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Die Erfindung bezieht sich auf ein Schaltelement und eine Gassenwahlstange für ein Getriebe, insbesondere für ein Schaltgetriebe. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein System aus einer erfindungsgemäßen Gassenwahlstange und einem erfindungsgemäßen Schaltelement, auf einen Getriebeaktuator aufweisend ein erfindungsgemäßes System sowie auf ein Getriebe aufweisend ein erfindungsgemäßes System oder einen erfindungsgemäßen Getriebeaktuator.
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Getriebe werden heute mittels Schaltelementen geschaltet, welche um eine Achse einer Gassenwahlstange drehbar ausgeführt sind. Das Schaltelement ist dazu auf der Gassenwahlstange axial fixiert. Die Gassenwahlstange kann dabei in Gassenwahlrichtung, vorzugsweise in Richtung ihrer Achse verschoben werden, um das Schaltelement in die gewünschte Position zu verschieben, in der es mit einem gewünschten Getriebeschaltelement, insbesondere mit einem Schaltlineal, in Eingriff gebracht wird. Das Getriebeschaltelement ist dabei dazu ausgebildet, in eine Schaltstellung verschoben zu werden, in der ein entsprechender Gang in dem Getriebe beispielsweise mit Hilfe einer Schaltmuffe eingelegt wird. Üblicherweise wird das Getriebeschaltelement dabei durch eine Drehbewegung des Schaltelements, bei der dieses das Getriebeschaltelement verschiebt, in die Schaltstellung gebracht. Das Schaltelement ist dabei dazu ausgebildet, sich um die Achse der Gassenwahlstange zu drehen.
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Die Befestigung des Schaltelements auf der Gassenwahlstange ist aktuell jedoch konstruktiv aufwändig und es sind weitere Bauteile vorzusehen, die das Schaltelement axial auf der Gassenwahlstange fixieren. Dadurch ist insbesondere bei einer Wartung eines Schaltaktuators oder eines Getriebes, die ein derartiges Schaltelement aufweisen, erhöhter Demontage- bzw. Montageaufwand zu bewältigen.
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Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfach herzustellende und einfach zu montierende Verbindung zwischen Schaltelement und Gassenwahlstange zu schaffen, die ohne großen Aufwand zu lösen bzw. herzustellen ist.
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Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß ist eine Gassenwahlstange vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, ein Schaltelement zu lagern, wobei die Gassenwahlstange eine Achse und eine Verbindungsgeometrie aufweist, die dazu ausgebildet ist, das Schaltelement an einer Position entlang der Achse durch Formschluss zu fixieren. Somit sind vorteilhafterweise auf der Gassenwahlstange zur Fixierung des Schaltelements keine weiteren Elemente zu befestigen oder vorzusehen.
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Die Gassenwahlstange ist vorzugsweise dazu ausgebildet, in einem Getriebeaktuator vorgesehen zu werden.
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Die Verbindungsgeometrie ist vorzugsweise dazu ausgebildet, mit einer Korrespondenzgeometrie des Schaltelements in Eingriff zu treten, um die Fixierung entlang der Achse auszubilden. Dadurch werden weitere Elemente zur Ausbildung der Fixierung überflüssig, da Gassenwahlstange und Schaltelement korrespondierende Geometrien aufweisen.
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Die Verbindungsgeometrie ist dabei vorzugsweise als Vertiefung und/oder als Erhöhung auf und/oder in der Gassenwahlstange ausgebildet.
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Vorzugsweise ist die Verbindungsgeometrie insbesondere als Nocken, Vorsprung, Feder, Nase oder Nut ausgebildet. Die Ausbildung der Verbindungsgeometrie als leicht zu fertigende Form ist dabei vorteilhaft. Es können jedoch auch komplexere Formen vorgesehen sein, die unter Umständen eine bessere Fixierung oder Führung des Schaltelements auf der Gassenwahlstange ermöglichen.
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Das Ausbilden der Verbindungsgeometrie aus Elementen, wie insbesondere Nocken, Vorsprung, Feder, Nase oder Nut, erleichtert die Fertigung der Verbindungsgeometrie.
