DE29622669U1

DE29622669U1 - Stelleinrichtung eines in zwei Bewegungsarten bewegbaren Ausgangsteils

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Publication number: DE29622669U1
Application number: DE29622669U
Authority: DE
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1996-09-23
Filing date: 1996-09-23
Publication date: 1997-03-27
Anticipated expiration: 2006-09-24

Description

Gebrauchsmusteranmeldung

Stelleinrichtung eines in zwei Bewegungsarten bewegbaren Ausgangsteils

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Stelleinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE 43 11 855 A1 ist bereits eine Stelleinrichtung zur Betätigung einer Schaltwelle eines Schaltgetriebes eines Kraftfahrzeuges bekannt. Bei dieser Stelleinrichtung ist der erste Antrieb senkrecht zum zweiten Antrieb angeordnet. Wie in Figur 19 dargestellt, wird das Verdrehen der Schaltwelle mittels des ersten Antriebs erzeugt. Der erste Antrieb treibt eine Zahnstange linear an, die mit einem mit der Schaltwelle fest verbundenen Zahnrad in Eingriff steht. Das Verschieben der Schaltwelle wird durch den zweiten Antrieb bewirkt. Zur Übertragung der Verschiebebewegung ist der zweite Antrieb mit der Schaltwelle wirkverbunden, so daß die lineare Bewegung des Antriebs direkt auf die Schaltwelle übertragen wird.

Aufgrund dieser Verschiebebewegung ist das für die Übertragung der Rotationsbewegung mit der Schaltwelle fest verbundene Zahnrad mit einer so großen Axialausdehnung ausgebildet, daß die Zahnstange und das Zahnrad immer in Eingriff stehen.

Nachteilig bei diesem Getriebemechanismus ist, daß die ständig in Eingriff stehenden Zähne von Zahnrad und Zahnstange beim Verschieben der Schaltwelle aufeinander reiben. Dadurch wird diese Verzahnung stark beansprucht. Es kommt zum Abrieb der Zähne, wodurch eine Zunahme des Spieles der in Eingriff stehenden Zähne einhergeht. Gerade bei dem Einsatz von Stelleinrichtungen für die Betätigung einer Schaltwelle eines Schaltgetriebes muß eine Betriebstüchtigkeit über viele Schaltvorgänge gewährleistet werden. Aus diesem Grund ist der dargestellte Getriebemechanismus für einen Einsatz zur Betätigung der Schaltwelle eines Schaltgetriebes ungeeignet.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Stelleinrichtung mit einem kompakten Aufbau und verschleißarmer Arbeitsweise zu schaffen.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch die Maßnahme, den ersten Antrieb an einem Schiebeelement anzulenken, weiches axial fest aber in Umfangsrichtung relativ bewegbar gegenüber dem Ausgangsteil angeordnet ist, ist eine Linearbewegung in axialer Richtung auf das Ausgangsteil übertragbar. Das Ausgangsteil ist seinerseits drehfest aber axial verschiebbar mit dem zweiten Antrieb verbunden, so daß durch den zweiten Antrieb eine Rotationsbewegung auf das Ausgangsteil übertragbar ist. Die beiden Bewegungsarten sind entkoppelt voneinander auf das Ausgangsteil übertragbar. Das Ausgangsteil ist derart ausgestaltet, daß bei von dem zweiten Antrieb auf dasselbe eingeleiteten Rotationsbewegungen das Schiebeelement nicht beeinträchtigt wird.

Es sind sowohl linear als auch rotatorisch arbeitende Antriebe einsetzbar. Beim Vorsehen zweier gleichartig arbeitender Antriebe ist es, wegen der zuvor geschilderten zwei Bewegungsarten am Ausgangsteil, erforderlich ein Getriebe zur Umformung einer der durch die Antriebe eingeleiteten Bewegungsart in die jeweils andere Bewegungsart zu verwenden. Es hat sich als vorteilhaft .herausgestellt, mittels eines rotatorisch arbeitenden Antriebs das Schiebeelement

anzutreiben. Ein derartiger Antrieb und das Schiebeelement sind beispielsweise über ein die Rotationsbewegung in eine Linearbewegung umformendes Getriebeelement wirkverbunden. Um einen möglichst kleinen Antrieb einsetzen zu können, ist es vorteilhaft, ein als Untersetzungsgetriebe wirksames Getriebeelement vorzusehen.

Als vorteilhaft hat sich der Einsatz eines Kurbelgetriebes herausgestellt. Für das Einstellen verschiedener axialer Positionen des Ausgangsteils werden verschiedene den gewünschten axialen Positionen des Schiebeelementes und damit des Ausgangsteiles zugeordnete Stellungen durch den ersten Antrieb angefahren. Würde der Kurbeitrieb nur in einer Richtung angetrieben, so wären jeder axialen Position des Schiebeelementes zwei Kurbelgetriebestellungen zugeordnet. Für eine eindeutige Zuordnung ist das Kurbelgetriebe daher bevorzugt oszillierend anzutreiben.

