DE4137142A1

DE4137142A1 - Schalteinrichtung fuer oedie schaltungsbetaetigung von mehrstufenschaltgetrieben fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE4137142A1
Application number: DE4137142A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Milbradt; Uenal Gazyakan
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1991-11-12
Filing date: 1991-11-12
Publication date: 1993-05-13
Also published as: DE59205520D1; US5507196A; WO1993010379A1; KR940703000A; EP0611427A1; EP0611427B1; JPH07501131A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Schalteinrichtungen für die Schaltungsbetätigung von Mehrstufenschaltgetrieben für Kraftfahrzeuge gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, bei wel chem Elektromotoren zur Betätigung der Schaltpakete des Getriebes verwendet werden.

Bei den heutigen mehrstufigen Schaltgetrieben gibt es Schaltungseinrichtungen, die den Schaltkraftbedarf teil weise oder ganz aus fahrzeugeigenen Energiequellen decken. Bisher nutzte man hierzu Pneumatik- oder Hydraulikein richtungen. Diese haben den Nachteil, daß keine einfache Steuerung der Schaltkraft möglich ist (speziell Pneumatik) oder aber relativ teure Bauteile notwendig sind. Ebenfalls sind diese Energiequellen nicht in jedem Fahrzeug verfüg bar, müßten also bei Bedarf zusätzlich installiert werden.

Als in jedem Fahrzeug vorhandene Energiequelle bietet sich das elektrische Bordnetz an, das eine Vielzahl von Aufga ben im Fahrzeug erfüllt. Eine Modifikation für die Belange der Getriebeschaltung ist relativ leicht möglich. Der Trend in modernen Fahrzeugen geht zur elektronischen Steuerung von Fahrzeugfunktionen (z. B. Automatgetriebe, Einspritz- und Zündanlage, ABS). Es erscheint sinnvoll, den Steuerungsbereich und den Leistungsbereich mit der gleichen Energie zu versorgen. Bei einem elektrisch geschalteten Getriebe bedeutet dies, daß ein unnötiger Wechsel der Energieart im System von Schaltungssteuerung und Schaltkrafterzeugung vermieden wird. Vorteile sind hier z. B. bei der weg- und zeitabhängigen Steuerung der Schaltkraft zu sehen.

Solcherart Schalteinrichtungen sind in verschiedensten Ausführungen bekannt. Allen ist jedoch gemeinsam, daß sie zur Betätigung eines jeden Schaltpaketes einen separaten Elektromotor verwenden, wodurch zumeist eine relativ kom plexe Bauweise gekoppelt mit verhältnismäßig großem Platz bedarf, vorhanden ist.

So zeigen die US-PS 24 62 779 und US-PS 27 54 692 eine Getriebeschalteinrichtung bei der jeder Schaltschwinge ein Elektromotor zugeordnet ist, an dessen Welle eine Kugelge windespindel (räumliches Getriebe) befestigt ist, die mit einem relativ komplexen Winkelhebel-Spiralfeder-System zusammenwirkt. Bei einem Sechsganggetriebe sind infolge dessen drei Elektromotoren angeordnet, mit drei Bewegungs übertragungseinrichtungen, wobei insbesondere letztere durch eine relativ vielteilige, komplexe Bauweise insge samt zu hoher Komplexität und großem Platzbedarf führen.

Desweiteren sind Schaltreinrichtungen bekannt, bei denen Schneckentriebe Verwendung finden. An dem jeweiligen, einer Schaltschwinge zugeordneten Elektromotor, ist eine Schnecke im wesentlichen koaxial zur Motorwelle angeordnet bzw. an dieser befestigt, die mit einem Schneckenrad und einem komplexen Hebelsystem zusammenwirkt. So zeigt die AT-PS 2 62 791 einen Schneckentrieb, der mit einem Kurbel trieb zusammenwirkt, der seinerseits die Schaltschwinge bewegt. In der Schalteinrichtung nach EP-A2 01 98 111 wirkt das Schneckenrad mit einer im wesentlichen parallel zur Getrieberäderachse angeordneten Zahnstange zusammen, die wiederum über ein Hebel-Feder-System die Schalt schwinge betätigt.

