DE69403756T2

DE69403756T2 - Strategie einer Schaltung mit Gangvorwahl unter Verwendung gespeicherter Energie

Info

Publication number: DE69403756T2
Application number: DE69403756T
Authority: DE
Inventors: Mykolas John Balanda; Jon Allen Steeby
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1993-11-10
Filing date: 1994-10-27
Publication date: 1998-01-15
Anticipated expiration: 2014-10-28
Also published as: EP0652391B1; JP3569875B2; EP0652391A1; US5408898A; DE69403756D1; CA2135432C; KR100299018B1; CA2135432A1; ES2104286T3; KR950014639A; JPH07198036A; ATE154419T1

Description

Hintergrund der Offenbarung

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Schalteinrichtung der X-Y-Bauart zur Verwendung an einer Schaltstangengehäuseanordnung eines mechanischen Gangwechselgetriebes und insbesondere einer solchen Einrichtung der Bauart, die automatisch oder halbautomatisch geschaltet wird, an einem Getriebe, das ansonsten manuell geschaltet werden würde oder könnte.
Schaltstangengehäuseanordnungen für mechanische Gangwechselgetriebe weisen üblicherweise mehrere zueinander im Wesentlichen parallele, voneinander unabhängig in Fingerquerrichtung bewegbare Schaltstangen auf, die ausgewählt und in Fingerquerrichtung bewegt werden, um das Ein/Ausrücken einer speziellen Gangstufe zu bewirken. Solche Schaltstangengehäuseanordnungen sind dem Fachmann bekannt, wie mit Verweis auf die US-Patente 2.951.392, 4.567.785 und 4.873.881 ersichtlich ist, die alle auf die Anmelderin der vorliegenden Erfindung lauten.
Typischerweise sind solche Schaltstangengehäuseanordnungen manuell gesteuert und von einem Schaltfinger betätigt, der direkt an einem Schalthebel oder der Querwelle eines ferngesteuerten Schaltmechanismus befestigt ist. Automatische und teilautomatische mechanische Getriebe, die auf im Wesentlichen standardmäßigen mechanischen Getrieben beruhen, jedoch mit elektrischen oder pneumatischen Aktuatoren versehen sind, sind aus dem Stand der Technik bekannt, wie mit Verweis auf die US-Patente Nr. 4.361.060 und 4.648.290 ersichtlich ist, deren letzteres auf die Anmelderin der vorliegenden Erfindung lautet.
Außerdem sind aus dem Stand der Technik automatisch gesteuerte Schaltvorrichtungen der X-Y-Bauart bekannt, bei denen ein Schaltfinger automatisch in der Axial- oder Schaltstangenauswahlrichtung (X-X) und dann in der Quer- oder Gangeinrück/Ausrückrichtung (Y-Y) bewegt wird. Es versteht sich für den Fachmann, dass sich die hier vorgenommene Bezugnahme auf die "Quer-" und "Axial-"Richtung auf den Schalthebel bezieht und nicht notwendigerweise irgendeine spezielle Richtung des Getriebes oder des Fahrzeugs impliziert. Es sind außerdem Einwellen-Schaltvorrichtungen bekannt, wie aus dem US-Patent Nr. 4.920.815 ersichtlich ist, das auf die Anmelderin der vorliegenden Erfindung lautet.
Solch eine automatische oder halbautomatische x-y- Schaltvorrichtung wird häufig bei einem nicht synchronisierten mechanischen Gangwechselgetriebe verwendet. Der Begriff "nichtsynchronisiert" versteht sich, wie er hier verwendet wird, als Bezugnahme auf ein mechanisches Gangwechselgetriebe der Bauart, die nicht mit Synchronisiervorrichtungen (oder mit nicht sehr genauen Synchronisiervorrichtungen) versehen ist.
Bei einer typischen X-Y-Schaltvorrichtung beinhaltet eine Strategie zur Gangvorwahl die Beaufschlagung der verschiebbaren Kupplung mit einer Vorspannkraft (bspw. 20 bis 40 Pfund, ungefähr 89 bis 178 kg), die die Kupplung "im Gang" (in der Gangeinrückposition) belässt, bis eine Drehmomentunterbrechung oder -umkehr erfolgt, wobei die Kupplung bei diesem Punkt aus der "im Gang"-Position in die "Gangherausposition" (die Gangausrückposition) bewegt wird.
Obwohl die Schaltvorrichtung der oben beschriebenen Bauart generell akzeptiert worden ist und obwohl sie allgemein zufriedenstellend arbeitet, ist eine solche Schaltvorrichtung mit gewissen Nachteilen verbunden. Ein primäres Problem liegt darin, dass solche Schaltvorrichtungen einen nennenswerten Aufwand bei der Steuerlogik erfordern, um die richtige zeitfolge der unterschiedlichen Schaltvorgänge und die gewünschte Schaltantwort zu erzielen. Eine solche Steuerlogik trägt wesentlich zu den Kosten und der Komplexität der gesamten Schaltvorrichtung bei. Eine andere bekannte Getriebeschaltung ist in der EP-A-545597 beschrieben, die die Eigenschaften des oberbegriffs des Anspruchs 1 offenbart.

