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Technischer Bereich
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Gangschaltung.
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Hintergrund Kunst
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Als Beispiel für eine Gangschaltung zum Schalten der Gänge eines Getriebes, das in einem Fahrzeug wie z.B. einem Automobil eingebaut ist, ist ein Gangschaltung bekannt, die einen Schalthebel in einer Schaltposition, in der der Schalthebel verriegelt werden muss, verriegelt, indem ein distales Ende einer Stange, die sich innerhalb des Schalthebels hin- und herbewegt, in eine Aussparung in einem Gehäuse, das die Gangschaltung bildet, eingesetzt wird.
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Zitierliste
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Patent-Literatur
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PTL 1: Internationale Veröffentlichung Nr. 2009/156797 Faltblatt
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Bei der Gangschaltung, die den Schalthebel verriegelt, indem das distale Ende der Stange in die Aussparung gesteckt wird, kann der Schalthebel jedoch, wenn er von einem Bediener gewaltsam gedreht wird, die Schaltposition, in der der Schalthebel verriegelt werden soll, überfahren.
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Die vorliegende Offenbarung stellt eine Gangschaltung zur Verfügung, der eine sichere Verriegelung eines Schalthebels in einer Schaltposition ermöglicht, in der der Schalthebel bei einer Betätigung am Schalthebel verriegelt werden muss.
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Lösung des Problems
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Eine Gangschaltung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Gehäuse, einen Schalthebel/Gangschalthebel, der drehbar an einer Innenseite des Gehäuses angebracht ist, während er teilweise aus dem Gehäuse herausragt, wobei der Schalthebel in eine Vielzahl von Schaltpositionen geneigt ist, und einen Verriegelungsmechanismus, der den Schalthebel in einer vorbestimmten Schaltposition verriegelt. Der Verriegelungsmechanismus umfasst ein verriegelbares Element im Inneren des Schalthebels, ein Paar Verriegelungselemente im Gehäuse, ein erstes drängendes Glied/Drängelement und ein zweites drängendes Glied/Drängelement. Das verriegelbare Element wird so gedrängt, dass es sich in Längsrichtung des Schalthebels hin- und herbewegen kann. Das Paar Verriegelungselemente/Verriegleungsglieder wird so beaufschlagt, dass es zwischen einer radial inneren Seite einer Drehortskurve/ Rotationsortskurve (i.e. rotation locus) des verriegelbaren Elements/verriegelbaren Glieds und einer radial äußeren Seite der Drehortskurve beweglich ist. Das erste drängende Glied drängt das verriegelbare Element gegen die Verriegelungselemente. Das zweite drängende Glied drängt die Verriegelungselemente in Richtung des verriegelbaren Elements.
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Vorteilhafte Wirkungen von Erfindungen
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Nach der vorliegenden Offenbarung kann bei einer an einem Schalthebel durchgeführten Operation der Schalthebel sicher in einer Schaltposition verriegelt werden, in der der Schalthebel verriegelt werden muss.
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Figurenliste
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- [ ] ist eine außenperspektivische Ansicht einer Gangschaltung nach einem Ausführungsbeispiel.
- [ ] zeigt ein Beispiel für ein Schaltmuster in der Gangschaltung.
- [ ] ist eine Querschnittsansicht einer inneren Struktur einer Gangschaltung in dem Zustand, in dem ein Schalthebel in einer vorgegebenen Schaltposition gehalten wird.
- [ ] ist eine Querschnittsansicht eines verriegelbaren Elements in , von dem der Schalthebel entfernt ist.
- [ ] ist eine perspektivische Querschnittsansicht eines Beispiels für einen Haltemechanismus, der den Schalthebel in der vorgegebenen Schaltposition hält.
- [ ] ist eine Querschnittsansicht einer Innenstruktur der Gangschaltung im entriegelten Zustand in der in und dargestellten Schaltstellung.
- [ ] ist eine Querschnittsansicht einer inneren Struktur der Gangschaltung in einem Zustand, in dem der Schalthebel in einer vorgegebenen Schaltposition verriegelt ist.
- [ ] ist ein Querschnitt durch eine Innenstruktur der Gangschaltung im entriegelten Zustand in der in dargestellten Schaltstellung.
- [ ] ist eine Querschnittsansicht einer inneren Struktur der Gangschaltung in dem Zustand, in dem der Schalthebel in einer anderen vorgegebenen Schaltposition gehalten wird.
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Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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Eine Gangschaltung entsprechend einer Ausführungsform wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In der Beschreibung und in den Zeichnungen können im Wesentlichen die gleichen Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden, ohne dass sie redundant beschrieben werden.
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[Ausführungsbeispiel]
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< Ganze Struktur>
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ist eine außenperspektivische Ansicht einer Gangschaltung nach einem Ausführungsbeispiel. In sind beispielhaft zwei Kipprichtungen D1 und D2 dargestellt. Die Kipprichtungen D1 und D2 sind Richtungen parallel zu einer Bogenrichtung, in der sich der Schalthebel um eine Drehachse in der gleichen Ebene dreht, und sind entgegengesetzte Richtungen. Die Neigungsrichtungen des Schalthebels sind in der Draufsicht gerade Richtungen. Daher schließen die Kipprichtungen in der Zeichnung die Richtung D1 und die Richtung D2 ein, die zwei Richtungen sind, die sich in Bezug auf eine gerade Richtung entgegengesetzt sind, aber auch eine andere Kipprichtung einschließen können. Insbesondere kann eine Richtung senkrecht zur geraden Richtung, die durch die D1-Richtung und die D2-Richtung in der Draufsicht definiert ist, als weitere Kipprichtung enthalten sein. und andere Zeichnungen definieren drei Achsen einer X-Achse, einer Y-Achse und einer Z-Achse, die senkrecht zueinander stehen. Dabei entspricht die Z-Achse einer Höhenrichtung, und eine Ebene, die durch die X-Achse und die Y-Achse gebildet wird, steht senkrecht zur Z-Achse. Die Z-Achse kann parallel zur Schwerkraftrichtung oder parallel zu einer anderen Richtung als der Schwerkraftrichtung verlaufen, je nach der Situation, in der der Getriebeschalter installiert ist.