Desweiteren sind Schalteinrichtungen bekannt, die jeweils Elektromotoren in Verbindung mit Nocken- bzw. Kurvenschei ben verwenden, wobei zwischen Motor und Kurvenscheibe bzw. Nocke jeweils ein Untersetzungsgetriebe angeordnet ist. So zeigt die GB-A 20 97 077 eine Schalteinrichtung, bei der die Nocke eine gegen Federkraft arbeitende Schiebereinrichtung betätigt, die ihrerseits das mit einer Kugel versehene Ende der Schaltschwinge bewegt. Zudem zeigt die DE-OS 28 06 907 eine Schalteinrichtung, bei der jeweils eine Kur venscheibe mit stirnseitig vorgesehenen Steuerkurven vor gesehen ist. Durch eine Führungsrolle in Verbindung mit Hilfshebel, Betätigungshebel und Kurbelarme werden über Klauen die Schieberadblöcke bewegt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schalteinrichtung o. g. Gattung anzugeben, die wirtschaftlich (d. h. einfach, sicher und platzsparend) in Aufbau, Fertigung und Mon tage ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schaltein richtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteran sprüchen beschrieben.

Demgemäß weist die erfindungsgemäße Schalteinrichtung zur Betätigung sämtlicher Schaltpakete nur einen Elektromotor auf, in Verbindung mit nur einem Kurvengetriebe und nur einem Schaltelement. Damit wird eine Reduzierung auf ein Minimum an Bauteilen vorgenommen, wobei insbesondere viel Platz einnehmende Bauteile, wie Elektromotoren, bis auf einen einzigen, entfallen (unabhängig von der Anzahl der vorhandenen Gangschaltpakete). Eine kompakte Baugruppe wird hiermit erhalten die es erlaubt, ein relativ kleines Motormoment zum Antrieb zu nutzen, da hohe Stellkräfte erzielt werden können. Zudem kann durch den Elektromotor das Drehmoment einfach über den Motorstrom gesteuert wer den.

In Weiterbildung des Erfindungsgedankens besteht das Schaltelement aus einer im wesentlichen parallel zur Räderachse verschiebbaren Schubstange und mehreren, jeweils den Schaltschwingen zugeordneten, einzeln betätig baren Koppelmechanismen, die jeweils in betätigtem Zustand eine triebliche Verbindung zwischen Schubstange und einer der Schaltschwingen herstellen. Dabei ist weiter von Vor teil, wenn das räumliche Kurvengetriebe, das koaxial zu der Elektromotorwelle angeordnet ist, eine Gewindespindel mit darauf laufendem Gewindemutter ist. Durch die koaxiale Anordnung, also die achsgleiche Ausrichtung des Elektromo tors mit Gewindespindel und Schubstange, wird eine sehr platzsparende, einfache Konstruktion bereitgestellt, die ohne größere Probleme im Inneren des Getriebegehäuses anordbar ist.

Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung ist das Kurvengetriebe über eines seiner beiden Teile mit der Schubstange fest verbunden, wodurch die koaxiale Ausrich tung der wesentliche Bestandteile der Schalteinrichtung zueinander einfach realisierbar ist.