Zusammenfassung der Erfindung

Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte schaltvorrichtung der oben beschriebenen Bauart zu schaffen, die dazu geeignet ist, eine nahezu konstante Kraft an der Kupplung aufrecht zu erhalten, wenn die Kupplung aus der Gangeinrückposition in die Gangausrückposition geschaltet wird.
Eine speziellere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die in dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 beschrieben ist, liegt darin, eine solche Schaltvorrichtung zu schaffen, die die obengenannte Aufgabe durch Vorspannen einer Energiespeichereinrichtung löst, die dann die Bewegung der Schaltstange aus ihrer Gangeinrückpostion in ihrer Leerlaufposition (Gangausrückposition) beim Auftreten einer Drehmomentunterbrechung oder -Umkehr unterstützt.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine solche Schaltvorrichtung zu schaffen, die die obengenannten Aufgaben löst und die dazu die Fähigkeit einer festen Anlage zwischen dem Schaltfinger und einer Sperrfläche an der Schaltstange hat.
Die obigen und anderen Aufgaben der Erfindung werden gelöst, indem eine Schaltvorrichtung zum Steuern des Schaltens von Gangwechseln eines mechanischen Gangwechselgetriebes der Bauart geschaffen wird, das wenigstens eine in einer ersten Querrichtung (Y-Y) aus einer Gangausrückposition in eine erste Gangeinrückposition überführbare Schaltstange aufweist. Die Schaltvorrichtung weist eine Schaltfingeranordnung auf, zu der ein in der ersten Querrichtung (Y-Y) und in einer Axialrichtung (X-X) bewegbarer Schaltfinger gehört. Die Schaltstange weist eine erste Anlagefläche auf, so dass sich, wenn der Schaltfinger mit der ersten Anlagefläche in Anlage liegt und sich in der ersten Querrichtung (Y-Y) bewegt, die Schaltstange in der ersten Querrichtung (Y-Y) bewegt.
Die verbesserte Schaltvorrichtung ist durch ein erstes Energiespeichermittel gekennzeichnet, das der Anlagefläche axial benachbart angeordnet und in der ersten Querrichtung (Y-Y) vorspannbar ist. Der Schaltfinger ist zwischen der ersten und der zweiten Axialposition axial bewegbar, so dass:
(i) der Schaltfinger in der ersten Axialposition mit dem ersten Energiespeichermittel in Anlage steht und eine Bewegung des Schaltfingers in der ersten Querrichtung (Y- Y) das erste Energiespeichermittel vorspannt, bevor sich die Schaltstange in der ersten Querrichtung (Y-Y) bewegt,
(ii) der Schaltfinger in der zweiten Axialposition mit der ersten Anlagefläche in Anlage steht, so dass eine Bewegung des Schaltfingers in der ersten Querrichtung (Y- Y) eine entsprechende Bewegung der Schaltstange in der ersten Querrichtung ergibt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 ist eine Draufsicht auf die X-Y-Schaltvorrichtung der Bauart, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.
Figur 2 ist eine etwas vereinfachte Perspektivansicht einer Schaltstangengruppe, die ohne die Federn gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt sind.
Figur 3 ist ein axialer Querschnitt, geschnitten auf Linie 3-3 in Figur 1, und mit einem größeren Maßstab als Figur 1.
Figur 4 ist eine teilweise aufgebrochene Draufsicht auf eine der in Figur 2 veranschaulichten Schaltstangen mit einem wesentlich größeren Maßstab als in Figur 2, und mit dem Schaltfinger und den Federn.
Die Figuren 5 bis 9 sind etwas schematisierte Ansichten der Schaltstange nach Figur 4, die unterschiedliche Betriebspositionen des Schaltfingers und der Schaltstange veranschaulicht.