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Eine Gangschaltung 100 wird vorzugsweise bei einem Fahrzeug wie z.B. einem Automobil eingesetzt, kann aber z.B. auch bei einem Flugzeug, einer Eisenbahn oder einem Schiff verwendet werden. Alternativ kann die Gangschaltung 100 an einem Controller eines Spielautomaten angebracht werden. Wenn die Gangschaltung 100 in einem Automobil eingebaut ist, kann die Gangschaltung 100 beispielsweise an einer Mittelkonsole neben dem Fahrersitz, hinten links am Lenkrad oder an einer Instrumententafel angebracht werden.
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Die Gangschaltung 100 umfasst ein Gehäuse 10, einen Schalthebel 20 und einen Sperrmechanismus 80. Der Schalthebel 20 ist drehbar an der Innenseite des Gehäuses 10 befestigt und ragt teilweise aus dem Gehäuse 10 heraus. Der Schalthebel 20 wird in mehrere Schaltstellungen gekippt. Der Verriegelungsmechanismus 80 verriegelt den Schalthebel 20 in einer vorbestimmten Schaltposition.
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Das Gehäuse 10 umfasst zwei Gehäusehälften 11 und 12, die z.B. durch Kleben, Schweißen oder Verschrauben miteinander verbunden sind. Das Gehäuse 10 ist aus einem nichtmagnetischen Material geformt. Das Gehäuse 10 wird z.B. durch Spritzguss mit einem Harzmaterial wie Polybutylenterephthalat (PBT) oder durch Aluminium-Druckguss mit einer Aluminiumlegierung hergestellt. In hat das Gehäuse 10 eine ebene Bodenfläche, z.B. parallel zu der Ebene, die durch die X-Achse und die Y-Achse gebildet wird.
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An der Oberseite des Schalthebels 20 ist ein Schaltknauf 30 angebracht. Ein Bediener greift diesen Schaltknopf 30, um den Schalthebel 20 in Bezug auf das Gehäuse 10 zu kippen. Der Schaltknopf 30 ist aus einem Harzmaterial, z.B. Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), geformt.
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Wie in dargestellt, hat die exemplarisch dargestellte Gangschaltung 100 ein Schaltmuster mit vier Schaltpositionen F0 bis F3, d.h. die Positionen F3, F0, F1 und F2 sind in dieser Reihenfolge von oben angeordnet.
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In der vorliegenden Beschreibung können vorgegebene „Schaltstellungen“ im Schaltmuster eines Getriebes als „Schaltstellungen“ oder einfach als „Positionen“ bezeichnet werden. Die Stellungen F3, F0, F1 und F2 des Schaltmusters können z.B. den Stellungen Rückwärtsgang (R), Leerlauf (N), Automatik (A) und Manuell (M) zugeordnet werden.
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In der Stellung Automatik (A) wird das Getriebe in Abhängigkeit von der Beschleunigung oder Verzögerung eines Fahrzeugs automatisch in den Fahrzustand geschaltet. In der manuellen (M) Stellung wird das Getriebe von einem Bediener manuell geschaltet.
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Die Gangschaltung 100 kann auch eine M+-Position zum Hochschalten und eine M--Position zum Herunterschalten enthalten, wenn der Gang in eine D3-Richtung geschaltet wird, die sich von der F2-Position senkrecht zu den Kipprichtungen D1 und D2 erstreckt, wenn die F2-Position der der manuellen Position entspricht. Die Richtung D3 ist nicht dargestellt. Ein weiteres Beispiel für ein Verschiebungsmuster, das die Positionen F3, F0, F1 und F2 einschließt, umfasst die Positionen Rückwärts (R), Neutral (N), Antrieb (D) und Tief (L), die den Positionen F3, F0, F1 und F2 zugeordnet sind. Das Schaltmuster kann zusätzlich eine weitere Position umfassen, die einer Parkposition (P) entspricht.
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< Halte- und Sperrmechanismus des Getriebeschalters>
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Anschließend wird unter Bezugnahme auf bis der innere Aufbau der Gangschaltung 100 beschrieben und der Haltemechanismus, der den Schalthebel 20 in einer vorgegebenen Schaltposition hält, sowie der Verriegelungsmechanismus, der den Schalthebel 20 in der vorgegebenen Schaltposition arretiert, detailliert beschrieben.
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Hier werden „halten“ und „sperren“ in der Beschreibung beschrieben. In der vorliegenden Beschreibung bezieht sich „halten“ darauf, die Position des Schalthebels 20 in einer vorgegebenen Schaltposition durch Kippen des Schalthebels zu fixieren. Wenn beispielsweise der Schalthebel 20 so fixiert wird, dass er nach dem Kippen durch den Bediener in jeder der Schaltpositionen wie der Neutralposition (N), der Automatikposition (A) und der Rückwärtsposition (R) von selbst steht, bezieht sich „halten“ auf das „Halten“ des Schalthebels 20. Während des Gangwechsels, um den Schalthebel 20 in einer vorbestimmten Schaltposition zu halten, kann der Bediener ein Klicken fühlen (Schaltgefühl erhalten). Ein Mechanismus, der dieses Klick-Gefühl erzeugt, wird im Folgenden ausführlich beschrieben.