Als weiteres mögliches Getriebeelement zur Umwandlung einer Rotationsbewegung in eine Linearbewegung ist eine Zahnstange vorsehbar, die durch das Ausgangselement des ersten Antriebs linear angetrieben wird. Vorteilhaft ist bei dem Einsatz einer Zahnstange als Getriebeelement, daß die Zahnstange mit dem Schiebeelement einstückig ausbildbar ist. Dieses Getriebeeiement ist eine besonders einfache und kostengünstige Konstruktion. Der von der Zahnstange beanspruchte Bauraum ist sehr gering, was sich vorteilhaft auf eine kompakte Bauform auswirkt.

Weiterhin hat sich als vorteilhaft der Einsatz eines Nockengetriebes als Getriebeelement herausgestellt. Dieses Nockengetriebe kann Plateaus mit geringer Steigung in radialer Richtung aufweisen, von denen jedes einer bestimmten Schaltstellung des Schiebeelementes zugeordnet ist. Dadurch kann eine sehr genaue Einstellung des Schiebeelementes und damit des Ausgangsteils auf zum Beispiel den Gassen zugeordnete Schaltstellungen erreicht werden.

Diesen Getriebeelementen kann jeweils eine Rückstellfeder zugeordnet sein, .wobei das Schiebeelement gegen deren Kraft mittels des Antriebes ausgelenkt

wird. Durch diese Rückstellfeder kann zum einen das Schiebeelement und das Getriebe mittels Kraftschluß in Wirkverbindung gehalten werden, zum anderen kann eine Rückbewegung des Schiebeelementes durch die auf dasselbe einwirkende Rückstellfeder erzeugt werden. Dafür ist erforderlich, daß der Antrieb in den Freilauf geschaltet wird.

Vorteilhafterweise ist das Schiebeelement in einer Hülse gelagert, die mit einer sich in Schieberichtung erstreckenden Ausnehmung versehen ist. Diese Ausnehmung wird von einem radialen Vorsprung des Schiebeelementes, der mit dem Ausgangsteil verbunden ist, durchgriffen. Durch Vorsehen dieser Hülse zur Lagerung wird die Belastung des Schiebeelementes reduziert und Verschleiß durch Abrieb verhindert. Die glatte Oberfläche von Hülse und Schiebeelement gleiten aufeinander. Die Hülse umgibt das Schiebeelement, wodurch sich eine kompakte Ausbildung ergibt. Als vorteilhaft hat sich herausgestellt, die sich in Schieberichtung erstreckende Ausnehmung in Umfangsrichtung gerade so groß auszubilden, daß der axiale Vorsprung des Schiebeelementes ohne Spiel in dieser Richtung in der Ausnehmung gleitet. Dadurch wird eine Abstützung des axialen Vorsprungs des Schiebeelementes durch die Gestaltungsform der sich in Schieberichtung erstreckenden Ausnehmung erreicht, was zu einer Entlastung des Schiebeelementes beiträgt.

Als vorteilhafte Ausführungsform hat sich der Einsatz eines Hubmagneten als ersten Antrieb herausgestellt, da er besonders zum Einstellen der gewünschten Gassenposition geeignet ist, für deren Verstellung eine geringere Kraft als für das Einlegen eines Ganges erforderlich ist. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, die verschiedenen Gassen durch eine Schiebebewegung des Ausgangsteils auszuwählen, da dann die mittels des Hubmagneten erzeugbare Hubbewegung direkt auf das Schiebeelement übertragen werden kann. Es ist jedoch bei Verwendung eines Getriebes auch der Einsatz des Hubmagneten für die Gassenwahl mittels einer Rotationsbewegung möglich.

Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, die Verbindung des zweiten Antriebes .mit dem Ausgangsteil durch ein auf der Hülse drehbar gelagertes Zahnrad

herzustellen. Durch entsprechende Lagerung wird die bei einer Rotationsbewegung wirkende Reibungskraft minimiert. Dieses Zahnrad ist gegenüber dem Ausgangsteil drehfest aber axial verschiebbar gelagert. Das Zahnrad ist axial fest gegenüber dem zweiten Antrieb angeordnet, so daß in Achsrichtung der Verzahnung kein Verschleiß ansteht.

Zur Minimierung des benötigten Bauraumes hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, für die Verbindung des zweiten Antriebs mit dem Ausgangsteil ein Segmentzahnrad vorzusehen. Der Winkelbereich des Segmentzahnrades ist auf den Drehwinkelbereich des Ausgangsteils abzustimmen.

