AT524692A1 - Gangschalteinrichtung für ein getriebe - Google Patents

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AT524692A1
AT524692A1 ATA50183/2021A AT501832021A AT524692A1 AT 524692 A1 AT524692 A1 AT 524692A1 AT 501832021 A AT501832021 A AT 501832021A AT 524692 A1 AT524692 A1 AT 524692A1
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actuator
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ATA50183/2021A
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Andrasec Dipl -Ing Ivan
Reinbacher Dipl -Ing Achim
Kassler Ing Helmut
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Avl List Gmbh
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gangschalteinrichtung (1) für ein Getriebe zum Schalten von mindestens zwei Schaltpositionen, mit einem vorzugsweise elektrisch betätigbaren Zentralaktuator (2) mit einem Antriebselement (3), welches mit einer translatorisch entlang ihrer Stangenachse (4a) verschiebbar in einem Getriebegehäuse (6) des Getriebes gelagerten Schaltstange (4) zur Betätigung eines auf eine Schaltmuffe (9) einwirkenden Schaltelementes (8) verbunden ist. Um auf möglichst einfache und platzsparende Weise eine ausfallsichere Schaltpositionswahl zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass die Gangschalteinrichtung (1) zumindest eine Selektorvorrichtung (7) zur Schaltpositionsauswahl aufweist, wobei die Selektorvorrichtung (7) eine Freigabestellung und eine Koppelstellung aufweist, und die Selektorvorrichtung (7) ein Schaltelement (8) zugeordnet ist, und wobei in der Freigabestellung der Selektorvorrichtung (7) die Schaltstange (4) von dem der Selektorvorrichtung (7) zugeordneten Schaltelement (8) getrennt und in der Koppelstellung die Schaltstange (4) mit dem der Selektorvorrichtung (7) zugeordneten Schaltelement (8) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gangschalteinrichtung für ein Getriebe zum Schalten von mindestens zwei Schaltpositionen, mit einem vorzugsweise elektrisch betätigbaren Zentralaktuator mit einem Antriebselement, welches mit einer translatorisch entlang ihrer Stangenachse verschiebbar in einem Getriebegehäuse des Getriebes gelagerten Schaltstange zur Betätigung eines auf eine Schaltmuffe einwirkenden Schaltelementes verbunden ist.
Zum Ein- und Auslegen von Gängen in Kraftfahrzeuggetrieben sind üblicherweise Betätigungseinrichtungen vorgesehen. Bekannte Betätigungsvorrichtungen für klassische Handschaltgetriebe sind in der Regel mit einem Schaltgestänge versehen. Die Antriebsenergie, die zum Ein- und Auslegen von Gängen erforderlich ist, wird dabei im Wesentlichen vollständig vom Fahrer aufgebracht, der sie manuell in einen mit dem Schaltgestänge gekoppelten Schalthebel einleitet. Ferner sind hydraulische Betätigungseinrichtungen oder Betätigungseinrichtungen bekannt, die einen Elektromotor bzw. eine Anordnung von Elektromotoren aufweisen, mittels welchen das Ein- und Auslegen von Gängen bewirkt wird. Betätigungseinrichtungen dieser Art werden - in diversen Ausgestaltungen - bekanntermaßen beispielsweise in automatisierten Schaltgetrieben, in unterbrechungsfreien Schaltgetrieben, in elektrischen Schaltgetrieben oder in Parallelschaltgetrieben bzw.
Doppelkupplungsgetrieben eingesetzt.
Die Betätigungseinrichtungen - beispielsweise Elektromotoren - werden bei den Gestaltungen der zuletzt genannten Art auch als Aktoren oder Aktuatoren bezeichnet.