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In der vorliegenden Beschreibung bezieht sich „zu verriegeln“ auf den Zustand, in dem der Schalthebel 20 durch den Verriegelungsmechanismus nicht gekippt werden kann. Um das Kippen des Schalthebels 20 zu ermöglichen, muss ein Entriegelungsknopf gedrückt werden, damit der Verriegelungsmechanismus den Schalthebel 20 entriegelt. Wenn der Bediener den Schalthebel 20 kippt, kann der Bediener den Schalthebel 20 in jeder Schaltposition halten und dabei ein Klicken fühlen. Hier muss das Kippen des Schalthebels 20 für einige Gangwechsel deaktiviert werden. Beispiele für solche Gangwechsel sind ein Gangwechsel von der Neutralstellung (N) in die Rückwärtsstellung (R) und ein Gangwechsel von der Fahrstellung (D) in die Tiefstellung (L). Der erstgenannte Gangwechsel bezieht sich auf einen Wechsel von der Vorwärtsbewegung zur Rückwärtsbewegung eines Fahrzeugs, und der letztgenannte Gangwechsel bezieht sich auf einen Wechsel zur Erhöhung der Bremskraft. Beide Gangwechsel wirken sich auf das Fahrverhalten und die Bedienbarkeit des Fahrzeugs aus und erfordern daher Einschränkungen gegen ständige Gangwechsel. Daher wird für solche Gangwechsel aus vorgegebenen Schaltpositionen, die Einschränkungen erfordern, eine „Sperre“ gesetzt.
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(Interne Struktur der Gangschaltung)
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Zunächst wird unter Bezugnahme auf und der innere Aufbau der Gangschaltung 100 beschrieben. bis sind Querschnittsansichten des Schaltknopfes 30 in vertikaler Richtung, um die innere Struktur der Gangschaltung 100 sichtbar zu machen, während eine der Gehäusehälften 11 und 12 des Gehäuses 10 entfernt ist. Die in und dargestellte Schaltposition entspricht der Schaltposition F1, die in dem in dargestellten Schaltbild enthalten ist.
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ist eine Querschnittsansicht der inneren Struktur der Gangschaltung, während der Schalthebel in einer vorgegebenen Schaltposition gehalten wird. ist eine Querschnittsansicht eines verriegelbaren Elements, von dem der Schalthebel in entfernt ist.
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Die im Gehäuse 10 enthaltene Gehäusehälfte 11 umfasst in einer Mittelposition eine bogenförmige Wand 11a, die in der Draufsicht ein bogenförmiges Profil aufweist. Die Gehäusehälfte 11 enthält ebenfalls eine bogenförmige Wand 11b mit einem bogenförmigen Profil in der Draufsicht auf der Außenseite der bogenförmigen Wand 11a an einem von der bogenförmigen Wand 11a vom Schaltknopf 30 zurückgesetzten Teil. Die bogenförmige Wand 11b auf der Außenseite der Gehäusehälfte 11 hat zwei Aufnahmenuten 11c und 11d, die in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind.
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Die Druckschraubenfedern 81 und 83, die Beispiele für ein zweites Drängglied sind, werden jeweils in den Aufnahmenuten 11c und 11d aufgenommen und daran befestigt. Die blockförmigen Verriegelungselemente/Sperrgleider 82 und 84 sind jeweils in Kontakt mit den Endabschnitten der Druckschraubenfedern 81 und 83. Wie z.B. im Fall des Gehäuses 10 sind die Verriegelungselemente 82 und 84 aus einem Harzmaterial wie Polybutylenterephthalat geformt.
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Die Verriegelungselemente 82 und 84 sind im wesentlichen rechteckig parallelepipedförmig und enthalten an den jeweiligen Endabschnitten, die mit den Druckschraubenfedern 81 und 83 in Kontakt stehen, Eingriffsschlüssel 82a bzw. 84a, die von den Seitenflächen nach außen vorstehen. Die Verriegelungselemente 82 und 84 werden jeweils durch die Druckschraubenfedern 81 und 83 in einer S2-Richtung zum Schalthebel 20 hin gedrückt. Die Einrastkeile 82a und 84a sind in Eingriff mit den Einrastnuten 11c1 und 11d1, die an den Ausgängen der Aufnahmenuten 11c und 11d angeordnet sind. Wenn die Einrastschlüssel 82a und 84a auf diese Weise mit den Einrastnuten 11c1 und 11d1 in Eingriff stehen, werden die an der Innenseite der bogenförmigen Wand 11b vorstehenden Verriegelungselemente 82 und 84 auf den in dargestellten Zustand beschränkt, auch wenn das Verriegelungselement 82 in die innerste Stellung vorstehen kann. Wenn das Verriegelungselement 84 freigelassen wird, wird das Verriegelungselement 84 ebenfalls eingeschränkt, während es in ähnlicher Weise vorsteht (siehe ).