Eine vorteilhafte Weiterbildung ist, dem zweiten Antrieb eine Kompensationfeder zuzuordnen, die in einer Ruhestellung des zweiten Antriebs eine maximale Vorspannung aufweist. Bei Auslenkung aus dieser Ruhestellung wird das Drehmoment des Antriebs durch Entspannung der Kompensationsfeder verstärkt. Durch den Einsatz solch einer Kompensationsfeder kann das Einlegen eines Ganges unterstützt werden, wobei wegen der zu leistenden Synchronisationsarbeit ein erheblicher Widerstand überwunden werden muß. Die Kompensationsfeder ist insbesondere bei Einsatz eines leistungsschwächeren Antriebes sinnvoll. Beim Herausnehmen eines eingelegten Ganges ist keine Synchronisationsarbeit zu leisten, so daß es keiner Unterstützung durch die Kompensationsfeder bedarf. Die Leistung des zweiten Antriebs muß aber so ausgewählt sein, daß die Kompensationfeder wieder mit der maximalen Vorspannung versehen wird. Die Ruhestellung, in der die Kompensationfeder die maximale Vorspannung aufweist, ist der Neutralstellung der Schaltwelle zugeordnet.

Durch die Maßnahme, einem Stellantrieb, durch den die Gangwahl erzeugbar ist, einen Schaltmechanismus zuzuordnen, durch den eine von der Gangwahl abweichende zusätzlichen Bewegungsart des Ausgangsteils mittels eines Schaltvorganges des Stellantriebs zur Vorgabe der Schaltgasse realisierbar ist, kann die Stelleinrichtung mit nur einem einzigen Stellantrieb ausgebildet sein. Damit werden die Kosten und der Bauraum für einen zweiten Antrieb zur

Betätigung des Ausgangsteils eingespart. Es ist jedoch ein Schaltantrieb zum Schalten des Schaitmechanismus erforderlich. Als Schaltantrieb ist jedoch ein Antrieb mit einer sehr geringen Leistung und daher extrem kompakter Ausbildung ausreichend.

Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, daß der Schaltmechanismus ein Verriegelungselement umfaßt. Durch dieses Verriegelungselement wird jeweils eine der beiden Bewegungsarten blockiert, so daß das Ausgangsteil durch den Stellantrieb jeweils nur in der nicht blockierten Bewegungsart antreibbar ist. Das Verriegelungselement weist eine erste Klaue auf, die zur Verriegelung des Ausgangsteils in eine erste Vertiefung desselben ohne Spiel in Achsrichtung eingreift. Dadurch ist das Ausgangsteil gegen Schiebebewegungen blockiert. Das Verriegelungselement weist eine zweite Klaue auf, die zur Verriegelung des Ausgangsteils gegen Bewegungen um seine Drehachse in eine zweite Vertiefung ohne Spiel in Umfangsrichtung eingreift.

Als vorteilhafte Ausführungsform hat sich herausgestellt, der ersten Klaue eine Mehrzahl von Vertiefungen zuzuordnen, wobei durch jede Vertiefung ein Gasse des dem Ausgangsteil nachgeschalteten Getriebes definiert wird.

Durch ein großes wirkendes Drehmoment wird ein schnelles Einlegen eines Ganges bewirkt. Es hat sich herausgestellt, daß es vorteilhaft ist, wenn die zweite Klaue immer in der zweiten Vertiefung verbleibt. Zum Lösen der Verriegelung ist die zweite Klaue in eine Position bewegbar, in welcher die zweite Vertiefung zur Gewährleistung der Rotationsbewegung des Ausgangsteils in Umfangsrichtung größer als die zweite Klaue ausgebildet ist.

Als besonders günstige Ausführungsform hat sich herausgestellt, die zweite Vertiefung spaltförmig auszubilden, wobei zur Freigabe der Rotationsbewegung die zweite Klaue auf die Position der Drehachse des Ausgangsteils positioniert wird. Sobald bei dieser Ausführungsform die zweite Klaue auf einer von der Drehachse des Ausgangsteil abweichenden Position positioniert ist, ist das Ausgangsteil gegen Rotationsbewegungen blockiert. Dadurch ist ein Schalten

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zwischen den Bewegungsarten ohne Überlappung zwischen denselben besonders einfach realisierbar. Das Ausgangsteil ist immer nur ausschließlich in Richtung einer Bewegungsart, d. h. rotierend oder linear, antreibbar.

Der Stellantrieb ist über eine Schrägverzahnung mit dem Ausgangsteil der Stelleinrichtung verbunden. Mittels dieser Schrägverzahnung ist auf einfach Art sowohl eine Rotations-, als auch eine Linearbewegung auf das Ausgangsteil des Stelleinrichtung übertragbar. Als besonders geeignetes Getriebe hat sich das aus der DE 38 36 368 A1 bekannte Getriebe herausgestellt.