Bekannt ist weiters, dass derartige Aktoren einen ersten Elektromotor aufweisen, der Wählbewegungen bewirkt, sowie einen davon verschiedenen zweiten Elektromotor der Schaltbewegungen erzeugt. Ferner ist bekannt, dass die Ausgangs- bzw. Antriebswellen dieser beiden Elektromotoren jeweils über geeignete mechanische Einrichtungen mit einer Schaltwelle derart gekoppelt sind, dass diese Schaltwelle mittels des einen Elektromotor um seine Längsachse verschwenkt werden kann, und mittels des anderen der beiden Elektromotoren in Richtung ihrer Längsachse translatorisch bewegt werden kann. Das Schalten wird dabei durch ein entsprechendes Verschwenken dieser Schaltwelle bewirkt, und das
Wählen wird dabei durch eine entsprechende translatorische Bewegung der
Schaltwelle bewirkt, oder umgekehrt.
Die DE 199 04 021 A1 offenbart eine Vorrichtung zur automatisierten Betätigung eines Getriebes eines Fahrzeuges mit einer Steuereinheit und zumindest einem von der Steuereinheit ansteuerbaren Aktor zum automatisierten Schalten/Wählen einer Getriebeübersetzung des Getriebes, wobei der Aktor einen ersten Antrieb zur Betätigung eines Getriebeelementes zum Schalten einer Getriebeübersetzung und einen zweiten Antrieb zur Betätigung eines Getriebeelementes zum Wählen einer
Getriebeübersetzung aufweist.
Darüber hinaus sind Betätigungsvorrichtungen bzw. Aktoren für KraftfahrzeugGetriebe bekannt die mit nur einem Elektromotor auskommen, also bei denen das Wählen und das Schalten mittels genau eines Elektromotors bewirkt werden kann. Beispielhafte Gestaltungen dieser Art sind in der DE 10 2004 038 955 A1 offenbart.
Die DE 103 16 423 A1 beschreibt einen Getriebeaktor mit einer durch einen Antrieb angetriebenen, in einem Gehäuse angeordneten Schaltwelle, an der ein Schaltfinger und Auslegegeometrien angeordnet sind, die Schaltschienen betätigen, wobei an dem Gehäuse Kragarme angeordnet sind, die zwischen sich die Schaltschienen
stützen und führen.
Aus der DE 10 2006 054 903 A1 ist ein Getriebeaktor für eine KraftfahrzeugGetriebeeinrichtung bekannt, wobei der Getriebeaktor eine drehbewegliche Gewindespindel aufweist, sowie eine mittels der Gewindespindel antreibbare Spindelmutter, eine Schaltwelle und genau einen Elektromotor, und wobei der Getriebeaktor ferner eine axial verschieblich gelagerte Zahnstange aufweist, mittels deren Axialverlagerung die Schaltwelle zum Schalten verschwenkbar ist, und wobei der Getriebeaktor einen Schwenkmechanismus aufweist, der in Abhängigkeit der Drehstellung der Spindelmutter mittels dieser Spindelmutter wahlweise in jeweils einer von entgegengesetzten Schwenkrichtungen verschwenkbar ist, wobei dieser Schwenkmechanismus gelenkig mit der Zahnstange gekoppelt ist, so dass ein Verschwenken des Schwenkmechanismus eine Axialverlagerung dieser Zahnstange bewirkt.
Eine weitere Betätigungsvorrichtung, das heißt ein entsprechender Getriebeaktor, ist auch in der DE 10 2010 030 148 A1 offenbart. Hier wird über zwei
Kurvenscheiben mit entsprechenden Nuten die Gassen bzw. Gangwahl eines
Getriebes vorgenommen.
Aus der DE 10 2013 224 063 A1 ist eine Betätigungsvorrichtung für ein mehrere Übersetzungsstufen aufweisendes Kraftfahrzeuggetriebe mit einem Antrieb mit genau einem Elektromotor bekannt, wobei der Antrieb direkt und/oder indirekt mit einer Schaltwelle verbunden ist, welche durch rotative und lineare Bewegungen Gänge schalten und wählen kann. Der Antrieb ist dabei mit zwei Exzenterräder verbunden, wobei das erste Exzenterrad mit der Schaltwelle axial beweglich und rotativ fixiert so verbunden ist, dass durch eine Rotation des ersten Exzenterrades eine rotative Schaltbewegung der Schaltwelle erzeugt wird und das zweite Exzenterrad mit der Schaltwelle gelenkig so verbunden ist, dass eine rotative Bewegung des Exzenterrads eine lineare Bewegung der Schaltwelle zur Gangwahl
erzeugt.