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Wie in dargestellt, umfasst der Schalthebel 20 ein langes Rechteckrohr 22, einen Zylinder 21 mit einer Oberseite 21a, die bündig mit einer Seitenfläche des Rechteckrohrs 22 abschließt, und eine Drehwelle 23 in der Mitte der Oberseite 21a. Das lange rechteckige Rohr 22, der Zylinder 21 und die Drehwelle 23 können z.B. einstückig geformt oder getrennt geformt und dann miteinander verbunden werden. Der Schalthebel 20 kann aus einem Metallwerkstoff wie Eisen oder Kupfer geformt sein. Der Schalthebel 20 kann z.B. durch Spritzgießen unter Verwendung eines Harzes geformt werden.
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Im Inneren des Schalthebels 20 ist ein verriegelbares Element 40 so angeordnet, dass es sich in der S1-Richtung (Richtung von einem verriegelbaren Körper 42 zu einem Wellenkörper 41 des verriegelbaren Elements 40 in ) hin- und herbewegen kann, was der Längsrichtung des Schalthebels 20 entspricht. So ist z.B. die Drehwelle 23 des Schalthebels 20 drehbar an einem Lager befestigt, das an der Innenwand der Gehäusehälfte 12 des Gehäuses 10 angeordnet ist, das in entfernt ist.
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Die bogenförmige Wand 11a der Gehäusehälfte 11 hat einen Einschnitt 11e. Auf der Innenseite der bogenförmigen Wand 11a ist der Zylinder 21 des Schalthebels 20 drehbar gelagert, und das Rechteckrohr 22 ragt durch den Einschnitt 11e nach außen aus dem Gehäuse 10 heraus.
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Das verriegelbare Element 40 umfasst den langen Schaftkörper 41 und den verriegelbaren Körper 42, der sich an den Schaftkörper 41 anschließt und direkt durch den Verriegelungsmechanismus 80 verriegelt wird. Wie in dargestellt, ragt in dem Zustand, in dem das verriegelbare Element 40 in dem Schalthebel 20 untergebracht ist, der Wellenkörper 41 aus einer Endöffnung des Rechteckrohrs 22 nach außen, und der verriegelbare Körper 42 ragt durch eine in dem Zylinder 21 ausgebildete Öffnung nach außen. Die Öffnung ist nicht abgebildet. Das verriegelbare Element 40 kann als Aktuator umphasiert werden, der sich innerhalb des Schalthebels 20 hin- und herbewegt, um den Schalthebel 20 auf dem Verriegelungsmechanismus 80 zu verriegeln.
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Unter dem Schaltknopf 30 ist ein Entriegelungsknopf 31 drehbar am Schaltknopf 30 befestigt, und zwar über eine Drehwelle, die in ein Loch 31a der Drehwelle eingeführt wird. Die Drehwelle ist nicht abgebildet. Wie in dargestellt, wird der Entriegelungsknopf 31 durch eine Druckschraubenfeder 32 gedrückt. Wenn der Bediener den Verriegelungsfreigabeknopf 31 drückt, um den Schalthebel 20 zu entriegeln, und dann aufhört, den Verriegelungsfreigabeknopf 31 zu drücken, um den Schalthebel 20 zu kippen, wird der Verriegelungsfreigabeknopf 31 durch die Druckschraubenfeder 32 in die Position vor dem Drücken zurückgestellt.
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Wie in dargestellt, ist der Entriegelungsknopf 31 mit dem verriegelbaren Element 40 mit einem Verbindungsmechanismus 60 gekoppelt. Der Verbindungsmechanismus 60 umfasst ein erstes Verbindungsglied 61, das mit dem Entriegelungsknopf 31 gekoppelt ist, und ein zweites Verbindungsglied 62, das mit dem verriegelbaren Element 40 gekoppelt ist. Der Verbindungsmechanismus 60 kann drei oder mehr Verbindungsglieder enthalten.
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Wie in dargestellt, wird das verriegelbare Element 40 durch eine Druckschraubenfeder 70, die an der im Gehäuse 10 enthaltenen Gehäusehälfte 11 befestigt ist, in S3-Richtung gegen die bogenförmige Wand 11b (in Richtung des Verriegelungsmechanismus 80) gedrückt. Die Druckschraubenfeder 70 ist ein Beispiel für ein erstes drückendes Element.
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Hier hat die Druckschraubenfeder 70, die auf das verriegelbare Element 40 drückt, eine höhere Federkraft und eine größere Federkonstante als die im Verriegelungsmechanismus 80 enthaltenen Druckschraubenfedern 81 und 83.
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Durch diese Einstellung der Federkraft und der Federkonstante jeder Feder, wie in und dargestellt, in dem Zustand, in dem das verriegelbare Element 40 in der vorgegebenen Schaltstellung auf ein Verriegelungselement 84 drückt, drückt das verriegelbare Element 40 das Verriegelungselement 84 in die Aufnahmenut 11d, weil die Druckkraft der Druckschraubenfeder 70 relativ größer ist. In dem Zustand, in dem das Verriegelungselement 84 somit durch das verriegelbare Element 40 eingedrückt wird, ist das Verriegelungselement 84 vollständig in der Aufnahmenut 11d aufgenommen. Auch wenn ein weiteres Verriegelungselement 82 in einer anderen Schaltstellung in ähnlicher Weise in das verriegelbare Element 40 eingeschoben wird, ist das Verriegelungselement 82 vollständig in der Aufnahmenut 11c untergebracht (siehe ).