Als besonders günstig hat sich der Einsatz von Elektromotoren als Antriebe herausgestellt, die als preiswerte Standardbauteile erhältlich sind. Diese Elektromotoren sind rotierend arbeitende Antriebe. Die für deren Betrieb erforderliche Leistung kann einem durch den Verbrennungsmotor des Fahrzeugs angetriebenen Generator entnommen werden. Hydraulisch angetriebene Stelleinrichtungen haben im Vergleich dazu den Nachteil, daß ein separates Hydrauliksystem, das eine Pumpe, einen Druckspeicher und eine Vielzahl von Ventilen umfaßt, zum Betreiben der Stelleinrichtung vorgesehen werden müßte. Damit ist der Kostenaufwand für die Bereitstellung der erforderlichen hydraulischen Leistung erheblich. Auch ist aufgrund einer immer bei einem hydraulischen System vorhandenen Leckage der Energiebedarf wesentlich größer als bei einem elektrischen System.

Ein weiterer Vorteil beim Einsatz von Elektromotoren ist, daß die Stromanschlußleitungen einfach zu verlegen sind und wenig Platz beanspruchen.

Im folgenden werden Ausführungsbeipiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1: Stelleinrichtung im Längsschnitt mit Kurbelgetriebe;

Fig. 2: Seitenansicht der in Fig. 1 dargestellten Stelleinrichtung gemäß der Schnittlinie H-Il;

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Fig. 3: wie Fig. 1, aber mit Zahnstange;
Fig. 4: wie Fig. 1, aber mit Nockengetriebe;

Fig. 5: Seitenansicht der in Fig. 4 dargestellten Stelleinrichtung gemäß der Schnittlinie V-V;

Fig. 6: wie Fig. 1, aber mit Hubmagnet als Antrieb;

Fig. 7: Hubmagnetanordnung für die Erzeugung einer Schwenkbewegung;

Fig. 8: Seitenansicht von Fig. 7 mit Blick von der rechten Seite aus;

Fig. 9: wie Fig. 1, aber mit Kompensationsfeder am Antrieb;

Fig. 10: Seitenansicht der in Fig. 9 dargestellten Stelleinrichtung gemäß der Schnittlinie X-X;

Fig. 11: Stelleinrichtung mit Schaltmechanismus und nur einem Stellantrieb und einem Verriegelungselement;

Fig. 11 a: Ansicht nach der Schnittlinie A-A in Fig. 11;

Fig. 12: Verriegelungselement in Seitenansicht nach der Schnittlinie XII-XH in Fig. 11;

Fig. 13: Drehverriegelungselement;

Fig. 14: wie Fig. 13, aber mit anderer konstruktiver Ausführung.

Der prinzipielle Aufbau einer Stelleinrichtung 1 wird anhand Fig. 1 und 2 .beschrieben.

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Die Stelleinrichtung 1 umfaßt einen ersten Antrieb 3, der über ein Kurbelgetriebe 14 mit einem Schiebeelement 7 verbunden ist. Dieses Schiebeelement ist in einer Hülse 23 gelagert und weist endseitig einen radialen Vorsprung 27 auf, der eine in der Hülse 23 vorgesehene Ausnehmung 25 durchgreifend in einen in Umfangsrichtung verlaufenden Radialspalt 28 eines Ausgangsteils 9 eingreift. Die in der Hülse 23 vorgesehene Ausnehmung 25 ist in Form eines in Axialrichtung verlaufenden Spaltes 26 ausgebildet.

Das Ausgangsteil 9 weist weiterhin eine Axialausnehmung 35 auf, in die ein axialer Vorsprung 33 eines auf der Hülse 23 gelagerten Segmentzahnrades 31 eingreift. Das letztgenannte ist über Verzahnung in Eingriff mit einer Zahnwelle eines über ein Untersetzungsgetriebe 6 wirksamen zweiten Antriebs 5.

Im folgenden wird die Funktion der dargestellten Stelleinrichtung beschrieben. Diese Stelleinrichtung 1 ist zur automatisierten Betätigung einer Schaltwelle 10 eines Schaltgetriebes, die hier das Ausgangsteil 9 der Stelleinrichtung 1 ist, einsetzbar. Der erste Antrieb 3 arbeitet mit einer oszillierenden Bewegung und treibt das Kurbelgetriebe 14 an. Dieses Kurbelgetriebe 14 ist mit dem Schiebeelement 7 verbunden, das eine Linearbewegung ausführt. Über den radialen Vorsprung 27 wird die Linearbewegung des Schiebeelementes 7 auf das Ausgangsteil 9 übertragen, wobei das Schiebeelement 7 in der Hülse 23, die dasselbe lagert, gleitet. Durch die in Axialrichtung verlaufende Ausnehmung 25 in der Hülse 23 wird der radiale Vorsprung 27 des Schiebeelementes 7 in Umfangsrichtung abgestützt. Mittels dieser auf das Ausgangsteil 9 übertragenen Linearbewegung wird die gewünschte Gasse eingelegt. Die Gangwahl wird durch eine Rotationsbewegung des Ausgangsteils 9 bzw. der Schaltwelle 10 durchgeführt. Die erforderliche Rotationsbewegung wird durch den zweiten Antrieb 5 eingeleitet. Dieser Antrieb 5 treibt das Segmentzahnrad 31 an. Über einen axialen Vorsprung 33, der in eine Axialausnehmung 35 des Ausgangsteils 9 eingreift, wird die Rotationsbewegung des Segmentzahnrades 31 auf das Ausgangsteil 9 übertragen. Das Ausgangsteil 9 und das Segmentzahnrad 31 sind relativ zueinander axial verschiebbar, so daß