Bekannte Gangschalteinrichtungen sind platzaufwändig, weisen eine hohe Anzahl an Einzelkomponenten auf und/oder müssen bei eingelegtem Gang ständig bestromt werden, was sich einerseits nachteilig auf die Komponentenlebensdauer auswirkt und andererseits bei Stromunterbrechungen ungewollte Gangwechsel
verursachen kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, auf möglichst einfache und platzsparende Weise eine
ausfallsichere Schaltpositionswahl zu ermöglichen.
Die Lösung der Erfindung wird bei einem Getriebe der eingangs genannten Art dadurch erreicht, dass die Gangschalteinrichtung zumindest eine Selektorvorrichtung zur Schaltpositionsauswahl aufweist, wobei die Selektorvorrichtung eine Freigabestellung und eine Koppelstellung aufweist, und die Selektorvorrichtung ein Schaltelement zugeordnet ist, und wobei in der Freigabestellung der Selektorvorrichtung die Schaltstange von dem der Selektorvorrichtung zugeordneten Schaltelement getrennt und in der Koppelstellung die Schaltstange mit dem der Selektorvorrichtung zugeordneten
Schaltelement verbunden ist
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Gangschalteinrichtung zumindest zwei Selektorvorrichtungen zur Schaltpositionsauswahl aufweist, wobei jede Selektorvorrichtung eine Freigabestellung und eine Koppelstellung aufweist, und
jeder Selektorvorrichtung ein Schaltelement zugeordnet ist, und wobei in der Freigabestellung der Selektorvorrichtung die Schaltstange von dem der Selektorvorrichtung zugeordneten Schaltelement getrennt und in der Koppelstellung die Schaltstange mit dem der Selektorvorrichtung zugeordneten Schaltelement verbunden ist.
Über den Zentralaktuator wird die axiale Stellbewegung der Schaltstange aufgebracht, um die Schaltmuffen axial in Verstellrichtung zu bewegen. Mittels der Selektorvorrichtungen wird die zu schaltende Schaltmuffe ausgewählt und die Übertragung der translatorischen Verschiebebewegung der Schaltstange auf die
Schaltmuffe hergestellt.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Zentralaktuator zumindest zwei,
vorzugsweise zumindest drei Aktuatorstellungen für das Antriebselement aufweist.
Der Zentralaktuator wird bevorzugt elektromagnetisch oder elektromotorisch betätigbar.
Der Zentralaktuator ist stromlos, wenn keine Betätigung ausgeführt werden muss. Abgesehen von Schaltvorgängen wird somit kein Strom verbraucht und es entstehen auch keine Verluste. Die Schaltposition ist mechanisch gesichert. Dies hat den sicherheitsrelevanten Vorteil, dass bei Stromausfall das System in seiner
derzeitigen Position verharrt.
Unter elektromagnetischer Betätigung wird hier eine Betätigung mit einem Magnetanker verstanden, welcher durch Erregung eines Elektromagneten angezogen und linear verschoben wird, wodurch das Antriebselement direkt - also ohne ein Zwischengetriebe - translatorisch bewegt werden kann.
Eine elektromotorische Betätigung erfolgt dagegen durch einen Elektromotor, wobei die Drehbewegung eines Rotors über ein Zwischengetriebe, beispielsweise ein Zahnstangengetriebe oder ein Schraubgetriebe, in eine translatorische Bewegung
umgesetzt wird.
Eine elektromagnetische Betätigung hat den Vorteil, dass die Schaltzeiten bei sehr klein und die Schaltkräfte sehr hoch sind, während der Energieverbrauch dafür gering ist. Zur Betätigung reicht im Allgemeinen das Spannungsniveau des 12V-
Bordnetztes im Fahrzeug, daher ist die elektromagnetische Betätigung technisch einfach anwendbar. Darüber hinaus ergibt sich der Vorteil, dass eine elektromagnetische Betätigung geringen Platzbedarf in Anspruch nimmt, wodurch eine Integration im Fahrzeug einfacher ist als bei elektromotorisch oder hydraulisch betriebenen Schaltmechanismen.