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Wie in und dargestellt, dreht sich, wenn sich der Zylinder 21 des Schalthebels 20 auf der Innenseite der bogenförmigen Wand 11a der Gehäusehälfte 11 dreht, das aus dem Schalthebel 20 herausragende Ende des verriegelbaren Elements 40 entlang einer Drehortskurve T, i.e. Rotationsortskurve T, die ein Profil einer Innenwand der bogenförmigen Wand 11b auf der Außenseite der bogenförmigen Wand 11a ist. Auf der Drehortskurve (Rotationsortskurve) T des Endes des verriegelbaren Elements 40 befinden sich die Schaltpositionen F3, F0, F1 und F2, die in dem in dargestellten Schaltmuster enthalten sind.
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In der folgenden Beschreibung wird jede der Schaltpositionen F3, F0, F1 und F2, die in dem in dargestellten Schaltmuster enthalten sind, als eine Schaltposition beschrieben, in der der Schalthebel 20 nach dem in dargestellten Zustand gehalten wird.
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Wie in und dargestellt, befindet sich das Verriegelungselement 84 in dem Zustand, in dem es durch das verriegelbare Element 40 in die Aufnahmenut 11d geschoben wird, auf der radial äußeren Seite der Drehortskurve T des verriegelbaren Elements 40.
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Andererseits steht das Verriegelungselement 82, das nicht durch das verriegelbare Element 40 in die Aufnahmenut 11c geschoben wird, auf der radial inneren Seite des Drehortes T des verriegelbaren Elements 40 vor.
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Im Vergleich zu den Druckschraubenfedern 81 und 83, die den Verriegelungsmechanismus 80 bilden, hat die Druckschraubenfeder 70, die auf das verriegelbare Element 40 drückt, eine höhere Federkraft und eine größere Federkonstante. Dadurch wird das Verriegelungselement/Sperrglied 84 vom verriegelbares Element 40 in die Aufnahmenut 11d auf der radial äußeren Seite des Drehortes T gedrückt. Auf der radial inneren Seite der Drehortskurve T ragt dagegen das Verriegelungselement 82, das nicht durch das verriegelbare Element 40 eingedrückt wird, vor. Wie bisher beschrieben, bewegen sich die Verriegelungselementer 82 und 84 zwischen der radial inneren Seite und der radial äusseren Seite der Drehortskurve T in dem Zustand, in dem die Verriegelungselementer 82 und 84 durch das verriegelbare Element 40 eingedrückt sind, und in dem Zustand, in dem die Verriegelungselementer 82 und 84 nicht eingedrückt sind.
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In der Gehäusehälfte 11 des Gehäuses 10 des Schalthebels 100 ist der Schalthebel 20 drehbar untergebracht, und die Druckschraubenfeder 70, die das verriegelbare Element 40 drückt, das sich im Inneren des Schalthebels 20 hin- und herbewegt, sowie der Verriegelungsmechanismus 80, der das verriegelbare Element 40 in der vorbestimmten Schaltstellung verriegelt, sind angebracht. Auf diese Weise werden die Komponenten in die als Grundkörper dienende Gehäusehälfte 11 eingebaut. Dadurch kann das Gehäuse 10 verkleinert werden, und die Montagefähigkeit der Gangschaltung 100 wird verbessert. In diesem Fall dient die Gehäusehälfte 11, in der die Komponenten montiert sind, als Grundkörper und die Gehäusehälfte 12 als Abdeckkörper.
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(Haltemechanismus, der den Schalthebel in einer vorbestimmten Schaltposition hält)
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Anschließend wird unter Bezugnahme auf der Haltemechanismus beschrieben, der den Schalthebel 20 in einer vorgegebenen Schaltposition hält. ist eine perspektivische Querschnittsansicht, die ein Beispiel für einen Haltemechanismus zeigt, der den Schalthebel in einer vorgegebenen Schaltposition hält, sowie eine Querschnittsansicht des Inneren der Gangschaltung 100, aus dem die Gehäusehälfte 11 entnommen und entgegengesetzt zur Blickrichtung von und betrachtet wird.
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Der Zylinder 21 des Schalthebels 20 enthält ein Paar Nocken 50, die radial aus dem Zylinder 21 herausragen und sich zusammen mit dem Zylinder 21 drehen. Das Nockenpaar 50 ist so angeordnet, dass es in Bezug auf das Drehzentrum des Zylinders 21 punktsymmetrisch ist. Darüber hinaus enthält die Gehäusehälfte 11 ein Paar Rastelemente 21a, die von der radial äußeren Seite zur radial inneren Seite des Zylinders 21 gedrückt werden und die ständig mit den unebenen Oberflächen der Nocken 50 in Kontakt stehen. Das Sperrklinkenpaar 21a ist ebenfalls so angeordnet, dass es, wie beim Nockenpaar 50, eine Punktsymmetrie in Bezug auf den Drehpunkt des Zylinders 21 aufweist. Zusätzlich ist ein magnetisch anziehender Körper 16 innerhalb des Zylinders 21 der Gehäusehälfte 11 angeordnet. Der magnetisch anziehende Körper 16 enthält ein Paar im wesentlichen C-förmiger Einheiten, die jeweils durch zwei Joche 15 gebildet werden, die einen Permanentmagneten 14 von beiden Seiten halten. Die beiden im wesentlichen C-förmigen Einheiten stehen einander gegenüber, während sie mit ihrer Magnetkraft voneinander angezogen werden. Die Joche 15 werden aus Eisen oder Kupfer gebildet. Die Permanentmagnete 14 werden z.B. aus Neodym-Magneten, Ferrit-Magneten, Samarium-Kobalt- oder Alnico-Magneten gebildet. Unter diesen sind Neodym-Magnete mit ausgezeichneter magnetischer Anziehungskraft zu bevorzugen.