eine auf das Ausgangsteil 9 übertragene Linearbewegung keinen* Einffuß*auf die Position des Segmentzahnrades 31 hat. Auch ist das Schiebeelement 7 drehbar mit dem Ausgangsteil 9 verbunden, so daß eine vom zweiten Antrieb 5 eingeleitete Rotationsbewegung des Ausgangsteils 9 keinen Einfluß auf das Schiebeelement 7 hat. Für das Einlegen des gewünschten Ganges ist eine größere Kraft erforderlich als für die Gassenwahl, so daß hierfür ein leistungsstärkerer Antrieb erforderlich ist. Um einen möglichst kleinen Antrieb vorsehen zu können, kann dieser Antrieb mit einem Untersetzungsgetriebe 6 versehen sein.

Die in Fig. 3 dargestellte Stelleinrichtung 1 zur Betätigung der Schaltwelle 10 entspricht im wesentlichen der anhand Fig.1 beschriebenen Stelleinrichtung. Der Unterschied liegt darin, daß anstelle des Kurbelgetriebes 14 eine Zahnstange 15 vorgesehen ist. Diese Zahnstange 15 wird mittels des ersten Antriebs 3 zu einer Linearbewegung angetrieben, die auf das Schiebeelement 7 übertragen wird. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind Schiebeelement 7 und Zahnstange 15 einstückig ausgebildet. Ein Ausgangselement 4 des ersten Antriebs, der rotierend arbeitet, greift in die Zahnstange 15 ein. Durch Rotation des Ausgangselementes 4 des ersten Antriebes 3 wird die Zahnstange 15 in Achsrichtung axial verschoben.

In Fig. 4 und 5 ist eine Stelleinrichtung dargestellt, bei der dem ersten Antrieb 3 ein Nockengetriebe 17 zugeordnet ist. Das rotierende Ausgangselement 4 des ersten Antriebs 3 steht mit einem Zahnrad 16 in Eingriff, das mit einem Nocken 18 fest verbunden oder einteilig mit diesem ausgebildet ist. Auf diesem Nocken 18 läuft das Ende des Schiebeelementes 7, das mittels einer Rückstellfeder 19 kraftschlüssig mit dem Nocken 18 verbunden ist. Es ist jedoch auch möglich, die Wirkverbindung zwischen Nocken 18 und Schiebeelement 7 über eine Nutklauenverbindung herzustellen.

In Fig. 4a ist eine Nocke 18 dargestellt, die mehrere Plateaus 24 aufweist. Diese Plateaus sind jeweils einer Gasse zugeordnet.

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In Fig. 6 ist eine Stelleinrichtung 1 dargestellt, die als ersten Antrieb 3 einen Hubmagenten 21 aufweist. Das Ende des Schiebeelementes 7 ragt in den Hubmagneten 21 hinein. An dem diesem Ende gegenüberliegendem Ende, das den axialen Vorsprung 33 aufweist, wirkt eine Rückstellfeder 19. Durch Strombeaufschlagung des Hubmagneten 21 wird das Schiebeelement 7 entgegen der Kraft der Rückstellfeder 19 in Abhängigkeit von dem angelegten Strom oder der angelegten Spannung linear verschoben. Mittels des Hubmagneten 21 wird die Gassenwahl durchgeführt. Wird in einem nachgeschalteten Getriebe die Gassenwahi durch eine Rotationsbewegung durchgeführt, wie in Fig. 7 und 8 dargestellt, so wirkt ein Abtriebsteil 22 des Hubmagneten 21 auf einen Umlenkhebel 30, der mit der Schaltwelle 10 fest verbunden ist. Auf der dem Hubmagneten 21 gegenüberliegenden Seite ist die Rückstellfeder 19 vorgesehen, durch die eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Umlenkhebe! 30 und Abtriebsteil 22 des Hubmagneten 21 sichergestellt ist. Durch Ansteuerung des Hubmagneten 21 wird dessen Abtriebsteil 22 entgegen der auf den Umlenkhebel 30 wirkenden Rückstellkraft der Rückstellfedern 19 ausgelenkt.