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Ferner ist vorzugsweise die Verbindungsgeometrie derart ausgebildet, dass mehrere Elemente an einer Position entlang der Achse um die Achse der Gassenwahlstange herum, vorzugsweise in gleichem Winkelabstand, besonders bevorzugt auf einem Kreis, angeordnet sind.
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Alternativ oder zusätzlich ist die Gassenwahlstange, besonders bevorzugt die Verbindungsgeometrie, dazu ausgebildet, in eine Öffnung der Korrespondenzgeometrie eingeführt zu werden. Auf diese Weise wird eine einfache Montage von Gassenwahlstange und Schaltelement ermöglicht, indem beide zusammensteckbar ausgebildet sind.
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Die Verbindungsgeometrie ist vorzugsweise dazu ausgebildet, mittels einer Drehung relativ zu der Korrespondenzgeometrie um die Achse der Gassenwahlstange mit der Korrespondenzgeometrie in Eingriff zu treten und die Fixierung auszubilden. Somit kann eine Montage von Gassenwahlstange und Schaltelement ohne weitere Werkzeuge oder Hilfsmittel erfolgen.
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Alternativ oder zusätzlich ist die Verbindungsgeometrie, insbesondere bei ausgebildeter Fixierung, dazu ausgebildet, eine Drehbewegung des Schaltelements um die Achse der Gassenwahlstange, zumindest über einen Winkelbereich, nicht zu behindern, ohne dass sich die Fixierung entlang der Achse löst. Somit kann das Schaltelement eine Drehbewegung, beispielsweise in einem Getriebeaktuator, zur Durchführung einer Schaltung in einem Getriebe durchführen, ohne dass sich die Fixierung löst. Es muss lediglich sichergestellt werden, dass im Betrieb des Getriebeaktuators das Schaltelement nicht soweit gedreht wird, dass sich die Verbindungsgeometrie und die Korrespondenzgeometrie entlang der Achse der Gassenwahlstange voneinander lösen können.
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Alternativ oder zusätzlich ist die Gassenwahlstange dazu ausgebildet, vorzugsweise drehfest um ihre Achse in einem Getriebe vorgesehen zu werden. Somit bildet die Gassenwahlstange eine Drehachse, um die sich das Schaltelement drehen kann.
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Erfindungsgemäß ist ferner ein Schaltelement vorgesehen, das dazu ausgebildet ist, auf einer Gassenwahlstange entlang einer Achse der Gassenwahlstange fixiert zu werden, wobei das Schaltelement eine Korrespondenzgeometrie aufweist, die dazu ausgebildet ist, das Schaltelement an einer Position entlang der Achse der Gassenwahlstange zu fixieren. Somit sind vorteilhafterweise auf dem Schaltelement zur Fixierung des Schaltelements keine weiteren Elemente zu befestigen oder vorzusehen.
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Das Schaltelement ist vorzugsweise als Schaltfinger ausgebildet.
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Das Schaltelement ist vorzugsweise dazu ausgebildet, in einem Getriebeaktuator vorgesehen zu werden.
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Die Korrespondenzgeometrie ist vorzugsweise dazu ausgebildet, mit einer Verbindungsgeometrie der Gassenwahlstange in Eingriff zu treten, um die Fixierung auszubilden. Dadurch werden weitere Elemente zur Ausbildung der Fixierung überflüssig, da Gassenwahlstange und Schaltelement korrespondierende Geometrien aufweisen.
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Die Korrespondenzgeometrie ist vorzugsweise als Komplementärgeometrie ausgebildet, die dazu ausgebildet ist, das Schaltelement mittels einer an die Verbindungsgeometrie angepassten Geometrie mit der Verbindungsgeometrie zu verblocken. Die Verblockung erfolgt bevorzugt spielfrei in einer Raumrichtung.
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Die Korrespondenzgeometrie ist vorzugsweise als Vertiefung und/oder als Erhöhung auf und/oder in dem Schaltelement ausgebildet.
