DE10213724A1

DE10213724A1 - Vorrichtung zur Steuerung des Schaltens von Gangstufen in einem Getriebe

Info

Publication number: DE10213724A1
Application number: DE2002113724
Authority: DE
Inventors: Herve Maurel; Gilles Lebas; Jean-Louis Delevallee
Original assignee: Valeo SE
Current assignee: Valeo SE
Priority date: 2001-03-26
Filing date: 2002-03-26
Publication date: 2003-01-09
Also published as: FR2822517A1; FR2822517B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zur Steuerung des Schaltens von Gangstufen in einem Getriebe, die mindestens ein Betätigungsglied (22) umfaßt, das mindestens zwei Gabeln betätigen kann, die jeweils mindestens eine Gangstufe aktivieren, wobei die Vorrichtung folgendes umfaßt: DOLLAR A - mindestens ein Festlegungsmittel (56; 214), durch das die Position des Betätigungsglieds (22) festlegbar ist, wobei das Festlegungsmittel (56; 214) und das Betätigungsglied (22) fest miteinander verbunden und verschiebbar ausgeführt sind, DOLLAR A - sogenannte Wegmittel (72; 110; 224) zum Bereitstellen eines Weges für das Festlegungsmittel (56; 214) zwischen einer Anfangsstellung (Pi), die einer Gangstufe entspricht, und einer Endstellung (Pf), die einer anderen Gangstufe entspricht, DOLLAR A - sogenannte Positioniermittel (76, 78; 226, 228) zur Positionierung der Wegmittel (72; 110; 224), die in Betrieb gesetzt sind, während das Festlegungsmittel (56; 214) in seiner Anfangsstellung (Pi) bleibt, und DOLLAR A - sogenannte Verschiebungsmittel (52, 54; 216, 218, 220) zur Verschiebung einer Stütze (16; 210), an der das Festlegungsmittel (56; 214) angeordnet ist, um letzteres in seine Endstellung (Pf) zu führen, wobei mindestens eine der Bewegungen zur Positionierung der Wegmittel (72; 110; 224) und/oder zur Verschiebung der Stütze (16; 210) eine Drehbewegung ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung des Schaltens von Gangstufen in einem Getriebe mit mindestens einem Betätigungsglied, das mindestens zwei Gabeln betätigen kann, die jeweils mindestens eine Gangstufe aktivieren.
Allgemein wird ein System zur Steuerung des Schaltens von Gangstufen in einem Getriebe beim Einlegen einer Gangstufe und bei ihrem Halten in einer Position während des ganzen Zeitraums, während dessen diese Gangstufe verwendet wird, eingesetzt.
Die Steuersysteme sind allgemein manuell betätigbar, werden jedoch bei halbautomatischen Getrieben, das heißt bei Getrieben, bei denen der Benutzer die gewünschte Gangstufe wählt, und bei automatischen Getrieben, bei denen ein elektronischer Bordrechner durch Vergleich der Istbetriebsbedingungen des Fahrzeugs (Motordrehzahl,. . .) mit zuvor gespeicherten Betriebsbedingungen den passendsten Moment zum Schalten einer Gangstufe wählt, immer häufiger mit motorisierten Stellgliedern konzipiert.
In der Praxis erfolgt das Schalten einer Gangstufe in einem Getriebe mittels einer Schaltkulisse, die die Verbindung mehrerer Wähl-"Leitungen" einer Gangstufe bildet, wobei jede Leitung einer Gangstufe 1-2, 3-4, sowie einer Gangstufe für den fünften Gang und für den Rückwärtsgang entspricht.
Bei den bekannten Systemen verfügt man im allgemeinen über eine Gabel für jede Ganggruppe, die jeweils einer Leitung entspricht, wobei die Gabel auf bekannte Weise mit einem Schieberad zum Einlegen einer Gangstufe zusammenwirken soll. Jede Gabel, insbesondere eine auf einer Achse verschiebbare Gabel, ist mit einem Hakenschaft versehen, der zwei Arme aufweist, die dem Hakenschaft eine allgemein U-förmige Gestalt verleihen.
Bei einer bekannten Anordnung sind die verschiedenen Hakenschäfte nebeneinander angeordnet, und die Anordnung dieser Hakenschäfte bildet so die obengenannte Kulisse.
Ein einziger, sogenannter Schaltfinger soll mit dem einen oder dem anderen Arm, die den Hakenschaft bilden, in Kontakt kommen und ihn schieben, wodurch es zu einer Verschiebung der die betreffende Gabel tragenden Achse und somit zum Einlegen der einen oder der anderen der Gangstufen der betreffenden Ganggruppe kommt.
Die Kulisse definiert verschiedene, mögliche Wege zum Erhalten verschiedener Gangstufen aufgrund des Schaltfingers, der diese Kulisse durchläuft, um die gewählte Gangstufe einzulegen.
Der Schaltfinger ist um eine Achse drehbar angebracht, damit er durch eine Drehbewegung mit dem einen oder dem anderen der Arme eines betreffenden Hakenschafts zusammenwirken kann, und die Achse gleitet, damit der Finger sich gegenüber dem gewählten Hakenschaft positionieren kann.
Zur Schaltung einer Gangstufe muß der sich in einer sogenannten Anfangsstellung, die einer gegebenen Gangstufe entspricht und in der dieser Finger mit einem von zwei Armen des betreffenden Hakenschafts zusammenwirkt, befindende Schaltfinger durch eine Drehbewegung zunächst aus dieser Anfangsstellung ausrücken und in eine Zwischenstellung gelangen, die sich zwischen den beiden Armen des Hakenschafts befindet und dem Totpunkt entspricht. Dann wird der Finger aufgrund einer Schiebebewegung der den Finger tragenden Achse gegenüber einer Wähl-Leitung angeordnet, in der eine der Gangstufen der gewählten entspricht, wobei dieser zweite Vorgang eine Wählbewegung darstellt. Durch eine Drehbewegung um seine Achse führt der Schaltfinger danach eine sogenannte Durchlaufbewegung aus, in deren Verlauf er mit einem der Arme des der gewählten Leitung entsprechenden Hakenschafts in Kontakt kommt und ihn schiebt, was somit zum Einlegen der gewählten Gangstufe führt, wie oben erläutert.
Man definiert allgemein die Zeitdauer, die zum Schalten einer Gangstufe zwischen einer mit N bezeichneten Gangstufe und einer mit N+1 bezeichneten Gangstufe erforderlich ist, als die Summe dreier Zeitdauern: der Auskuppelzeitdauer, der Schaltzeitdauer und der Einkuppelzeitdauer.
Insbesondere entspricht auch die Schaltzeitdauer der Summe dreier aufeinanderfolgender Zeitdauern, bei denen es sich um das Ausrücken der Gangstufe N, das Wählen der Gangstufe N+1 und das Einlegen der letzteren handelt.
Bei den halbautomatischen und automatischen Getrieben erfolgt das Schalten einer Gangstufe im allgemeinen durch eine Kulisse der obenerwähnten Art, und der Befehl zur Verschiebung der den Schalt-(Wähl-)finger tragenden Achse und zur Drehbewegung des Fingers (Schalten) nach Wahl der Kulissenleitung erfolgt durch Mittel mit nichtmanueller Betätigung, wie zum Beispiel Hydraulikzylinder oder Elektromotoren.
Dann wird die Bewegung gemäß den drei oben definierten Zeitdauern zerlegt, wodurch für jede Zeitdauer ein Starten, gefolgt von einem Anhalten des entsprechenden Antriebsmittels erforderlich ist. Die Beschleunigungs- oder Verlangsamungsphasen verlängern aufgrund der Trägheit der Teile, der Drehmomentkonstanten bei einem Elektromotor oder der Druckanstiegszeit bei einem hydraulischen Stellglied die Schaltzeitdauern.
Ein weiteres Problem bei einem Elektromotor ist dessen Erwärmung, die bei häufigem, aufeinanderfolgendem Starten entsteht, sowie der erhöhte Stromverbrauch.
Des weiteren ist es wichtig, ein schnell wirkendes Stellglied für die Gangstufenwahl vorzusehen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine konstruktiv einfache, preiswert herzustellende und leicht handhabbare Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die zumindest einen der obengenannten Nachteile beseitigt, und die bei kurzen Schaltzeitdauern besonders schnell zu schalten ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Wesentlich bei der erfindungsgemäßen Lösung ist es, daß die Vorrichtung folgendes umfaßt:

- mindestens ein Festlegungsmittel, das zur Festlegung der Position des Betätigungsglieds ausgeführt ist, wobei das Festlegungsmittel und das Betätigungsglied fest miteinander verbunden sind und verschiebbar ausgeführt sind,
- sogenannte Wegmittel, die zum Bereitstellen eines Weges für das Festlegungsmittel zwischen einer Anfangsstellung, die einer Gangstufe entspricht, und einer Endstellung, die einer anderen Gangstufe entspricht, ausgeführt sind,
- sogenannte Positioniermittel, die zur Positionierung der Wegmittel ausgeführt sind und in Betrieb gesetzt sind, während das Festlegungsmittel in seiner Anfangsstellung bleibt, und
- sogenannte Verschiebungsmittel, die zur Verschiebung einer Stütze ausgeführt sind, an der das Festlegungsmittel angeordnet ist, um letzteres in seine Endstellung zu führen, wobei eine der Bewegungen zur Positionierung der Wegmittel und der Mittel zur Verschiebung der Stütze eine Drehbewegung ist.

