Derartige Stelleinrichtungen, die
auch als Getriebeaktuator bezeichenbar sind, sind im Stand der Technik
in verschiedenen Ausgestaltungen bekannt. Es wird beispielsweise
auf die
DE 195 09
477 A1 ,
DE
199 16 169 A1 ,
DE
101 28 854 A1 und
DE 102
06 561 A1 verwiesen. Es wird im Zusammenhang mit der Erfindung
nicht nur an automatisierte Schaltgetriebe herkömmlich üblicher Art in Verbindung mit
einer Einfachkupplung gedacht, sondern speziell auch an automatisierte Lastschaltgetriebe, insbesondere
Doppelkupplungsgetriebe in Verbindung mit einer Doppelkupplung,
gedacht, die ein zugkraftunterbrechungsfreies Schalten zwischen
Gängen
einer ersten Gruppe von Getriebegängen und Gängen einer zweiten Gruppe von
Getriebegängen ermöglichen.
Es kann dann gleichzeitig ein Gang der ersten und ein Gang der zweiten
Gruppe eingelegt sein.
Herkömmliche elektromechanische
Getriebeaktuatoren, die in der Praxis Verwendung finden, weisen
in der Regel zwei Elektromotoren auf, von denen einer für eine Wählbetätigung und
der andere für eine
Schaltbetätigung
zuständig
ist. Auf diese Weise kann eine nichtsequenzielle Schaltfolge erreicht
werden. Derartige Getriebeaktuatoren sind mechanisch vergleichsweise
aufwendig und dementsprechend und auch infolge der zwei Elektromotoren
vergleichsweise kostspielig. Es existieren auch elektromechanische
Lösungen
mit nur einem Elektromotor. Derartige Getriebeaktuatoren müssen, soweit
sie in die Praxis Eingang gefunden haben, sequenziell schalten.
Neben der Bindung an die sequenzielle Schaltfolge liegt ihr Nachteil
auch in vergleichsweise langen Zugkraftunterbrechungsphasen.
Aufgabe der Erfindung ist, eine Stelleinrichtung
der angesprochenen Art bereitzustellen, die ohne Bindung an eine
sequenzielle Schaltfolge für zumindest
einige der möglichen
Gangwechsel mit kurzen Schaltzeiten auskommt und an unterschiedliche
Einsatzsituationen und Anforderungsprofile einfach adaptierbar ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet
sich die erfindungsgemäße Stelleinrichtung
aus durch wenigstens ein zwischen mehreren Wählstellungen, die jeweils wenigstens
einem Eingangselement der Gang-Einlege-
und Auslegemechanik zugeordnet sind, verstellbares erstes Betätigungsglied
und wenigstens ein mit dem ersten Betätigungsglied gemeinsam verstellbares
zweites Betätigungsglied,
wobei bei Positionierung des ersten Betätigungsglieds in einer jeweiligen
Wählstellung
das zweite Betätigungsglied
in Zuordnung zu wenigstens einer anderen der Wählstellungen positioniert ist,
wobei unter Vermittlung des ersten Betätigungsglied ein der jeweiligen
Wählstellung
zugeordnetes Eingangselement betätigbar
ist, um einen diesem Eingangselement zugeordneten Gang, ggf. den
Ausgangsgang, auszulegen oder/und einen diesem Eingangselement zugeordneten
Gang, insbesondere den Zielgang, einzulegen, und wobei unter Vermittlung
des zweiten Betätigungselements
ein der/einer anderen Wählstellung
zugeordnetes Eingangselement betätigbar
ist, um einen diesem Eingangselement zugeordneten Gang, ggf. den
Ausgangsgang, auszulegen.
Bereitgestellt wird insbesondere
eine Stelleinrichtung der angesprochenen Art, die sich auszeichnet
durch wenigstens ein entlang einer Achse zwischen mehreren axialen
Wählstellungen,
die jeweils wenigstens einem Eingangselement der Gang-Einiege- und
Auslegemechanik zugeordnet sind, verstellbares erstes Betätigungsglied
und wenigstens ein axial gegenüber
dem ersten Betätigungsglied
versetztes, mit diesem entlang der Achse gemeinsam verstellbares
zweites Betätigungsglied, wobei
bei Positionierung des ersten Betätigungsglieds in einer jeweiligen
axialen Wählstellung
das zweite Betätigungsglied
in Zuordnung zu wenigstens einer anderen der axialen Wählstellung
positioniert ist, wobei unter Vermittlung des ersten Betätigungsglied
ein der jeweiligen axialen Wählstellung
zugeordnetes Eingangselement betätigbar
ist, um einen diesem Eingangselement zugeordneten Gang, ggf. den
Ausgangsgang, auszulegen oder/und einen diesem Eingangselement zugeordneten
Gang, insbesondere den Zielgang, einzulegen, und wobei unter Vermittlung
des zweiten Betätigungselements
ein der/einer anderen axialen Wählstellung
zugeordnetes Eingangselement betätigbar
ist, um einen diesem Eingangselement zugeordneten Gang, ggf. den
Ausgangsgang, auszulegen.
Das erste und das zweite Betätigungselement
können
mittels eines gemeinsamen Wählantriebs
zwischen den Wählstellungen
verstellbar sein. Insoweit reicht schon ein Aktuator (ggf. Elektromotor) für die Wählbetätigung aus.
Ferner können das erste und das zweite
Betätigungselement
mittels eines gemeinsamen Schaltantriebs zur Eingangselementbetätigung antreibbar sein.
Insoweit reicht schon ein Aktuator (ggf. Elektromotor) für die Eingangselementbetätigung aus.
Als besonders bevorzugt wird vorgeschlagen,
dass der Wählantrieb
und der Schaltantrieb einen gemeinsamen Aktuator aufweisen, auf
dessen Grundlage das erste und das zweite Betätigungselement sowohl zwischen
den Wählstellungen
verstellbar als auch zur Eingangselementbetätigung antreibbar sind. Damit
kann mittels eines einzigen Aktuaotrs (ggf. Elektromotor) sowohl
die Wählbetätigung als auch
die Eingangselementbetätigung
erfolgen. Es ergeben sich entsprechende Kostenersparnisse gegenüber dem
angesprochenen Stand der Technik.
Man kann vorteilhaft vorsehen, dass
das erste Betätigungsglied
und das zweite Betätigungsglied in
einer jeweiligen Wählstellung
des ersten Betätigungsglieds
mittels eines/des als Schwenkantrieb ausgeführten Schaltantriebs um die
Achse von einer Neutralstellung in wenigstens eine Auslege-Betätigungsstellung
verschwenkbar sind, um einen etwaigen Ausgangsgang der den Zielgang
enthaltenden Gruppe von Gängen
durch Betätigung
des dem Ausgangsgang zugeordneten Eingangselements auszulegen. In
diesem Zusammenhang wird vor allem daran gedacht, dass das erste
Betätigungsglied
und das zweite Betätigungsglied
in einer jeweiligen Wählstellung
des ersten Betätigungsglieds
mittels des Schaltantriebs um die Achse von der Neutralstellung
in einer ersten Schwenkrichtungen in eine erste Auslege-Betätigungsstellung
und in einer zweiten Schwenkrichtung in eine zweite Auslege-Betätigungsstellung verschwenkbar
sind, um einen etwaigen Ausgangsgang der den Zielgang enthaltenden
Gruppe von Gängen
durch Betätigung
des dem Ausgangsgang zugeordneten Eingangselements in einer der
betreffenden Schwenkrichtung entsprechenden Betätigungsrichtung auszulegen.
Betreffend das Einlegen von Gängen wird
als besonders bevorzugt vorgeschlagen, dass das erste Betätigungsglied
mittels des gemeinsamen Schaltantriebs über die Auslege-Betätigungsstellung
hinaus in eine Einlege-Betätigungsstellung
bzw. über
die erste Auslege-Betätigungsstellung
hinaus in eine erste Einlege-Betätigungsstellung
bzw. über
die zweite Auslege-Betätigungsstellung
hinaus in eine zweite Einlege-Betätigungsstellung verschwenkbar
ist, um den Zielgang durch Betätigung
des diesem zugeordneten Eingangselements einzulegen. In diesem Zusammenhang
kann man vorsehen, dass das zweite Betätigungsglied bei der Verschwenkung
des ersten Betätigungsglieds
in die Einlege-Betätigungsstellung bzw.
in die erste oder zweite Einlege-Betätigungsstellung
in der Auslege-Betätigungsstellung
bzw. in der ersten bzw. zweiten Auslege-Betätigungsstellung verbleibt.
Wenigstens eines der Eingangselemente kann
zwei Gängen
des Schaltgetriebes zugeordnet sein. Hierzu wird vorgeschlagen,
dass durch Betätigung
dieses Eingangselements in einer Betätigungsrichtung, ggf. Schwenkrichtung,
ein Gang einlegbar bzw. ein anderer Gang auslegbar und durch Betätigung dieses
Eingangselements in einer anderen Betätigungsrichtung, ggf. Schwenkrichtung,
der andere Gang einlegbar bzw. der eine Gang auslegbar ist.
Es kann genau eine Gruppe von Getriebegängen vorgesehen
sein, wobei das Schaltgetriebe dafür ausgelegt ist, dass zu einem
Zeitpunkt maximal nur ein Getriebegang eingelegt ist. Es wird in
diesem Zusammenhang an ein herkömmliches
automatisiertes Schaltgetriebe in Verbindung mit einer normalen Kupplung
gedacht, bei dem das Schalten von einer Zugkraftunterbrechung begleitet
ist.
Wie schon angesprochen, können wenigstens
zwei Gruppen von Getriebegängen
vorgesehen sein, wobei das Schaltgetriebe dafür ausgelegt ist, dass zu einem
Zeitpunkt maximal von jeder Gruppe nur ein Getriebegang eingelegt
ist. Es kann also für jede
Gruppe (in der Regel werden zwei Gruppen vorgesehen sein) gleichzeitig
jeweils ein Getriebegang eingelegt sein. Es wird hier an Lastschaltgetriebe, insbesondere
Doppelkupplungsgetriebe mit auf mindestens zwei unterschiedlichen
Wellen verteilten Getriebezweigen und dergleichen gedacht. Innerhalb
einer jeweiligen Gruppe können
die Getriebegänge
unabhängig
von den Getriebegängen
der anderen Gruppe oder Gruppen schaltbar sein.