Beschreibung der bevorzugen Ausführungsformen

In dieser Offenbarung wird lediglich zur bequemeren Bezugnahme und ohne Beschränkung eine gewisse Terminologie verwendet. Bspw. wird der Begriff "axial" nachstehend in Verbindung mit der Bewegung in der X-X-Richtung verwendet, wohingegen der Begriff "Quer" in Verbindung mit der Bewegung in der Y-Y-Richtung verwendet wird. Es versteht sich, dass keiner der Begriffe zur Beschränkung vorgesehen ist, sondern solche Begriffe werden lediglich zur Erleichterung der Erläuterung verwendet.
Mechanische Gangwechselgetriebe sind im Stand der Technik bekannt, wie durch Verweis auf das US-Patent Nr. 3105395 ersichtlich ist, das auf die Anmelderin der vorliegenden Erfindung lautet.
Solche Getriebe beinhalten typischerweise eine Schaltstangengehäuseanordnung der Bauart, die dem Fachmann heute bekannt und detaillierter in dem US-Patent Nr. 4.455.883 veranschaulicht und beschrieben ist, das auf die Anmelderin der vorliegenden Erfindung lautet. Wie durch Verweis auf Figur 2 ersichtlich ist, weist eine Schaltstangehäuseanordnung typischerweise mehrere zueinander im Wesentlichen parallele, voneinander beabstandete und in Querrichtung bewegbare Schaltstangen 11, 13 und 15 auf, die Schaltgabeln 17, 19 bzw. 21 tragen, wobei die Schaltgabeln in Figur 2 lediglich ausschnittsweise veranschaulicht sind. Jede Schaltgabel ist einer formschlüssigen Kupplungsvorrichtung, wie bspw. einer Klauenkupplung zugeordnet, um wahlweise das eine oder andere Zahnradpaar mit einer Welle in Eingriff/außer Eingriff zu bringen.
Typischerweise wird das Schalten eines solchen Getriebes durch Auswahl einer der Schaltstangen 11, 13 oder 15 durch Bewegung des Schaltfingers 23 in der Axialrichtung (X-X) in fluchtende Übereinstimmung mit einer Nut erzielt, die in der ausgewählten Schaltstange ausgebildet ist. Der Schaltvorgang wird vollständig erreicht, indem eine Querbewegung der ausgewählten Schaltstange typischerweise durch Schwenken des Schaltfingers verursacht wird, um eine Querkraft in der Y-Y-Richtung auf diese auszuüben. Alternativ und ebenfalls im Rahmen der Erfindung kann das Schalten durch eine Einwellenanordnung der Bauart erreicht werden, die in der oben einbezogenen US-PS 4.920.815 veranschaulicht ist. Es versteht sich für den Fachmann, dass die vorliegende Erfindung nicht auf irgendeine spezielle Schaltstangenanordnung beschränkt ist und dass Figur 2 in erster Linie dazu herangezogen ist, das Verständnis der nachfolgend zu beschreibenden Schaltvorrichtung zu erleichtern. Es wird nun in erster Linie auf Figur 1 verwiesen, gemäß der die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung, die im Ganzen mit 25 bezeichnet ist, ein Gehäuse 27, das an einem mechanischen Gangwechselgetriebe montierbar ist, und ein Schaltstangengehäuse beinhaltet (nichts davon ist detailliert veranschaulicht). Die Vorrichtung 25 beinhaltet einen Elektromotor 29, der an dem Gehäuse 27 montiert ist und dazu dient, den Schaltfinger 23 in der Axialrichtung (X-X) zu bewegen. Die Vorrichtung 25 weist außerdem einen ebenfalls an dem Gehäuse 27 montierten Elektromotor 31 auf, der dazu dient, den Schaltfinger 23 in der Querrichtung (Y-Y) zu bewegen. Die Bewegung des Schaltfingers 23 sowohl in der X-X als auch der Y-Y-Richtung wird nachfolgend primär in Verbindung mit den beiden Figuren 1 und 3 detaillierter beschrieben.
Die Elektromotoren 29 und 31 werden von einer geeigneten Energiequelle versorgt, die von dem Fahrzeug mitgeführt ist, wie bspw. der Fahrzeugbatterie (hier nicht dargestellt). Die Schaltvorrichtung 25 wird durch eine geeignete elektrische Schaltung gesteuert (ebenfalls hier nicht dargestellt), die dem Fachmann heute bekannt ist. Die Schaltung dient dazu, ein Gangschaltauswahlsignal zu empfangen und zu verarbeiten und ein Drehzahlsignal zu empfangen und zu verarbeiten sowie danach den Elektromotor 29 anzusteuern, um ihn zu veranlassen, den Schaltfinger 23 in der X-X-Richtung zweckmäßig in fluchtende Übereinstimmung mit der auszuwählenden Schaltstange zu bewegen und dann den Elektromotor 31 anzusteuern, um den Schaltfinger 23 in der Y-Y-Richtung zu drehen, um das Einrücken oder Ausrücken des Gangs zweckgemäß zu bewirken. Die Elektromotoren 29 und 31 werden durch ein Paar elektrische Kabel 33 bzw. 35 mit Energie versorgt.