Ein wesentlicher Vorteil liegt dabei darin, daß bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung, während das Festlegungsmittel in seiner Anfangsstellung bleibt, das heißt, während noch immer eine Gangstufe eingelegt ist, ein für die gewählte Gangstufe ausgelegter Weg derart positioniert werden kann, daß bei der Verschiebung des Festlegungsmittels dieses dem positionierten Weg bis in seine Endstellung folgt, ohne daß die Verschiebung des Mittels unterbrochen wird.
Die Positionierung dieses Wegs entspricht einer Vorwahl der gewählten Gangstufe, die gleichzeitig erfolgt, was einen beträchtlichen Zeitgewinn für das Schalten der Gangstufe mit sich bringt.
Dies ist bei einem Wechseln der Gangstufenleitung besonders vorteilhaft.
Diese gleichzeitige Vorwahl gestattet insbesondere die Verwendung eines langsameren Mechanismus für das Auskuppeln.
Anstatt, daß die Wahl zwischen der Ausrück- und der Einlegephase einer Gangstufe erfolgt, wird die durch die Erfindung vorgeschlagene Vorwahl des weiteren vorteilhafterweise beim Auskuppeln durchgeführt, und die Ausrück- und die Einlegephase werden dann hintereinander ausgeführt.
Insgesamt ergeben sich hierbei besonders kurze Schaltzeitdauern, so daß die Vorrichtung ein besonders schnelles Schalten der Gangstufen eines Getriebes ermöglicht.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Wegmittel ein Kurvenelement, insbesondere eine Kurvenscheibe oder einen Kurvenzylinder enthalten, das mit mindestens einer Rampe versehen ist, welche mindestens einen Weg für das Festlegungsmittel definiert.
Vorteilhafterweise kann das Kurvenelement mit drei Rampen versehen sein, wobei die sogenannte, mittlere Rampe einen mittleren Weg mit einer ersten Richtungsachse für das Festlegungsmittel definiert und die beiden anderen, sogenannten Seitenrampen symmetrisch auf beiden Seiten der mittleren Rampe angeordnet sind und jeweils mittels profilierter Seitenwände einen seitlichen Weg mit einer zur Achse der ersten Richtungsachse geneigten Richtungsachsen definieren.
Alternativ kann das Kurvenelement mit einem ersten, konvergierend ausgebildeten Durchgangsteil versehen sein, der durch zwei erste Seitenwände begrenzt wird, und der in einen zweiten, mittleren Durchgangsteil mündet, der eine mittlere Richtungsachse aufweist und durch zwei zweite, parallele Seitenwände begrenzt wird, und der in einen dritten, divergierend ausgebildeten Durchgangsteil mündet, der durch zwei dritte Seitenwände begrenzt wird.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Kurvenelement um eine sogenannte Längsachse drehbar angebracht, während die Stütze entlang dieser Achse gleitend angebracht ist.
Besonders vorteilhaft ist es dabei ferner, wenn die Wegmittel einen Ring aufweisen, der an einer Fläche mit einer Verzahnung versehen ist, und die mindestens eine Rampe ist an einer sogenannten Innenfläche des Rings angeordnet, wobei die Vorrichtung Getriebemittel aufweist, die einen Teil der Mittel zur Positionierung der Wegmittel bilden und die zum Zusammenwirken mit der Verzahnung des Rings ausgeführt sind.
Die Getriebemittel umfassen vorteilhafterweise ein Antriebsritzel mit einer parallel zur Längsachse des Kurvenelements verlaufenden Drehachse.
Die Getriebemittel können aber vorteilhafterweise auch ein Schneckenmittel mit einer senkrecht zur Längsachse des Kurvenelements verlaufenden Achse umfassen.
Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn die Stütze eine im wesentlichen zylindrische Form mit einer der Längsachse des Kurvenelements entsprechenden Achse aufweist, wobei das Festlegungsmittel an einer Außenseite der zylindrischen Stütze in einem Stützbereich, der in das Innere des Kurvenelements eingeführt wird, angeordnet ist.
Die Stütze kann dabei vorzugsweise an einem Schrauben-Mutter-Mittel angebracht sein, das einen Teil des Verschiebungsmittels bildet.
Gemäß einer alternativen, besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Kurvenelement entlang einer sogenannten Längsachse verschiebbar angebracht, wobei die Stütze um eine parallel zu dieser Längsachse verlaufenden Achse drehbar angebracht ist.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn das Kurvenelement an einem Schrauben-Mutter-Mittel angeordnet ist, das einen Teil der Mittel zur Positionierung der Wegmittel bildet.
Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn die Stütze eine im wesentlichen zylindrische Form mit einer parallel zur Längsachse des Kurvenelements verlaufenden Achse aufweist, die der Drehachse der Stütze entspricht, wobei das Festlegungsmittel an einer Außenseite der zylindrischen Stütze angeordnet ist.
Hierbei weist die Vorrichtung vorzugsweise Getriebemittel auf, die einen Teil der Verschiebungsmittel bilden und die zum Zusammenwirken mit einer an einer Fläche der zylindrischen Stütze ausgebildeten Verzahnung ausgeführt sind.
Vorteilhafterweise umfassen die Getriebemittel ein Antriebsritzel mit einer parallel zur Längsachse des Kurvenelements verlaufenden Drehachse.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Festlegungsmittel mit mehreren in zwei Gruppen verteilten Aufnahmen zusammenwirkt, die auf beiden Seiten der Wegmittel angeordnet sind.
Vorzugsweise weisen die Aufnahmen dabei jeweils einerseits eine Öffnung, die zu den Wegmitteln weist und zum Durchlassen des Festlegungsmittels in die eine oder die andere Richtung bestimmt ist, und andererseits einen der Öffnung gegenüberliegenden Anschlag auf.
Vorteilhafterweise umfassen die Mittel zur Positionierung der Wegmittel Antriebsmittel, die insbesondere einen Elektromotor, ein pneumatisches Stellglied und/oder ein hydraulisches Stellglied aufweisen können.
Ebenso können auch die Verschiebungsmittel vorteilhafterweise Antriebsmittel umfassen, die insbesondere einen Elektromotor, ein pneumatisches Stellglied und/oder ein hydraulisches Stellglied aufweisen können.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, die lediglich beispielhaft und nicht einschränkend gegeben wird und sich auf die beigefügten Zeichnungen bezieht.
Es zeigen:
Fig. 1 eine als Längsschnitt ausgeführte, schematische Teilansicht einer Steuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 eine perspektivische, schematische Teilansicht der Vorrichtung nach Fig. 1, von der ein Teil zum besseren Verständnis weggebrochen ist;
Fig. 3a eine perspektivische, schematische Teilansicht des Betätigungsglieds 22, das von der Vorrichtung nach Fig. 1 gesteuert wird, und der Richtungswechselgabeln;
Fig. 3b eine Seitenansicht des Betätigungsglieds 22 nach Fig. 3a;
Fig. 4 eine perspektivische, schematische Teilansicht der Vorrichtung nach Fig. 2 gemäß einer Ausführungsvariante;
Fig. 5 eine perspektivische, schematische Ansicht des in der Vorrichtung nach den Fig. 1, 2 und 4 angebrachten Kurvenelements 72;
Fig. 6 bis 8 perspektivische, schematische Teilansichten, die das Innere des Gehäuses 12, das Kurvenelement 72 sowie den Führungszapfen 56 in verschiedenen Stellungen (Pi, PM, Pf) gemäß verschiedenen, angestrebten Gangstufenschaltungen zeigen;
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsvariante des im Inneren der Vorrichtung nach den Fig. 1, 2 und 4 angebrachten Kurvenelements;
Fig. 10 bis 12 verschiedene Stellungen (Pi, PM, Pf), die der Führungszapfen 56 für verschiedene, angestrebte Gangstufenschaltungen in einer Steuervorrichtung einnimmt, in der das Kurvenelement 110 angebracht ist;
Fig. 13 eine als Längsschnitt ausgeführte, schematische Teilansicht einer Steuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 14 eine perspektivische, schematische Teilarisicht der Vorrichtung nach Fig. 13, bei der zum besseren Verständnis ein Teil weggebrochen ist;
Fig. 15 eine perspektivische, schematische Ansicht eines mit seinen Positioniermitteln ausgestatteten Kurvenelements 224;
Fig. 16 eine als Querschnitt ausgeführte, schematische Schnittansicht der Vorrichtung nach Fig. 13, in der lediglich ein oberer Teil der zylindrischen Innenseite 215 der Stütze 210 mit Zähnen versehen ist;
Fig. 17 bis 19 verschiedene Stellungen des Führungszapfens 214 (Pi, PM, Pf) für verschiedene, angestrebte Gangstufenschaltungen im Inneren der Vorrichtung nach den Fig. 13 bis 16, von der nur ein Teil des Gehäuses 212 und das Kurvenelement 224 dargestellt sind.