Ohne Frage wird man vorsehen, dass
vorausgehend dem Einlegen eines Zielgangs durch Betätigung des
dem Zielgang zugeordneten Eingangselements vermittels des ersten
Betätigungsglieds
ein Ausgangsgang, wenn zuvor eingelegt, durch Betätigung des
dem Ausgangsgang zugeordneten Eingangselements vermittels des ersten
oder zweiten Betätigungsglieds
auslegbar ist. Eine gegenüber
herkömmlichen
Auslegungen höhere
Schaltsicherheit kann dadurch erreicht werden, dass für Paarungen von
Ausgangsgang und Zielgang der gleichen Gruppe, die einlegbar sind
durch Betätigung
der zugeordneten Eingangselemente in entgegengesetzten Einlege-Betätigungsrichtungen
und auslegbar sind durch Betätigung
der zugeordneten Eingangselemente in entgegengesetzten Auslege-Betätigungsrichtungen,
das Einlegen des Zielgangs zwangsweise verbunden ist mit dem Auslegen,
wenn zuvor eingelegt, des betreffenden Ausgangsgangs durch Betätigung des
dem Ausgangsgang zugeordneten Eingangselements vermittels des ersten
oder zweiten Betätigungsglieds.
Es wird in diesem Zusammenhang vor allem daran gedacht, dass das
Auslegen des Ausgangsgangs (wenn überhaupt eingelegt) und das
Einlegen des Zielgangs gewissermaßen in einem Schaltvorgang
stattfindet. Zu beachten ist, dass der Weiterbildungsvorschlag sich
auf mehrere, verschiedenen Gängen
zugeordnete Eingangselemente bezieht. Für ein einzelnes Eingangselement,
das für das
Auslegen des einen Gangs und das Einlegen des anderen Gangs in einer
ersten Richtung und für
das Auslegen des anderen Gangs und das Einlegen des einen Gangs
in einer zweiten Richtung zu verstellen ist, ist das Einlegen eines
der Gänge
ohnehin zwingend mit dem Auslegen des jeweils anderen Gangs verbunden,
und es ist insoweit eine höhere
Schaltsicherheit auf völlig
triviale Weise erreicht. Nach dem Weiterbildungsvorschlag ist diese
höhere
Schaltsicherheit auch in Bezug auf mehrere Eingangselemente und
deren Gänge
erreicht.
Das erste und das zweite Betätigungsglied können entlang
einer Drehwelle gemeinsam verschiebbar gehalten sein. Das erste
und das zweite Betätigungsglied
können
dabei mit der Drehwelle zur gemeinsamen Drehung gekoppelt oder koppelbar sein.
Es wird vorgeschlagen, dass das erste Betätigungsglied permanent mit
der Drehwelle zur gemeinsamen Drehung gekoppelt ist. Ferner wird
vorgeschlagen, dass das zweite Betätigungsglied in Abhängigkeit
von einer momentanen Drehstellung der Drehwelle mit der Drehwelle
zur gemeinsamen Drehung verkoppelbar und von der Drehwelle hinsichtlich
deren Drehbewegung entkoppelbar ist.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform
in diesem Zusammenhang zeichnet sich durch ein führungskurvenbetätigbares,
mit der Drehwelle zur gemeinsamen Drehung gekoppeltes Mitnahmeelement
aus, das in wenigstens einem vorgegebenen Koppel-Drehwinkelbereich
das zweite Betätigungsglied
mit der Drehwelle zur gemeinsamen Drehung koppelt und in wenigstens
einem vorgegebenen Entkoppel-Drehwinkelbereich das zweite Betätigungsglied
bezogen auf die Drehbewegung relativ zur Drehwelle freigibt.
Es wird vor allem daran gedacht,
dass die angesprochene Drehwelle Teil des Schaltantriebs ist und
dass die Drehwelle zur Eingangselementbetätigung vermittels des ersten
oder/und zweiten Betätigungsglieds
direkt oder über
eine Zwischenmechanik, insbesondere Übersetzungsstufe, durch einen Aktuator
(vorzugsweise den gemeinsamen Aktuator) drehantreibbar ist.
Betreffend die Verschiebung der Betätigungsglieder
entlang der Drehwelle wird vor allem daran gedacht, dass das erste
und das zweite Betätigungsglied
zur Positionierung des ersten Betätigungsglieds in einer gewünschten
Wählstellung
direkt oder über
eine Zwischenmechanik des Wählantriebs
durch einen Aktuator (vorzugsweise den gemeinsamen Aktuator) gemeinsam
entlang der Drehwelle verschiebbar sind. Weiterbildend wird vorgeschlagen,
dass das erste und das zweite Betätigungselement mit einem entlang
der Drehwelle verschiebbaren Schieber zur gemeinsamen Schiebebewegung
entlang der Drehwelle gekoppelt oder koppelbar sind, wobei dem Schieber,
der Teil des Wählantriebs
ist, auf Grundlage des Aktuators, ggf. vermittels der Zwischenmechanik,
eine Verschiebebewegung entlang der Drehwelle erteilbar ist.
Vorteilhaft kann die Zwischenmechanik
eine Umsetzungsanordnung aufweisen, mittels der eine aktuatorseitige
Dreh-Eingangsbewegung um eine Drehachse in eine schieberseitige
oder betätigungselementseitige
axiale Schiebe-Ausgangsbewegung entlang der Drehwelle umsetzbar
ist. Bei der Drehachse kann es sich um eine gegenüber einer
Drehachse der Drehwelle gesonderte, zu dieser vorzugsweise parallele
Drehachse handeln.
Betreffend die Umsetzungsanordnung
wird weiterbildend vorgeschlagen, dass diese eine sich in Drehwinkelrichtung
und zumindest bereichsweise in axialer Richtung erstreckende Führungskurvenanordnung
und wenigstens einen mit der Führungskurvenanordnung
in Eingriff stehenden, in Drehwinkelrichtung abgestützten Kurvenfolger
aufweist, wobei dem dem Schieber bzw. den Betätigungselementen zugeordneten
Kurvenfolger durch die Führungskurvenanordnung
eine axiale Schiebebewegung entsprechend dem axialen Verlauf der
Führungskurvenanordnung
oder eines jeweiligen Führungskurvenabschnitts
derselben erteilbar ist.
Man kann zweckmäßig vorsehen, dass die Führungskurvenanordnung
in einem Umfang, insbesondere Außenumfang, eines durch den
Aktuator antreibbaren oder/und mit der Drehwelle bewegungsverkoppelten
oder bewegungsverkoppelbaren Drehteils ausgebildet ist.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform
zeichnet sich dadurch aus, dass die Führungskurvenanordnung ein Folge
von axial und gewünschtenfalls
in Drehwinkelrichtung gegeneinander versetzter, zumindest bereichsweise
in axialer Richtung ansteigender Führungskurvensegmente aufweist, mittels
denen dem. Kurvenfolger vermittels Drehbewegungen der Führungskurvenanordnung
relativ zum Kurvenfolger axiale Schiebebewegungen erteilbar und
zwischen denen der Kurvenfolger vermittels Drehbewegungen der Führungskurvenanordnung
relativ zum Kurvenfolger derart übergebbar
ist, dass das mit dem Kurvenfolger hinsichtlich der Axialbewegung
bewegungsverkoppelte oder verkoppelbare erste Betätigungsglied
vermittels der Drehbewegungen zwischen den axialen Wählstellungen
beliebig verstellbar ist. Weiterbildend wird vorgeschlagen, dass
Bereiche ohne Führungskurvensegmente
oder – vorzugsweise – Führungskurvensegmente
oder Führungskurvensegmentabschnitte
ohne axiale Steigung vorgesehen sind, so dass der Aktuator ohne
begleitende axiale Schiebebewegung des Kurvenfolgers betätigbar ist,
vorzugsweise bei gleichzeitiger Sicherung einer momentanen Axialstellung
der Betätigungsglieder
vermittels der Führungskurvenanordnung.
Es kann so insbesondere erreicht werden, dass im Falle einer Bewegungsverkopplung
zwischen der Führungskurvenanordnung
bzw. dem Drehteil einerseits und der Drehwelle andererseits die
Drehwelle über
wenigstens einen vorgegebenen Drehwinkelbereich ohne begleitende
axiale Schiebebewegung des Kurvenfolgers und damit der Betätigungsglieder
verdrehbar ist, insbesondere für
eine Schwenkbetätigung
wenigstens eines der Betätigungsglieder
vermittels der Drehwelle zum Auslegen oder/und Einlegen eines Ganges
des Schaltgetriebes. Man kann demgemäß durch sehr einfache Maßnahmen
erreichen, dass mittels des gemeinsamen Aktuators ohne gegenseitige
Störung
sowohl die Wählbetätigung als
auch die Gangeinlege- und Auslegebetätigung durchgeführt wird.
Die Erfindung betrifft ferner einen
Kraftfahrzeug-Antriebsstrang, umfassend eine Antriebseinheit, ein
Getriebe und eine Kupplungseinrichtung zwischen der Antriebseinheit
und dem Getriebe zur Momentenübertragung
dazwischen, wobei das Getriebe unter Vermittlung einer erfindungsgemäßen Stelleinrichtung
schaltbar ist. Das Getriebe kann nur eine Getriebeeingangswelle
aufweisen, der eine Einfach-Kupplungseinrichtung
mit genau einer Kupplungsanordnung zugeordnet ist. Die Kupplungseinrichtung
kann aber auch eine Mehrfach-Kupplungseinrichtung,
ggf. Doppel-Kupplungseinrichtung, mit einer einer ersten Getriebeeingangswelle
zugeordneten ersten Kopplungsanordnung und einer einer zweiten Getriebeeingangswelle
zugeordneten zweiten Kupplungsanordnung sein, und das Getriebe kann
als Lastschaltgetriebe, ggf. Doppelkupplungs-Getriebe, ausgeführt sein.
Die Erfindung betrifft ferner ein
Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Antriebsstrang.
Die Erfindung bezieht sich nach einer
anderen Betrachtungsweise oder einem anderen Aspekt ferner auf eine
Betätigungsvorrichtung
für ein
Kraftfahrzeug, welche mindestens ein Hauptbetätigungselement und mindestens
ein Nebenbetätigungselement
umfasst. Mittels des Hauptbetätigungselementes
und der Nebenbetätigungselemente
können Übersetzungsstufen
des Getriebes eingelegt und ausgelegt werden.
Es sind bereits Betätigungsvorrichtungen
für Kraftfahrzeuge
bekannt (z. B.
DE
101 33 695 A1 ), bei denen die Übersetzungsstufen eines Kraftfahrzeuggetriebes
mit einem Hauptbetätigungselement
eingelegt werden können
und mittels eines Nebenbetätigungselementes
wieder ausgelegt werden können. Hierbei
sind das Hauptbetätigungselement
und das Nebenbetätigungselement
starr miteinander verbunden. Es entsteht daraus der Vorteil, dass
nach dem Einlegen eines Ganges mittels dem Hauptbetätigungselement
dieses in die Neutralgasse zurückgedreht
werden kann, ohne dass dabei der Gang wieder ausgelegt wird. Zum
Schalten einer neuen Übersetzungsstufe
einer anderen Schaltgasse wird das Hauptbetätigungselement in die entsprechende
Gasse verschoben und durch Schwenken des Hauptbetätigungselementes
der neue Gang eingelegt. Um zu verhindern, dass zwei Gänge gleichzeitig
eingelegt sind, legt das Nebenbetätigungselement beim Drehen
des Hauptbetätigungselementes
den alten Gang aus.