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Vorzugsweise ist die Korrespondenzgeometrie insbesondere als Nocken, Vorsprung, Feder, Nase oder Nut ausgebildet. Die Ausbildung der Korrespondenzgeometrie als leicht zu fertigende Formen ist dabei vorteilhaft. Es können jedoch auch komplexere Formen vorgesehen sein, die unter Umständen eine bessere Fixierung oder Führung des Schaltelements auf der Gassenwahlstange ermöglichen.
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Das Ausbilden der Korrespondenzgeometrie aus Elementen, wie insbesondere Nocken, Vorsprung, Feder, Nase oder Nut, erleichtert die Fertigung der Korrespondenzgeometrie.
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Ferner ist vorzugsweise die Korrespondenzgeometrie derart ausgebildet, dass mehrere Elemente auf einem Kreis, vorzugsweise in gleichem Winkelabstand, angeordnet sind.
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Alternativ oder zusätzlich weist das Schaltelement, insbesondere die Korrespondenzgeometrie, eine Öffnung auf, die dazu ausgebildet ist, die Gassenwahlstange, vorzugsweise die Verbindungsgeometrie, aufzunehmen, wobei die Öffnung vorzugsweise als Durchgangsloch ausgeführt ist. Auf diese Weise wird eine einfache Montage von Gassenwahlstange und Schaltelement ermöglicht, indem beide zusammensteckbar ausgebildet sind. Die Ausbildung der Öffnung als Durchgangsloch ermöglicht zudem, dass beide Enden der Gassenwahlstange nach der Ausbildung der Fixierung frei sind, und die Gassenwahlstange an beiden Enden beispielsweise in einem Getriebeaktuator gelagert werden kann, wodurch ein präzisier Betrieb ermöglicht wird, da eine solche Lagerung insbesondere auftretende Biegung der Gassenwahlstange reduziert.
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Vorzugsweise ist die Korrespondenzgeometrie dazu ausgebildet, mittels einer Drehung um die Achse der Gassenwahlstange relativ zu der Verbindungsgeometrie, mit der Verbindungsgeometrie in Eingriff zu treten und die Fixierung auszubilden. Somit kann eine Montage von Gassenwahlstange und Schaltelement ohne weitere Werkzeuge oder Hilfsmittel erfolgen.
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Alternativ oder zusätzlich ist die Korrespondenzgeometrie, insbesondere bei ausgebildeter Fixierung, dazu ausgebildet, eine Drehbewegung des Schaltelements um die Achse der Gassenwahlstange, zumindest über einen Winkelbereich, nicht zu behindern, ohne dass sich die Fixierung entlang der Achse löst. Somit kann das Schaltelement eine Drehbewegung, beispielsweise in einem Getriebeaktuator, zur Durchführung einer Schaltung in einem Getriebe durchführen, ohne dass sich die Fixierung löst. Es muss lediglich sichergestellt werden, dass im Betrieb des Getriebeaktuators das Schaltelement nicht soweit gedreht wird, dass sich die Verbindungsgeometrie und die Korrespondenzgeometrie entlang der Achse der Gassenwahlstange voneinander lösen können.
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Die Drehbewegung des Schaltelements um die Achse der Gassenwahlstange erfolgt dabei vorzugsweise relativ zu der Gassenwahlstange.
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Erfindungsgemäß ist ferner ein System aus einer erfindungsgemäßen Gassenwahlstange und einem erfindungsgemäßen Schaltelement vorgesehen. Die oben beschriebene Gassenwahlstange und das oben beschriebene Schaltelement können vorzugsweise als System zum Einbau in einem Getriebeaktuator oder einem Getriebe ausgebildet werden.
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Bevorzugt stehen dabei die Verbindungsgeometrie der Gassenwahlstange und die Korrespondenzgeometrie des Schaltelements miteinander in Eingriff, so dass eine Fixierung des Schaltelements entlang der Achse der Gassenwahlstange ausgebildet ist.
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Erfindungsgemäß ist ferner ein Getriebeaktuator vorgesehen, der ein erfindungsgemäßes System aufweist, wobei der Getriebeaktuator dazu ausgebildet ist, mit dem Schaltelement mindestens ein Getriebeschaltelement eines Getriebes zu betätigen.