Dabei kann die Gewindspindel mit der Schubstange zu einem im wesentlichen einstückigen Bauteil verbunden sein, wäh rend die Gewindemutter mit der Motorwelle drehfest und axial unverschieblich verbunden ist. Hierdurch besteht beispielsweise die Möglichkeit, an dem motorseitigen Ende der Schubstange ein entsprechendes Gewinde aufzubringen, auf dem die Gewindemutter läuft. Selbstverständlich kann das Gewinde direkt an der Schubstange eingebracht sein oder es kann ein separates Gewindeteil gefertigt werden, das mit der Profilstahl-Schubstange in bekannter Weise einstückig verbunden ist. Dabei können der Gewindespin del, d. h. hier der Schubstange mit daran vorgesehenem Gewindeteil, zwei im wesentlichen gegenläufig arbeitende Kupplungsvorrichtungen zugeordnet sein. Zur Erzeugung der Schaltkraft (Stellbewegung) ist die Gewindespindel/Schub stange undrehbar, jedoch axial verschiebbar mit dem Gehäuse verbunden bzw. gekuppelt, während zur Gangwahl, d. h. zur Aktivierung des jeweiligen Schaltpakets, die Gewin despindel/Schubstange mit der Gewindemutter/Motorwelle drehfest, und axial unverschiebbar verbindbar ist. Wird folglich die erste Kuppelmechanik, d. h. die Kupplung, die die Gewindespindel mit der Motorwelle drehfest verbindet, geöffnet und gleichzeitig die zweite Kuppelmechanik, d. h. die Kupplung, die die Gewindespindel unverdrehbar, jedoch axial verschieblich macht, geschlossen, dann wird je nach Drehbewegung der Motorwelle über die mit der Motorwelle mitrotierende Gewindemutter die Gewindespindel axial ver schoben, wodurch die Stellbewegung (Schaltbewegung) durch geführt wird. Werden die beiden Kupplungsmechanik entge gengesetzt aktiviert, also die erste Kupplung geschlossen (drehfeste Verbindung der Gewindespindel mit der Motor welle) und die zweite Kupplungsmechanik geöffnet (die Gewindespindel zur Rotation freigegeben) dann kann die Gewindespindel die Rotationsbewegungen des Motors mitma chen, d. h. sie kann entsprechende Winkel-Stellbewegungen (Gangwahl) durchführen. Hierdurch besteht die Möglich keit, die Gangwahl durch diese Drehbewegungen der Gewin despindel, d. h. der Schubstange, durch eine entsprechende Gangschalteinrichtung, die auf bestimmte Winkelvorgaben anspricht, durchzuführen. Es wird folglich ein sehr wich tiger Vorteil erreicht, nämlich daß mit ein und demselben Bauteil, also der Schubstange in Verbindung mit nur einem Motor, d. h. einem einzigen Stellmechanismus, sowohl die Stellbewegung (Schaltkraft), als auch die Gangwahl in ein facher Weise durchgeführt werden kann.

Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens kann die Schubstange mit der Gewindemutter dreh- und verschiebefest verbunden sein, wobei die Gewindemutter axial verschieb bar, jedoch drehfest auf der mit der Gewindespindel verse henen Motorwelle bewegbar ist. Durch entsprechende Rotati onsbewegungen der Motorwelle wird die Mutter und damit die Schubstange axial verschoben, und die notwendige Stellbe wegung durchgeführt. Selbstverständlich besteht auch umge kehrt die Möglichkeit, ähnlich wie in Fig. 1, den Gewin despindelteil fest verbunden mit der Schubstange vorzuse hen, während die Gewindemutter an der Motorwelle vorgese hen ist, beispielsweise durch Ausbildung der Welle als Hohlwelle. Bei dieser Ausführungsform muß keine zusätzli che Führung eines der beiden Teile des räumlichen Kurven getriebes vorgenommen werden, da diese Führung bereits an der Schubstange vorgesehen, an der die Gewindespindel befestigt ist. Bei dieser Ausführungsform können der Schubstange zur Durchführung der Gangwahl mehrere, jeweils einer Schaltschwinge zugeordnete, einzeln betätigbare Kop pelmechanismen zugeordnet sein, die die Schaltschwingen einzeln an der Stange oder am Getriebegehäuse festsetzen. Die Kuppelmechanismen setzen in unbetätigtem Zustand, also wenn keine Koppelkraft wirksam ist, jeweils eine unbetä tigte Schaltschwinge in ihrer Neutralstellung an einem gehäusefesten Teil unbeweglich fest, wobei gleichzeitig die Schubstange ungehindert die Schaltbewegungen durchfüh ren kann. Hierdurch kann eine Bewegung der Schalt schwingen, die zu einem unbeabsichtigten Einlegen eines Ganges führen, nicht stattfinden. In betätigtem bzw. ein gerücktem Zustand stellen die einzeln betätigbaren Koppel mechanismen eine triebliche Verbindung zwischen der Schub stange und jeweils einer Schaltschwinge her, wobei gleich zeitig die Verbindung der Schaltschwinge mit dem gehäuse festen Teil gelöst wird, so daß die Schaltschwinge die Schaltbewegungen der Schubstange ungehindert durchführen kann. Die mehreren Schaltschwingen des mehrstufigen Kfz-Getriebes werden folglich einzeln an eine einzige schaltkraftübertragende Schubstange angekoppelt. Der Ankoppelmechanismus ist so gestaltet, daß jeder Koppelme chanismus unabhängig von den übrigen betätigt werden kann, dabei jedoch auf die gleiche Schubstange zugreift, die für die Betätigung der restlichen Schaltschwingen zur Verfü gung steht.

In Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist der Koppelme chanismus senkrecht zur Schaltbewegung der Schubstange wirkend ausgebildet und ist über Elektromagneten oder pneumatische oder hydraulische Zylinder oder andere Mecha nismen enthaltende Betätigungseinrichtungen aktivierbar. Es ist selbstverständlich, daß bei Verwendung eines Elek tromotors zur Betätigung der Schubstange, auch die Betäti gung der Koppelmechanismen über Elektromagnete vorzuziehen ist. Dabei können auch die elektronischen Steuereinheiten, die Stellbewegung und Gangwahl steuern, zu einer Einheit zusammengefaßt werden.

Erfindungsgemäß ist von Vorteil, daß die Steuerung des Schaltmechanismus über eine Elektronik erfolgt. Der Motor zur Stellbewegung und Stellkrafterzeugung kann in Abhän gigkeit vom jeweiligen Gang, der eingelegt werden soll, gesteuert werden. Auch kann die Steuerung des Gangwahlme chanismus über eine Elektronik erfolgen. Durch diese wird der gleiche Motor, der zur Stellkrafterzeugung verwendet wird in Abhängigkeit von der Wahl des jeweiligen Schaltpa kets, gesteuert werden. Dabei ist davon auszugehen, daß die elektronische Steuerung entsprechend den beiden Grund ausführungsformen des Erfindungsgedankens auszulegen ist, d. h. im ersten Ausfertigungsfall, daß durch die Elektronik, für beide Funktionen, jeweils der Elektromotor so gesteuert wird, daß seine Welle sowohl die für die Stellbewegung als auch die für die Gangwahl notwendigen Bewegungen ausführt, wobei bei letzterer zudem noch das Ein-und Ausschalten der Kupplungsmechanismen mitgesteuert werden muß. Bei der zweiten Ausführungsform wird der Elektromotor lediglich die für die Stellbewegung der Schubstange notwendige Rotation durchführen, während die Betätigung der Koppelmechanismen zwar separat, jedoch rückgekoppelt mit der Motorsteuerung, durchgeführt wird.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand zweier Ausführungs beispiele unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Schaltein richtung in erster Ausführung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Schaltein richtung in zweiter Ausführung, und

Fig. 3 eine Grundoperationsstruktur, nach der sich die beiden Mechanismen der erfindungsgemäßen Schalt einrichtung gemäß Fig. 1 und 2 sich orientiert.

Als einer der wesentlichsten Bestandteile der erfindungs gemäßen Schalteinrichtung ist ein Elektromotor 1 vorge sehen, der an dem Getriebegehäuse oder einem mit dem Getriebegehäuse fest verbundenen Teil 2 befestigt ist. Die Motorwelle 3 ist mit einem räumlichen Kurvengetriebe 4 trieblich verbunden, das wiederum mit der Schubstange 5 in trieblicher Verbindung steht. Dabei sind Motorwelle 3, Getriebe 4 und Schubstange 5 koaxial ausgerichtet, wodurch die Stellbewegung der Schubstange praktisch in Achsrich tung der Motorwelle 3 stattfindet. Das räumliche Kurvenge triebe 4 besteht dabei aus einer Gewindespindel 6, auf der eine Gewindemutter 7 läuft.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist die Gewinde spindel 6 am motorseitigen Ende der Schubstange 5 so befestigt, daß sie ein einteiliges Bauteil bilden. Man kann hier von einem Gewindespindel-Teil der Schubstange sprechen. Die Gewindemutter 7 ist mit der Motorwelle 3 beispielsweise über mehrere starre Verbindungsarme 8 oder ein flanschähnliches Teil oder eine sonstige, den Abstand zwischen den Stirnseiten von Gewindespindel und Motorwelle überbrückende Konstruktion, verbunden. Dabei wird die Gewindemutter 7 am Gehäuse bzw. an mit dem Gehäuse fest verbundenen Teilen 2 verschiebefest, jedoch drehbar fest gehalten.