Hiervon ausgehend ist es eine Aufgabe
der Erfindung, eine weitere Betätigungsvorrichtung
für ein
Kraftfahrzeug zu finden, mittels welcher beim Schalten eines neuen
Ganges der alte automatisch ausgelegt wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen,
dass die Betätigungsvorrichtung mindestens
ein Hauptbetätigungselement
und mindestens ein Nebenbetätigungselement
umfasst, welche direkt oder indirekt miteinander koppelbar sind. Das
Hauptbetätigungselement
kann als "erstes
Betätigungsglied" und das Nebenbetätigungselement
als "zweites Betätigungsglied" im Sinne der obigen
Erfindungsbeschreibung identifizierbar sein. Aus dem Erfindungsvorschlag
und den folgenden Weiterbildungsvorschlägen ergeben sich insoweit auch
vorteilhafte Weiterbildungen und Konkretisierungen der oben behandelten
Stelleinrichtung nach der Erfindung.
Vorzugsweise sind jedem Hauptbetätigungselement
zwei Nebenbetätigungselemente
zugeordnet. Höchstvorzugsweise
sitzen die beiden Nebenbetätigungselemente
jeweils auf einer Seite des Hauptbetätigungselementes. Eine bevorzugte
Ausführungsform
sieht vor, dass die Betätigungsvorrichtung genau
ein Hauptbetätigungselement
und zwei Nebenbetätigungselemente
umfasst. Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass
das Hauptbetätigungselement
und die beiden Nebenbetätigungselemente
sich auf einer gemeinsamen Schaltwelle (ggf. identifizierbar als
die oben angesprochene Drehwelle der erfindungsgemäßen Stelleinrichtung)
befinden. Hierbei kann vorgesehen sein, dass das Hauptbetätigungselement
drehfest mit dieser Schaltwelle verbunden ist und die beiden Nebenbetätigungselemente
drehbar aber axial fest auf der Schaltwelle befestigt sind. Nach
einem wesentlichen Merkmal einer Weiterbildung der Erfindung werden
die Nebenbetätigungselemente
durch Drehen der Schaltwelle mit dem Hauptbetätigungselement gekoppelt und
entkoppelt. Bevorzugt umfasst das Hauptbetätigungselement ein Koppelelement,
welches in Abhängigkeit
der Stellung des Hauptbetätigungselementes
in eine Mitnahmeformation des Nebenbetätigungselementes eingreifen
kann, und dieses mit dem Hauptbetätigungselement koppelt. Vorzugsweise
werden das Hauptbetätigungselement und
die Nebenbetätigungselemente
in einer Neutralstellung der Schaltwelle gekoppelt. Höchstvorzugsweise
sind die Nebenbetätigungselemente
vom Hauptbetätigungselement
in einer Schaltstellung des Hauptbetätigungselementes entkoppelt.
Nach einem wesentlichen Merkmal einer Weiterbildung der Erfindung
ist das Koppelelement mit dem Hauptbetätigungselement derart verbunden,
dass es bei Drehung des Hauptbetätigungselementes
mitgedreht wird und axial zur Drehachse verschiebbar ist. Hierzu ist
bevorzugt vorgesehen, dass das Koppelelement an einer ersten feststehenden
Führungskulisse
mit einem ersten Wirkabschnitt bei Drehung des Hauptbetätigungselementes
entlanggeführt
wird. Hierbei wird durch die Kontur der ersten feststehenden Führungskulisse
die Verschiebung des Koppelelementes vorgegeben. Die Nebenbetätigungselemente
können vorteilhaft
ebenfalls mit einer Führungskulisse
ausgestattet sein, welche mit einem zweiten Wirkabschnitt des Koppelelementes
wirkt. Höchstvorzugsweise
sind die beiden Führungskulissen
derart ausgestaltet, dass das Koppelelement in jedem Betätigungszustand
an beiden Führungskulissen
anliegt.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der
Erfindung ist der Schwenkbereich der Nebenbetätigungselemente durch eine
mechanische Drehwinkelbegrenzung der feststehenden Führungskulisse
begrenzt. Vorzugsweise sind dazu die Nebenbetätigungselemente mit Anschlägen ausgestattet,
die gegen korrespondierende Anschläge der Führungskulisse, bei Drehung
der Nebenbetätigungselemente,
in Anlage kommen. Höchstvorzugsweise
sind dazu die Nebenbetätigungselemente
mit zwei Anschlägen
ausgestattet, welche jeweils den Schwenkbereich in einer Richtung
begrenzen. Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal einer Ausführungsform
der Erfindung, sind die Nebenbetätigungselemente
in ihren Endlagen mittels geeigneter Festhaltekonstruktionen zumindest
zeitweilig fixiert. Dazu sind die Nebenbetätigungselemente vorzugsweise auf
ihrer, der feststehenden Führungskulisse
zugewandten, Oberfläche
mit, in Achsrichtung der Schaltwelle verlaufende, Rastierformationen
ausgestaltet, vorzugsweise als zwei parallel hohlkehlartige Rillen, welche
mit einer Kugel gleichen Radiuses wechselwirken können. Dazu
kann die feststehende Führungskulisse,
welche die Schaltwelle und die Betätigungselemente in etwa U-förmig umfasst,
mit mindestens einem federbelasteten Rastierelement, vorzugsweise
einer Kugel, welches durch die Feder auf die Oberfläche des
Nebenbetätigungselementes
gedrückt
wird, ausgestaltet sein. Bei Drehen der Nebenbetätigungselemente in eine ihrer
Endlagen gelangt das Rastierelement in Eingriff mit der entsprechenden
Rastierformation, wodurch die Nebenbetätigungselemente sich in einer
lokalen Fixstellung befinden. Ein Herausdrehen der Nebenbetätigungselemente
aus den Endlagen erfordert erfindungsgemäß ein Überschreiten einer Drehkraftschwelle,
da die Rastierelemente gegen die Federkraft zurückgedrückt werden müssen. Damit
ist sichergestellt. dass sich die Nebenbetätigungselemente nicht selbstständig aus
ihren Endlagen herausbewegen können, sondern
dass dazu die Kopplung mit dem Hauptbetätigungselement, welches sie
aus den Endlagen herausdreht, notwendig ist.
Es wird ferner vorgeschlagen, dass
der Schwenkbereich des Hauptbetätigungselementes größer ist
als der Schwenkbereich der Nebenbetätigungselemente. Vorzugsweise
ist der relative Schwenkwinkel der Nebenbetätigungselemente in etwa so
groß,
dass der Schwenkbereich des in die Schaltnuten eingreifenden Teiles
der Nebenbetätigungselemente
in etwa so groß ist
wie die Breite der Schaltnuten. Höchstvorzugsweise ist der Schwenkbereich
der Nebenbetätigungselemente
relativ zu den Schaltnuten derart angeordnet, dass die Nebenbetätigungselemente,
Schaltelemente, welche sich in der Neutralstellung befinden, nicht
verschieben. Weiterhin kann der Schwenkbereich der Nebenbetätigungselemente
so ausgebildet sein, dass diese in Schaltnuten axial hineingeschoben
werden können, welche
eingelegten Gängen
zugehören.
Dazu können
die Schaltnutbreiten so ausgelegt sein, dass ein überlappender
Bereich jeweils zweier Schaltnuten, wobei sich eine in Neutralstellung
und die andere in Schaltstellung befindet, mindestens so breit ist,
wie die in die Schaltnuten eingreifenden Finger der Nebenbetätigungselemente.
Die Erfindung betrifft ferner ein
Verfahren zum Schalten von Übersetzungsstufen
eines Getriebes mittels einer Betätigungsvorrichtung, welcher mindestens
ein Hauptbetätigungselement
und mindestens ein Nebenbetätigungselement
zugehörig sind,
welche miteinander koppelbar sind. Erfindungsgemäß sind mit dem mindestens einem Hauptbetätigungselement
die Übersetzungsstufen
des Getriebes einlegbar und auslegbar, mit den Nebenbetätigungselementen
sind die Übersetzungsstufen
hingegen nur auslegbar. Bevorzugt wird das mindestens ein Hauptbetätigungselement
beim Einlegen einer Übersetzungsstufe
von den Nebenbetätigungselementen
entkoppelt. Man kann vorteilhaft vorsehen, dass das Hauptbetätigungselement
nach Einlegen des Ganges zurück
in die Wählgasse
gedreht werden kann, ohne die zuvor eingelegte Gangstufe wieder auszulegen.
Vorteilhaft hierbei ist, dass bei Wechsel der Gangstufe das Hauptbetätigungselement
sofort in die Schaltnut des neu einzulegenden Ganges geschoben werden
kann, ohne vorher den Gang auslegen zu müssen. Befindet sich die Schaltstellung
des neu einzulegenden Ganges gegenüberliegend der Schaltstellung
des alten Ganges, kann das Hauptbetätigungselement nach Anwählen des
neuen Ganges, was durch axiales Verschieben erfolgt, sofort in Richtung
Einlegen des neuen Ganges verstellt, insbesondere verschwenkt, werden,
wobei das Nebenbetätigungselement,
welches mittlerweile in der Schaltnut des alten eingelegten Ganges
ist, diesen bei Verstellen, insbesondere Verdrehen, des Hauptbetätigungselementes
auslegt. Höchstvorzugsweise wird
beim Zurückstellen,
insbesondere Zurückdrehen,
des Hauptbetätigungselementes
aus einer Schaltstellung zurück
in die Neutralstellung das Hauptbetätigungselement wieder mit den
Nebenbetätigungselementen
gekoppelt. Durch die Anwendung der erfindungsgemäßen Stelleinrichtung bzw. Betätigungsvorrichtung
und des zugehörigen
Verfahrens zum Betätigen
einer solchen in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, welcher
mit einer Einfach-Kupplungseinrichtung ausgestattet ist, lassen sich
vorteilhaft Zeiträume
mit Zugkraftunterbrechung während
Schaltvorgängen
minimieren. Dies wird dadurch erreicht, das bei Anliegen eines Schaltbefehls, welcher
automatisiert oder manuell erfolgen kann, die Gasse des neuen Ganges
bereits bei geschlossener Kupplung angewählt werden kann, und während dem
Wählvorgang
oder erst kurz vor dem Auslegen des alten Ganges die Kupplung geöffnet werden muss,
sodass während
der Zeitdauer in der der Antriebsstrang offen ist und Zugkraftunterbrechung
vorliegt, nur der alte Gang ausgelegt und der neue eingelegt werden
muss. Erfindungsgemäß liegt
also folgender Schaltablauf vor: neuen Gang anwählen, Kupplung öffnen, alten
Gang auslegen, neuen Gang einlegen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand
von in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
1 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Stelleinrichtung
mit einem einzigen, als Aktuator dienenden Elektromotor für die Wählbetätigung und
die Schaltbetätigung.