Um eine einfache Übertragung der translatorischen Bewegung auf die Schaltmuffe zu ermöglichen ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass zumindest ein Schaltelement durch eine um eine Schwenkachse schwenkbare Schaltschwinge oder durch einen parallel zur Verschiebeachse der Schaltmuffe translatorisch
verschiebbar gelagerten Schaltschieber gebildet ist.
Um eindeutige Schaltpositionen zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, wenn jedes Schaltelement zumindest zwei, vorzugsweise drei Schaltstellungen aufweist, wobei
jede Schaltstellung mit einer Aktuatorstellung korrespondiert.
In einer Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass jede Schaltstellung durch eine Raststellung eines dem Schaltelement zugeordnetes Rastelementes definiert ist. Durch das Rastelement wird das Schaltelement in der gewählten
Schaltstellung gehalten, ohne dass ein Haltestrom nötig wäre.
Im Weiterführung der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest eine Selektorvorrichtung einen normal zur Stangenachse verschiebbaren und in eine Öffnung der Schaltstange einschiebbaren Riegel aufweist, wobei die Freigabestellung und die Koppelstellung durch die Position des Riegels definiert ist, welcher in der Koppelstellung in die Öffnung der Schaltstange eingeschoben ist und damit eine Formschlussverbindung mit der Schaltstange bildet und welcher in der Freigabestellung aus der Öffnung herausgeschoben ist und dadurch die Formschlussverbindung mit der Schaltstange getrennt ist.
In einer Ausführungsvariante der Erfindung ist dabei vorgesehen, dass die Selektorvorrichtung ein zwischen zwei Verschiebestellungen verschiebbar auf der Schaltstange gelagertes Selektorgehäuse aufweist, wobei das Selektorgehäuse mit
dem zugeordneten Schaltelement verbunden ist.
Vorzugsweise ist der Riegel in dem Selektorgehäuse normal zur Stangenachse
verschiebbar gelagert.
Günstigerweise weist die Selektorvorrichtung einen - vorzugsweise elektromagnetisch oder elektromotorisch betätigbaren - Selektoraktuator mit einem in einem Selektoraktuatorgehäuse verschiebbaren Selektoraktuatorkolben auf, welcher mit dem Riegel verbunden oder verbindbar ist. Ein einfach wirkender Selektoraktuator kann eingesetzt werden, wenn auf den Riegel in Richtung der
Freigabestellung eine Rückstellfeder einwirkt.
In einer Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass das Selektoraktuatorgehäuse zumindest einer Selektorvorrichtung fest mit dem Getriebegehäuse verbunden oder durch dieses gebildet ist, wobei der Selektoraktuatorkolben und der Riegel in einer Richtung parallel zur Stangenachse
relativ zueinander unter gleitendem Kontakt verschiebbar sind.
In einer alternativen Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass das vorzugsweise parallel zur Stangenachse verschiebbar im Getriebegehäuse gelagerte - Selektoraktuatorgehäuse zumindest einer Selektorvorrichtung fest mit dem Selektorgehäuse verbunden oder durch dieses gebildet ist, wobei der Selektoraktuatorkolben fest mit dem Riegel verbunden ist oder einstückig mit
diesem ausgebildet ist.
Der Zentralaktuator und jeder Selektoraktuator sind bevorzugt unabhängig voneinander betätigbar. Dies ermöglicht eine hohe Flexibilität bei der Anwendung
der Gangschalteinrichtung.
Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der in den Figuren gezeigten nicht
einschränkenden Ausführungsvarianten näher erläutert. Darin zeigen schematisch:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Gangschalteinrichtung in einer ersten
Ausführungsvariante,
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Gangschalteinrichtung in einer zweiten
Ausführungsvariante,
Fig. 3 eine Selektorvorrichtung der Gangschalteinrichtung im Detail,
Fig. 4 eine Selektorvorrichtung der Gangschalteinrichtung im Detail in einer
weiteren Ausführungsvariante,
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Fig. 5 die Gangschalteinrichtung in einer axonometrischen Darstellung,
Fig. 6 die Gangschalteinrichtung in einer Seitenansicht,
Fig. 7 eine Selektorvorrichtung der Gangschalteinrichtung gemäß Fig.3 in einer
axonometrischen Darstellung und
Fig. 8 diese Selektorvorrichtung in einem Längsschnitt.
