eines Kreuzlagerstückes gelagert. Das Kreuzlagerstück ist in einem karosseriefesten Gehäuserahmen drehbar um die Wählachse gelagert. Das Kreuzlagerstück weist u. a. Rastnasen einer Schaltsperre auf, die mit einer in dem Bedienungshebel angeordneten und mittels einer Drucktaste lösbaren federbelasteten Sperrklinke zusammenwirkt.
Die Lagerung des Bedienungshebels, insbesondere das Kreuzlagerstück, einer derartigen Schaltkonsole ist somit vielfältigen Belastungen ausgesetzt. Zur Aufnahme der Lagerbolzen in den Lagerbohrungen des Kreuzlagerstückes muss das Material des Kreuzlagerstückes eine hohe Festigkeit aufweisen. Bei formschlüssig wirksamen Schaltsperren, wie einer manuell lösbaren Schaltsperre und einer elektrisch lösbaren Shift-Lock-Schaltsperre, die bei Automatikgetrieben bei in der Automatikschaltgasse befindlichem Bedienungshebel wirksam ist, treten bei einer Fehlbedienung, d.h. bei einem gewaltsamen Verschwenken des Bedienungshebels ohne eine manuelle Entriegelung der Schaltsperre oder ohne eine elektrische Entriegelung der Shift-Lock-Schaltsperre durch eine Betätigung der Fußbremse zwischen dem jeweiligen Sperrriegel und der betreffenden Sperrfläche der Schaltsperre hohe Druckkräfte auf, die ein relativ hartes Material des Kreuzlagerstückes erfordern. Dasselbe gilt für Anschlagflächen einer Schaltwegbegrenzung und für Rastvertiefungen einer Schaltrastierung.
Bislang wird das Kreuzlagerstück zumeist als Spritzgussteil aus einem Thermoplast-Kunststoff, wie Polyamid, hergestellt. Dieses Material ist zwar gut zu verarbeiten, neigt aber bei hohen Betriebstemperaturen und bei starker Druckbelastung zum Fließen, d.h. zu bleibenden plastischen Verformungen. Dies macht an kritischen Stellen, wie an Lagerbohrungen und an Sperr- und Rastierflächen, häufig die Verwendung zusätzlicher Bauteile erforderlich, wie z.B. die Montage von Lagerbuchsen in den Lagerbohrungen und von Sperr- und Rastierbeschlägen an den Sperr- und Rastierkonturen des Kreuzlagerstückes. Ein weiterer Nachteil von Thermoplast-Kunststoffen ist die Schwindung von etwa 2%, die Spritzgussformen mit Ausformschrägen und dadurch bedingt eine mechanische Nachbearbeitung von passgenauen Konturen, wie den Lagerbohrungen und den Sperr- und Rastierflächen, erforderlich macht.
Es ist daher das Problem der vorliegenden Erfindung, einen Werkstoff für die Lagerung des Bedienungshebels einer Schaltkonsole bereitzustellen, der bessere Herstellungs- und Betriebseigenschaften aufweist.
Das Problem wird erfindungsgemäß in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass mindestens ein Bauteil, in dem einer der Lagerbolzen drehbar gelagert ist, als Spritzgussteil aus einem spritzfähigen Duroplast-Kunststoff hergestellt ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schaltkonsole sind Gegenstand der Unteransprüche 1 bis 7.
Da der Schalt-Lagerbolzen und der Wähl-Lagerbolzen nicht zwangsläufig drehbar in dem Kreuzlagerstück gelagert sein müssen, sondern in diesem auch drehfest befestigt und jeweils in dem Bedienungshebel bzw. in dem Gehäuserahmen drehbar gelagert sein können, sind, allgemein ausgedrückt, erfindungsgemäß diejenigen Bauteile aus dem Duroplast-Kunststoff hergestellt, in deren Lagerbohrungen die Relativbewegung, d.h. die Drehung der Lagerbolzen stattfindet. Da das Kreuzlagerstück aber durch seine Abmessungen die besseren Voraussetzungen für eine große Lagerbasis bietet, sind der Schalt-Lagerbolzen und der Wähl-Lagerbolzen bevorzugt drehbar in dem Kreuzlagerstück gelagert, so dass dann zweckmäßig das Kreuzlagerstück aus dem Duroplast-Kunststoff hergestellt ist.