Es wird nun in erster Linie auf Figur 3 verwiesen, in der die Schaltvorrichtung 25 von der allgemeinen detaillierter in dem oben einbezogenen US-Patent Nr. 4.873.881 veranschaulichten und beschriebenen Bauart ist. Ein erstes im Ganzen mit 37 bezeichnetes Wellenelement ist in dem Gehäuse 27 um seine Drehachse drehbar montiert, in dem die einander gegenüberliegenden Enden der Welle 37 aufgenommen und durch das Gehäuse 27 drehbar gelagert sind. An der Welle 37 ist koaxial ein Schaltfinger-Trägerelement 39 angeordnet. Das Trägerelement 39 ist sowohl zur Betätigung in einander entgegengesetzten Axialrichtungen (X-X) entlang der Welle 37 betätigbar, als auch um die Achse A der Welle 37 drehbar. Bei der speziellen Ausführungsform ist der Schaltfinger 23 einstückiger Bestandteil des Trägerelements 39, um sich mit diesem sowohl in der Axialrichtung (X-X) als auch in der Querrichtung (Y-Y) zu bewegen.
Mit dem Elektromotor 29 ist an seinem rechten Ende in Figur 3 ein zweites Wellenelement 41 antriebsmäßig verbunden, und an ihrem linken Ende ist die Welle 31 in Bezug auf das Gehäuse 27 drehbar gelagert. Das zweite Wellenelement 41 dreht sich um eine Drehachse, die vorzugsweise im Wesentlichen parallel zu der Drehachse des ersten Wellenelements 37 ausgerichtet ist. Bei der hier in Rede stehenden Ausführungsform liegen die Drehachsen der Weilelemente 37 und 41 beide in der Ebene der Figur 3.
Das zweite Wellenelement 41 ist mit Außengewinde versehen und es ist eine erstes querbewegliches Element 43 auf das Außengewinde der Welle 41 aufgeschraubt, das dazu dient, sich in entgegengesetzten Axialrichtungen (X-X) entlang der Welle 41 zu bewegen, wenn die Welle 41 durch den Elektromotor 29 gedreht wird. Das Wellenelement 41 und das querlaufende Element 43 weisen gemeinsam eine Kugelumlaufeinrichtung der Bauart auf, die dem Fachmann im Wesentlichen bekannt ist und hier nicht weiter beschrieben wird. An dem in Figur 3 rechten Ende des Schaltfinger- Trägerelements 39 ist ein ringförmiger Abschnitt oder eine Schulter 45 ausgebildet, die von einer bogenförmigen Nut an der Unterseite des querlaufenden Elements 43 aufgenommen ist, so dass eine querende Bewegung des Elements 43 eine Axialbewegung des Trägerelements 39 entlang der Achse der Welle 37 ergibt. Das erste Wellenelement 37 weist einen im Wesentlichen zentralen Abschnitt 47 auf, der (in Figur 3) links von dem Trägerelement 39 angeordnet ist. Der Zentralabschnitt 47 der Welle 37 weist einen im Wesentlichen quadratischen Querschnitt (jedoch vorzugsweise mit abgerundeten Ecken) auf und erstreckt sich in das Schaltfinger-Trägerelement 39 hinein. Der Zweck, dass der zentrale Wellenabschnitt 47 im Wesentlichen quadratisch ist, liegt darin, dem Trägerelementen 39 zu gestatten, sich in den Axialrichtung (X-X) entlang des Wellenabschnitts 47 zu bewegen, wohingegen er mit dem Wellenabschnitt 47 gedreht wird sobald das erste Wellenelement 37 um seine Achse gedreht wird.
Zum Zwecke nachfolgender Beschreibung wird angenommen, dass der Elektromotor 29 angesteuert worden ist und das zweite Wellenelement 41 in der richtigen Richtung dreht um eine Querbewegung des querlaufenden Elements 43 zu veranlassen. Eine solche Bewegung des Elements 43 ergibt eine entsprechende Bewegung der Schulter 45 und des Schaltfinger-Trägerelement 39, womit der Schaltfinger 23 in Vorbereitung des Schaltvorgangs in der richtigen Axialrichtung (X-X) bewegt wird, sobald die Schaltstangen 11, 13 oder 15 zu verschieben sind.
Es wird noch immer auf Figur 3 Bezug genommen und es wird die Vorrichtung zur Bewegung des Schaltfingers 23 in der Querrichtung (Y-Y) beschrieben. Ein drittes Wellenelement 49 ist mit dem Elektromotor 31 antriebsmäßig verbunden, wobei ein Ende des Wellenelements 49 in dem Gehäuse 27 drehbar gelagert ist. Das dritte Wellenelement 49 ist in der gleichen Weise wie das zweite Wellenelement 41 mit Außengewinde versehen und ein zweites mit Gewinde versehenes querbewegliches Element 51 ist auf das dritte Wellenelement 49 in der selben Weise aufgeschraubt, wie das querbewegliche Element 43 auf das Wellenelement 41. Jedoch dient das querbewegliche Element 51, weil das dritte Wellenelement 49 um eine Drehachse dreht, die rechtwinklig zu der Zeichenebene der Figur 3 ausgerichtet ist, dazu, sich in einander entgegengesetzten Querrichtungen (Y-Y) gesteuert von dem das Wellenelement 49 drehenden Elektromotor 31 entlang des Wellenelements 49 zu bewegen.