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Das Paar Rastelemente/Sperrglieder 21a ist mit dem Paar im Wesentlichen C-förmiger Einheiten des magnetischen Anziehungskörpers 16 gekoppelt. Dadurch werden die Sperrglieder 21a ständig vom magnetischen Anziehungskörper 16 magnetisch zur Mitte des Zylinders 21 hin angezogen. Hier können die Sperrglieder 21a Permanentmagnete sein, und nur die Sperrglieder 21a können ständig magnetisch zur Mitte des Zylinders 21 hin angezogen werden.
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In enthält jede Nocke 50 die Nockenmulden V1, V2, V3 und V4, die sequentiell an Positionen angeordnet sind, die den Schaltpositionen F3, F0, F1 und F2 entsprechen.
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Beispielsweise wird ein Fall beschrieben, in dem der Schalthebel 20 aus dem Zustand, in dem sich die Rastelemente 21a in den Nockenmulden V3 befinden, d.h. in der Stellung F1, in die Stellung F0 gekippt wird. In diesem Fall bewegen sich die Sperrklinken 21a, die magnetisch zur Mitte des Zylinders 21 hin angezogen werden, beim Aufwärtsbewegen der Nockenkämme entlang der Neigung der Nocken von der magnetischen Anziehungskraft weg und gegen diese. Dadurch übt der Bediener eine gewisse Kippkraft auf den Schaltknopf 30 aus. Wenn die Rastelemente 21a an den Nockenkämmen ankommen und dann die Nockenkämme überqueren, gelangen die Rastelemente 21a in die Mulden V2, die der Position F0 entlang der Neigung entsprechen. Auf diese Weise wird der Schalthebel 20 in der Stellung F0 gehalten.
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Bei diesem Verlauf der magnetisch angezogenen Rastelemente 21a, die die Nockenkämme überqueren und in die Mulden fallen, kann der Bediener ein Klicken fühlen (Schaltgefühl erhalten).
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Wie beispielhaft dargestellt, kann neben dem Aufbau, bei dem die Rastelemente 21a über die Nocken bewegt werden, während sie von dem magnetisch anziehenden Körper 16 magnetisch angezogen werden, so dass ein Bediener ein Klicken fühlen kann, ein den Rastelementen 21a entsprechendes Stellglied ständig gezogen werden, z.B. mit einer nicht abgebildeten und in der Mitte des Zylinders 21 angeordneten Zugfeder. Auch bei dieser Struktur wird der Aktuator als Reaktion auf das Kippen des Schalthebels 20 entlang der Nocken bewegt, um den Schalthebel zu halten. Beim Halten des Schalthebels spürt der Bediener ein Klicken. In dem abgebildeten Beispiel wird das Paar Rastelemente 21a mit dem Nockenpaar 50 in Kontakt gebracht, um die Sperr- oder Haltekraft zu verdoppeln, im Vergleich zu dem Fall, in dem das Rastelemente 21a nur auf einer Seite angeordnet ist. Es kann jedoch eine Klick- oder Haltekraft erzeugt werden, wenn nur das Klickglied auf einer Seite angeordnet ist.
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(Sperrmechanismus, der den Schalthebel in einer vorbestimmten Sperrposition sperrt)
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Anschließend wird unter Bezugnahme auf bis der Verriegelungsmechanismus beschrieben, der den Schalthebel 20 in einer vorgegebenen Sperrposition verriegelt. ist ein Querschnitt durch die Innenstruktur der Gangschaltung 100, der in einer in dargestellten Schaltstellung (F1-Stellung) entriegelt gehalten wird. ist ein Querschnitt durch die Innenstruktur der Gangschaltung 100 in dem Zustand, in dem der Schalthebel 20 in der in dargestellten Schaltstellung (F0-Stellung) verriegelt ist.
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Wenn der Schalthebel in Richtung D1 von der F1-Position in die in dargestellte F0-Position gekippt wird, wird der Schalthebel von dem in dargestellten Zustand, in dem er in der F1-Position entriegelt gehalten wird, in den in dargestellten Zustand, in dem er in der F0-Position verriegelt ist, geschaltet. In der F1-Stellung vor dem Kippen, wie in dargestellt, schiebt das verriegelbare Element 40 das Verriegelungselement 84 mit der Druckkraft des ersten Druckelements 70 in die Aufnahmenut 11d, um mit der bogenförmigen Wand 11b in Kontakt zu kommen. Wenn der Schalthebel in Richtung D1 gekippt wird, beginnt sich das verriegelbare Element 40 über die Drehortskurve T zu bewegen, und das verriegelbare Element 40 fährt über das Verriegelungselement 84. Gleichzeitig wird das Verriegelungselement 84 davon befreit, durch das verriegelbare Element 40 in die Aufnahmenut 11d geschoben und durch das zweite drängende Glied 83 gedrängt zu werden. Auf diese Weise steht das Verriegelungselement 84, wie in dargestellt, an der radial inneren Seite des Drehortes T vor.