In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zur Steuerung des Schaltens von Gangstufen in einem (nicht dargestellten) Getriebe gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt.
In dieser Figur enthält die durch die Bezugszahl 10 bezeichnete Vorrichtung ein ein Gehäuse 12 bildendes Teil, das eine allgemeine, parallel-epipedische Außenform mit einem im wesentlichen zylindrisch ausgebildeten Innenhohlraum 14 aufweist, in dem zumindest ein Teil einer Stütze 16 mit im wesentlichen zylindrischer Außenform (Fig. 2) angeordnet ist.
Diese Stütze 16 ist fest mit einem Ende 16a einer sogenannten Schaltwelle 18 verbunden, von der nur ein Teil in den Fig. 1 und 2 dargestellt und deren restlicher Teil in Fig. 3a zu sehen ist.
In Fig. 3a ist die Verlängerung der in den Fig. 1 und 2 sichtbaren Welle 18 dargestellt, indem der Übersicht halber absichtlich das das Gehäuse 12 bildende Teil sowie die Stütze 16 nach Fig. 1 weggelassen sind.
Die feste Verbindung zwischen der Stütze 16 und der Welle 18 erfolgt mittels einer Stange 20, die diese letzteren wie in Fig. 1 dargestellt durchquert.
Diese Welle 18 trägt an einem ihrer Enden, das dem an der Stütze 16 (Fig. 1) befestigten gegenüberliegt, ein Betätigungsglied 22 mit mindestens einer Gabel zum Schalten mindestens einer Gangstufe und insbesondere in dem dargestellten Beispiel drei Gabeln 24, 26 und 28, die jener Art mit Schiebeachse sind und von einer mit 30, 32 bzw. 34 bezeichneten Achse getragen werden.
Jede Gabel weist einen Zylinderkörper auf, der bei der Gabel 24 mit 36 und bei der Gabel 26 mit 38 bezeichnet wird, wobei der Zylinderkörper der Gabel 28 nicht dargestellt ist.
Jede Schiebeachse 30, 32, 34 ist mit einem Hakenschaft versehen, der bei der Achse 30 mit 40 bezeichnet wird und direkt am Zylinderkörper 36 der Gabel 24 angebracht ist, und bei den Achsen 32, 34 mit 42 bzw. 44 bezeichnet wird.
In diesen beiden letzten Fällen sind die Hakenschäfte direkt an den betreffenden Achsen angebracht.
Die Gabeln 24, 26 und 28 sollen jeweils mit einem Schieberad in Kontakt kommen, um das Schalten der Gangstufe auf dem Fachmann bekannte Weise durchzuführen.
Das Betätigungsglied 22 weist eine dicke Platte 23 auf, die frei drehbar um die Welle 18 angebracht ist und in der Vorderansicht von Fig. 3b ein kuppelförmiges Profil 23a aufweist, das an seiner Basis mit einem halbkreisförmigen Teil verbunden ist.
Des weiteren weist das Betätigungsglied 22 ein fest mit der Welle 18 verbundenes Element 46 auf, das unter dieser auf festgelegte Weise ausgebildet ist (Fig. 3a und 3b) und mit einem der beiden Arme jedes Hakenschafts 40, 42 und 44 in Eingriff gelangen soll.
Wie in Fig. 3b dargestellt, ist das Eingriffselement 46 auf beiden Seiten von zwei fest mit der Basis der Platte 23 verbundenen Anschlägen 48 und 50 eingerahmt.
Der zwischen den beiden Anschlägen 48 und 50 und dem Eingriffselement 46 bestehende Raum gestattet es diesem Element, wenn die Welle 18 einer winkelförmigen Verschiebungsbewegung folgt, sich jeweils immer nur gegenüber einem einzigen Arm eines Hakenschafts zu befinden.
Wie weiter unten zu sehen, kann die Welle 18 des weiteren entlang ihrer Achse gleiten, und da das Eingriffselement 46 einzig mit der Welle 18 und nicht mit dem gesamten Betätigungsglied 22 fest verbunden ist, kann letzteres somit jeweils immer nur einen einzigen Hakenschaft in der einen oder der anderen Richtung axial bewegen und somit die entsprechende Achse verschieben, ohne daß die die Basis des Betätigungsglieds 22 bildende Platte 23 axial verschoben wird.
Diese Schiebebewegung gestattet somit das Schalten der gewünschten Gangstufe.
Erneut auf die Fig. 1 und 2 Bezug nehmend, weist die Stütze 16 an ihrem dem Ende 16a gegenüberliegenden Ende eine mit 16b bezeichnete Basis auf, die senkrecht zur Längsachse XX' der zylindrischen Stütze 16 angeordnet ist.
Die Stütze 16 ist mittels eines senkrecht zur Basis 16b der Stütze und diese durchquerenden Schneckenmittels 52 entlang der Längsachse XX' gleitend angebracht.
Das Schneckenmittel 52 ist mit Drehantriebsmitteln verbunden, die zum Beispiel mindestens einen Elektromotor 54 umfassen. Bei den Antriebsmitteln könnte es sich zum Beispiel als Alternative um ein pneumatisches Stellglied oder sogar ein hydraulisches Stellglied handeln. Das Mittel 52 und die Antriebsmittel 54 bilden Längsverschiebungsmittel der Stütze 16.
Somit versteht sich, daß der Elektromotor 54 das Schneckenmittel 52 drehend antreibt, das wiederum unter Zusammenwirkung mit der Basis der Stütze 16 eine Längsverschiebung der letzteren in der einen oder der anderen Richtung im Inneren des in dem das Gehäuse 12 bildenden Teil vorgesehenen Hohlraums 14 gestattet.
Somit wird die Schaltwelle 18 auf diese Weise in einer Längstranslationsbewegung angetrieben, die es ihr gestattet, eine Gangstufenschaltung durchzuführen, wie oben angeführt.
Die in den Fig. 1 bis 12 dargestellte Vorrichtung, die die erste Ausführungsform der Erfindung betrifft, sowie die der in den Fig. 13 und folgende dargestellten, zweiten Ausführungsform ist aufgrund der Bewegung der Schaltwelle 18 eine dreh-lineare Vorrichtung.
Die Tatsache, daß nur eine einzige Schaltwelle aus dem Stellglied und somit nur eine einzige Schaltwelle aus dem Getriebe austritt, ist besonders wichtig, da eine Abdichtung vorgesehen werden muß.
Des weiteren bedeutet eine einzige Schaltwelle eine Vereinfachung der bekannten Vorrichtungen des Stands der Technik und eine Verringerung der Anzahl der erforderlichen Teile.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird direkt und einfach an einem Getriebe mit einer einzigen Getriebeschaltwelle angebracht.
Wie in Fig. 2 dargestellt, ist ein Festlegungsmittel 56 in der zylindrischen Wand der Stütze 16 so angeordnet, daß es bezüglich der Außenseite der zylindrischen Stütze 16 vorragt.
Dieses Festlegungsmittel liegt in Form eines sogenannten Führungszapfens vor, der an der Führung der Stütze 16 bei ihrer Bewegung im Inneren des Hohlraums 14 beteiligt ist.
Der Führungszapfen 56 und das Betätigungsglied 22 sind mittels der Stütze 16 und der Welle 18 fest miteinander verbunden und werden somit gleichzeitig bewegt.
Somit dient der Führungszapfen 56 zur Festlegung der Position des Betätigungsglieds 22 sowohl axial entlang der Längsachse XX' wie winkelförmig um diese Achse herum.
Wenn die Verschiebungsmittel 52, 54 in Betrieb gesetzt sind, werden die Stütze 16 und der mit ihr verbundene Führungszapfen 56 verschoben.
Es sei noch darauf hingewiesen, daß man auch mehrere Führungszapfen anstatt nur einen einzigen anordnen könnte.
In Fig. 2 ist ein Teil der zylindrischen Stütze 16 abgenommen worden, um eine perspektivische Ansicht des Innenraums des Gehäuses 12 zu gestatten.
Insbesondere sind mehrere Aufnahmen an einer Innenwand 58 des Gehäuses ausgebildet.
Von diesen Aufnahmen, die als Nuten ausgebildet sind, sind sechs vorhanden, und sie sind in zwei voneinander beabstandete Gruppen verteilt.
Die Wand 58, in der die als Nuten ausgebildeten Aufnahmen vorgesehen sind, ist im wesentlichen zylindrischer Form, und die Nuten sind parallel zu der mit der Längsachse XX' zusammenfallenden Zylinderachse ausgebildet.
Man unterscheidet deutlicher die Nuten in den Fig. 6 bis 8, die schematischen Teilansichten des das Gehäuse 12 bildenden Teils in seinem sich unter dem Schneckenmittel 52 befindenden Teil entsprechen.