Das zweite querbewegliche Element 51 weicht von dem ersten querbeweglichen Element 43 darin ab, dass es mit einem ersten und einem zweiten Kurbelelement 53 und 55 versehen ist, die aneinander gegenüberliegenden Axialseiten des querbeweglichen Elements 51 versehen ist, wobei die Funktion der Kurbelelemente 53 und 55 darin besteht, eine Drehung des Wellenelements 49 in eine Schwenkbewegung einer Gabelanordnung 56 umzusetzen. Eine Schwenkbewegung der Gabelanordnung 56 resultiert ihrerseits in einer Drehung des ersten Wellenelements 37 und des Schaltfinger- Trägerelements 39 sowie in einer Schwenkbewegung des Schaltfingers 23.
Es versteht sich, dass der erfindungsgemäße Schaltmechanismus nicht auf irgendeine spezielle Aktuatoranordnung beschränkt ist und dass die in den Figuren 1 und 3 veranschaulichte spezielle Aktuatoranordnung lediglich als Beispiel dient.
Es wird nun in erste Linie auf die Figuren 2 und 4 Bezug genommen und die Schaltstange 11 detaillierter beschrieben, wobei sich versteht, dass alle drei Schaltstangen 11, 13 und 15 vorzugsweise im Wesentlichen identisch sind, obwohl die Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Wie dem Fachmann bekannt ist, weist eine typische Schaltstange der Bauart, auf die sich die Erfindung bezieht, eine Nut auf, durch die der Schaltfinger durchgehen kann und an jeder Querseite der Nut (in der Y-Y-Richtung) weist die Schaltstange eine Anschlagfläche auf. Eine Bewegung der Schaltstange in der Querrichtung (Y-Y) wird erreicht, indem der Schaltfinger in die Nut hineinbewegt und dann in fluchtende Übereinstimmung mit der benachbarten Anlagefläche bewegt wird, und danach ergibt eine Querbewegung des Schaltfingers eine Querbewegung der Schaltstange.
Die Schaltstange 11 weist eine im Ganzen mit 57 bezeichnete Nut auf. Wenn der Schaltfinger 23 in der in Figur 2 veranschaulichten Position befindlich ist, wird der Schaltfinger 23, wenn es gewünscht wäre, den der Schaltstange 13 zugeordneten Gang zu betätigen, axial (X- X) durch die Nut 57 bewegt, ohne die Schaltstange 11 zu berühre, bis der Schaltfinger richtig positioniert wäre, um die Schaltstange 13 zu bewegen.
Die Schaltstange definiert an beiden Querseiten der Nut 57 eine erste Anlagefläche 59 und eine zweite Anlagefläche 61 (lediglich in Figur 4 veranschaulicht). Der ersten Anlagefläche 59 (in der X-X-Richtung) benachbart ist eine erste Ausnehmung 63 (siehe Figur 2) angeordnet und ähnlich ist der zweiten Anlagefläche 61 benachbart eine zweite Ausnehmung 65 angeordnet. Der ersten Ausnehmung 63 benachbart ist die Schaltstange 11 mit einer ersten mit groben Gewinde versehenen Öffnung 67 versehen, und quer der zweiten Ausnehmung benachbart ist die Schaltstange mit einer zweiten, mit grobem Gewinde versehenen Öffnung 69 versehen (in Figur 4 lediglich gestrichelt dargestellt).
In die Gewindeöffnung 67 ist eine erste Schrauben- Druckfeder 71 eingesetzt, während eine zweite Schrauben- Druckfeder 73 in die Gewindeöffnung 69 eingesetzt ist. Obwohl die Federn 71 und 73 offensichtlich kein wirkliches "Gewinde" aufweisen, wird angenommen, dass der Fachmann die Verwendung der Gewindeöffnungen als ein Mittel versteht, um die Federn 71 und 73 zu befestigen, so dass das in Querrichtung jeweils außen liegende Ende jeder Feder in Bezug auf die Schaltstange (in der Y-Y-Richtung) gehalten ist. Es versteht sich aus der nachtolgenden Beschreibung, dass die Halterung der Federn 71 und 73 im Bezug auf die Schaltstange nicht "permanent" sein muss, so dass die Feder niemals von der Schaltstange getrennt werden kann, sondern es ist anstelle dessen lediglich notwendig, dass das "befestigte" Ende jeder Feder beim Betrieb der Schaltvorrichtung in Bezug auf die Schaltstange unbeweglich ist, wie nachfolgend beschrieben wird. Lediglich bspw. könnten die Federn 71 und 73 in ihren entsprechenden Öffnungen durch jede geeignete Befestigung gehalten sein, wie bspw einen Zapfen oder irgendein Klammerelement das mit benachbarten Windungen der Federn in Eingriff kommt oder von diesen trennbar ist.