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Unmittelbar nach dem weiteren Kippen des Schalthebels kommt das verriegelbare Element 40 in Kontakt mit dem Verriegelungselement 82, und das Verriegelungselement 84 ragt vollständig auf der radial inneren Seite der Rotationslinie T heraus. 7 wird das verriegelbare Element 40 in der Stellung F0 durch das erste drängende Glied 70 in die Richtung S3 gedrängt, und der verriegelbare Körper 42, der das verriegelbare Element 40 bildet, wird zwischen dem Paar von Verriegelungselementen 82 und 84 gehalten, die zur radial inneren Seite der Drehortskurve T vorstehen, um ein weiteres Kippen des Schalthebels zu verhindern. Auf diese Weise hält das Paar von Verriegelungselementen 82 und 84 das verriegelbare Element 40 dazwischen, um das verriegelbare Element 40 und den Schalthebel 20 um das verriegelbare Element 40 herum zu verriegeln.
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Wie aus ersichtlich ist, sind eine Breite B des verriegelbaren Körpers 42 und ein Abstand B zwischen dem Paar der Verriegelungselemente 82 und 84 gleich eingestellt, so dass der verriegelbare Körper 42 fest in das Paar der Verriegelungselemente 82 und 84 eingepasst werden kann.
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Nach dem dargestellten Verriegelungsmechanismus 80 ragt z.B. bei der in und dargestellten F1-Stellung des Schalthebels 20 das Verriegelungselement 82 an einer Stelle an der radial inneren Seite der Drehortskurve T vor, bevor es beim Kippvorgang in die Stellung F3, stromabwärts in Richtung D1, geschaltet wird. Selbst wenn der Bediener den Schalthebel 20 zwangsweise dreht, um die Gänge aus diesem Zustand in die in dargestellte F0-Position zu schalten, wird verhindert, dass der Schalthebel 20 die F0-Position, in der der Schalthebel 20 verriegelt werden soll, passiert und in die F3-Position gelangt.
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Zum Beispiel, wie im Fall eines vorhandenen Schalthebels, wird bei dem Mechanismus, der das distale Ende eines Aktuators in eine Aussparung passt, um den Schalthebel zu verriegeln, der Schalthebel mit größerer Wahrscheinlichkeit eine beabsichtigte Schaltposition passieren, in der der Schalthebel verriegelt werden soll. Um dieses Risiko zu beheben, muss die Aussparung, in die das distale Ende des Aktuators eingepasst wird, in Drehrichtung (Umfangsrichtung) des Aktuators aufgeweitet werden. Diese Aufweitung der Aussparung verursacht jedoch ein anderes Problem, wie z.B. das Klappern des distalen Endes des Aktuators innerhalb der Aussparung, nachdem das distale Ende des Aktuators in die Aussparung eingepasst wurde.
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Im Gegensatz zu einer solch vorhandenen Gangschaltung wird bei der Gangschaltung 100, wie in dargestellt, die Drehung des verriegelbaren Elements 40 durch den Verriegelungsmechanismus 80 vollständig eingeschränkt. Darüber hinaus ist der verriegelbare Körper 42 fest in einen Raum zwischen dem Paar Verriegelungselemente 82 und 84 eingepasst. Somit verursacht diese Struktur im verriegelten Zustand kein Klappern zwischen dem Verriegelungsmechanismus 80 und dem verriegelbaren Element 40.
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Wie aus dem Vergleich zwischen dem Zustand, in dem der Schalthebel 20 in der vorgegebenen Schaltposition gehalten wird, wie in dargestellt, und dem Zustand, in dem der Schalthebel 20 durch den Verriegelungsmechanismus 80 verriegelt ist, wie in dargestellt, wird deutlich, dass der verriegelbare Körper 42 in beiden Zuständen in Kontakt mit der bogenförmigen Wand 11b steht. Bei der in dargestellten Gangschaltung hat das erste Drückelement 70 eine höhere Federkraft und eine größere Federkonstante als das zweite Drückelement 83, um den dargestellten Zustand zu bilden.
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In beiden Zuständen, in denen der Schalthebel 20 im entriegelten Zustand in einer vorbestimmten Schaltposition gehalten wird oder in denen der Schalthebel 20 durch den Verriegelungsmechanismus 80 verriegelt ist, kann der Bediener, wenn das verriegelbare Element 40 mit der bogenförmigen Wand 11b (befindet sich an der gleichen Position auf dem Drehort T) in Berührung kommt, die gleiche Gleitbelastung (Betätigungsgefühl) spüren, um den Schalthebel 20 aus beiden Zuständen weiter zu kippen.
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Hinsichtlich der später beschriebenen Betätigung des Entriegelungsknopfes 31 des Schalthebels 20, in welcher Stellung auch immer der Entriegelungsknopf 31 betätigt wird, wird das verriegelbare Element 40 betätigt, während es in Kontakt mit der bogenförmigen Wand 11b steht. Somit spürt der Bediener bei Betätigung des Entriegelungsknopfes 31 die gleiche Kraft-Hub-Charakteristik (FS).
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(Mechanismus, der den verriegelten Schalthebel entriegelt, um den Schalthebel in einer vorbestimmten Position zu halten)
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Nachdem der Schalthebel 20 in der in dargestellten F0-Stellung verriegelt ist, wird zum Gangwechsel in die in dargestellte F1-Stellung durch Kippen des Schalthebels 20 in Richtung D2 zunächst, wie in dargestellt, der Entriegelungsknopf 31 der Verriegelung gegen die Kraft der Druckschraubenfeder 32 in Richtung S4 nach oben gedrückt. Durch Hochdrücken des Entriegelungsknopfes 31 wird das verriegelbare Element 40 über den Gelenkmechanismus 60 in Richtung S1 vom Verriegelungsmechanismus 80 wegbewegt, so dass das durch den Verriegelungsmechanismus 80 verriegelte verriegelbare Element 40 freigegeben wird.