2 zeigt
in den Teilfiguren 2a) ein zwei Auslegefinger aufweisendes Auslegebetätigungsglied
und einen Einlegefinger aufweisendes Einlegebetätigungsglied in verschiedenen
Ansichten.
3 zeigt
in der Teilfigur 3a) eine Übersetzungsstufe
mit einer Führungskurvenanordnung
und in den Teilfiguren 3b) und 3c) einen mittels eines Kurvenfolgers
mit der Führungskurvenanordnung
zusammenwirkenden, den Betätigungsgliedern
zugeordneten Schieber.
4 zeigt
in der Teilfigur 4a) eine den Betätigungsgliedern zugeordnete
Drehwelle samt einem mit der Übersetzungsstufe
zusammenwirkenden Zahnradsegment und noch einmal den Schieber und in
Teilfigur 4b) einen mit der Drehwelle und dem Auslege-Betätigungsglied
zusammenwirkenden Mitnehmer.
5 zeigt
in den Teilfiguren 5a), 5b) und 5c) eine Abwandlung des Auslege-Betätigungsglieds
für ein
Getriebe mit zweigesondert schaltbaren Gruppen von Getriebegängen, in
Teilfigur 5c) zusammen mit dem Einlege-Betätigungsglied.
6 zeigt
in den Teilfiguren 6a), 6b) und 6c) schematische Schnitte durch
die Stelleinrichtung der 1 einschließlich einem
zugehörigen
Gehäusedeckel,
in Teilfigur 6d) eine Draufsicht von oben auf die Drehwelle und
auf von den Betätigungsgliedern
betätigbare
Eingangsgliederdes Getriebes samt dem auf der Drehwelle angeordneten
Einlege-Betätigungsglied
und in Teilfigur 6e) eine Abwicklung der Führungskurvenanordnung samt
dem darin eingreifenden Kurvenfolger.
7 entspricht
den Darstellungen der 6 für einen
anderen Betätigungszustand
der Stelleinrichtung.
8-62 zeigen in Darstellungen
entsprechend 6 und 7 Sequenzen von Zuständen der
Stelleinrichtung der 1 beim
Ein- und Auslegen von Gängen
bzw. Umschalten zwischen Gängen des
Getriebes.
63 zeigt
in einer Abwicklung entsprechend 6e)
und 7e) eine Abwandlung
der Führungskurvenanordnung
für die
Betätigung
eines Doppelkupplungsgetriebes, beispielsweise mittels der Betätigungsglieder
gemäß 5.
64 zeigt
eine mögliche
Belegung der Getriebeeingangsglieder des Doppelkupplungsgetriebes.
65-91 zeigen Sequenzen von Zuständen der
zum Schalten des Doppelkupplungsgetriebes ausgelegten Stelleinrichtung
anhand einer Draufsicht auf die Eingangsglieder des Getriebes entsprechend 6d), 7d) und 64 und symbolhaft
dargestellten Einlege- und Auslegefingern.
92 zeigt
einen dreidimensional dargestellten konstruktiven Aufbau eines weiteren
Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung.
93-96 zeigen zweidimensionale
Darstellungen des Funktionsablaufs eines Gangwechsels.
97 zeigt
einen zweidimensionalen Schnitt durch eine alternative Betätigungsvorrichtung auf
Höhe des
Nebenbetätigungselementes.
1 zeigt
eine schematische perspektivische Ansicht auf ein Beispiel einer
erfindungsgemäßen Stelleinrichtung.
Die erfindungsgemäße Stelleinrichtung 10 dient
zur wahlweisen Betätigung
mehrerer Eingangsglieder (Eingangselemente) 12, beispielsweise
in der Art von Schaltgabeln, einer Gang-Einlege- und Auslege-Mechanik
des Getriebes. Je nach gewünschter
Gangzahl können
die Eingangsglieder jeweils zwei Gängen zugeordnet sein, wobei
eine Verstellung des jeweiligen Eingangsglieds aus einer Neutralstellung
in einer ersten Richtung den einen Gang einlegt, die Rückstellung
des Eingangsglieds in die Neutralstellung diesen Gang wieder auslegt,
die Verstellung des Eingangsglieds aus der Neutralstellung in die
entgegengesetzte Richtung den anderen Gang einlegt, und die Rückstellung
des Eingangsglieds wieder in die Neutralstellung den anderen Gang
wieder auslegt. Es kann durchaus aber vorgesehen sein, dass beispielsweise eines
der Eingangsglieder, etwa das dem Rückwärtsgang zugeordnete, nur einem
Gang zugeordnet ist, so dass eine Verstellung des Eingangsglieds
aus der Neutralstellung nur in eine Richtung vorgesehen ist.
Zur Betätigung der Eingangsglieder
dienen ein Einlege-Betätigungsglied 14 und
ein Auslege-Betätigungsglied 16 (vgl. 2). Die Bezeichnung Einlege-Betätigungsglied
schließt
nicht aus, dass dieses Betätigungsglied
auch zum Auslegen eines jeweiligen Ganges verwendet wird. Beim hier
zugrundegelegten Ausführungsbeispiel
soll das Auslege-Betätigungsglied
aber nur zum Auslegen von Gängen, nicht
aber zum Einlegen von Gängen
dienen.
Das Einlege-Betätigungsglied 14 weist
einen Einlegefinger 18 und das Auslege-Betätigungsglied 16 weist
zwei Auslegefinger 20-1 und 20-2 auf, die man
durchaus auch als Abschnitte eines einzigen, eine Lücke 22 aufweisenden
Auslegefingers 20 ansehen kann.
Die beiden Betätigungsglieder weisen jeweils
einen Hülsenabschnitt 24 bzw. 26 auf,
von denen sich die Finger (Einlegefinger 18 und Auslegefinger 20 bzw. 20-1, 20-2)
nach radial außen
erstrecken. Im zusammengesetzten Zustand gemäß 1 und 2d)
ist das Einlege-Betätigungsglied 14 in
eine die Lücke 22 umfassende
Aussparung des Auslege-Betätigungsglieds 16 eingesetzt.
In der Relativstellung der 1 und 2d) schließt der Einlegefinger 18 im Wesentlichen
die Lücke 22.
Die Hülsenabschnitte umschließen in der Anordnung
gemäß 1 eine Drehwelle 28 und
dienen zur verschieblichen Führung
der Betätigungsglieder
längs der
Drehwelle 28. Dabei greift eine vom Hülsenabschnitt 24 des
Einlege-Betätigungsglieds 14 nach
radial innen vorstehende Rippe 30 in eine Axialnut 32 der
Drehwelle 28 ein, so dass die Drehwelle 28 und
das Einlege-Betätigungsglied
zur gemeinsamen Drehung festgekoppelt sind. Eine Verdrehung der
Drehwelle 28 ist als stets mit einem Verschwenken bzw.
Verdrehen des Einlege-Betätigungsglieds 24 um
die Drehachse der Drehwelle verbunden, wodurch der Einlegefinger 18 zur
Betätigung eines
jeweiligen Eingangsglieds 12 gegen einen Eingriffsabschnitt
desselben verschwenkt werden kann.
Das Auslege-Betätigungsglied 16 ist,
für sich allein
betrachtet, im Zustand gemäß 1 gegenüber der Drehwelle 28 verdrehbar
bzw. verschwenkbar. Es ist aber eine ein- und ausschaltbare Drehverkopplung
mit der Drehwelle 28 mittels eines führungskurvenbetätigten Mitnahmeelements 34 vorgesehen,
das in einer im Querschnitt komplementären Durchgangsöffnung 36 der
Drehwelle sitzt, in der das Mitnahmeelement 34 in radialer
Richtung verschiebbar ist und mit einem Koppelabschnitt 38 auf
der zur Nut 32 diametral gegenüber liegenden Seite der Drehwelle 28 in
eine V-förmige
Nut 40 am Innenumfang des Hülsenabschnitts 26 eingreifen
kann, so dass das Auslege-Betätigungsglied 16 drehfest
mit der Drehwelle 28 gekoppelt ist und dessen Drehbewegung
bzw. Schwenkbewegung um die Drehachse der Drehwelle 28 mitmacht,
unter entsprechender Verschwenkung der Auslegefinger 20-1 und 20-2, insbesondere
gegen einen jeweiligen Eingriffsabschnitt eines der Eingangsglieder 12,
um einen momentan eingelegten Gang auszulegen.
Das auch als Mitnehmer bezeichenbare
Mitnahmeelement 34 ist in der Durchgangsöffnung 36 radial
zur Drehwelle 28 verstellbar, und zwar infolge eines Zusammenwirkens
einer Kurvenfolgerfläche 42 des
Mitnahmeelements 34 mit einer Führungskurve 44, die
von einem in 1 nicht
dargestellten Deckel 50 eines zur Anordnung der 1 zugehörigen, ansonsten nicht weiter
dargestellten Gehäuses
gebildet ist (vgl. 6a).
Die Auslegung der Führungskurve 44,
des Mitnehmers 34 und der Nut 40 ist derart, dass
durch entsprechende Verdrehung der Drehwelle 28 die Auslegefinger 20-1 und 20-2 in
eine Auslege-Betätigungsstellung
verschwenkt werden können, in
der die Auslegefinger gegen die in deren axialen Wirkungsbereich
befindlichen Eingangsglieder 12 in deren Neutralstellung
angreifen. Eine entsprechende Auslege-Betätigungsstellung ist ausgehend
von der Neutralstellung in beiden Schwenkrichtungen vorgesehen.
Damit kann ein jeweiliges, aus der Neutralstellung entsprechend
dem Einlegen eines Ganges verstelltes Eingangselement durch Verschwenken des
Auslegefingers in entgegengesetzter Richtung in die Neutralstellung
zurückgestellt
werden, um den betreffenden Gang wieder auszulegen. Ist die jeweilige
Auslege-Betätigungsstellung
erreicht, ist eine weitere Verstellung des Auslege-Betätigungsglieds über die
Auslege-Betätigungsstellung
hinaus nicht möglich,
da die Führungskurve 44 den
Mitnehmer 34 freigibt, aus der Nut 40 auszutreten.
Man kann – in Abweichung
von den Darstellungen in den Figuren – eine Federanordnung vorsehen,
die den Mitnehmer 34 gegen die Führungskurve 44 vorspannt.
Eine andere, in den Darstellungen zugrundegelegte Möglichkeit
ist, dass der Abschnitt 38 und die Nut 40 derart
in Bezug aufeinander ausgeführt
sind, dass in Drehrichtung wirkende Kräfte an Schrägflächen der Nut und des Abschnitts 38 in
in radialer Richtung wirkende, die Mitnehmer aus der Nut aushebende
Kräfte
umgesetzt werden, so dass der Mitnehmer 34 gewissermaßen selbsttätig vom
Betätigungsglied 16 sich
entkoppelt und dementsprechend die Drehverbindung zwischen der Drehwelle 28 und
dem Betätigungsglied 16 aufgehoben
ist. Das Auslege-Betätigungsglied 16 nimmt
dann gerade eine solche Schwenkstellung ein, dass ein stationär angeordnetes
Rastelement 52 in eine von zwei Haltenuten 54-1 und 54-2 eingreift
und das Auslege-Betätigungsglied
in der erreichten Schwenkstellung, also der jeweiligen Auslege-Betätigungsstellung,
hält. Gemäß 6c) ist das Rastelement 52 von
einer federvorgespannten Rastkugel in einer sich in radialer Richtung
erstreckenden Führungshülse gebildet.