Die in Fig. 9 und 10 dargestellte Stelleinrichtung 1 entspricht im wesentlichen der in Fig. T und 2 gezeigten Stelleinrichtung, weist aber zusätzlich eine Kompensationfeder 36 auf. Diese ist dem Segmentzahnrad 31 zugeordnet. Die Kompensationsfeder 36 ist mit dem mittels des zweiten Antriebs 5 drehantreibbaren Segmentzahnrad 31 fest verbunden und stützt sich gegen das Gehäuse 8 der Stelleinrichtung 1 ab. In der Mittelstellung des Segmentzahnrades 31 weist die Kompensationsfeder 36 eine maximale Vorspannung auf. Bei Auslenkung des Segmentzahnrades 31 durch den zweiten Antrieb 5 wird das von diesem gelieferte Drehmoment durch die Entspannung der Kompensationsfeder 36 verstärkt. Damit wird der Einlegeprozeß des gewählten Ganges unterstützt und beschleunigt. Mittels des zweiten Antriebes 5 wird das Segmentzahnrad 31 wieder auf Mittelposition gebracht. Dabei wird die Kompensationfeder 36 wieder vorgespannt. Die dafür erforderliche Kraft wird durch den zweiten Antrieb 5 aufgebracht. Diese Bewegungsrichtung ist dem Herausnehmen eines eingelegten Ganges zugeordnet. Für das Herausnehmen eines eingelegten Ganges ist eine geringere Kraft als für das Einlegen eines

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Ganges erforderlich, da im Getriebe keine Synchronisationsarbeit geleistet werden muß. Aus diesem Grund ist durch Vorsehen einer Kompensationsfeder 36 der zweite Antrieb 5 mit einer kleineren Leistung für das Einlegen eines Ganges einsetzbar.

In den Fig. 11 bis 14 ist eine Stelleinrichtung 1 dargestellt, die nur einen Stellantrieb 2 aufweist. Durch diesen Stellantrieb 2 wird über eine Schrägverzahnung 53 eine Schaltwelle 10 als Ausgangsteil 9 der Stelleinrichtung 1 angetrieben. Die Schrägverzahnung 53 weist eine von dem Stellantrieb 2 antreibbare Spindel 54 auf. Diese Spindel 54 ist endseitig mittels eines sich im Gehäuse 8 abstützenden Lagers 63 gelagert und steht mit einem Abtriebselement 55 in Eingriff, der mit der Schaltwelle 10 fest verbunden ist. Abtriebselement 55 und Schaltwelle 10 können auch einstückig ausgebildet sein.

Der Schaltwelle 10 ist ein Schaltmechanismus 49 zugeordnet, der ein Verriegelungselement 50 umfaßt. Dieses Verriegelungselement 50 ist auf dem dem Getriebe abgewandten Ende 67 der Schaltwelle 10 angeordnet. Das Verriegelungselement 50 umfaßt seinerseits einen Schaltantrieb 59 und ein Rastelement 65, das eine erste Klaue 39 und eine zweite Klaue 41 aufweist. Der ersten Klaue 39 sind erste Vertiefungen 43 zugeordnet und der zweiten Klaue ist eine zweite Vertiefung 45 zugeordnet. Die ersten Vertiefungen 43 sind mit Axialversatz zueinander in Umfangsrichtung verlaufend am Außenumfang der Schaltwelle 10 ausgebildet. Die zweite Vertiefung 45 ist endseitig am Ende 67 der Schaltwelle 10 angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel ist die zweite Vertiefung nutförmig ausgebildet und schneidet die Drehachse 47 der Schaltwelle 10.

Durch Ansteuern des Schaltantriebes 59 ist das Rastelement 65 in verschiedene Betriebsstellungen bringbar, durch welche die Bewegungsart - Axialverschiebung oder Drehbarkeit - an der Schaltwelle 10 einstellbar ist. In einer ersten Betriebsstellung die in Fig. 11 gezeigt ist, greift die erste Klaue 39 in eine der ersten Vertiefungen 43 ein, wodurch die Schaltwelle 10 gegen .Linearbewegungen blockiert ist. Mit dem Einrasten der ersten Klaue 39 geht eine

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Positionierung der zweiten Klaue 41 auf die Position der Drehachse 47 der Schaltwelle 10 einher, wodurch sich eine oszillierende Drehbarkeit derselben um Drehachse 47 und Klaue 41 ergibt. Folgedessen sind mittels des Stellantriebs 2 über die Schrägverzahnung 53 Rotationsbewegungen der Schaltwelle 10 erzeugbar. In einer zweiten Betriebsstellung ist die erste Klaue 39 aus den ersten Vertiefungen 43 herausgezogen. Die zweite Klaue 41 befindet sich auf einer von der Drehachse 47 der Schaltwelle 10 abweichenden Position. In dieser Position steht die zweite Klaue 41 mit der zweiten Vertiefung 45 ohne Spiel in Umfangsrichtung in Eingriff, wodurch die Schaltwelle 10 gegen Rotationsbewegungen blockiert ist. Durch den Stellantrieb 2 wird eine Linearbewegung auf die Schaltwelle 10 übertragen, da die Spindel 54 der Schrägverzahnung 53 eine Steigung in axialer Richtung aufweist.