In diesen Figuren hat man des weiteren der Einfachheit halber die Drehstütze 16 weggelassen, aber die Darstellung des Führungszapfens 56 in verschiedenen Stellungen gelassen.
Somit ist eine erste Gruppe von Nuten 60, 62, 64 mittels eines Raums 59, der nicht frei gelassen wird, wie später zu sehen, von einer zweiten Gruppe von Nuten 66, 68, 70 getrennt.
Die Nuten weisen jeweils an einem ihrer Längsenden eine Öffnung und an ihrem gegenüberliegenden Ende einen Anschlag auf.
Die Nuten sind paarweise einander gegenüber angeordnet, so daß die jeweiligen Öffnungen 60a und 66a der Nuten 60 und 66 einander gegenüberliegen, ebenso wie die Öffnungen 62a und 68a der jeweiligen Nuten 62 und 68 und die Öffnungen 64a und 70a der Nuten 64 und 70.
Die Öffnungen der Nuten sollen den Führungszapfen durchlassen, und zwar entweder, damit er in eine Nut eingeführt werden oder aus ihr heraustreten kann.
Wie in Fig. 7 dargestellt, ist der Führungszapfen 56 am Grund der Nut 60 am Anschlag 64b angeordnet. In dieser durch die Bezeichnung Pi markierten Stellung befindet sich das Festlegungsmittel in einer sogenannten Anfangsstellung, die einer gegebenen Gangstufe entspricht.
Hier handelt es sich bei der eingelegten Gangstufe zum Beispiel um den zweiten Gang.
Das Zusammenwirken des Führungszapfens 56 im Inneren einer nutenförmigen Aufnahme, wie der Nut 60, gewährleistet die Verriegelung des Betätigungsglieds 22 in der Winkelstellung, die der Stellung der betreffenden Gabel für die eingelegte Gangstufe im Getriebe entspricht.
Wenn sich der Führungszapfen 56 in einer der anderen Nuten 62, 64, 66, 68, 70 befindet, wirkt er auf die gleiche Weise mit den Anschlägen 62b, 64b, 66b, 68b bzw. 70b zusammen.
Es sei allerdings darauf hingewiesen, daß die obenerwähnte Verriegelungsfunktion ebenfalls realisiert wird, wenn sich der Führungszapfen nicht mit dem betreffenden Anschlag der Aufnahme in Kontakt befindet.
In Fig. 7 ist ebenfalls der Führungszapfen in einer anderen Stellung dargestellt, die mit Pf bezeichnet wird und einer sogenannten Endstellung des Führungszapfens entspricht, was einer anderen Gangstufe des Getriebes entspricht.
In dieser Endstellung wirkt der Führungszapfen 56 mit dem Grund der Nut 68 zusammen, und die eingelegte Gangstufe entspricht hier zum Beispiel dem dritten Gang.
Wie weiter oben angeführt, ist der Führungszapfen in dieser Endstellung in seiner Aufnahme verriegelt, wodurch die Verriegelung der Stellung des Betätigungsglieds entsprechend der betreffenden Gangstufe gewährleistet wird.
Um unter Reduzierung der Schaltzeitdauer, das heißt der Zeitdauer, während der keine Gangstufe eingelegt ist, aus der Anfangsstellung Pi in die Endstellung Pf zu gelangen, sieht die Erfindung sogenannte Wegmittel, die zum Bereitstellen eines Weges für den Führungszapfen zwischen seiner Anfangsstellung und seiner Endstellung ausgeführt sind, und sogenannte Positioniermittel vor, die zur Positionierung der Wegmittel ausgeführt sind und die in Betrieb gesetzt sind, während der Führungszapfen in seiner Anfangsstellung bleibt.
Somit wählt man auf diese Weise einen Weg für den Führungszapfen, und sobald dieser Weg gewählt ist, müssen nur noch die weiter oben erwähnten Verschiebungsmittel 52, 54 in Betrieb gesetzt werden, um den Führungszapfen aus seiner Anfangsstellung in seine Endstellung unter Folgen des gewählten Wegs zu bewegen.
Somit kommt es zu einer großen Zeitersparnis, da man sich in gewisser Weise vorstellen kann, daß dies der gewählte Weg ist, den man dem Führungszapfen zur Verfügung stellt, während dieser in seiner Anfangsstellung bleibt, die einer immer noch eingelegten Gangstufe entspricht, während im Stand der Technik der Schaltfinger seine einer eingelegten Gangstufe entsprechende Anfangsstellung verläßt und dann die Kulisse durchläuft, um eine Leitung zu wählen.
Gemäß einer ersten Ausführungsform weisen die Wegmittel eine Kurve 72 auf, die in dem als der obenerwähnte, zylindrische Ring ausgebildeten Raum 59 (Fig. 7) ausgebildet ist, wobei dieser Raum in der Dicke der Wand 58 des das Gehäuse 12 bildenden Teils ausgebildet ist.
Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, ist die zylindrische Stütze 16 in das Innere der Drehkurve 72 eingeführt.
Das Kurvenelement 72 trennt somit die beiden Gruppen von Aufnahmen 60, 62, 64 und 66, 68, 70 und ist um die Längsachse XX' drehbar angebracht.
Das Kurvenelement ist in Form eines Rings ausgebildet, der an einer sogenannten Außenseite mit einer Verzahnung 74 versehen ist, die mit den mit den Antriebsmitteln 78 drehverbundenen Getriebemitteln 76 zusammenwirkt. Die Getriebemittel 76 und die Antriebsmittel 78 bilden Mittel zur Positionierung der Wegmittel 72.
In dem betrachteten Ausführungsbeispiel weisen die Mittel zur Positionierung der Wegmittel mindestens einen Elektromotor 78 auf.
Dieser Elektromotor treibt eine in einem Lager 82 (Fig. 1) angebrachte Welle 80 drehend an, die mit einem Antriebsritzel 76 verbunden ist, das mit der Verzahnung 74 der Wegmittel 72 zusammenwirkt.
Die Antriebsmittel könnten zum Beispiel als Alternative ein pneumatisches Stellglied oder sogar ein hydraulisches Stellglied sein.
In diesem Ausführungsbeispiel weist das Antriebsritzel eine Drehachse auf, die die der Welle 80 ist und die somit parallel zur Längsdrehachse XX' des Kurvenelements verläuft.
In dieser Konfiguration ist die erfindungsgemäße Steuervorrichtung besonders kompakt, da die beiden Motoren in Längsrichtung angeordnet sind.
Gemäß einer in Fig. 4 dargestellten Ausführungsvariante treibt der Elektromotor 78, der an der Positionierung der Wegmittel beteiligt ist, ein mit der einstückig mit dem Kurvenelement 72 ausgebildeten Verzahnung 74 zusammenwirkendes Schneckenmittel 84 mit einer senkrecht zur Längsachse XX' verlaufenden Achse drehend an.
In dieser Konfiguration sind die beiden Motoren 54 und 78 somit senkrecht zueinander angeordnet. Diese Variante gestattet auf einfache Weise höhere Untersetzung.
Wie in Fig. 5 dargestellt, weist das Kurvenelement 72 drei an einer sogenannten Innenseite des Kurvenelements angeordnete Rampen auf, die jeweils einen Weg definieren, der die Bewegung des Führungszapfens 56 aus seiner Anfangsstellung in seine Endstellung gestattet.
Eine erste Rampe 90, die als mittlere Rampe bezeichnet wird, wird durch zwei parallel zueinander verlaufende Seitenwände 92, 94 begrenzt, die einen mittleren Weg mit einer Richtungsachse A1 definieren. Dieser mittlere Weg gestattet das Bewegen des Führungszapfens 56 aus einer einer gegebenen Gangstufe entsprechenden Anfangsstellung in eine einer anderen Gangstufe, die sich in der gleichen Leitung befindet, entsprechenden Endstellung. Somit wird dieser Weg zum Beispiel für die Gangstufenschaltungen ersten - zweiten, dritten - vierten und fünften - Rückwärtsgang verwendet.
Wenn sich der Führungszapfen in dem mittleren Weg 90 befindet, wie in den Fig. 2, 4, 6 und 8 dargestellt, befindet er sich in einer dem Totpunkt entsprechenden Stellung, das heißt es ist keine Gangstufe eingelegt.
Der Führungszapfen 56 durchläuft diesen Weg 90 im Verlauf seiner Durchlaufbewegung aus seiner Anfangsstellung Pi bis in seine Endstellung Pf unter Wirkung der Verschiebungsmittel 52 und 54; er hält aber nicht auf diesem Weg an, um die Schaltzeitdauer und somit die Gangstufenschaltungszeitdauer zu verringern.
In Fig. 8 wird ein Schalten der Gangstufe aus dem ersten Gang, der der Stellung (Pi) entspricht, in der der Führungszapfen 56 in das Innere der als Nut 66 ausgebildeten Aufnahme eingreift, in den zweiten Gang durchgeführt, der der Stellung des Führungszapfens 56 im Inneren der als Nut 60 ausgebildeten Aufnahme entspricht, nachdem er den mittleren Weg 90 des Kurvenelements 72 durchlaufen hat.