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Der Getriebeaktuator ist vorzugsweise dazu ausgebildet, die Gassenwahlstange mittels einer Aktuierung zu einer Gassenwahl zu verschieben oder zu schwenken. Weiter bevorzugt ist der Getriebeaktuator dazu ausgebildet mittels einer Aktuierung das Schaltelement um die Gassenwahlstange zu drehen, um ein Getriebeschaltelement zu betätigen.
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Die Aktuierung kann vorzugsweise elektrisch, pneumatisch oder auf andere geeignete Art und Weise erfolgen, um eine Kraft auf das System auszuüben.
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Erfindungsgemäß ist ferner ein Getriebe, insbesondere ein Schaltgetriebe, vorgesehen, das ein erfindungsgemäßes System oder einen erfindungsgemäßen Getriebeaktuator aufweist, wobei das Getriebe dazu ausgebildet ist, dass mit dem Schaltelement mindestens ein Getriebeschaltelement, vorzugsweise ein Schaltlineal, des Getriebes betätigt werden kann.
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Das erfindungsgemäße Getriebe weist vorzugsweise mindestens ein Getriebeschaltelement auf.
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Durch die Ausbildung eines Getriebeaktuators oder eines Getriebes mit dem erfindungsgemäßen System kann dieses leicht zu warten ausgebildet werden, da Gassenwahlstange und Schaltelement schnell und ohne Werkzeug und weitere Elemente demontiert werden können. Auch eine erneute Montage ist so erleichtert.
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Nachfolgend erfolgt die Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung mittels der beigefügten Zeichnungen.
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Im Einzelnen zeigt:
- 1a eine prinzipielle Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Gassenwahlstange und eines erfindungsgemäßen Schaltelements während eines ersten Montageschrittes,
- 1b dieselbe Konfiguration wie 1a, aus einer zweiten Blickrichtung,
- 2a dieselbe Konfiguration, aus derselben Blickrichtung wie in 1a während eines zweiten Montageschrittes, und
- 2b dieselbe Konfiguration wie 2a, aus einer dritten Blickrichtung.
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1a zeigt eine prinzipielle Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Gassenwahlstange 1 und eines erfindungsgemäßen Schaltelements 2 während eines ersten Montageschrittes und 1b zeigt diesen Montageschritt aus der gezeigten Blickrichtung BR1, also um 90° gegenüber der Darstellung aus 1a gedreht.
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Es ist eine Gassenwahlstange 1 gezeigt, die eine Achse 6 aufweist. Gassenwahlstange 1 und Achse 6 sind in der gezeigten Darstellung von links nach rechts orientiert. Auf ihrem Umfang weist die Gassenwahlstange 1 eine Verbindungsgeometrie 3 auf, die eine Maximalerhebung 4 aufweist, welche den größten Abstand zur Achse 6 aufweist.
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Ferner ist ein Schaltelement 2 in geschnittener Darstellung gezeigt. Das Schaltelement 2 weist eine Korrespondenzgeometrie 7 auf, die innerhalb des Schaltelements 2 ausgebildet ist. Dabei weist das Schaltelement 2, insbesondere die Korrespondenzgeometrie 7, eine Öffnung 5 auf, in die die Gassenwahlstange 1, insbesondere die Verbindungsgeometrie 3, eingeführt ist. Die Öffnung 5 ist dabei als Durchgangsloch ausgeführt, so dass die Gassenwahlstange 1 das Schaltelement 2 durch die Öffnung 5 durchdringt. Die Öffnung 5 ist in der gezeigten Ausführungsform als Teil der Korrespondenzgeometrie 7 ausgebildet.
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Die Öffnung 5 weist in 1a an der rechten Seite des Schaltelements 2 einen größeren Innendurchmesser auf als an der linken Seite des Schaltelements 2. Dieser Innendurchmesser erstreckt sich nicht rotationssymmetrisch um die Achse 6. In 1b, die um 90° zu 1a gedreht ist, weist die Öffnung 5 an der rechten Seite des Schaltelements 2 denselben geringeren Innendurchmesser wie an der linken Seite auf.