In Fig. 12 ist der Schaltantrieb 59 und die erste Klaue 39 in einer der ersten Vertiefungen 43 eingreifend im Schnitt dargestellt. Eine Drehung der Schaltwelle 10 bei Axialverriegelung wird durch die Erstreckung der ersten Vertiefung 43 in Umfangsrichtung ermöglicht.

In den Fig. 13 und 14 sind ausschnittsweise weitere Ausführungsbeispiele von Verriegelungselementen 50 dargestellt, die mit einer von Fig. 11 abweichenden Einrichtung zur Blockierung der Rotationsbewegung der Schaltwelle 10 versehen sind. In Fig. 13 schneidet die zweite Vertiefung nicht die Drehachse 47 der Schaltwelle 10. Aus diesem Grund ist die zweite Vertiefung 45 zur Freigabe der Rotationsbewegung auf einem Abschnitt ihrer radialen Erstreckung mit Ausdehnung in Umfangsrichtung ausgebildet. In der Betriebsstellung, in der mittels des Stellantriebes 2 Rotationsbewegungen der Schaltwelle 10 erzeugbar sind, steht die zweite Klaue 41 an der in Fig. 13 strichpunktierten Stellung mit der Ausdehnung der zweiten Vertiefung 45 in Eingriff. Das in Fig. 14 auschnittsweise dargestellte Verriegelungselement zeigt eine zweite Klaue 41, die trapezförmig ausgebildet ist. Diese Klaue 41 steht in Eingriff mit der zweiten Vertiefung 45 die ebenfalls trapezförmig ausgebildet ist. Durch die radiale Position der Klaue 41 ist das Spiel in Umfangsrichtung zwischen zweiter .Klaue 41 und zweiter Vertiefung 45 einstellbar. Stehen zweite Klaue 41 und

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zweite Vertiefung 45 derart in Eingriff, daß diese Fn Umfangsrichtung spielfrei in Eingriff stehen, was in Fig. 14 strichliniert eingezeichnet ist, so ist die Schaltwelle gegen eine Rotationsbewegung blockiert.

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Bezugszeichenliste

1. Stelleinrichtung 31. Segmentzahnrad

2. Stellantrieb 33. axialer Vorsprung

3. erster Antrieb 35. Axialausnehmung

4. Ausgangselement des ersten 36. Kompensationsfeder Antriebes

5. zweiter Antrieb . 37. Ruhestellung

6. Untersetzungsgetriebe 39. erste Klaue

7. Schiebeelement 41. zweite Klaue

8. Gehäuse 43. erste Vertiefung

9. Ausgangsteil 45. zweite Vertiefung

10. Schaltwelle 47. Drehachse

13. Getriebeelement 49. Schaltmechanismus

14. Kurbelgetriebe 50. Verriegelungselement

15. Zahnstange 53. Schrägverzahnung

16. Zahnrad 54. Spindel

17. Nockengetriebe 55. Abtriebselement

18. Nocke 57. Elektromotor

19. Rückstellfeder 59. Schaltantrieb

21. Hubmagnet 63. Lager

22. Abtriebsteil 65. Rastelement

23. Hülse 67. Ende der Schaltwelle

24. Plateau

25. Ausnehmung

26. Spalt

27. radialer Vorsprung

28. Radialspalt

29. Zahnrad

30. Umlenkhebel

Claims

Reg.-Nr. 14 123

Fichtel & Sachs AG - S c'tf'w YiTi f üVt

Gebrauchsmuster

Ansprüche

1. Stelleinrichtung eines in zwei Bewegungsarten bewegbaren Ausgangsteils insbesondere für die Betätigung eines Schaltgetriebes für Kraftfahrzeuge, die eine Mehrzahl von Antrieben umfaßt, deren Bewegung jeweils über einen Getriebemechanismus auf ein Ausgangsteil übertragbar ist, wobei durch einen ersten Antrieb die Bewegung des Ausgangsteils in einer ersten Bewegungsart und durch einen zweiten Antrieb die Bewegung des Ausgangsteils in einer zweiten Bewegungsart erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet,

daß der erste Antrieb (3) an einem Schiebeelement (7) angelenkt ist, das axial fest, aber in Umfangsrichtung relativ bewegbar gegenüber dem Ausgangsteil (9) angeordnet ist, das seinerseits drehfest aber axial verschiebbar mit dem zweiten Antrieb (5) verbunden ist.

2. Stelleinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß der erste Antrieb (3) rotatorisch arbeitet und über ein, die Bewegung in eine Linearbewegung umformendes Getriebeelement {13} mit dem Schiebeelement (7) verbunden ist.

3. Steileinrichtung nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Getriebeelement (13) durch ein am Schiebeelement (7) angelenktes Kurbelgetriebe (14) gebildet wird.