Das Kurvenelement 72 weist des weiteren zwei weitere Rampen 96 und 98 auf, die symmetrisch auf beiden Seiten der mittleren Rampe 90 sie einrahmend angeordnet sind. Diese Seitenrampen werden jeweils durch zwei Seitenwände begrenzt, die zur Führung der Bewegung des Führungszapfens 56 zwischen diesen Wänden und zur Erleichterung dieser Bewegung profiliert sind. Jede Seitenrampe definiert somit einen seitlichen Durchgang für den Führungszapfen.
Die Seitenrampe 96 weist zwei Seitenwände 100, 102 auf, die einen seitlichen Weg mit der bezüglich der Achse A1 geneigten, allgemeinen Achse A2 definieren.
Dieser Weg wird zur Durchführung der Schaltungen der Gangstufen verwendet, die sich in den verschiedenen Leitungen befinden, wie in Fig. 7 dargestellt, die eine Gangstufenschaltung vom zweiten Gang in den dritten Gang darstellt.
Wenn eine mit der in Fig. 7 dargestellten identische Gangstufenschaltung durchgeführt werden soll, wird zunächst die Drehkurve 72 in die gewünschte Position plaziert, damit der seitliche Weg 96 gewählt wird, das heißt, damit er einerseits gegenüber der Öffnung 60a der als Nut 60 ausgebildeten Aufnahme und andererseits gegenüber der Öffnung 68a der als Nut 68 ausgebildeten Aufnahme angeordnet wird.
Somit versteht sich, daß die Ausrichtung der Achse A2 gegenüber der Achse A1 so eingestellt wird, daß die Nuten 60 und 68 mittels des seitlichen Wegs 96 in Übereinstimmung miteinander gebracht werden.
Wenn der seitliche Weg, wie in Fig. 7 dargestellt, gewählt ist, während sich der Führungszapfen 56 immer noch in seiner Anfangsstellung befindet, die der eingelegten Gangstufe des zweiten Gangs entspricht, muß nur noch mittels des Motors 54 und des Schneckenmittels 52, die auf die Stütze 16 und den damit verbundenen Führungszapfen 56 einen Axialschub entlang der Längsachse XX' ausüben, die Verschiebung dieses Führungszapfens bewirkt werden.
Da der seitliche Weg 96 schräg zum mittleren Weg 90 und auf einer zylindrischen Fläche angeordnet ist, wird diese Translationsbewegung in eine Drehbewegung umgewandelt, wenn der Führungszapfen 56 den seitlichen Weg 96 durchquert, und zwar ohne daß die Durchlaufbewegung des Führungszapfens unterbrochen wird, nachdem er seine Anfangsstellung verlassen hat, was im Gegensatz zu dem Verlauf nach dem Stand der Technik steht.
Es versteht sich somit, daß in diesem Ausführungsbeispiel die Bewegung zum Wählen einer Gangstufe gleichzeitig durchgeführt wird, wodurch die Schaltzeitdauer verringert werden kann.
Des weiteren ist das Kurvenelement 72 mit einer dritten Seitenrampe 98 versehen, die zwei Seitenwände 104, 106 aufweist, die einen seitlichen Weg mit der bezüglich der Achse A1 geneigten, allgemeinen Achse A3 definieren.
Die Neigung ist zur Neigung der Achse A2 zur Achse A1 symmetrisch.
Dieser bezüglich des mittleren Wegs 90 schräg angeordnete, seitliche Weg weist die gleichen Vorteile auf, wie die für den seitlichen Weg 96 genannten.
Es sei darauf hingewiesen, daß die Symmetrie der seitlichen Wege eine Installation des Rings im Gehäuse 12 in der einen oder der anderen Ausrichtung gestattet, ohne daß dadurch der Betrieb der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung beeinträchtigt wird.
Des weiteren gestattet die Verwendung von Elektromotoren eine leichtere, elektronische Verwaltung der Steuerung der Gangstufenschaltung in der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Weiterhin sei darauf hingewiesen, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung gegenüber den bekannten Vorrichtungen des Stands der Technik kompakter ausgeführt ist.
Als Variante ist in den Fig. 9 bis 12 ein anderes Beispiel für die um die Längsachse XX' nach Fig. 1 drehbar angebrachte Kurve dargestellt.
Die Drehkurve 110, die an ihrer Außenseite immer mit einer Verzahnung 74 versehen ist, weist an ihrer Innenseite anstelle der in den vorhergehenden Figuren dargestellten Kurve 72 einen sämtlichen Wegen gemeinen Durchgang auf.
Somit befindet sich an der Innenseite des Kurvenelements aufeinanderfolgend:

- ein erster Durchgangsteil 114 mit allgemein konvergierender Form, die er durch eine Öffnung mit großem Durchlaßquerschnitt 116, dann durch zwei Seitenwände 118 und 120, die als erste Seitenwände bezeichnet werden, und die Öffnung 116 des Durchgangsteils 114 auf eine Öffnung mit vermindertem Durchgangsquerschnitt 122 allmählich reduzieren, erhält,
- ein zweiter, mittlerer Durchgangsteil 124, dessen Öffnung der vorhergehenden Öffnung 122 entspricht und der eine mit A4 bezeichnete, mittlere Richtungsachse besitzt, wobei dieser zweite Teil, der einen sämtlichen Wegen gemeinen Durchgang definiert, durch zwei parallel zueinander verlaufende Seitenwände begrenzt wird, die zweiten Seitenwände 126 und 128 genannt werden und in einer mit 130 bezeichneten Öffnung münden, die der Öffnung 122 gegenüberliegt und die gleichen Abmessungen wie diese aufweist,
- ein dritter Durchgangsteil 132, der eine allgemein divergierende Form aufweist und durch zwei Seitenwände 134 und 136 begrenzt wird, die als dritte Seitenwände bezeichnet werden und sich von der Durchgangsquerschnittsöffnung 130 bis zu einer vergrößerten Öffnung 138 erstrecken, deren Abmessungen im wesentlichen denen der Öffnung 116 des ersten Durchgangsteils 114 entsprechen.

Die ersten Seitenwände 118 und 120 und die dritten Seitenwände 134 und 136 bilden jeweils eine Rampe, mit der der Führungszapfen 56 bei den verschiedenen in den Fig. 10 bis 12 dargestellten Gangstufenschaltungen zusammenwirken kann.
Wie in Fig. 10 dargestellt, wurde das Kurvenelement 110 so positioniert, daß der gewählte Weg, der gegenüber der Öffnung 66a der Nut 66 angeordnet ist, in der sich der Führungszapfen 56 befindet (Pi), dem zweiten Durchgangsteil 124 entspricht.
Bei Durchlaufen dieses gewählten, mittleren Wegs unter der Wirkung der obengenannten Verschiebungsmittel 52, 54 soll der Führungszapfen 56 durch die Öffnung 60a der Nut 60 hindurchtreten und am Grund dieser letzteren angreifen, um seine Endstellung Pf zu erreichen.
Bei der in Fig. 10 dargestellten Konfiguration wird die Gangstufenschaltung aus dem ersten in den zweiten Gang unterstützt.
In der Darstellung nach Fig. 11 wird des weiteren eine Gangstufenschaltung gezeigt, die dem einzigen, mittleren Weg 124 zwischen einer dem dritten Gang entsprechenden Gangstufe und einer dem vierten Gang entsprechenden Gangstufe entspricht.
Wenn eine Gangstufenschaltung zwischen den sich in den verschiedenen Leitungen befindenden Gangstufen durchgeführt werden soll, wie zum Beispiel zum Schalten aus dem zweiten in den dritten Gang (Fig. 12), muß das Kurvenelement 110 auf geeignete Weise durch eine Drehbewegung positioniert werden, so daß die Öffnung 60a der Aufnahme 60, in die der Führungszapfen 56 eingreift, gegenüber der ersten Seitenwand 118 angeordnet wird und der durch den zweiten Durchgangsteil 124 gebildete, mittlere Weg gegenüber der Öffnung 68a der Aufnahme 68 angeordnet wird, in die der Führungszapfen 56 eingreifen soll.
Wenn die Wegmittel so positioniert sind, ist für den Führungszapfen 56 ein Weg ausgewählt worden.
Der gewählte Weg wird durch die erste Seitenwand 118 des ersten Durchgangsteils 114 und durch die beiden zweiten Seitenwände 126 und 128 des zweiten, mittleren Durchgangsteils 124 gebildet.
Solange der Weg ausgewählt ist, wird die Durchlaufbewegung durch die Verschiebungsmittel 52, 54 bewirkt, und der Führungszapfen 56 verläßt seine Position in der Aufnahme 60, tritt aus letzterer heraus und gelangt mit der ersten Seitenwand 118 in Kontakt, die eine Rampe bildet, die dazu dient, die Bewegung dieses Führungszapfens in einer bezüglich der parallel zur Längsachse XX' verlaufenden Achse der Aufnahmen schrägen Richtung zu führen.