Der Gewindespindel 6 sind zwei Kupplungsmechaniken 9, 10 zugeordnet. Die erste Kupplungsmechanik 9 ist im wesentli chen zwischen den Stirnseiten von Gewindespindel 6 und Motorwelle 3 angeordnet und verbindet diese, so daß die Gewindespindel 6 mit Mutter 7 und Welle 3 unbeweglich festgesetzt ist bzw. löst diese Verbindung. Die zweite Kupplungsmechanik 10 verbindet die Gewindespindel 6 mit dem Gehäuse bzw. einem Gehäuseteil 2 derart, daß die Gewindespindel keine Drehbewegung, sondern nur noch eine translatorische Bewegung durchführen kann. Die beiden Kupplungsmechaniken 9 und 10 arbeiten gegenläufig, d. h. wenn Kupplung 9 geöffnet ist, ist Kupplung 10 geschlossen oder umgekehrt.

Die Schalteinrichtung gemäß Fig. 1 funktioniert folgender maßen: Bei offener Kupplung 9 und geschlossener Kupplung 10 wird das Drehmoment des Elektromotors 1 über Welle 3 und Verbindungsarm 8 an die Gewindemutter 7 übertragen, d. h. die Mutter 7 dreht sich gemeinsam mit der Welle 3. Da die Mutter 7 jedoch an einer axialen Bewegung gehindert ist, wird durch ihre Rotation die Gewindespindel 6 eine entsprechende translatorische Bewegung durchführen, da die Kupplungsmechanik 10 sie an einer Rotationsbewegung hin dert und nur eine axiale Verschiebebewegung gestattet. Mit der Gewindespindel 6 verschiebt sich auch die Schubstange 5, mit der dann die angekoppelten Schaltschwingen bewegt.

Wird nun Kupplung 9 geschlossen und Kupplung 10 gleichzei tig geöffnet, dann wird die Gewindespindel 6 und damit die Schubstange 5 mit der Welle 3 dreh- und verschiebefest verbunden, also das räumliche Kurvengetriebe 4 kurzge schlossen, so daß die Schubstange 5 die Drehbewegungen der Welle 3 voll mitmacht. An der Schubstange 5 sind eine der Anzahl der Gangschaltpakete entsprechende Anzahl von Kop pelmechanismen vorgesehen, die auf bestimmte Verdrehwinkel der Schubstange ansprechen und die entsprechende Schalt schwinge mit der Schubstange auf Mitnahme verbinden.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist die Gewinde spindel 6 des räumlichen Kurvengetriebes 4 direkt an der Welle 3 koaxial befestigt, bzw. kann Teil der Welle 3 sein, durch Einbringung eines entsprechenden Gewindes in den entsprechenden Wellenzapfen. Die Gewindemutter 7 ist über Verbindungsarme oder ähnliche Bauteile, wie unter Fig. 1 beschrieben, mit der Schubstange 5 achsfluchtend dreh- und verschiebefest verbunden. Gleichzeitig ist Mutter 7 jedoch am Gehäuse 2, bzw. an mit dem Gehäuse fest ver bundenen Bauteilen, drehfest und gleichzeitig axial ver schieblich angeordnet. Selbstverständlich besteht auch umgekehrt die Möglichkeit, ähnlich wie in Fig. 1, den Gewindespindelteil fest verbunden mit der Schubstange 5 vorzusehen, während die Gewindemutter an der Motorwelle 3 vorgesehen ist, beispielsweise durch Ausbildung der Welle als Hohlwelle. Bei dieser Ausführungsform muß keine zusätzliche Führung eines der beiden Teile des räumlichen Kurvengetriebes vorgenommen werden, da diese Führung bereits an der Schubstange vorgesehen, an der die Gewin despindel befestigt ist.