Die Drehwelle 28 und damit
die Betätigungsglieder 14 und 16 sind
mittels eines elektromotorischen Aktuators 60 dreh- bzw.
schwenkantreibbar, der über
eine mehrstufige Übersetzung 62 auf
die Drehwelle 28 wirkt. Die Übersetzung 62 ist
gebildet von einem Ausgangsrad des Motors 60, einem auch als
Zahnwelle bezeichenbaren Zahnrads 64, das zwei Abschnitte 66 und 68 unterschiedlichen
Durchmessers aufweist, von denen der Abschnitt 66 größeren Durchmessers
mit dem Ausgangsrad des Motors 60 kämmt, und einem mit dem Abschnitt 68 kleineren Durchmessers
kämmenden
Zahnradsegment 70, der drehfest auf der Drehwelle 28 angebracht
ist, so dass vermittels des Motors 60 die Drehwelle 28 hin
und her gedreht werden kann, unter entsprechender Verschwenkung
der Einlege- und Auslegefinger.
Mit dem Zahnrad 64 ist ein
Hülsenteil 72 drehfest
verbunden, das auf seinem Außenumfang eine
Führungskurvenanordnung 74 aufweist.
Der Außenumfang
mit der Führungskurvenanordnung
wird von einem Ringabschnitt 76 eines den Betätigungsgliedern
zugeordneten Schiebers 78 umschlossen, und ein von einem
Innenumfang des Ringteils 76 nach radial innen vorstehender
Stift 80 greift in die Führungskurvenanordnung 74 ein,
um als Kurvenfolger zu dienen. Der Kurvenfolger 80 wirkt
dabei mit von einem Boden der Führungskurvenanordnung nach
radial außen
vorstehenden Führungskurven 82 zusammen,
die sich in Umfangsrichtung erstrecken, bereichsweise ohne axiale
Steigung und in gewissen Bereichen mit axialer Steigung, zum Umsetzen
der Drehbewegung des Hülsenteils 74 in
eine Axialbewegung des Schiebers 78. Axial ansteigend sind
gemäß dem hier
gezeigten Ausführungsbeispiel
(vgl. insbesondere die Abwicklung in 6e)
kurze Führungskurvenabschnitte
in der Art von Schrägflächen, an denen
der Kurvenfolger 80 unter axialer Verschiebung relativ
zum Hülsenteil 74 abgleitet.
Wie in 6e)
gezeigt, ist eine in axialer Richtung gegeneinander versetzte Folge
von derartigen Schrägflächen vorgesehen,
die eine axiale Verschiebung des Kurvenfolgers 80 samt
dem Schieber 78 ermöglicht,
bezogen auf den Kurvenfolger 80 im Wesentlichen durch die
gesamte axiale Erstreckung der Führungskurvenanordnung 74 (vgl.
Achse A in 6e), die
die gemeinsame Drehachse des zweistufigen Zahnrads 64 und
des Hülsenteils 72 symbolisiert.
Der Schieber 78 weist einen
von zwei ringartigen Begrenzungsabschnitten 86, 88 axial
(bezogen auf die Drehachse der Drehwelle 28) begrenzten
Halteabschnitt 90 auf, der die Betätigungsglieder 14 und 16 aufnimmt,
und zwar in ihrem zusammengesetzten Zustand gemäß 2d), in dem das Ausnehmer-Betätigungsglied 14 in
eine komplementäre
Aussparung des Einlege-Betätigungsglieds 16 aufgenommen
ist, so dass sich der Einlegefinger im Axialbereich der Lücke 22 zwischen
den Auslegefingern 20-1 und 20-2 befindet. Die
Betätigungsglieder
haben dabei idealerweise nur so viel axiales Bewegungsspiel in der
Aufnahme bzw. relativ zueinander, dass sie im Wesentlichen ungehindert
verschwenkbar sind. Die Aufnahme ist hierzu bezogen auf die Darstellung
gemäß 1 und 3 nach oben und unten offen ausgeführt, so
dass der nur axial verschiebbare, also nicht verschwenkbare Schieber
durch die Drehwelle 28 erteilte Schwenkbewegungen der Betätigungsglieder
in einem erforderlichen Ausmaß zulässt und nicht
behindert. Wie gemäß 1 zu erkennen und in 4a) angedeutet, erstrecken
sich die ringartigen Begrenzungsabschnitte 86 und 88 des
Schiebers um die Drehwelle 28.
Vermittels der Führungskurvenanordnung 74 und
des mit dieser zusammenwirkenden Kurvenfolgers 80 des Schiebers 78 kann
der Schieber samt den Betätigungsgliedern
in Richtung der Drehachse der Drehwelle 78 verstellt werden,
und zwar in solche axiale Stellungen, die Wählstellungen des Einlegefingers 18 in
Bezug auf die Eingangsglieder 12 entsprechen. Bezug nehmend
auf die Darstellung in 1 sind
vier Wählstellungen
vorgesehen, die den axialen Positionen der vier Eingangsglieder 12 entsprechen. Der
sich in der jeweiligen Wählstellung
befindende Einlegefinger 18 kann dann bei einer Verschwenkung aus
der Neutralstellung das jeweils zugeordnete Eingangsglied 12 erfassen
und aus dessen Neutralstellung verstellen, zum Einlegen eines Gangs,
oder aus einer einem eingelegten Gang entsprechenden Stellung zurück in die
Neutralstellung stellen, zum Auslegen des Gangs. Die anderen Eingangsglieder 12 befinden
sich dann jeweils im Wirkungsbereich entweder des Auslegefingers 20-1 oder
des Auslegefingers 20-2, so dass ein Auslegen eines zugeordneten
Ganges unabhängig
von der momentanen Wählstellung des
Einlegefingers 18 erfolgen kann.
Der Einlegefinger 18 ist
vermittels der Führungskurven-Kurvenfolger-Anordnung 74, 80 zwischen
jeweils einem der Eingangsglieder (Schaltgabelpaare) 12 zugeordneten
axialen Wählstellungen verstellbar,
in denen dann das der Wählposition
zugeordnete Eingangsglied sich im Wirkungsbereich des Einlegefingers
befindet und betätigbar
ist zum Auslegen eines dem Eingangsglied zugeordneten Ganges und – vor allem – zum Einlegen
eines dem Eingangsglied zugeordneten Ganges. Die anderen Eingangsglieder
befinden sich dabei dann jeweils im Wirkungsbereich der Auslegefinger 20-1 und 20-2. Solange
die Drehmitnahmeverbindung zwischen dem Auslege-Betätigungsglied
und der Drehwelle 28 vermittels des Mitnehmers 34 hergestellt
ist, bewegen sich der Einlegefinger 18 und die Auslegefinger 20-1 und 20-2 gemeinsam
wie ein einteiliger, sich über
die gesamte axiale Ausdehnung der Gruppe von Eingangsglieder 12 erstreckender
Betätigungsfinger, bis
die Auslege-Betätigungsstellung
(Auslege-Schwenkstellung) erreicht ist und der Mitnehmer 34 das
Auslege-Betätigungsglied
freigibt, so dass dieses dann über
die Verrastung 52, 54 in dieser Stellung (Auslege-Betätigungsstellung
oder Auslege-Schwenkstellung)
gehalten bleibt. Bei weiterer Verdrehung der Drehwelle 28 in
der gleichen Drehrichtung schwenkt dann der Einlegefinger 18 über die Auslege-Betätigungsstellung
weiter hinaus in eine Einlege-Betätigungsstellung
(Einlege-Schwenkstellung). Einentsprechender Zustand der Stelleinrichtung
ist in 7 gezeigt.
Das beschriebene Ausführungsbeispiel
ist insbesondere sinnvoll für
die Betätigung
eines einfachen Getriebes mit einer Anzahl von Getriebegängen, von
denen zu einem Zeitpunkt jeweils nur ein Gang eingelegt sein darf
oder kann. Beispielsweise im Zusammenhang mit Doppelkupplungen sind
Lastschaltgetriebe, speziell Doppelkupplungsgetriebe, bekannt geworden,
die zwei Gruppen von Getriebegängen
aufweisen, wobei zu einem Zeitpunkt von jeder Gruppe jeweils ein
Gang eingelegt sein kann. Der Vorteil derartiger Lastschaltgetriebe
ist ein zugkraftunterbrechungsfreies Schalten im Wege einer so genannten Überschneidungsschaltung,
bei der ein Ausgangsgang und ein Zielgang eingelegt sind und durch
simultanes Auskuppeln der dem Ausgangsgang zugeordneten Kupplungsanordnung
und Einkuppeln der dem Zielgang zugeordneten Kupplungsanordnung
eine Übergabe
des Antriebsmoments von dem dem Ausgangsgang aufweisenden Getriebezweig
an den den Zielgang aufweisenden Getriebezweig auf kontinuierliche
Weise, ohne Zugkraftunterbrechung, erreicht wird. Dabei ist es zweckmäßig, wenn
die gradzahligen Gänge
eine Gruppe von Gängen
und die ungradzahligen Gänge
eine andere Gruppe von Getriebegängen
bilden, so dass sequenzielles Schalten ohne Zugkraftunterbrechung
möglich
ist. Auch eine erfindungsgemäße Stelleinrichtung kann
vorteilhaft für
das Schalten eines derartigen Doppelkupplungsgetriebes adaptiert
sein. Hierzu ist es zweckmäßig, wenn
die Eingangsglieder 12 abwechselnd Gängen der einen und der anderen
Gruppe von Gängen
zugeordnet sind. 5 zeigt
ein an eine derartige Auslegung angepasstes Auslege-Betätigungsglied 16', mit zwei Auslegefingern 20-1' und 20-2', zwischen denen
eine der Axialabmessung von drei Eingangsgliedern entsprechende
Lücke 22' vorgesehen
ist. Ist das Einlege-Betätigungsglied
in die hierfür
vorgesehene Aufnahme des Auslege-Betätigungsglieds
aufgenommen, so verbleibt zwischen dem Einlegefinger 18 und
dem Auslegefinger 20-1' eine
Lücke 22-1' und zwischen
dem Einlegefinger 18 und dem Auslegefinger 20-2' eine Lücke 22-2', die gerade
der Axialabmessung eines der Eingangsglieder 12 des Getriebes
entspricht, so dass eine Schwenkbetätigung der Betätigungsglieder
nur um ein Eingangsglied auseinander liegende Eingangsglieder betreffen
kann. Von der Betätigung
können damit
nur Gänge
betroffen sein, die der gleichen Gruppe von Gängen zugehören. Damit wird erreicht, dass
das sich auf eine oder mehrere Gänge
einer Gruppe von Gängen
beziehende Schalten keinen Gang der anderen Gruppe tangiert, also
weder auslegt, noch einlegt.