Die Translationsbewegung, mit der die Stütze 16 des Führungszapfens 56 beaufschlagt wird, wird durch die Neigung der Wand 118 in eine schraubenförmige Bewegung umgewandelt.
Es sei darauf hingewiesen, daß die Neigung der durch die ersten und dritten Seitenwände des Kurvenelements gebildeten Rampen auf geeignete Weise zur Erleichterung der Führung des Führungszapfens 56 berechnet wird.
Der Führungszapfen 56 gleitet somit auf die Rampe der ersten Seitenwand 118 und erreicht den zweiten, mittleren Durchgangsteil 124, wo er dann durch die beiden zweiten Seitenwände 126 und 128 entlang der parallel zur Längsachse XX' verlaufenden Achse A4 geführt wird.
Beim Verlassen des zweiten Durchgangsteils 124 folgt der Führungszapfen 56 unter der Wirkung der Verschiebungsmittel 54 und 52 der durch die Achse A4 gegebenen Richtung parallel zur Längsachse XX' und erreicht den Grund der Aufnahme 68 in seiner Endstellung.
Identisch mit der Art und Weise, die bei der durch die verschiedenen Stellungen des Führungszapfens in Fig. 7 dargestellten Bewegung beschrieben worden ist, wird eine Schaltung der Leitung der Gangstufe durchgeführt, ohne daß die Durchlaufbewegung des Führungszapfens unterbrochen wird, und man erhält die gleichen Vorteile.
Vorteilhafterweise gestattet die Erfindung ein weniger häufiges Anhalten und Neustarten der Elektromotoren, wenn diese als Antriebsmittel verwendet werden, und somit eine Verringerung ihres Stromverbrauchs sowie der durch diese zahlreichen Betriebszustandswechsel verursachten Erwärmung.
Deshalb können die Motoren dementsprechend dimensioniert werden, und es kann eine geeignete Leistungselektronik vorgesehen werden.
Die Fig. 13 und folgende zeigen eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung. Die mit 200 bezeichnete Vorrichtung weist eine im wesentlichen allgemein zylindrisch ausgebildete Stütze 210 auf, die teilweise im Inneren eines das Gehäuse 212 bildenden Teils angebracht und mittels einer Achse 20 auf identische Weise mit der in den Fig. 3a und 3b dargestellten Welle 18 verbunden ist, die diese beiden Elemente durchquert.
Die zylindrische Stütze 210 weist an ihrer sogenannten Außenseite 213 ein Festlegungsmittel 214 auf, das in Form eines Führungszapfens ausgebildet ist, der bezüglich der Außenseite der Stütze nach außen ragt.
Genau wie der Führungszapfen 56 nach den Fig. 1 bis 12 handelt es sich bei dem Führungszapfen 214 um ein Mittel, das die Festlegung der Position des Betätigungsglieds 22 (Fig. 3a und 3b) und somit der eingelegten Gangstufe gestattet.
Die zylindrische Stütze 210 weist des weiteren eine sogenannte Innenseite 215 auf, die mit einer über ihren ganzen Umfang ausgebildeten Verzahnung 216 versehen ist.
Die zylindrische Stütze ist entlang einer Längsachse XX' ausgerichtet, die der Schiebeachse der Welle 18 entspricht.
Die Vorrichtung 200 weist des weiteren Getriebemittel 218 auf, die einerseits mit den Drehantriebsmitteln 220 verbunden und andererseits zum Zusammenwirken mit der Verzahnung 216 der Stütze 210 ausgeführt sind. Die Getriebemittel 218 und die Antriebsmittel 220 bilden die Mittel zur Verschiebung der Stütze 210 und ihres Führungszapfens.
Bei den Antriebsmitteln könnte es sich beispielsweise als Alternative um ein pneumatisches Stellglied oder sogar um ein hydraulisches Stellglied handeln.
Insbesondere umfassen die Getriebemittel ein Antriebsritzel 218, dessen mit A5 bezeichnete Drehachse parallel zur Längsachse XX' verläuft.
Die Verschiebungsmittel umfassen einen Elektromotor 220, der bei seinem Drehantrieb eine Welle 222 in Drehung versetzt, auf der das Ritzel 218 montiert ist.
Das so drehangetriebene Ritzel 218 wirkt mit der Verzahnung 216 der zylindrischen Stütze 210 zusammen und bewirkt ihre Drehbewegung um die Achse XX'.
Es versteht sich, daß in den Fig. 13 und 14 die Verzahnung der Innenseite 215 der zylindrischen Stütze 210 diese ganze Innenseite bedeckt. Hingegen ist in Fig. 16 eine Ausführungsvariante dargestellt worden, bei der nur der obere Teil der in der Stütze 210 liegenden, zylindrischen Fläche mit einer Verzahnung versehen ist.
Dabei entspricht die Drehbewegung der zylindrischen Stütze 206 nicht einer vollen Umdrehung, und somit ist ein Vorsehen der Zähne über nur einen Teil der Innenseite 215 möglich.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 200 weist des weiteren Wegmittel 224 auf, die zum Bereitstellen eines Weges für den Führungszapfen 214 zwischen einer einer gegebenen Gangstufe entsprechenden Anfangsstellung Pi davon und einer einer anderen Gangstufe entsprechenden Endstellung Pf ausgeführt sind.
Diese Wegmittel weisen ein Kurvenelement auf, die mit mindestens einer Rampe versehen ist, welche mindestens einen Weg für den Führungszapfen definiert.
Diese Kurve liegt in Form eines im wesentlichen parallelepipedischen Blocks vor, wie in Fig. 15 dargestellt, der an einem diesen Block vollständig durchquerenden Schneckenmittel 226 angeordnet ist, das mit Drehantriebsmitteln 228 verbunden ist, die zum Beispiel einen Elektromotor umfassen.
Bei diesen Antriebsmitteln könnte es sich als Alternative zum Beispiel um ein pneumatisches Stellglied oder sogar um ein hydraulisches Stellglied handeln. Das Schneckenmittel 226 und die Antriebsmittel 228 bilden die Mittel zur Positionierung der Wegmittel 224.
Wie in den Fig. 13, 14 und 16 dargestellt, sind der Block 224 und die Schneckenmittel 226 im Inneren des das Gehäuse 212 bildenden Teils angeordnet.
Die Positionierung der Wegmittel erfolgt durch eine Gleitbewegung entlang einer parallel zur obengenannten Längsachse XX' verlaufenden Achse A6, in deren Verlauf der das Kurvenelement bildende Block 224 im Innern einer Aufnahme 230 des Gehäuses 212 gleitet.
Die parallele Anordnung der beiden Antriebsmittel 220 und 228 in den Fig. 13 und folgende gestattet eine Verringerung des Platzbedarfs der Vorrichtung und somit eine kompaktere Ausführung dieser letzteren, genau wie die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Anordnung der Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
Wie in Fig. 15 dargestellt, weist der Block 224 zwei Längsendflächen 232 und 234 auf, die parallel zueinander verlaufen und die von dem Schneckenmittel 226 ganz durchquert werden.
Des weiteren weist der Block 224 zwei Seitenflächen 236 und 238 auf, die parallel zueinander und senkrecht zu den Endflächen 232 und 234 verlaufen.
Schließlich weist der Block 224 eine Unterseite 240 und eine ihr gegenüberliegende Oberseite 242, die, wie in Fig. 16 dargestellt, eine leichte Konkavität aufweist, die einem Teil der zylindrischen Fläche entspricht.
In den Fig. 17 bis 19 ist teilweise das das Gehäuse und den Block 224 bildende Teil sowie der Führungszapfen 240 in einer Anfangsstellung (Pi), einer Zwischenstellung (PM) und einer Endstellung (Pf) dargestellt, um verschiedene Gangstufenschaltungen zu zeigen.
Das das Gehäuse 212 bildende Teil weist eine Innenwand mit einer sogenannten Innenseite auf, von der mindestens ein Teil 244 im wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist.
Es sei darauf hingewiesen, daß die Oberseite 242 des Kurvenelements 224 gemäß einem Zylinderteil mit gleichem Radius wie der der Innenseite 244 angeordnet ist.
Insbesondere sind mehrere Aufnahmen an der Innenseite 244 des Gehäuses angeordnet.
Von diesen Aufnahmen, die in Form von Nuten vorliegen, sind sechs vorhanden, und sie sind in zwei Gruppen verteilt, die durch den das Kurvenelement 224 bildenden Block voneinander getrennt sind.
Die Nuten sind senkrecht zur Achse A6 des Zylinders angeordnet, entlang der das Kurvenelement verschiebbar angebracht ist und die parallel zur Längsachse XX' verläuft.
Eine erste Gruppe von Nuten 260, 262, 264 ist mittels des Blocks 224 von einer zweiten Gruppe von Nuten 266, 268, 270 getrennt.
Die Nuten weisen jeweils an einem ihrer Längsenden eine Öffnung und an ihrem gegenüberliegenden Ende einen Anschlag auf.