Gleiche Teile sind in den Ausführungsvarianten mit gleichen Bezugszeichen
versehen.
Fig. 1 und 2 zeigen jeweils eine Gangschalteinrichtung 1 für ein nicht näher dargestelltes Getriebe zum Schalten von mehreren Schaltpositionen. Den Schaltpositionen sind beispielsweise Übersetzungsstufen (Gänge) und zumindest eine Neutralposition (Leerlauf) zugeordnet. Die Gangschalteinrichtung 1 weist dabei jeweils einen elektrisch betätigbaren Zentralaktuator 2 mit einem Antriebselement 3 auf, welches mit einer Schaltstange 4 verbunden ist, welche entlang ihrer Stangenachse 4a über Verschiebelager 5 translatorisch verschiebbar im
Getriebegehäuse 6 des Getriebes gelagert ist.
Die Gangschalteinrichtung 1 weist mehrere Selektorvorrichtungen 7 zur Schaltpositionsauswahl auf, wobei jeweils einer Selektorvorrichtung 7 ein Schaltelement 8 zur Betätigung einer aus Fig. 6 ersichtlichen Schaltmuffe 9 zugeordnet ist. Die entlang einer mit Bezugszeichen 9a angedeuteten Verschiebeachse verschiebbare Schaltmuffe 9 dient dazu, um eine Antriebsverbindung zwischen einer - nicht weiter dargestellten - Getriebewelle und einem Zahnrad eines Zahnradpaares des einzulegenden Ganges über eine Klauenkupplung oder eine Synchroneinheit herzustellen. Die Selektorvorrichtung 7 hat die Aufgabe die Schaltstange 4 und die Schaltmuffe 9 für einzulegende und/oder auszulegende Gänge mechanisch zu verbinden. Gleichzeitig sind durch die Selektorvorrichtung 7 Schaltmuffen 9, die beim Gangwechsel nicht verschoben werden, von der Schaltstange 4 getrennt.
Dabei weist jede Selektorvorrichtung 7 eine durch die Position eines - im Folgenden noch näher beschriebenen - Riegels71 definierte Koppelstellung und eine Freigabestellung auf, wobei in der Freigabestellung der Selektorvorrichtung 7 die
Schaltstange 4 von dem der Selektorvorrichtung 7 zugeordneten Schaltelement 8 getrennt und in der Koppelstellung die Schaltstange 4 mit dem der Selektorvorrichtung 7 zugeordneten Schaltelement 8 verbunden ist.
Der Zentralaktuator 2 weist im Ausführungsbeispiel drei Aktuatorstellungen für das Antriebselement auf, wobei beispielsweise eine mittlere Neutralposition im unbestromten Zustand durch Federvorspannungen eingenommen wird. Es sind aber auch Ausführungen mit weniger oder mehr Aktuatorstellungen denkbar. Der Zentralaktuator 2 kann elektromagnetisch - also mit einem linear beweglichen permanentmagnetischen Ankerteil - oder elektromotorisch - also mit einem Rotor betätigbar sein. Im letzten Fall ist ein - nicht weiter dargestelltes Zwischengetriebe erforderlich, welches die Drehbewegung in eine translatorische
Bewegung umsetzt.
Die Schaltelemente 8 können durch um Schwenkachsen 81a schwenkbar im Getriebegehäuse gelagerte Schaltschwingen 81 gebildet sein, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Alternativ dazu können die Schaltelemente 8 auch durch parallel zu der Verschiebeachse 8a der Schaltmuffe 9 translatorisch verschiebbar im Getriebegehäuse 6 gelagerte Schaltschieber 82 gebildet sein (siehe Fig. 2). Die Schaltelemente 8 können dabei Schaltgabeln 80 aufweisen, welche an der
Schaltmuffe 9 an gegenüberliegenden Seiten angreifen (siehe Fig. 5).