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Die Korrespondenzgeometrie 7 innerhalb des Schaltelements 2 ist ferner so ausgebildet, dass sich darin die Verbindungsgeometrie 3, insbesondere die Maximalerhebung 4, ungehindert um die Achse 6 drehen kann. Der geringere Durchmesser der Öffnung 5 ist so ausgebildet, dass er eine Verschiebung der Verbindungsgeometrie 3, insbesondere der Maximalerhebung 4, parallel zu der Achse 6 blockiert. Eine Verschiebung der Verbindungsgeometrie 3, insbesondere der Maximalerhebung 4, parallel zu der Achse 6 ist lediglich möglich, wenn die Verbindungsgeometrie 3, insbesondere die Maximalerhebung 4, fluchtend zu dem größeren Durchmesser der Öffnung 5 ausgerichtet ist.
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Im Folgenden wird die Montage von Gassenwahlstange 1 und Schaltelement 2 besch rieben.
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Zur Montage wird die Gassenwahlstange 1 wie in 1a dargestellt, in die Öffnung 5 des Schaltelements 2 in Richtung einer gezeigten Verschiebung X eingeführt. Die Gassenwahlstange 1 ist dabei gegenüber dem Schaltelement 2 so orientiert, dass die Maximalerhebung 4 durch den größeren Durchmesser der Öffnung 5 geführt werden kann.
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Gassenwahlstange 1 und Schaltelement 2 sind zum Ende der Verschiebung X wie in 1a und 1b gezeigt orientiert. Anschließend wird eine Verschiebung von Gassenwahlstange 1 und Schaltelement 2 in Richtung der Achse 6 blockiert. Dies ist in 2a und 2b gezeigt. 2a weist dabei dieselbe Blickrichtung wie 1a auf. 2b zeigt ferner eine um 90° gedrehte zweite Ansicht der Konfiguration aus 2a aus Blickrichtung BR2.
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Die Verriegelung erfolgt durch eine Drehung Y der Gassenwahlstange 1 gegenüber dem Schaltelement 2. In der so erhaltenen Ausrichtung von Gassenwahlstange 1 und Schaltelement 2 ist die Maximalerhebung 4 der Verbindungsgeometrie 3 so gegenüber der Korrespondenzgeometrie 7 orientiert, dass eine Verschiebung der Gassenwahlstange 1 gegenüber dem Schaltelement 2 parallel zur Achse 6 nicht möglich ist. Der geringere Innendurchmesser der Öffnung 5 blockiert somit in Verbindung mit der Maximalerhebung 4 die Relativverschiebung zwischen Gassenwahlstange 1 und Schaltelement 2 entlang der Achse 6.
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Die so gebildete Verbindung zwischen Gassenwahlstange 1 und Schaltelement 2 fixiert somit das Schaltelement 2 in Richtung der Achse 6 auf der Gassenwahlstange 1 wobei das Schaltelement 2 gleichzeitig um die Gassenwahlstange 1 drehbar ist. Die Verbindung ist lediglich in Richtung der Achse 6 lösbar, wenn die Maximalerhebung 4 deckungsgleich mit dem größeren Innendurchmesser der Öffnung 5 ausgerichtet ist.
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Bei der Verwendung eines derartigen Systems aus Gassenwahlstange 1 und Schaltelement 2 zur Betätigung eines Getriebes, ist lediglich sicherzustellen, dass das Schaltelement 2, welches zur Durchführung einer Schaltung um die Achse 6 der Gassenwahlstange 1 gedreht wird, nur Winkelstellungen überfährt, die eine Deckung von Maximalerhebung 4 und dem größeren Durchmesser der Öffnung 5 ausschließen. Daher kann bei einer Verwendung dieses Systems keine vollständige Drehung des Schaltelements 2 um die Achse 6 zugelassen werden.
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Nachfolgend wird die Verwendung dieses Systems in einem Getriebe beschrieben.
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Das System wird so in einem Getriebe vorgesehen, dass eine Gassenwahl und anschließend eine Schaltung im Getriebe ausgeführt werden können. Bei der Gassenwahl wird dabei ein entsprechendes Getriebeschaltelement des Getriebes gewählt und anschließend mittels Schaltung in eine Schaltstellung überführt. Das System kann dabei direkt in dem Getriebe oder in einem Getriebeaktuator vorgesehen sein, der zur Betätigung des Getriebes ausgebildet ist.