Die Nuten sind paarweise einander gegenüber so angeordnet, daß die jeweiligen Öffnungen 260a und 266a der Nuten 260 und 266 einander gegenüberliegen sowie auch die Öffnungen 262a und 268a der jeweiligen Nuten 262 und 268 und die Öffnungen 264a und 270a der Nuten 264 und 270.
Die Öffnungen der Nuten sollen den Führungszapfen durchlassen, und zwar entweder, damit er in eine Nut eingeführt werden oder aus ihr heraustreten kann.
Wie in Fig. 17 dargestellt, ist der Führungszapfen 214 am Grund der Nut 266 am Anschlag 266b angeordnet.
In dieser durch die Bezeichnung Pi markierten Stellung befindet sich das Festlegungsmittel in einer sogenannten Anfangsstellung, die einer gegebenen Gangstufe entspricht.
Hier handelt es sich bei der eingelegten Gangstufe zum Beispiel um den ersten Gang.
Das Zusammenwirken des Führungszapfens 56 im Inneren einer nutenförmigen Aufnahme, wie der Aufnahme 60, gewährleistet die Verriegelung des Betätigungsglieds 22 in der Winkelstellung, die der Stellung der betreffenden Gabel für die eingelegte Gangstufe im Getriebe entspricht.
Wenn sich der Führungszapfen 214 in einer der anderen Nuten 260, 262, 264, 268, 270 befindet, wirkt er auf die gleiche Weise mit den jeweiligen Anschlägen 260b, 262b, 264b, 268b bzw. 270b zusammen.
Es sei allerdings darauf hingewiesen, daß die obenerwähnte Verriegelungsfunktion ebenfalls realisiert wird, wenn sich der Führungszapfen nicht mit dem betreffenden Anschlag der Aufnahme in Kontakt befindet.
In Fig. 17 ist ebenfalls der Führungszapfen in einer anderen Stellung dargestellt, die mit Pf bezeichnet wird und einer sogenannten Endstellung des Führungszapfens entspricht.
In dieser Endstellung wirkt der Führungszapfen 214 mit dem Grund 260b der Nut 260 zusammen, und die eingelegte Gangstufe entspricht hier zum Beispiel dem zweiten Gang.
Wie weiter oben angeführt, ist der Führungszapfen in dieser Endstellung in seiner Aufnahme verriegelt, wodurch die Verriegelung der Stellung des Betätigungsglieds entsprechend der betreffenden Gangstufe gewährleistet wird.
Um unter Reduzierung der Schaltzeitdauer, das heißt der Zeitdauer, während der keine Gangstufe eingelegt ist, aus der Anfangsstellung Pi in die Endstellung Pf zu schalten, ist die Verwendung des das Kurvenelement 224 bildenden Blocks vorgesehen, der die sogenannten Wegmittel bildet, die zum Bereitstellen eines Weges für den Führungszapfen zwischen seiner Anfangsstellung und seiner Endstellung ausgeführt sind.
Der das Kurvenelement 224 bildende Block weist an seiner Oberseite 242 (Fig. 15) eine einzige Rampe 272 auf, die aus mehreren Elementen gebildet ist, das heißt aufeinanderfolgende aus:

- einem ersten Durchgangsteil 274 mit allgemein konvergierender Form, die er durch eine Öffnung mit großem Durchlaßquerschnitt 276, dann durch zwei Seitenwände 278 und 280, die als erste Seitenwände bezeichnet werden und die Öffnung 276 des Durchgangsteils 274 auf eine Öffnung mit vermindertem Durchgangsquerschnitt 282 allmählich reduzieren, erhält,
- einem zweiten, mittleren Durchgangsteil 284, dessen Öffnung der vorhergehenden Öffnung 282 entspricht und der eine senkrecht zur Achse A6 verlaufende, mittlere, mit A7 bezeichnete Richtungsachse besitzt, wobei dieser zweite Teil durch zwei parallel zueinander verlaufende Seitenwände begrenzt wird, die zweiten Seitenwände 286 und 288 genannt werden und in einer mit 290 bezeichneten Öffnung münden, die der Öffnung 282gegenüberliegt und die gleichen Abmessungen wie diese aufweist,
- einem dritten Durchgangsteil 292, der eine allgemein divergierende Form aufweist und durch zwei Seitenwände 294 und 296 begrenzt wird, die als dritte Seitenwände bezeichnet werden und sich von der Durchgangsquerschnittsöffnung 290 bis zu einer vergrößerten Öffnung 298 erstrecken, deren Abmessungen im wesentlichen denen der Öffnung 276 des ersten Durchgangsteils 274 entsprechen.

Die ersten Seitenwände 278 und 280 und die dritten Seitenwände 294 und 296 weisen jeweils eine eine Neigung bildende Fläche auf, mit der der Führungszapfen 214 bei den verschiedenen in den Fig. 17 bis 19 dargestellten Gangstufenschaltungen zusammenwirken kann.
Es sei darauf hingewiesen, daß das Kurvenelement 224, wenn man eine Gangstufenschaltung durchführen möchte, dank der Wirkung der Positioniermittel 226, 228 zur Bereitstellung eines Weges für den Führungszapfen 214 positioniert ist (Fig. 17, 18 und 19), während dieser Zapfen in einer nutenförmigen Aufnahme in seiner Anfangsstellung ruht, der einer immer noch eingelegten Gangstufe entspricht.
Nach Positionierung des Weges wird danach die Stütze 210 und somit der mit ihr verbundene Führungszapfen 214 durch die Mittel 220 mittels des Ritzels 218 drehangetrieben, damit der Führungszapfen dem ihm dargebotenen Weg folgen kann.
Wie in Fig. 17 dargestellt, ist das Kurvenelement 224 so positioniert worden, daß der gegenüber der Öffnung 266a der Nut 266, in der sich der Führungszapfen 214 befindet (Pi), angeordnete, gewählte Weg dem zweiten Durchgangsteil 284 entspricht.
Indem der Führungszapfen 214 unter Wirkung der obengenannten Verschiebungsmittel 218, 222 diesen gewählten, mittleren Weg nimmt, soll der Führungszapfen durch die Öffnung 260a der Nut 260 hindurchtreten und am Grund dieser letzteren angreifen, um seine Endstellung Pf zu erreichen.
Bei der in Fig. 17 dargestellten Konfiguration wird eine Gangstufenschaltung aus dem ersten in den zweiten Gang unterstützt.
Es sei darauf hingewiesen, daß die für die erste Ausführungsform dargelegten Vorteile auch für diese zweite Ausführungsform gelten.
Wie in Fig. 17 dargestellt, bleibt die Bewegung des Führungszapfens 214 eine Drehbewegung, während diese Bewegung in den Fig. 18 und 19 ebenfalls eine Translationskomponente enthält. Dies erklärt sich durch die Neigung der Rampe, die durch die Fläche der ersten Seitenwand 278 des ersten Durchgangsteils 274 gebildet wird, die gegenüber der Öffnung der Aufnahme (260, 262) angeordnet ist, in der sich der Führungszapfen 214 zu Anfang befindet (Pi).
Wenn eine Gangstufenschaltung zwischen den sich in den verschiedenen Leitungen befindenden Gangstufen durchgeführt werden soll, wie zum Beispiel zum Schalten aus dem zweiten in den dritten Gang (Fig.18), muß das Kurvenelement 224 auf geeignete Weise durch eine Translationsbewegung positioniert werden, so daß die Öffnung 260a der Aufnahme 260, in die der Führungszapfen 214 eingreift, gegenüber der ersten Seitenwand 278 angeordnet wird und der durch den zweiten Durchgangsteil 284 gebildete, mittlere Weg gegenüber der Öffnung 268a der Aufnahme 268 angeordnet wird, in die der Führungszapfen 214 eingreifen soll.
Wenn die Wegmittel so positioniert sind, ist für den Führungszapfen 214 ein Weg ausgewählt worden.
Der gewählte Weg wird durch die erste Seitenwand 278 des ersten Durchgangsteils 274 und durch die beiden zweiten Seitenwände 286 und 288 des zweiten, mittleren Durchgangsteils 284 gebildet.
Solange der Weg ausgewählt ist, wird die Durchlaufbewegung durch die Verschiebungsmittel 218, 220 bewirkt, und der Führungszapfen 214 verläßt seine Position in der Aufnahme 260, tritt aus letzterer heraus und gelangt mit der ersten Seitenwand 278 in Kontakt, die eine Rampe bildet, die dazu dient, die Bewegung dieses Führungszapfens in einer bezüglich der senkrecht zur Längsachse A6 verlaufenden Achse der Aufnahmen schrägen Richtung zu führen.
Die Drehbewegung, mit der die Stütze 210 des Führungszapfens 214 beaufschlagt wird, wird durch die Schräge der Wand 278 in eine schraubenförmige Bewegung umgewandelt.
Es sei darauf hingewiesen, daß die Neigung der durch die ersten und dritten Seitenwände des Kurvenelements gebildeten Schrägen auf geeignete Weise zur Erleichterung der Führungsbewegung des Führungszapfens 214 berechnet wird.