Jedes Schaltelement 8 weist zumindest zwei oder drei Schaltstellungen auf, wobei jede Schaltstellung mit einer Aktuatorstellung des Zentralaktuators 2 korrespondiert. Dabei wird jede Schaltstellung durch eine Raststellung eines dem Schaltelement 8 zugeordneten Rastelementes 9 definiert.
In den Fig. 1, 2, 5 und 6 ist die Gangschalteinrichtungen 1 jeweils mit drei Schaltelementen 8 ausgeführt, wobei das - in den Figuren linke - erste und das - in den Figuren rechte - dritte Schaltelement zwei Schaltstellungen und das - in den Figuren mittlere - zweite Schaltelement drei Schaltstellungen aufweist.
Die Selektorvorrichtungen 7 sind elektromagnetisch oder elektromotorisch betätigbar, weisen also jeweils einen elektromagnetischen oder elektromotorischen Selektoraktuator 10 auf.
Jede Selektorvorrichtung 7 weist ein zwischen zwei Verschiebestellungen verschiebbar auf der Schaltstange 4 gelagertes Selektorgehäuse 70 auf. Die Bewegung des Selektorgehäuses 70 ist mechanisch durch die Selektorvorrichtung 7 begrenzt. Das Selektorgehäuse 70 ist mit einem zugeordneten Schaltelement 8
wirkverbunden, und kann mit diesem beispielsweise gelenkig verbunden sein.
Innerhalb des Selektorgehäuses 70 ist normal zur Stangenachse 4a ein zwischen der Freigabestellung und der Koppelstellung verschiebbar gelagerter Riegel 71 angeordnet. Der Riegel 71 ist in der Koppelstellung in eine beispielsweise als Vertiefung in der Schaltstange 4 ausgebildete Öffnung 41 der Schaltstange 4 eingeschoben und stellt dadurch eine Formschlussverbindung des Selektorgehäuses 70 der Selektorvorrichtung 7 mit der Schaltstange 4 her. In der Freigabestellung ist der Riegel 71 aus der Öffnung 41 herausgeschoben, wodurch die Formschlussverbindung zwischen dem Selektorgehäuse 70 und der Schaltstange 4 gelöst ist. Jedem Riegel 71 ist ein Selektoraktuator 10 zugeordnet. Der Riegel 71 wird durch den Selektoraktuator 10 entgegen der Kraft einer ersten Rückstellfeder 72 in Richtung der Koppelstellung bewegt. Durch die erste Rückstellfeder 72 wird der Riegel 71 im deaktivierten Zustand des Selektoraktuators 10 in die - in den
Fig. 1, 2, 3 und 4 dargestellten - Freigabestellung bewegt.
Der Selektoraktuator 10 weist einen in einem Selektoraktuatorgehäuse 11 verschiebbaren Selektoraktuatorkolben 12 auf, welcher entweder den Riegel 71 kontaktiert und auf diesen einwirkt (Fig. 3) oder mit dem Riegel 71 verbunden bzw.
einstückig mit diesem ausgebildet ist (Fig. 4).
In der in Fig. 3 dargestellten Ausführung ist das Selektoraktuatorgehäuse 11 der Selektorvorrichtung 7 fest mit dem Getriebegehäuse 6 verbunden oder ist durch dieses gebildet. Der Selektoraktuatorkolben 12 und der Riegel 71 kontaktieren einander über einander zugewandte Stirnflächen 12a, 71a, welche in einer Richtung parallel zur Stangenachse 4a relativ zueinander unter gleitendem Kontakt verschiebbar sind. Der Selektoraktuatorkolben 12 wird bei Bestromung des Selektoraktuators 10 entgegen der Kraft einer zweiten Rückstellfeder 13 in Richtung des Riegels 71 ausgelenkt und schiebt diesen Riegels 71 aus der
Freigabestellung in die Koppelstellung.
In der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsvariante ist das verschiebbar im oder in
Bezug zum Getriebegehäuse 6 gelagerte Selektoraktuatorgehäuse 11 zumindest
einer Selektorvorrichtung 7 fest mit dem Selektorgehäuse 70 verbunden oder durch dieses gebildet ist, wobei der Selektoraktuatorkolben 12 fest mit dem Riegel 71 verbunden ist oder einstückig mit diesem ausgebildet ist.