Funktion

Es wird nun in erster Linie auf die Figuren 5 bis 9 Bezug genommen, an denen der Betrieb der vorliegenden Erfindung etwas detaillierter beschrieben wird. Bei der Funktionsbeschreibung wird angenommen, dass die Schaltstange 11 dazu dient, entweder den ersten Gang oder den zweiten Gang auszuwählen, wobei der erste Gang durch Bewegung der Schaltstangen in den Figuren 2 und 4 nach links (in den Figuren 5 bis 9 nach oben) und der zweite Gang durch Bewegung der Schaltstange in den Figuren 2 und 4 nach rechts (in den Figuren 5 bis 9 nach unten) ausgewählt wird.
In Figur 5 ist die Schaltstange 11 nach unten verschoben und wählt den zweiten Gang aus, wobei der Schaltfinger 23 mit der Anlagefläche 61 in fester Anlage steht. Angenommen, dass es gewünscht wird, die Schaltstange aus der Gangeinrückposition in die Gangausrückposition zu überführen, wird der Schaltfinger 23 nach oben in Anlage mit der ersten Feder 71 bewegt. Wenn der Schaltfinger 23 sich weiter nach oben bewegt (siehe Figur 6), erreicht er seine "Leerlauf"-Position, indem er die Feder 71 wesentlich zusammendrückt, jedoch bleibt die Schaltstange 11 immernoch in der Gangeinrückposition (zweiter Gang)
Wenn eine Drehmomentunterbrechung oder -umkehr erfolgt, veranlasst die Energie, die von der Feder 71 gespeichert wird während sie zusammengepresst ist, dass sich die Schaltstange 11 schnell aus der Gangeinrückposition der Figuren 5 und 6 in die Gangausrückposition (Leerlauf) nach Figur 7 bewegt. Wenn es nachfolgend gewünscht wird die Schaltstange 11 aus der Gangausrückposition (Leerlauf) nach Figur 7 in eine entgegengesetzte Gangeinrückposition (erster Gang) zu bewegen, ist der erste Schritt, den Schaltfinger 23 aus der in Figur 7 veranschaulichten Axialposition in Nachbarschaft der Feder 71 in die in Figur 8 veranschaulichte Axialposition zu überführen, in der der Schaltfinger 23 der ersten Anlagefläche 59 benachbart angeordnet ist. Wie es dem Fachmann bekannt ist, würde der Schaltfinger bei Schaltvorrichtungen nach dem Stand der Technik der hier beschriebenen und veranschaulichten Bauart eine Axialposition (in der X-X-Richtung) für jede Schaltstange aufweisen. Es ist ein eigenständiges Merkmal der vorliegenden Erfindung, dass der Schaltfinger 23 zwei unterschiedliche Axialpositionen für jede Schaltstange aufweist. Deshalb hat der Schaltfinger 23 bei der in Figur 2 veranschaulichten Anordnungen mit drei Schaltstangen 11, 13 und 15 sechs unterschiedliche Positionen. Es wird angenommen, dass der Fachmann in der Lage ist, die Steuerung des Schaltfingers in der Axialrichtung (X-X) zur richtigen Positionierung des Schaltfingers zu bewerkstelligen. Um den Schaltfinger 11 aus der Gangeinrückposition (Leerlauf) nach Figur 8 in die Gangeinrückposition nach Figur 9 (erster Gang) zu bewegen, wird der Schaltfinger 23 in einer Querrichtung (Y-Y) bewegt (siehe Pfeil in Figur 9) während er mit der ersten Anlagefläche 59 in Anlage steht.
Wie oben in Verbindung mit der Funktion der vorliegenden Erfindung beschrieben worden ist, liegt die primäre Funktion der Federn 71 und 73 darin, als "Energiespeichermittel" zu dienen. Mit anderen Worten ist die Funktion der Federn vor der Bewegung der Schaltstange aus einer Gangeinrückposition in eine Gangausrückposition, Energie zu speichern (bspw. in der Position nach Figur 6). Die Aufgabe liegt in der ausreichenden Speicherung von Energie, so dass das Energiespeichermittel bei einer Drehmomentunterbrechung oder -umkehr genügend Kraft auf die Schaltstange ausübt und in der Lage ist, diese Kraft über eine kurze Zeitspanne aufrecht zu erhalten, um die Schaltstange schnell innerhalb des verfügbaren "Zeitfensters" in die Gangausrückposition zu überführen. Es wird angenommen, dass es im Rahmen des Könnens des Fachmanns liegt, die Federn 71 und 73 so auszuwählen, dass die beabsichtigte Funktion erreicht wird. Wie aus den Figuren 6 und 7 ersichtlich ist, ist es eine wesentliche Eigenschaft der Erfindung, dass das "Energiespeichermittel" "vorspannbar" ist. Mit anderen Worten wird die Feder 71 nach Figur 6 vor der Bewegung der Schaltstange 11 auf ihre in Figur 7 veranschaulichte Leerlaufposition zusammengedrückt (speichert Energie). Obwohl anstelle der Federn 71 und 73 andere Energiespeichermittel verwendet werden könnten, werden wegen der sich ergebenden Einfachheit und der geringen Kosten der Gesamtanordnung und wegen deren einfachen Zusammenbaus typischerweise die Federn bevorzugt.
Die Erfindung ist in der vorstehenden Beschreibung sehr detailliert beschrieben worden und es wird darauf vertraut, dass sich für den Fachmann aus dem Studium und dem Verständnis der Beschreibung verschiedene Abwandlungen und Veränderungen der Erfindung ergeben. Es wird beabsichtigt, dass alle solche Abwandlungen und Veränderungen von der Erfindung umfasst werden, sofern sie im Rahmen der nachfolgenden Patentansprüche liegen.