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Zur Gassenwahl ist eine Aktuierung vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, das System so zu verschieben, dass das Schaltelement 2 mit einem entsprechenden Getriebeschaltelement in Eingriff tritt. Die Verschiebung kann dabei beispielsweise geradlinig entlang der Achse 6 erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann die Gassenwahl mittels Rotation des Systems, beispielsweise um eine Achse, die in 1a senkrecht zur Zeichenebene orientiert ist, durchgeführt werden.
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Zur Schaltung ist eine weitere Aktuierung vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, nach der Gassenwahl das Schaltelement 2 um die Achse 6 der Gassenwahlstange 1 zu drehen. Durch die Drehbewegung schwenkt ein Ende des Schaltelements 2, das mit dem entsprechenden Getriebeschaltelement in Eingriff steht, aus. Dadurch wird das Getriebeschaltelement in eine Schaltstellung überführt. Die Schaltung ist abgeschlossen.
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Als Aktuierung können beispielsweise Elektromotoren oder pneumatische Stellglieder oder andere geeignete Vorrichtungen vorgesehen sein, die eine Kraft auf das System ausüben können.
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Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Vielmehr sind weitere Ausführungsformen durch Kombination verschiedener Merkmale der einzelnen Ausführungsformen ausbildbar. Auch können einzelne Merkmale modifiziert werden. Beispielsweise kann die Öffnung 5 der Korrespondenzgeometrie 7 auch ohne Durchgangsloch ausgeführt werden. Stattdessen könnte lediglich ein Sackloch ausgebildet sein, wobei dann die Gassenwahlstange 1 nicht mehr durch das Schaltelement 2 geführt werden kann. Auch ist denkbar die Korrespondenzgeometrie 7 vollständig ohne Öffnung 5 auszubilden. Stattdessen könnte die Korrespondenzgeometrie 7 beispielsweise auf der Oberfläche der rechten Seite in 1a des Schaltelements 2 ausgebildet sein, wobei die entsprechend ausgebildete Verbindungsgeometrie 3 dazu ausgebildet ist, um mit der Korrespondenzgeometrie 7 eine erfindungsgemäße Verbindung auszubilden.
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Darüber hinaus ist die Ausbildung der Verbindungsgeometrie 3 als umlaufende Verdickung der Gassenwahlstange 1 mit einer Maximalerhebung 4 nicht zwingend notwendig. Es sind ebenso Ausführungsformen darstellbar, welche eine Verbindungsgeometrie 3 in Form einer Vertiefung, beispielsweise einer teilweise umlaufenden Nut, aufweisen. Die Korrespondenzgeometrie 7 des Schaltelements 2 ist dann entsprechend als Vorsprung, beispielsweise als Feder innerhalb der Öffnung 5 ausgebildet, welcher in die umlaufende Nut eingreift. Die Montage erfolgt hier beispielsweise dadurch, dass die Feder des Schaltelements 2 mit einer Nut der Gassenwahlstange 1 in Eingriff gebracht wird, welche sich parallel zu der Achse 6 erstreckt und an einem Ende der Gassenwahlstange 1 ausläuft. Von diesem Ende aus kann das Schaltelement 2 mit der Feder auf die Gassenwahlstange 1 aufgesteckt werden und entlang dieser Nut bis zu der Position entlang der Achse 6 verschoben werden, an der es fixiert werden soll. An dieser Position schließt sich die teilweise umlaufende Nut an die Nut an, die parallel zur Achse 6 verläuft. Ist die Feder an der Position angelangt, erfolgt die Fixierung wieder durch eine Drehung Y. Die übrige Funktionsweise von Gassenwahlstange 1, Schaltelement 2 bzw. einem System aus beiden ist zu der oben beschriebenen Ausführungsform identisch.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gassenwahlstange
- 2
- Schaltelement
- 3
- Verbindungsgeometrie
- 4
- Maximalerhebung
- 5
- Öffnung
- 6
- Achse
- 7
- Korrespondenzgeometrie
- BR1
- Blickrichtung
- BR2
- Blickrichtung
- X
- Verschiebung
- Y
- Drehung