Im Folgenden wird wieder auf das
Ausführungsbeispiel
der 1 bis 4, 6 und 7 Bezug
genommen, das sich auf ein Getriebe mit nur einer Gruppe von Gängen bezieht.
Die Zuordnung der Getriebegänge
zu den Eingangsgliedern und deren Betätigungsrichtungen kann beispielsweise
so sein, wie in 6d)
und 7d) angegeben. Eines
der Eingangsglieder ist nur dem Rückwärtsgang R zugeordnet. Das in axiale
Richtung hierauf folgende Eingangsglied ist dem ersten und dem zweiten
Gang zugeordnet. Gemäß 7 ist der erste Gang eingelegt,
während
gemäß 6 kein Gang eingelegt ist.
Das nächste
Eingangsglied ist dem dritten und dem vierten Gang zugeordnet und
das letzte Eingangsglied ist dem fünften und dem sechsten Gang
zugeordnet. Die Anordnung der Bezeichnung R, 1, 2, 3, 4, 5 und 6 auf
der einen bzw. anderen Seite der Eingangsglieder zeigt an, in welche
Richtung das jeweilige Eingangsglied zu verstellen ist, um den betreffenden
Gang einzulegen. Ein Einlegen eines dieser Gänge ist von einer Bewegung
des Kurvenfolgers in einer zugeordneten Führungsnut der Führungskurvenanordnung
verbunden, die sich nur in Umfangsrichtung erstreckt, so dass dem
Kurvenfolger keine Axiabewegung erteilt wird. Die Zuordnung der
Führungsnuten
und die Bewegungsrichtung des Kurvenfolgers 80 in der jeweiligen
Nut beim Einlegen des betreffenden Ganges ist auf beiden Seiten
der Abwicklung gemäß 6e) und 7e) durch einen Pfeil und die betreffende Gangbezeichnung
angegeben. Zum Einlegen des ersten Ganges hat sich der Kurvenfolger 80 von
einem die Schrägflächen zur
axialen Verstellung aufweisenden Führungskurvenanordnungsbereich
in die durch die Bezeichnung 1 identifizierte Nut entsprechend
der Pfeilrichtung, in 6e)
also nach links, bewegt, und eine Bewegung von fast 360° in der Nut
ausgeführt
entgegen der Bewegungsrichtung für
das Einlegen des zweiten Ganges, ringsum das Hülsenteil 72 herum,
bis von der anderen Seite an den die Schrägflächen aufweisenden Abschnitt
der Führungskurvenanordnung
heran, wie aus 7e) ersichtlich.
Die Nuten sind also bis auf den die Schrägflächen aufweisenden Bereich in
sich geschlossen ausgeführt.
Die Nuten sind demgemäß jeweils
zwei Gängen
zugeordnet, dem fünften
und sechsten Gang, dem dritten und vierten Gang, dem ersten und
zweiten Gang und schließlich – alleine – dem Rückwärtsgang
R, und es unterscheiden sich bezogen auf die Führungskurvenanordnung die gradzahligen
und ungradzahligen Gänge
jeweils nur die Bewegungsrichtungen des Kurvenfolgers 80 in der
jeweiligen Nut.
Die Funktionsweise der vorgestellten
Stelleinrichtung wird besonders gut deutlich aus einer Folge von
Zustandsdarstellungen entsprechend den 6 und 7 während mittels
der Stelleinrichtung durchgeführten
Schaltabfolgen. Es wird angenommen, dass ausgehend von einem Zustand,
dass kein Gang eingelegt ist (Neutralzustand, 8; die Betätigungsglieder befinden sich
in ihren Ruhestellungen oder Neutralstellungen), der erste Gang
eingelegt werden soll. Gemäß 8 nimmt der Einlegefinger schon
die dem ersten Getriebegang zugeordnete Wählstellung ein. Die 9 bis 13 veranschaulichen die Schwenkbewegung
der Betätigungsglieder
zum Einlegen des ersten Ganges, und gemäß 14 ist dann der erste Gang eingelegt.
Danach werden die Betätigungsglieder
wieder in die Ruhe- oder Neutralstellung zurückgestellt (15 bis 21;
in 21 ist die Neutralstellung
erreicht und der erste Gang ist weiterhin eingelegt.
Soll anschließend der zweite Gang eingelegt werden,
kann dies auf die aus der Folge von 22 bis 27 ersichtliche Weise erfolgen.
Gemäß 27 ist der zweite Gang eingelegt. 24 zeigt einen Zwischenzustand,
bei dem der erste Gang gerade wieder vollständig ausgelegt ist und die
Verstellung des dem ersten und dem zweiten Gang zugeordneten Eingangsglieds
aus der Neutralstellung in die entgegengesetzte Betätigungsrichtung
gerade einsetzt.
Die Folge der 28 bis 33 veranschaulicht die
Rückstellung
der Betätigungsglieder
in die Ruheposition oder Neutralposition. Gemäß 33 nehmen die Betätigungsglieder exakt die Neutralstellung ein
und der zweite Gang ist noch eingelegt.
Die Folge von 34 bis 41 veranschaulicht dann
eine Möglichkeit
zum Umschalten in den dritten Gang. Gemäß den 34 bis 36 erfolgt
zuerst eine Axialverstellung des Kurvenfolgers und damit des Schiebers
samt der Betätigungsglieder
vermittels der Schrägflächen der
Führungskurvenanordnung,
bis gemäß 36 die den dritten und vierten
Gang zugeordnete Nut erreicht ist. Die 36 bis 41 veranschaulichen
dann das Auslegen des zweiten Ganges vermittels des Auslegefingers 20-1 und
das Einlegen des dritten Ganges vermittels des Einlegefingers 18, wobei
das Auslegen und Einlegen im Zuge einer Drehbewegung der Drehwelle
vermittels des Aktuators erfolgt. Gemäß 41 ist der dritte Gang eingelegt.
42 bis 48 veranschaulichen dann
die Rückstellung
der Betätigungsglieder
in die Neutralposition, bei weiterhin eingelegtem dritten Gang.
Das Rückschalten
in den ersten Gang kann dann auf die aus der Folge von 49 bis 62 ersichtliche Weise erfolgen. 53 zeigt ein Zwischenstadium,
in dem in Folge einer entsprechenden Schwenkbewegung der Betätigungsglieder
der dritte Gang gerade ausgelegt ist, worauf dann eine Schwenkbewegung
der Betätigungsglieder
in entgegengesetzter Schwenkrichtung zum Einlegen des ersten Ganges
einsetzt. Dem Zustand des eingelegten ersten Ganges zeigt 62. Eine Rückstellung
der Betätigungsglieder
in die Neutralstellung bei weiterhin eingelegtem ersten Gang zur
Vorbereitung einer Axialverstellung der Betätigungsglieder zum Anwählen eines
anderen Gangpaares kann dann wieder entsprechend der Folge von 15 bis 21 erfolgen.
Die Abläufe sind beim Schalten eines
Doppelkupplungsgetriebes sehr ähnlich
wie vorangehend erläutert. 63 zeigt eine für das Schalten
eines Doppelkupplungsgetriebes geeignete Auslegung der Führungskurvenanordnung,
nunmehr mit 74' bezeichnet.
Die Zuordnung der Getriebegänge
zu den vier Eingangsgliedern 12 kann so sein wie in 64 angegeben. Die eine Gruppe
von Getriebegängen wird
vom Rückwärtsgang,
dem zweiten, vierten und sechsten Gang und die andere Gruppe von
Getriebegängen
vom ersten, dritten, fünften
und siebten Getriebegang gebildet. Es kann also beispielsweise gleichzeitig
der erste und zweite, oder der zweite und dritte oder der dritte
und vierte oder der vierte und fünfte
oder der fünfte
und sechste oder der sechste und siebte Gang eingelegt sein, wenn
eine sequenzielle Schaltfolge ohne Zugkraftunterbrechung gewünscht ist.
Es können
durchaus aber auch gleichzeitig beispielsweise der erste und der
sechste Gang eingelegt sein. In 64 ist
der Einlegefinger 18 symbolhaft für eine dem ersten und dritten
Gang zugeordnete Wählstellung
dargestelt. Von den beiden symbolhaft dargestellten Auslegefingern 20' nimmt nur einer
eine Axialposition ein, in der sich ein Eingangsglied in seinem
Wirkungsbereich befindet, nämlich
das dem fünften
und siebten Getriebegang zugeordnete Eingangsglied.
Ausgehend von dem Zustand der 64 kann beispielsweise entsprechend
der Folge von 65 bis 67 bei offener Kupplung der
erste Gang eingelegt werden, worauf dann die Kupplung eingekuppelt
und die Betätigungsglieder
wieder in die Wähl-
oder Ruheposition zurückgefahren
werden (68). Anschließend wird
bei dem hier zugrundegelegten Beispiel dann der zweite Gang angewählt (69). 70 und 71 veranschaulichen
das Einlegen des zweiten Ganges, zusätzlich zum ersten Gang. Im
Zustand gemäß 71 kann dann zwischen den
beiden Kupplungen umgekuppelt werden (so genannte Überschneidungsschaltung).
Gemäß 72 kann beispielsweise die
den gradzahligen Gängen
zugeordnete Kupplung vollständig
eingekuppelt und die den ungradzahligen Gängen zugeordnete Kupplung vollständig ausgekuppelt
sein. Die Betätigungsglieder
sind wieder in die Ruhe- oder Wählposition
zurückgefahren.
Gemäß 73 ist dann wieder das dem ersten und
dritten Gang zugeordnete Eingangsglied angewählt, beispielsweise zum Weiterschalten
in den dritten Gang. Gemäß 74 ist der erste Gang ausgelegt
und dann gemäß 75 der dritte Gang zusätzlich zum
zweiten Gang eingelegt, worauf dann die Kupplungen ungekuppelt werden
können.
Gemäß 76 ist die den ungradzahligen
Getriebegängen
zugeordnete Kupplung vollständig
eingekuppelt. Für
ein Weiterschalten in den vierten Gang wird dann das dem vierten
und sechsten Gang zugeordnete Eingangsglied angewählt (Fig. 77). Vermittels eines der
Auslegefinger wird dann der zweite Gang ausgelegt (78) und mittels des Einlegefingers dann
der vierte Gang eingelegt (79),
worauf dann zwischen den Kupplungen umgekuppelt wird. Nach Rückstellen
der Betätigungsglieder
in die Wähl- oder Neutralstellung
(80) wird dann das dem
fünften und
siebten Getriebegang zugeordnete Eingangsglied durch entsprechende
Axialverstellung des Einlegefingers angewählt (81) und dann zuerst der dritte Gang vermittels
des einen Auslegefingers ausgelegt (82)
und anschließend
der fünfte
Gang vermittels des Einlegefingers eingelegt ( 83), worauf dann wieder zwischen den
Kupplungen umgekuppelt wird. Das Auslegen des vierten Ganges und
das anschließende
Einlegen des sechsten Ganges kann dann entsprechend 84 bis 87 erfolgen, wieder
gefolgt von einem Umkuppeln zwischen den beiden Kupplungen der Doppelkupplung.