Claims

1. Schaltvorrichtung (25) zum Steuern des Schaltens von Gängen eines mechanischen Gangwechselgetriebes der Bauart mit wenigstens einer Schaltstange (11), die in Bezug auf die Vorrichtung in einer ersten Querrichtung (Y-Y) aus einer Gangausrückposition in eine erste Gangeinrückposition bewegbar ist; wobei die Schaltvorrichtung eine Schaltfingeranordnung (39) mit einem Schaltfinger (23) aufweist, der in der ersten Querrichtung (Y-Y) sowie in einer Axialrichtung (X-X) bewegbar ist, die im wesentlichen rechtwinklig zu der ersten Querrichtung (Y-Y) orientiert ist; wobei die Schaltstange (11) eine erste Anlagefläche (59) definiert, so dass die Schaltstange (11), wenn der Schaltfinger (23) mit der ersten Anlagefläche (59) in Anlage steht und sich in der ersten Querrichtung (Y-Y) bewegt, ebenfalls in der ersten Querrichtung (Y-Y) bewegt wird, wobei die Vorrichtung gekennzeichnet ist durch:

(a) erste federnde Energiespeichermittel (71), die zu der ersten Anlagefläche (59) in Axialrichtung benachbart angeordnet und in der ersten Querrichtung (Y-Y) vorspannbar sind;

(b) wobei der Schaltfinger (23) axial zwischen einer ersten und einer zweiten Axialposition bewegbar ist, so dass:

(i) der Schaltfinger (23) in der ersten Axialposition mit dem ersten federnden Energiespeichermittel (71) in Anlage steht und eine Bewegung des Schaltfingers in der ersten Querrichtung (Y-Y) das erste Energiespeichermittel vorspannt, bevor sich die Schaltstange (11) in der ersten Querrichtung (Y-Y) bewegt, und

(ii) der Schaltfinger (23) in der zweiten Axialposition mit der ersten Anlagefläche (59) in Anlage steht, so dass die Bewegung des Schaltfingers in der ersten Querrichtung (Y-Y) eine entsprechende Bewegung der Schaltstange in der ersten Querrichtung ergibt.