Der Führungszapfen 214 gleitet somit auf der Schrägen der ersten Seitenwand 278 und erreicht den zweiten, mittleren Durchgangsteil 284, wo er dann durch die beiden zweiten Seitenwände 286 und 288 entlang der Achse A7 geführt wird.
Beim Verlassen des zweiten Durchgangsteils 284 folgt der Führungszapfen 214 unter der Wirkung der Verschiebungsmittel 218 und 220 die durch die Achse A7 gegebene Richtung und erreicht so den Grund der Aufnahme 268 in seiner Endstellung.
Somit wird ein Wechsel der Gangstufenleitung bewirkt, ohne daß die Durchlaufbewegung des Führungszapfens unterbrochen wird, und es werden die gleichen Vorteile erhalten wie die bei der ersten Ausführungsform angeführten.
Des weiteren zeigt Fig. 19 die Gangstufenschaltung zwischen dem vierten Gang (Führungszapfen 214 in der Aufnahme 262) und dem fünften Gang (Zapfen in der Aufnahme 270), die auf identische Weise wie die unter Bezugnahme auf Fig. 18 beschriebene erhalten wird, außer daß das Kurvenelement 224 anders positioniert ist, da sich die Wand 278 gegenüber der Öffnung 262a der Aufnahme 262 befinden muß.
Es sei darauf hingewiesen, daß der das Kurvenelement 224 bildende Block als Alternative mehrere Rampen aufweisen kann, die an der Oberseite 242 des Blocks analog zu den Rampen 90, 96 und 98 des Kurvenelements 72 nach Fig. 5 ausgebildet werden würden.
Es ist anzumerken, daß die bezüglich der in den Fig. 1 bis 12 dargestellten Vorrichtung genannten allgemeinen Vorteile auch für die Vorrichtung nach den Fig. 13 und folgende gelten.
Es versteht sich, daß die verschiedenen in den Zeichnungen dargestellten und oben beschriebenen Mechanismen zur Positionierung der Wegmittel und zur Verschiebung des Festlegungsmittels, das zur Festlegung der Position des Betätigungsglieds ausgeführt ist, auch anders ausgebildet sein können, ohne daß sich dies auf den Betrieb der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung auswirkt.
Es sei anzumerken, daß sich die erfindungsgemäße Steuervorrichtung besonders auf automatische und halbautomatische Getriebe bezieht.
Die Erfindung gestattet vorteilhafterweise den Verzicht auf die Haltekulisse, die herkömmlicherweise in den Getrieben verwendet wird.

Claims

1. Vorrichtung (10) zur Steuerung des Schaltens von Gangstufen in einem Getriebe, die mindestens ein Betätigungsglied (22) umfaßt, durch das mindestens zwei Gabeln betätigbar sind, die jeweils mindestens eine Gangstufe aktivieren, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorrichtung folgendes umfaßt: mindestens ein Festlegungsmittel (56; 214), durch das die Position des Betätigungsglieds (22) festlegbar ist, wobei das Festlegungsmittel (56; 214) und das Betätigungsglied (22) fest miteinander verbunden und verschiebbar ausgeführt sind,
sogenannte Wegmittel (72; 110; 224) zum Bereitstellen eines Weges für das Festlegungsmittel (56; 214) zwischen einer Anfangsstellung (Pi), die einer Gangstufe entspricht, und einer Endstellung (Pf), die einer anderen Gangstufe entspricht,
sogenannte Positioniermittel (76, 78; 226, 228) zur Positionierung der Wegmittel (72; 110; 224), die in Betrieb gesetzt sind, während das Festlegungsmittel (56; 214) in seiner Anfangsstellung (Pi) bleibt, und
sogenannte Verschiebungsmittel (52, 54; 216, 218, 220) zur Verschiebung einer Stütze (16; 210), an der das Festlegungsmittel (56; 214) angeordnet ist, um letzteres in seine Endstellung (Pf) zu führen, wobei mindestens eine der Bewegungen zur Positionierung der Wegmittel (72; 110; 224) und/oder zur Verschiebung der Stütze (16; 210) eine Drehbewegung ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wegmittel ein Kurvenelement (72; 110), insbesondere eine Kurvenscheibe, enthalten, das bzw. die mit mindestens einer Rampe versehen ist, welche mindestens einen Weg für das Festlegungsmittel (56; 214) definiert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurvenelement (72) mit drei Rampen versehen ist, wobei die sogenannte mittlere Rampe (90) einen mittleren Weg mit einer Richtungsachse (A1) für das Festlegungsmittel (56; 214) definiert und die beiden anderen sogenannten Seitenrampen (96, 98) symmetrisch auf beiden Seiten der mittleren Rampe (90) angeordnet sind und jeweils mittels profilierter Seitenwände (100, 102, 104, 106) einen seitlichen Weg mit einer zur Achse A1 geneigten Richtungsachse (A2, A3) definieren.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurvenelement (110) einen ersten konvergierend ausgebildeten Durchgangsteil (114) umfaßt, der durch zwei erste Seitenwände (118, 120) begrenzt ist, und der in einen zweiten, mittleren Durchgangsteil (124) mündet, der eine mittlere Richtungsachse (A4) aufweist und durch zwei zweite parallele Seitenwände (126, 128) begrenzt ist, und der in einen dritten, divergierend ausgebildeten Durchgangsteil (132) mündet, der durch zwei dritte Seitenwände (134, 136) begrenzt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurvenelement (72; 110) um eine sogenannte Längsachse drehbar angebracht ist, wobei die Stütze (16) entlang dieser Achse gleitend angebracht ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wegmittel (72, 110) einen Ring umfassen, der an einer Fläche, insbesondere an seiner äußeren Umfangsfläche, mit einer Verzahnung (74) versehen ist, und daß die mindestens eine Rampe an einer Innenseite des Rings angeordnet ist, wobei die Vorrichtung Getriebemittel (76) aufweist, die einen Teil der Mittel (76, 78) zur Positionierung der Wegmittel (72, 110) bilden und die zum Zusammenwirken mit der Verzahnung (74) des Rings ausgeführt sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebemittel ein Antriebsritzel (76) mit einer parallel zur Längsachse des Kurvenelements (72; 110) verlaufenden Drehachse umfassen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebemittel ein Schneckenmittel (84) mit einer senkrecht zur Längsachse des Kurvenelements (72; 110) verlaufenden Achse umfassen.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütze (16) zumindest im wesentlichen eine allgemein zylindrische Form mit einer der Längsachse des Kurvenelements (72; 110) entsprechenden Achse aufweist, wobei das Festlegungsmittel (56) an einer Außenseite der zylindrischen Stütze (16) in einem Stützbereich angeordnet ist, der in das Innere des Kurvenelements (72; 110) eingeführt wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütze (16) an einem Schrauben-Mutter- Mittel (52) angebracht ist, das einen Teil des Verschiebungsmittels bildet.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurvenelement (224) entlang einer sogenannten Längsachse verschiebbar angebracht ist, wobei die Stütze (210) um eine parallel zu dieser Längsachse verlaufende Achse drehbar angebracht ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurvenelement (224) an einem Schrauben- Mutter-Mittel (226) angeordnet ist, das einen Teil der Mittel zur Positionierung der Wegmittel bildet.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütze (210) zumindest im wesentlichen eine allgemein zylindrische Form mit einer parallel zur Längsachse des Kurvenelements (224) verlaufenden Achse aufweist, die der Drehachse der Stütze (210) entspricht, wobei das Festlegungsmittel (214) an einer Außenseite der zylindrischen Stütze angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie Getriebemittel (218) aufweist, die einen Teil der Verschiebungsmittel bilden und die zum Zusammenwirken mit einer an einer Fläche (215) der zylindrischen Stütze (210) ausgebildeten Verzahnung (216) ausgeführt sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebemittel ein Antriebsritzel (218) mit einer parallel zur Längsachse des Kurvenelements (224) verlaufenden Drehachse (A5) umfassen.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Festlegungsmittel (56; 214) mit mehreren in zwei Gruppen verteilten Aufnahmen zusammenwirkt, die auf beiden Seiten der Wegmittel (72; 110; 224) angeordnet sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmen jeweils einerseits eine Öffnung (60a, 62a, 64a, 66a, 68a, 70a), die zu den Wegmitteln (72; 110; 224) weist und zum Durchlassen des Festlegungsmittels (56; 214) in die eine oder die andere Richtung bestimmt ist, und andererseits einen der Öffnung gegenüberliegenden Anschlag (60b, 62b, 64b, 66b, 68b, 70b) aufweisen.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Positionierung der Wegmittel Antriebsmittel umfassen, die insbesondere einen Elektromotor (78; 228) und/oder ein pneumatisches Stellglied und/oder ein hydraulisches Stellglied umfassen.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebungsmittel Antriebsmittel umfassen, die insbesondere einen Elektromotor (54; 220) und/oder ein pneumatisches Stellglied und/oder ein hydraulisches Stellglied umfassen.