In entsprechender Weise kann weiter in den siebten Gang oder auch
zurück
zu niedrigen Gängen
zugkraftunterbrechungsfrei geschaltet werden. Ein Schalten vom zweiten
in den ersten Gang und von diesem dann in den Rückwärtsgang ist in den 88 bis 91 veranschaulicht.
Vorteilhafte Struktur- und Funktionsmerkmale
der beschriebenen Ausführungsbeispiele
sind insbesondere die folgenden:
- – Einlegen
der Gänge
durch einen auf einer Schaltwelle verschiebbar gelagerten Einlegefinger.
Durch Mitnahmeformationen an der Schaltwelle und entsprechende Gegen-Mitnahmeformationen
am Einlegefinger ist dieser zwar axial verschiebbar, aber zur Momentenübertragung
drehfest mit der Schaltwelle verbunden.
- – Auslegen
der Gänge
durch einen Auslegefinger, welcher axial verschiebbar und zur Momentenübertragung
mit der Schaltwelle verriegelbar ist.
- – Verriegeln
des Auslegefingers mit der Schaltwelle vermittels eines Mitnehmers,
welcher über eine
Führungskontur
zum Verriegeln und Freigeben gesteuert wird.
- – Im
Falle nur einer Gruppe von Gängen überstreicht
der Auslegefinger alle nicht vom Einlegefinger überstrichenen Eingangsglieder
(Schaltgabelpaare). Es ist somit jeder momentan eingelegte Gang
(Ausgangsgang) beim Einlegen des nächsten Ganges (Zielgang) auslegbar,
entweder durch den Einlegefinger oder durch den Auslegefinger.
- – Das
Einlegen eines Ganges durch den Auslegefinger wird durch zwangsweise
Freigabe (Entsperrung) des Auslegefingers durch den Mitnehmer verhindert.
- – Eine
dem Auslegefinger zugeordnete Rastierung verhindert, dass dieser über den
maximal vorgesehenen Verdrehwinkel hinausschwenkt. Ein Auswandern
des Auslegefingers aus seiner Endlage wird verhindert.
- – Der
Getriebeaktuator wird durch einen einzigen Elektromotor angetrieben,
von welchem das Drehmoment über
eine Verzahnung auf eine Übersetzungsstufe
weitergeleitet und durch eine geeignete Verzahnungsauslegung übersetzt
wird. Die Übersetzungsstufe
leitet das Drehmoment über
eine geeignete Verzahnung auf ein Zahnradsegment weiter.
- – Mit
der Übersetzungsstufe
ist drehfest eine auch als Kulisse bezeichenbare Führungskurvenanordnung
verbunden, welche durch geeignete Kurvenwahl eine axiale Verschiebung
der Ein- und Auslegefinger vermittels eines Schiebers wirkt. Die externe
Verschiebung des Schiebers wird durch einen als Kurvenfolger dienenden,
in den Schieber beispielsweise angepressten Stift realisiert, welche
in die Kontur der Kulisse eingreift. Der Schieber weist eine Aufnahme
für den
Auslegefinger und den Einlegefinger auf, so dass er diese auf der
Schaltwelle entsprechend der Vorgaben durch die Kulisse verschieben
kann. Die Verschiebung des Einlegefingers axial zur Schaltwelle
bewirkt das Anwählen
eines gewünschten
Ganges.
- – Das
Drehmoment wird über
das Zahnradsegment, welches drehfest und axial fest mit der Schaltwelle
verbunden ist, auf die Schaltwelle übertragen. Die Schaltwelle überträgt das Drehmoment über Formschluss
auf die Schaltfinger (Einlegefinger und Auslegefinger), welche als
Hebel ausgeführt
sind und so das Drehmoment in die Schaltkraft zum Einlegen bzw.
Auslegen eines Ganges transformieren.
- – Für die Betätigung eines
Getriebes mit mehreren unabhängig
schaltbaren Gruppen von Getriebegängen, beispielsweise eines
Doppelkupplungsgetriebes, kann der Auslegefinger so ausgelegt sein,
dass er nicht mehr alle durch den Einlegefinger momentan nicht angewählten Eingangsglieder
(Schaltgabelpaare) überstreicht.
Damit gleichzeitig zwei nebeneinander liegende Gänge eingelegt sein können, die
benachbaren Eingangsgliedern zugeordnet sind, kann der Auslegefinger
so ausgestaltet sein, dass er immer nur um ein Eingangsglied auseinander
liegende Eingangsglieder überstreicht.
Die übrigen
Komponenten des Getriebeaktuators können identisch zum Getriebeaktuator
für ein
nur eine Gruppe von Gängen
aufweisendes Getriebe sein, so dass sich Gleichteilvorteile ergeben.
- – In
Verbindung mit der angesprochenen Auslegung des Auslegefingers und
der gezeigten Zuordnung der Getriebegänge zu den Eingangsgliedern
(Schaltgabeln) (R und zweiter Gang auf einem Eingangsglied, erster
und dritter Gang auf einem zweiten Eingangsglied, vierter und sechster Gang
auf einem dritten Eingangsglied und fünfter und siebter Gang auf
einem vierten Eingangsglied) können
vermittels des Auslegefingers nur Gänge ausgelegt werden, welche
zwei Gänge über oder
unter dem aktuellen, bezogen auf den Einlegefinger ausgewählten Gang
liegen.
In 92 ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung
(auch als Stelleinrichtung bezeichenbar) dargestellt. Es werden
betreffend 92 und die
folgenden Figuren Bezugszeichen nach einer neuen, von den 1 bis 91 unabhängigen Zählung verwendet.
Die Betätigungsvorrichtung ist gemäß 92 im Eingriff mit symbolhaft
dargestellten Schaltstangen 17 (allgemein Eingangsglieder
oder Eingangselemente 17) gezeigt. In der hier dargestellten
konstruktiven Ausführung
der Betätigungsvorrichtung
sind die als Auslege-Betätigungsglied
oder Auslege-Betätigungsglieder
im Sinne der obigen Beschreibung identifizierbaren Nebenbetätigungselemente 2 einteilig
und hülsenartig
ausgebildet. Im Wesentlichen sind die Nebenbetätigungselemente 2 an einem
rohrförmigen
Grundkörper
angeordnet, welcher eine Schaltwellenbohrung 16 aufweist,
mit welcher die Nebenbetätigungselemente 2 drehbar
aber axial fest auf einer nicht dargestellten Schaltwelle (Drehwelle)
befestigt sind. Die Nebenbetätigungselemente 2 sind
als Schaltfinger (Auslegefinger) ausgebildet, welche in einer gemeinsamen
Ebene liegen, in der sich auch die Achse der Schaltwellenbohrung 16 befindet.
Die zwei benachbart angeordneten Nebenbetätigungselemente 2 sind
durch eine Lücke
getrennt, die in etwa so breit ist wie die Stärke einer Schaltstange 17.
Das als Einlege-Betätigungsglied
im Sinne der obigen Beschreibung identifizierbare Hauptbetätigungselement 1,
welches drehfest mit der nicht dargestellten Schaltwelle verbunden
ist, greift von innen her durch den rohrförmigen Grundkörper der
Nebenbetätigungselemente 2 durch.
Hierbei ragt der Schaltfinger (Einlegefinger) des Hauptbetätigungselementes 1 in
die Lücke,
welche durch die beiden Schaltfinger der Nebenbetätigungselemente 2 gebildet
wird. Auf der, den Schaltfingern gegenüberliegenden Seite der Nebenbetätigungselemente 2 sind zwei
parallel zur Schaltwellenbohrung 16 verlaufende Rastierformationen 15 angebracht.
Die Rastierformationen 15 sind hier rillenförmig ausgestaltet, sodass
eine Kugel 13 formschlüssig
in diese eingreifen kann. Weiterhin ist ein Koppelelement 4 (identifizierbar
als zum Mitnahmeelement im Sinne der obigen Beschreibung korrespondierendes
Funktionselement) zu sehen, welches sich senkrecht zur Schaltwellenbohrung 16 erstreckt
und durch den rohrförmigen
Grundkörper
der Nebenbetätigungselemente 2 nach
außen
erstreckt. Das Koppelelement 4 ist in Form eines Quaders
ausgebildet, wobei die beiden sich gegenüberliegenden Seiten, die sich
nach radial innen und radial außen
erstrecken, keilförmig
ausgebildet sind. Die Seite des Koppelementes 4, welche sich
nach radial innen in die Schaltwellenbohrung 16 erstreckt,
kann sich bei entsprechender Lage des Hauptbetätigungselementes 1 zum
Nebenbetätigungselement 2 in
eine Mitnahmeformation 5, welche in der Schaltwellenbohrung 16 ausgebildet
ist, eingreifen. Da das Hauptbetätigungselement 1 starr mit
der Schaltwelle verbunden ist, und das Koppelelement 4 sich
nur senkrecht zur Schaltwelle verschieben kann, können sich
das Hauptbetätigungselement 1 und
das Koppelelement 4 nicht gegeneinander verdrehen. Eine
Drehung der Schaltwelle bedingt also immer ein Schwenken des Hauptbetätigungselementes 1 und
des Koppelelementes 4. Liegen der Schaltfinger des Hauptbetätigungselementes 1 und
die Nebenbetätigungselemente 2 in
einer Ebene, kann das Koppelelement 4 in die Mitnahmeformation 5 eingreifen
und das Hauptbetätigungselement 1 mit
den Nebenbetätigungselementen 2 koppeln.
Sind das Hauptbetätigungselement 1 und
die Nebenbetätigungselemente 2 auf
diese Weise gekoppelt, bedingt ein Drehen der Schaltwelle ein Schwenken
aller Schaltfinger.
In 93a bis 96b ist ein Funktionsablauf
eines Gangwechsels mit einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung zweidimensional
dargestellt. Hierbei sind die 93a, 94a, 95a, 96a zweidimensionale
Schnittzeichnungen der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung aus 92 auf Höhe des Koppelelementes 4 senkrecht
zur Schaltwellenbohrung 16. Die 93b, 94b, 95b, 96b zeigen Schnitte durch die Betätigungsvorrichtung
aus 92 auf Höhe der Kugel 13.
Die Schnittebene ist wiederum senkrecht zur Schaltwellenbohrung 16.
Die 93a und 93b zeigen die aktuelle Stellung
der Betätigungsvorrichtung
aus 92. Das Hauptbetätigungselement
liegt in der Ebene der Schaltstange 18 und hat diese nach
links in eine Schaltstellung geschoben. Das Nebenbetätigungselement 2 greift
in 93a in die Schaltstange 19 ein.