4. Stelleinrichtung nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Getriebeelement (13) durch eine mit dem Schiebeelement (7)

verbundene Zahnstange (15), die mit dem Ausgangselement (4) des ersten Antriebs (3) in Eingriff steht, gebildet wird.

5. Stelleinrichtung nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Getriebeelement (13) durch ein an dem Schiebeelement (7) angelenktes Nockengetriebe (17) gebildet wird.

6. Stelleinrichtung nach Anspruch 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,

daß dem Getriebeelement (13) eine Rückstellfeder (19) zugeordnet ist.

7. Stelleinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Schiebeelement (7) in einer Hülse (23) gelagert ist, die mit einer sich in Schieberichtung erstreckenden Ausnehmung (25) versehen ist, die von einem radialen Vorsprung (27) des Schiebeelementes (7) zur Verbindung mit dem Ausgangsteil (9) durchgriffen ist.

8. Stelleinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß als erster Antrieb (3) ein Hubmagnet (21) vorsehbar ist, dessen Abtriebsteil (22) mit dem Schiebeelement (7) verbunden ist.

9. Stelleinrichtung nach Anspruch 1 und 7,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Verbindung des zweiten Antriebs (5) mit dem Ausgangsteil (9) durch ein auf der Hülse (23) drehbar gelagertes Zahnrad (29) gebildet wird, gegenüber dem das Ausgangsteil (9) drehfest aber axial verschiebbar angeordnet ist.

10. Stelleinrichtung nach Anspruch 1 und 7,
dadurch gekennzeichnet,

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daß die Verbindung des zweiten Antriebs (5) mit dem AusgangVteil (9VdUrCh ein auf der Hülse (23) drehbar gelagertes Segmentzahnrad (31) gebildet wird, gegenüber dem das Ausgangsteil (9) drehfest aber axial verschiebbar angeordnet ist.

11. Stelleinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß dem zweiten Antrieb (5) eine Kompensationsfeder (36) zugeordnet ist, die in einer Ruhestellung (37) des Antriebs (5) eine maximale Vorspannung aufweist und bei Auslenkung aus dieser Ruhestellung (37) mittels des Antriebs (5) das von diesem gelieferte Drehmoment durch Entspannung verstärkt.

12. Stelleinrichtung insbesondere für die Betätigung eines Ausgangselementes für Schaltgetriebe für Kraftfahrzeuge, wobei dem Ausgangselement eine Stellantrieb zugeordnet ist, durch welchen die Gangwahl erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet,

daß dem Stellantrieb (2) eine Schaltmechanismus (49) zugeordnet ist, der " beim Erfordernis einer von der Gangwahl abweichenden Bewegungsart des Ausgangsteiles (9) mittels eines Schaltvorganges den Stellantrieb (2) zur Vorgabe der Schaltgasse befähigt.

13. Stelleinrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Schaltmechanismus (49) ein Verriegelungselement (50) umfaßt, das eine erste Klaue (39) aufweist, die zur Verriegelung des Ausgangsteils (9) in eine erste Vertiefung (43) desselben ohne Spiel in Achsrichtung eingreift und eine zweite Klaue (41) aufweist, die zur Verriegelung des Ausgangsteils (9) gegen Bewegung um seine. Drehachse (47) ohne Spiel in Umfangsrichtung in eine zweite Vertiefung (45) desselben eingreift.

14. Stelleinrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,

daß der ersten Klaue (39) eine Mehrzahl von Vertiefungen (43) zugeordnet ist, wobei jede Vertiefung (43) eine Gasse das dem Ausgangsteii (9) nachgeschalteten Getriebes definiert.

15. Stelleinrichtung nach Anspruch 12 und 13,
dadurch gekennzeichnet,

daß die zweite Klaue (41) des Verriegelungselementes (50) unabhängig von ihrer Schaltstellung in der zweiten Vertiefung (45) verbleibt und zum Lösen der Verriegelung in eine Position bewegbar ist, in welcher die zweite Vertiefung (45) in Umfangsrichtung zur Gewährleistung der Rotationsbewegung des Ausgangsteils (9) größer als die zweite Klaue (41) ausgebildet ist.

16. Stelleinrichtung nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,

daß die zweite Vertiefung (45) spaltförmig ausgebildet ist, wobei zur Freigabe der Rotationsbewegung die zweite Klaue (41) auf die Position der Drehachse (47) des Ausgangsteils (9) positioniert ist.

^.Stelleinrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Stellantrieb (2) über eine Schrägverzahnung (53) mit dem Ausgangsteil (9) verbunden ist, wobei das Abtriebselement (55) der Schrägverzahnung fest mit dem Ausgangsteii (9) verbunden ist.

18.Stelleinrichtung nach Anspruch 1 oder 12,
dadurch gekennzeichnet,

daß als Antriebe Elektromotoren (57) einsetzbar sind.
FRP Go/ke