Der Zentralaktuator 2 und jeder Selektoraktuator 10 können voneinander getrennt betätigt werden.
Die Bewegungen der Teile des Gangschalteinrichtung 1 sind in den Figuren durch Pfeile angedeutet.
Ausgehend von einer definierten Ausgangslage wird ein Schaltvorgang zum Auslegen oder Einlegen eines Ganges mit der Gangschalteinrichtung 1 wie folgt
durchgeführt:
Ausgangslage:
Der Zentralaktuator 2 ist nicht bestromt und befindet sich samt der Schaltstange 4 in der federvorgespannten Neutralposition. Auch die Selektorvorrichtungen 7 sind nicht bestromt, wodurch die Riegel 71 der Selektorvorrichtungen 7 durch die ersten Rückstellfedern 72 in ihren Freigabestellungen gehalten werden - die Selektorvorrichtungen 7 und die Schaltelemente 8 sind somit von der Schaltstange 4 entkoppelt. Die Schaltelemente 8 können sich dabei in beliebigen Positionen befinden, da für keine Position ein Haltestrom nötig ist.
Schaltvorgang - Vorbereitung:
1. Der Zentralaktuator 2 wird bestromt und fährt über das Antriebselement 3 des Zentralaktuators 2 die mit ihm fest verbundene Schaltstange 4 aus der
Neutralposition an eine erste Zielposition.
2. Zumindest ein Selektoraktuator 10 einer ausgewählten Selektorvorrichtung 7 wird bestromt und koppelt mittels des Riegels 71 die Schaltstange 4 mechanisch an das zugeordnete Schaltelement 8.
Schaltvorgang - Gang aus- oder einlegen:
3. Der Zentralaktuator 2 wird durch Bestromung aus der ersten Zielposition in eine zweite Zielposition gefahren, wobei der Gang ausgelegt beziehungsweise eingelegt wird.
4. Der Selektoraktuator 10 der zumindest einen ausgewählten Selektorvorrichtung 7 wird nicht mehr bestromt und bewegt sich federvorgespannt in seine Freigabestellung, wodurch die Schaltstange 4 und das mit der Selektorvorrichtung 7 korrespondierende Schaltelement 8
entkoppelt werden.
5. Der Zentralaktuator 2 wird nicht mehr bestromt und wird federvorgespannt gemeinsam mit der fest mit dem Antriebselement 3 verbundenen Schaltstange 4 in seine Neutralposition bewegt - der Schaltvorgang ist abgeschlossen.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    Eine Gangschalteinrichtung (1) für ein Getriebe zum Schalten von mindestens zwei Schaltpositionen, mit einem vorzugsweise elektrisch betätigbaren Zentralaktuator (2) mit einem Antriebselement (3), welches mit einer translatorisch entlang ihrer Stangenachse (4a) verschiebbar in einem Getriebegehäuse (6) des Getriebes gelagerten Schaltstange (4) zur Betätigung eines auf eine Schaltmuffe (9) einwirkenden Schaltelementes (8) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gangschalteinrichtung (1) zumindest eine Selektorvorrichtung (7) zur Schaltpositionsauswahl aufweist, wobei die Selektorvorrichtung (7) eine Freigabestellung und eine Koppelstellung aufweist, und die Selektorvorrichtung (7) ein Schaltelement (8) zugeordnet ist, und wobei in der Freigabestellung der Selektorvorrichtung (7) die Schaltstange (4) von dem der Selektorvorrichtung (7) zugeordneten Schaltelement (8) getrennt und in der Koppelstellung die Schaltstange (4) mit dem der Selektorvorrichtung (7) zugeordneten Schaltelement (8) verbunden ist.
    Gangschalteinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass zumindest zwei Selektorvorrichtungen (7) zur Schaltpositionsauswahl vorgesehen sind, wobei jede Selektorvorrichtung (7) eine Freigabestellung und eine Koppelstellung aufweist, und jeder Selektorvorrichtung (7) ein Schaltelement (8) zugeordnet ist, und wobei in der Freigabestellung der Selektorvorrichtung (7) die Schaltstange (4) von dem der Selektorvorrichtung (7) zugeordneten Schaltelement (8) getrennt und in der Koppelstellung die Schaltstange (4) mit dem der Selektorvorrichtung (7) zugeordneten Schaltelement (8) verbunden ist.
    Gangschalteinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralaktuator (2) zumindest zwei, vorzugsweise
    zumindest drei Aktuatorstellungen für das Antriebselement (3) aufweist.
    Gangschalteinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralaktuator (2) elektromagnetisch oder
    elektromotorisch betätigbar ist.
    11.
    13
    Gangschalteinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Schaltelement (8) durch eine um eine Schwenkachse (81a) schwenkbare Schaltschwinge (81) gebildet ist.
    Gangschalteinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Schaltelement (8) durch einen parallel zur Verschiebeachse (9a) der Schaltmuffe (9) translatorisch verschiebbar gelagerten Schaltschieber (82) gebildet ist.
    Gangschalteinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (8) zumindest zwei, vorzugsweise drei Schaltstellungen aufweist, wobei jede Schaltstellung mit einer
    Aktuatorstellung des Zentralaktuators (2) korrespondiert.
    Gangschalteinrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schaltstellung durch eine Raststellung eines dem Schaltelement (8) zugeordnetes Rastelementes (83) definiert ist.
    Gangschalteinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Selektorvorrichtung (7) einen normal zur Stangenachse verschiebbaren und in eine Öffnung (41) der Schaltstange (4) einschiebbaren Riegel (71) aufweist, wobei die Freigabestellung und die Koppelstellung durch die Position des Riegels (71) definiert ist, welcher in der Koppelstellung in die Öffnung (41) der Schaltstange (4) eingeschoben ist und damit eine Formschlussverbindung mit der Schaltstange (4) bildet und welcher in der Freigabestellung aus der Öffnung (41) herausgeschoben ist und dadurch die Formschlussverbindung mit der Schaltstange getrennt ist.
    Gangschalteinrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Selektorvorrichtung (7) ein zwischen zwei Verschiebestellungen verschiebbar auf der Schaltstange (4) gelagertes Selektorgehäuse (70) aufweist, wobei das Selektorgehäuse (70) mit dem der Selektorvorrichtung (7)
    zugeordneten Schaltelement (8) verbunden ist.
    Gangschalteinrichtung (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Riegel (71) im Selektorgehäuse (70) normal zur Stangenachse (4a)
    verschiebbar gelagert ist.
    12. Gangschalteinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Riegel in Richtung der Freigabestellung eine erste Rückstellfeder (72) einwirkt.
    13. Gangschalteinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Selektorvorrichtung (7) einen - vorzugsweise elektromagnetisch oder betätigbaren - Selektoraktuator (10) mit einem in einem Selektoraktuatorgehäuse (11) verschiebbaren Selektoraktuatorkolben
    (12) aufweist, welcher mit dem Riegel (71) verbunden oder verbindbar ist.
    14. Gangschalteinrichtung (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Selektoraktuatorgehäuse (11) zumindest einer Selektorvorrichtung (7) fest mit dem Getriebegehäuse (6) verbunden oder durch dieses gebildet ist, wobei der Selektoraktuatorkolben (12) und der Riegel (71) in einer Richtung parallel zur Stangenachse relativ zueinander unter gleitendem Kontakt verschiebbar sind.
    15. Gangschalteinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das - vorzugsweise parallel zur Stangenachse (4a) verschiebbar zur im Getriebegehäuse (6) gelagerte - Selektoraktuatorgehäuse (11) zumindest einer Selektorvorrichtung (7) fest mit dem Selektorgehäuse (70) verbunden oder durch dieses gebildet ist, wobei der Selektoraktuatorkolben (12) fest mit dem Riegel (71) verbunden ist oder einstückig mit diesem ausgebildet ist.
    16. Gangschalteinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralaktuator (2) und jeder Selektoraktuator
    (10) unabhängig voneinander betätigbar sind.
    15.03.2021 FÜ
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