Bei dem Duroplast-Kunststoff handelt es sich bevorzugt um ein Polyesterharz, dem zur Erhöhung der Festigkeit ein Fasermaterial, wie Glas-, Kohle- oder Aramidfasern, und zur Verbesserung der Gleiteigenschaften in den Lagerbohrungen Graphit beigemischt ist.
Der Duroplast-Kunststoff ist ein formstabiles und druckfestes Material, das auch bei hohen Betriebstemperaturen stabil und widerstandsfähig gegen mechanische Belastungen ist. Somit können die Lagerbolzen der Bedienungshebellagerung unmittelbar, d.h. ohne den Einsatz von Lagerbuchsen, in die Lagerbohrungen des Kreuzlagerstückes eingesetzt werden, wodurch ein unmittelbarer Gleitkontakt zwischen den Lagerbolzen und dem Material des Kreuzlagerstückes besteht. Ebenso können die Sperr- und Rastkonturen von Schaltsperren, Rastiervorrichtungen, und Schaltwegbegrenzungen unmittelbar in das Kreuzlagerstück eingeformt und auf die Verwendung von Stahlbeschlägen an diesen Stellen verzichtet werden.
Als positiver Nebeneffekt weist der Duroplast-Kunststoff praktisch keine Schwindung auf, so dass das Kreuzlagerstück bei entsprechender Ausbildung der Spritzgussformen im Spritzgussverfahren in seiner Endform hergestellt werden kann. Eine mechanische Nachbearbeitung von Bohrungen und anderen Passkonturen und Passflächen ist dann vorteilhaft nicht mehr erforderlich. Ebenso weist der Duroplast-Kunststoff eine hohe Dichte von etwa 1,9 g/cm³ auf, die eine starke Dämpfung von Anschlagbewegungen und den dadurch hervorgerufenen Geräuschen bewirkt.
Zur weiteren Verbesserung der Lagereigenschaften in beiden Lagerungen kann auch die jeweilige Lagerbasis, d.h. die Lagerfläche zwischen den Lagerbolzen und den Lagerbohrungen, dadurch vergrößert werden, dass die Lagerbolzen und die zugeordneten Lagerbohrungen des Kreuzlagerstückes mit einem vergrößerten Durchmesser versehen werden. Aufgrund der zumeist größeren Länge und der kleineren Breite des Kreuzlagerstückes ist diese für den im Allgemeinen kürzeren Schalt-Lagerbolzen wichtiger als für den längeren Wähl-Lagerbolzen.
Ebenfalls können die Lagereigenschaften dadurch verbessert werden, dass die Lagerbolzen aus Edelstahl hergestellt werden, so dass eine die Passgenauigkeit verschlechternde Oberflächenbehandlung der Lagerbolzen nicht mehr erforderlich ist.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, die beispielhaft zur Erläuterung der Erfindung dienen.
Hierzu zeigt:
1 Ein Kreuzlagerstück einer erfindungsgemäßen Schaltkonsole in einer perspektivischen Ansicht,
2 eine perspektivische Einzelteilansicht der Schaltkonsole mit dem Kreuzlagerstück nach 1, und
3 eine perspektivische Gesamtansicht der Schaltkonsole von 2.
Ein Kreuzlagerstück 2 einer Schaltkonsole 1, die mit einem Automatikgetriebe zusammenwirkt und eine Automatikschaltgasse und eine zu dieser parallel angeordnete Manuellschaltgasse aufweist, ist mit einer Schalt-Lagerbohrung 3 und einer Wähl-Lagerbohrung 4 versehen. In der Schalt-Lagerbohrung 3 ist ein Bedienungshebel 5 mit zwei seitlichen Lagerarmen 6 mittels eines Schalt-Lagerbolzens 7 drehbar um eine Schaltachse 8 drehbar gelagert. Mit der Wähl-Lagerbohrung 4 ist das Kreuzlagerstück 2 und damit der Bedienungshebel 5 auf einem Wähl-Lagerbolzen 9, der in einem karosseriefest montierten Gehäuserahmen 10 befestigt ist, drehbar um eine Wählachse 11 gelagert, wobei der dünnere Wähl-Lagerbolzen 9 den dickeren Schalt-Lagerbolzen 7 in einer Durchgangsbohrung 12 durchdringt.