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In dem Zustand, in dem der Schalthebel, wie in dargestellt, entriegelt ist, befindet sich der verriegelbare Körper 42 des verriegelbaren Elements 40 weiter auf der radial inneren Seite des Drehortes T als das Paar der Verriegelungselemente 82 und 84. Dadurch kann der Schalthebel in der nächsten Zeit ohne jeglichen Widerstand des Sperrmechanismus 80 gekippt werden.
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Nachdem der durch den Sperrmechanismus 80 verriegelte Schalthebel gelöst und in Richtung D2 gekippt wurde, kann der Schalthebel, wie in dargestellt, in die F1-Position gekippt und in der F1-Position gehalten werden. Während dieses Kippvorgangs drückt der Bediener den Entriegelungsknopf 31 nach oben, so dass sich der verriegelbare Körper 42 über dem Verriegelungselement 84 befindet. Wenn der Entriegelungsknopf 31 in diesem Zustand nicht nach oben gedrückt wird, wird der verriegelbare Körper 42 durch die Druckschraubenfeder 32 gedrückt, und das Verriegelungselement 84 wird, wie in dargestellt, bis zur radial äußeren Seite des Drehortes T nach unten gedrückt, so dass der Entriegelungsknopf 31 in die Ausgangsstellung zurückgebracht wird.
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Wie in dargestellt, wird, nachdem der Schalthebel 20 in der F0-Position verriegelt wurde, zum Gangwechsel in die in dargestellte F3-Position durch Kippen des Schalthebels 20 in Richtung D1, wie oben beschrieben, zunächst die Entriegelungstaste 31 nach oben gedrückt, um in den in dargestellten Zustand zu gelangen, und der Schalthebel 20 wird in Richtung D1 gekippt und in der F3-Position gehalten. Somit befindet sich der verriegelbare Körper 42 über dem Sperrglied 82. Wenn der Entriegelungsknopf 31 in diesem Zustand, wie in dargestellt, vom Aufwärtsdrücken gelöst wird, drückt der verriegelbare Körper 42 das Verriegelungselement 82 zur radial äußeren Seite des Drehpunktes T nach unten, und der Entriegelungsknopf 31 wird in die Ausgangsstellung zurückgebracht.
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Auch beim Kippen des Schalthebels in Rückwärtsrichtung (D2-Richtung) aus der in dargestellten F3-Position ragt das Verriegelungselement 84 auf der radial inneren Seite der Drehortskurve T auf der in Kipprichtung stromabwärts gelegenen Seite heraus. Somit begrenzt das Verriegelungselement 84 selbst dann, wenn der Bediener den Schalthebel gewaltsam kippt, ein weiteres Kippen des Schalthebels. So wird z.B. der Schalthebel in der F0-Position, in der das Kippen des Schalthebels eingeschränkt ist, durch den Sperrmechanismus 80 durch das Sperrelement 82 gesperrt, das auf der radial inneren Seite der Rotationskurve T vorsteht. Insbesondere wird selbst dann, wenn der Bediener den Schalthebel 20 gewaltsam dreht, verhindert, dass der Schalthebel 20 die F0-Position, in der der Schalthebel 20 gesperrt werden soll, passiert und in die F1-Position gelangt.
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Neben den Komponenten, die in dem obigen Ausführungsbeispiel enthalten sind, können weitere Beispiele durch Kombination anderer Komponenten gemacht werden. Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die hier beschriebenen Bestandteile beschränkt. Die Bestandteile können innerhalb des Geltungsbereichs, der nicht vom Kern der vorliegenden Offenbarung abweicht, geändert werden und können in Übereinstimmung mit der Antragsform als angemessen definiert werden.
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Beispielsweise enthält die beispielhaft dargestellte Gangschaltung 100 den Sperrmechanismus 80 einschließlich des Paares an Verriegelungselementen 82 und 84. Die Gangschaltung 100 kann jedoch einen Sperrmechanismus mit zwei Paaren von Verriegelungselement enthalten. Insbesondere wenn die Gangschaltung 100 ein Schaltmuster mit Schaltpositionen enthält, die in der Reihenfolge der Parkposition (P), der Rückwärtsfahrposition (R), der Neutralposition (N), der Fahrposition (D) und der unteren Position (L) angeordnet sind, kann der Verriegelungsmechanismus in der Parkposition (P) und der Neutralposition (N) angeordnet sein.
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Die vorliegende internationale Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen ungeprüften Patentanmeldung Nr.
2018-056516 , die am 23. März 2018 eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt hier durch Verweis aufgenommen wird.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Gehäuse
- 11,
- 12 Gehäusehälfte
- 14
- Dauermagnet
- 15
- Joch
- 16
- magnetisch anziehender Körper
- 20
- Schalthebel
- 21
- Zylinder
- 21a
- Rastelement
- 22
- rechteckiges Rohr
- 23
- Rotationswelle
- 30
- Schaltknauf
- 31
- Entriegelungsknopf
- 32
- Druckschraubenfeder
- 40
- verriegelbares Element (Aktuator)
- 41
- Wellenkörper
- 42
- abschließbarer Körper
- 50
- Nocken
- 60
- Verbindungsmechanismus
- 61
- erstes Verbindungsglied
- 62
- zweites Verbindungsglied
- 70
- erstes drängendes Glied
- 80
- Verriegelungsmechanismus
- 81, 83
- zweites drängendes Glied
- 82, 84
- Verriegelungselement/Sperrglied
- 100-
- Gangschaltung/Gangschalter
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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