Die Führungskulisse 6 umgreift
die Schaltwelle 3 mit dem darauf angeordneten Hauptbetätigungselement 1 und
dem Nebenbetätigungselement 2 U-förmig und
erstreckt sich in Richtung der Schaltwelle. Das Koppelelement 4,
welches sich senkrecht zur Schaltwelle 3 bewegen kann,
ist mit seinem ersten Wirkabschnitt 8 an der ersten Führungskulisse 6 geführt und
mit seinem zweiten Wirkabschnitt 9 an einer zweiten Führungskulisse 7,
welche größtenteils
aus der Schaltwellenbohrung 16 besteht. In 93a ist deutlich zu erkennen, dass das Hauptbetätigungselement 1 und
das Nebenbetätigungselement 2 entkoppelt
sind.
In 93b ist
zu erkennen, dass das Nebenbetätigungselement 2 in
seiner linken Endposition arretiert ist. Hierzu wird die Kugel 15 mittels
der Feder 14 in die Rastierformation 15 gedrückt. Eine Schwenkbewegung
des Nebenbetätigungselementes 2 kann
nur unter Überwindung
der Federkraft der Feder 14 erfolgen. Nachdem ein gewünschter
Gang, welcher mit der Schaltstange 18 geschaltet wird eingelegt
ist, wird das Hauptbetätigungselement 1 zurückgedreht.
In 94a ist
zu erkennen, dass nach erfolgtem Rückdrehen des Hauptbetätigungselementes 1 die
Schaltfinger des Nebenbetätigungselementes 2 und
der Schaltfinger des Hauptbetätigungselementes 1 in
einer Ebene zu liegen kommen. Beim Zurückdrehen der Schaltwelle gegen
den Uhrzeigersinn wird das Koppelelement 8 entlang der
ersten Führungskulisse 6 geführt und
dabei relativ zur Schaltwelle senkrecht verschoben. Hierbei greift
der zweite Wirkabschnitt 9 des Koppelelementes 4 in
die Mitnahmeformation 5 des Nebenbetätigungselementes 2 ein.
Damit sind in dieser Stellung des Betätigungselementes in 94a das Hauptbetätigungselement 1 und
das Nebenbetätigungselement 2 gekoppelt.
In 94b ist zu erkennen,
dass sich während
des Zurückschwenkens
der Schaltwelle gegen den Uhrzeigersinn das Nebenbetätigungselement 2 nicht
mitgedreht hat. Erfolgt von der Schaltstellung des Betätigungselementes
aus 94a ein Schaltwunsch, wird
die Betätigungsvorrichtung
axial so verschoben, dass der Schaltfinger des Hauptbetätigungselementes
in der Ebene der Schaltstange des neuen Ganges ist. Während dieses
Wählvorganges
braucht die Kupplung noch nicht geöffnet werden, und das Fahrzeug
fährt mit
dem alten Gang weiter. Gegen Ende des Wählvorganges oder aber auch
erst nach erfolgter Beendigung des Wählvorganges wird die Kupplung
geöffnet
und gleichzeitig oder anschließend
der alte Gang mittels des Nebenbetätigungselementes 2 ausgelegt.
Hierzu wird ausgehend von 94a,
bzw. 94b die Schaltwelle 3 weiter
gegen den Uhrzeigersinn gedreht, wobei die Schaltwelle mittels des
Koppelementes 4 mit dem Nebenbetätigungselement 2 drehfest
gekoppelt ist. Hierbei schiebt der Schaltfinger des Nebenbetätigungselementes 2 die
Schaltstange 18 des alten Ganges zurück in die Neutralposition und
legt damit den alten Gang aus. Der Schaltfinger des Hauptbetätigungselementes 1 bewegt
sich während
des Auslegevorganges des alten Ganges frei in der Schaltnut der
Schaltstange 17 des neuen Ganges. Die Kugel 13 wird
während
des Auslegevorganges gegen die Feder 14 zurückgedrückt, um
anschließend
in der zweiten Rille der Rastierformation 15 das Nebenbetätigungselement 2 zu
fixieren. Damit ist das Nebenbetätigungselement 2 in
seiner zweiten Endlage rastiert.
Die 95a und 95b stellen den Zustand der Betätigungsvorrichtung
nach Auslegen des alten Ganges dar. Um den neuen Gang einzulegen,
welcher hier beispielhaft der Schaltstange 17 zugeordnet
ist, wird die Schaltwelle 3 entsprechend der Schaltposition
des neuen Ganges gedreht. Liegt die Schaltposition des neuen Ganges
entgegengesetzt der Schaltposition des alten Ganges, wird die Schaltwelle 3 einfach
weitergedreht.
In 96a ist
die Stellung des Betätigungselementes
nach erfolgtem Einlegen des neuen Ganges dargestellt. Hierbei ist
die Schaltstellung des neuen Ganges, welcher mit der Schaltstange 17 verbunden
ist, durch das Schieben dieser nach rechts erfolgt. Dazu ist die
Schaltwelle 3 entgegengesetzt des Uhrzeigersinns weitergedreht
worden, wobei das Nebenbetätigungselement 2,
wie aus 96b ersichtlich
ist, in seiner Position aus 95b verblieben.
Ein Verdrehen der Schaltwelle 3 in die Schaltstellung des
neuen Ganges hat hierbei ein Verschieben des Koppelementes 4 aus
der Mitnahmeformation 5 der zweiten Führungskulisse 7 bewirkt.
Liegt die Schaltstellung des neuen Ganges hingegen in dergleichen
Richtung wie die Schaltstellung des alten Ganges aus 93a, wird ausgehend von 95a, in welcher alle Gänge ausgelegt
sind, die Schaltwelle 3 im Uhrzeigersinn gedreht. Hierbei
bewirkt ein Drehen der Schaltwelle 3 ein gleichzeitiges
Schwenken des Hauptbetätigungselementes 1 und
des Nebenbetätigungselementes,
da, wie aus 95a ersichtlich
ist, das Nebenbetätigungselement 2 mittels
des Koppelementes 4 mit der Schaltwelle 3 drehfest
gekoppelt ist. Die Schaltfinger des Hauptbetätigungselementes 1 und
des Nebenbetätigungselementes 2 bewegen
sich in dieser Zeit frei in den Schaltnuten der Schaltstangen. Erreicht
der Schaltfinger des Nebenbetätigungselementes 2 seine
linke Endposition und wird durch die Kugel 13 in dieser
Endposition rastiert, bedingt ein weiteres Drehen der Schaltwelle 3 im
Uhrzeigersinn ein Endkoppeln des Hauptbetätigungselementes 1 und
des Nebenbetätigungselementes 2.
Durch weiteres Verdrehen der Schaltwelle 3 im Uhrzeigersinn
schiebt der Schaltfinger des Hauptbetätigungselementes 1 die
Schaltange des neu einzulegenden Ganges nach links und legt diesen
damit ein.
Mit der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung
sind bei automatisierten Handschaltgetrieben kürzere Schaltzeiten möglich. Dies
wird dadurch erreicht, dass die Kupplung nur noch während des
eigentlichen Gangeinlegens geöffnet
sein muss und nicht mehr während
des Wählvorganges
der Betätigungsvorrichtung
in die Schaltebene des neu einzulegenden Ganges.
In 97 ist
eine zweidimensionaler Schnitt durch eine alternative Betätigungsvorrichtung
auf Höhe
der Kugel 13 dargestellt. Die Kugel 13 und die dazu
gehörige
Feder 14 sind hierbei in einer Sicherungshülse 23 untergebracht,
welche ein Herausdrücken
der Kugel 13 aus der Führungshülse 22 durch die
Feder 14 verhindert. Dazu ist die Sicherungshülse 23 auf
der in Richtung Schaltwelle zeigenden Seite mit einem Durchmesser
ausgestattet, welcher geringer ist als der Durchmesser der Kugel 13.
Diese Sicherungsmaßnahme
der Kugel 13 ist vor allem für die Montage erforderlich,
da während
des Montagevorganges die Kugel 13 nicht durch das Nebenbetätigungselement 2 gehalten
wird. Des Weiteren ist die feststehende Führungskulisse 6 mit
mechanischen Drehwinkelbegrenzungen 20 ausgestattet. Das
Nebenbetätigungselement 2 ist
mit Anschlägen 21 ausgestattet,
welche mit den mechanischen Drehwinkelbegrenzungen 20 korrespondieren.
Die Drehwinkelbegrenzungen 20 sind, als sich nach innen
erstreckende Anschläge
ausgestaltet. Die Anschläge 21 des
Nebenbetätigungselementes 2 und
die Drehwinkelbegrenzungen 20 der Führungskulisse 6 sind
derart angeordnet, dass diese jeweils in den Endpositionen des Schwenkbereiches 11 des
Nebenbetätigungselementes 2 miteinander
zum Anschlag kommen. Damit ist sichergestellt, dass auch bei Nachlassen
der Federwirkung der Feder 14 das Nebenbetätigungselement 2 seinen
Schwenkbereich 11 beibehält und nicht durch Weiterdrehen über die
Endpositionen hinaus einen Gang einlegt.
Eine Stelleinrichtung zur automatisierten
Betätigung
eines Schaltgetriebes weist wenigstens ein zwischen mehreren Wählstellungen,
die jeweils wenigstens einem Eingangsglied einer Gang-Einlege- und
Auslegemechanik zugeordnet sind, verstellbares erstes Betätigungsglied
und wenigstens ein mit dem ersten Betätigungsglied gemeinsam verstellbares zweites
Betätigungsglied
auf. Bei Positionierung des ersten Betätigungsglieds in einer jeweiligen
Wählstellung
ist das zweite Betätigungsglied
in Zuordnung zu wenigstens einer anderen der Wählstellungen positioniert.
Unter Vermittlung des ersten Betätigungsglieds
ist ein der jeweiligen Wählstellung
zugeordnetes Eingangselement betätigbar,
um einen diesem Eingangselement zugeordneten Gang auszulegen oder/und
einen diesem Eingangselement zugeordneten Gang einzulegen. Unter
Vermittlung des zweiten Betätigungselements
ist ein der/einer anderen Wählstellung
zugeordnetes Eingangselement betätigbar, um
einen diesem Eingangselement zugeordneten Gang auszulegen.
Bereitgestellt wird ferner eine Betätigungsvorrichtung
für ein
mehrstufiges Getriebe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens
einem Hauptbetätigungselement,
mittels welchem Übersetzungsstufen
des Getriebes einlegbar und auslegbar sind, und mit mindestens einem
Nebenbetätigungselement,
mittels welchem Übersetzungsstufen
des Getriebes auslegbar sind, wobei das mindestens eine Hauptbetätigungselement
und das mindestens eine Nebenbetätigungselement
koppelbar und entkoppelbar sind.