2. Schaltvorrichtung (25) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltstange (11) aus der Gangausrückposition in der zweiten Querrichtung (Y-Y) in eine zweite Gangeinrückposition überführbar ist.

3. Schaltvorrichtung (25) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltfinger (23) in der zweiten Querrichtung (Y-Y) bewegbar ist und die Schaltstange (11) eine zweite Anlagefläche (61) definiert, so dass sich die Schaltetange (11) in der zweiten Querrichtung (Y-Y) bewegt, wenn der Schaltfinger (23) mit der zweiten Anlagefläche (61) in Anlage steht und sich in der zweiten Querrichtung (Y-Y) bewegt.

4. Schaltvorrichtung (25) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltstange (11) zweite federnde Energiespeichermittel (73) aufweist, die zu der zweiten Anlagefläche (61) axial benachbart angeordnet und in der zweiten Querrichtung (Y-Y) vorgespannt sind.

5. Schaltvorrichtung (25) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltfinger (23) in der ersten oder der zweiten Axialposition mit der zweiten Anlagefläche (61) in Anlage steht und dass der Schaltfinger (23) in der jeweils anderen der Axialpositionen mit dem zweiten Energiespeichermittel (73) in Anlage steht, wobei die Bewegung des Schaltfingers in der zweiten Querrichtung (Y-Y) das zweite Energiespeichermittel vorspannt, bevor sich die Schaltstange (11) in der zweiten Querrichtung (Y-Y) bewegt.

6. Schaltvorrichtung (25) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltstange (11) eine erste Ausnehmung (63) definiert, die zu der ersten Anlagefläche (59) axial benachbart angeordnet ist, und dass sie eine zweite Ausnehmung (65) definiert, die zu der zweiten Anlagefläche (51) axial benachbart angeordnet ist, wobei das erste Energiespeichermittel (71) in der ersten Ausnehmung und das zweite Energiespeichermittel (73) in der zweiten Ausnehmung (65) angeordnet ist.

7. Schaltvorrichtung (25) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Energiespeichermittel ein erstes (71) bzw. ein zweites (73) Druckfedermittel aufweist, die in der ersten (63) bzw. der zweiten (65) Ausnehmung angeordnet sind.

8. Schaltvorrichtung (25) nach Anspruch 71 dadurch gekennzeichnet, dass die erste (63) und die zweite (65) Ausnehmung mit der Schaltstange (11) zusammenwirken, um ein erstes (67) und ein zweites (69) Mittel zu definieren, das dazu dient, die Bewegung des ersten (71) bzw. des zweiten (73) Druckfederelementes in der Querrichtung (Y-Y) zu beschränken.

9. Verfahren zur Herstellung einer Schaltvorrichtung zum Steuern der Ausführung des Gangwechsels eines mechanischen Getriebes der Bauart mit wenigstens einer Schaltstange, wobei die Schaltstange (11) in einer Querrichtung (Y-Y) von einer Gangeinrückposition in eine andere Gangeinrückposition überführbar ist, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist:

(a) dass die Schaltstange (11) mit einer ersten Anlagefläche (59) und einem ersten federnden Energiespeichermittel (71) versehen wird, das zu der ersten Anlagefläche (59) axial benachbart angeordnet ist;

(b) dass ein Schaltfinger (23) in einer ersten Axialposition vorgesehen wird, der in der ersten Querrichtung (Y-Y) bewegbar ist&sub1; um das erste federnde Energiespeichermittel (71) vor der Bewegung der Schaltstange aus der einen Gangeinrückposition heraus vorzuspannen;

(c) dass die Schaltstange (11) so gehalten wird, dass sie sich aus der einen Gangeinrückposition in Abhängigkeit von der Vorspannung des ersten federnden Energiespeichermittels (71) in eine Gangausrückposition bewegen kann;

(d) dass der Schaltfinger (23) so gehalten ist, dass er sich in einer Axialrichtung (X-X) aus der ersten Axialposition in eine zweite Axialposition in Anlage mit der ersten Anlagefläche (59) bewegen kann und dass er sich in der Querrichtung (Y-Y) bewegen kann, um die Schaltstange (11) in die andere Gangeinrückposition zu überführen.