Das Kreuzlagerstück 2 weist zusätzlich Vertiefungen 13 einer mechanisch lösbaren Schaltsperre und Sperrflächen 14 einer manuell lösbaren Schaltsperre auf.
Da das Kreuzlagerstück 2 als Spritzgussteil aus einem formstabilen und druckfesten Duroplast-Kunststoff hergestellt ist, sind keine Lagerbuchsen in den Lagerbohrungen 3, 4 und keine Beschläge an den Vertiefungen 13 und Sperrflächen 14 der Schaltsperren erforderlich.
Innerhalb der Automatikschaltgasse ist der Bedienungshebel 5 formschlüssig mit einem Zwischenhebel 15 gekoppelt, der konzentrisch zu diesem über Lagerbolzen 16 drehbar um die Schaltachse 8 in dem Gehäuserahmen 10 gelagert ist, und an dem ein Seilzug 17 zur mechanischen Betätigung eines Getriebe-Wählhebels oder einer Parksperre befestigt ist, dessen Hülle 18 an einem Lagerarm 19 des Gehäuserahmens 10 abgestützt wird. In der Gesamtansicht der Schaltkonsole 1 in 3 ist der Gehäuserahmen 10 mit den montierten Bauteilen in ein Basisgehäuse 20 eingesetzt.

1: Schaltkonsole
2: Kreuzlagerstück
3: Schalt-Lagerbohrung
4: Wähl-Lagerbohrung
5: Bedienungshebel
6: Lagerarm
7: Schalt-Lagerbolzen
8: Schaltachse
9: Wähl-Lagerbolzen
10: Gehäuserahmen
11: Wählachse
12: Durchgangsbohrung
13: Vertiefung
14: Sperrfläche
15: Zwischenhebel
16: Lagerbolzen
17: Seilzug
18: Hülle
19: Lagerarm
20: Basisgehäuse

Claims

Schaltkonsole eines Kfz-Getriebes, mit einem Bedienungshebel zur manuellen Eingabe von Wähl- und/oder Schaltkommandos, der in mehreren parallelen Schaltgassen um eine gemeinsame geometrische Schaltachse und in einer die Schaltgassen verbindenden Wählgasse um eine weitgehend senkrecht zu der Schaltachse ausgerichtete Wählachse schwenkbar gelagert ist, indem der Bedienungshebel in einem Kreuzlagerstück mittels eines Schalt-Lagerbolzens drehbar um die Schaltachse gelagert ist, und indem das Kreuzlagerstück in einem karosseriefesten Gehäuserahmen mittels eines Wähl-Lagerbolzens drehbar um die Wählachse gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Bauteil (2, 6, 10), in dem einer der Lagerbolzen (7, 9) drehbar gelagert ist, als Spritzgussteil aus einem spritzfähigen Duroplast-Kunststoff hergestellt ist.
Schaltkonsole nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalt-Lagerbolzen (7) und der Wähl-Lagerbolzen (9) drehbar in dem Kreuzlagerstück (2) gelagert sind, und das Kreuzlagerstück (2) aus dem Duroplast-Kunststoff hergestellt ist.
Schaltkonsole nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Duroplast-Kunststoff im Wesentlichen aus einem Polyesterharz besteht.
Schaltkonsole nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Duroplast-Kunststoff zur Erhöhung der Festigkeit ein Fasermaterial enthält.
Schaltkonsole nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Duroplast-Kunststoff zur Verbesserung der Gleiteigenschaften in den Lagerbohrungen (3, 4) Graphit enthält.
Schaltkonsole nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung einer großen Lagerbasis an beiden Lagerungen die Lagerbolzen (7, 9) und die zugeordneten Lagerbohrungen (3, 4) des Kreuzlagerstückes (2) einen vergrößerten Durchmesser aufweisen.
Schaltkonsole nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbolzen (7, 9) zur Erzielung einer hohen Passgenauigkeit der beiden Lagerungen aus Edelstahl hergestellt sind.