An der Stange 5 sind quer zur Verschieberichtung der Stange 5 wirksame Koppelmechanismen 11 vorgesehen, die die entsprechenden Schaltschwingen 12 mit der Schubstange 5 jeweils verbinden. Einem jeden Koppelmechanismus 11 und damit einer jeden Schaltschwinge 12 ist eine Betätigungs einrichtung 13 zugeordnet, die den Koppelmechanismus zur Einkopplung bringt bzw. aus dem Einkoppelzustand mit der Schubstange herausbewegt und die Schaltschwinge mit dem Getriebegehäuse unbeweglich verbindet, gleichzeitig die Schubstange freigebend. Die Betätigungseinrichtungen sind hier elektromagnetische Einrichtungen, die über eine elek tronische Steuereinheit einzeln nach Bedarf eingeschaltet werden. Die Steuereinheit 14 ist mit der Steuereinheit des Elektromotors verbunden, bzw. kann gleichzeitig die Steu ereinheit für den Elektromotor 1 enthalten.

Die Schalteinrichtung nach Fig. 2 funktioniert folgender maßen: Wird ein bestimmter Gang eingelegt, dann wird über die elektronische Steuereinheit 14 die dem entsprechenden Gangschaltpaket bzw. einer der Schaltschwingen 12 zugeord nete Betätigungseinrichtung 13 angesprochen, die ihrer seits den entsprechenden Koppelmechanismus 11 betätigt und damit die angewinkelte Schaltschwinge 12 mit der Schalt lanze 5 mitnehmend verbindet. Die beiden übrigen Betäti gungseinrichtungen sind nicht angesprochen, so daß deren Koppelmechanismen 11 die entsprechenden Schaltschwingen 12 aus der trieblichen Verbindung mit der Schubstange 5 löst und am Getriebegehäuse stillsetzt. Danach wird der Elek tromotor angesprochen, der, je nachdem welcher der beiden Gänge des angesprochenen Schaltpaketes geschaltet werden, muß die entsprechende Rotation der Welle 3 und damit der Gewindespindel 6 in Uhrzeigersinn oder Gegenuhrzeigersinn veranlaßt. Durch die Drehung der Gewindespindel wird die verdrehfest gehaltene Gewindemutter 7 eine translatorische Bewegung, in der Zeichnungsebene gesehen, nach links oder rechts ausführen. Dadurch führt die mit der Mutter 7 ver bundene Schubstange 5 über die angekoppelte Schaltschwinge 12 eine entsprechende Verschwenkbewegung durch und bewegt eine, hier nicht dargestellte entsprechende Schaltmuffe zur Einkopplung des dem gewählten Gang entsprechenden Räderpaares.

In Fig. 3 ist eine Grundoperationsstruktur dargestellt, nach der sich der Mechanismus der erfindungsgemäßen Schal teinrichtung orientiert. Bei 16 und 17 findet ein Wandeln statt, wobei die Umsetzung der elektrischen Energie in mechanische Energie mit Hilfe des Elektromotors 1 statt findet. Bei 16 findet eine Wandlung in Rotationsbewegung statt, wobei gleichzeitig eine Drehmomentsteuerung und eine Drehrichtungssteuerung hier einfließt. Unter 17 fin det die Wandlung in eine translatorische Bewegung statt, die die Umwandlung der Rotationsbewegung der Motorwelle in die Schalt-/Stellbewegung der Schubstange darstellt. 18 zeigt das Verzweigen, hier in drei Zweige, die den drei Koppelmechanismen gemäß Fig. 2 entsprechen. Hier wird die translatorische Bewegung an drei Mechanismen 19, 20, 21 weitergegeben, die über entsprechende Koppel-/Entkopp lungssignale einzeln zuschaltbar sind. Es ist zu erkennen, daß die Operationen im wesentlichen linear aufeinanderfol gend ablaufen und eine Verzweigung praktisch nur im letz ten bzw. vorletzten Glied stattfindet.

Bezugszeichenliste

1 Elektromotor
2 Gehäuse/-teil
3 Motorwelle
4 räumliches Kurvengetriebe
5 Schubstange
6 Gewindespindel
7 Gewindemutter
8 Verbindungsarme
9 erster Kupplungsmechanismus
10 zweiter Kupplungsmechanismus
11 Koppelmechanismus
12 Schaltschwinge
13 Betätigungseinrichtung
14 elektronische Steuereinheit
15
16 Wandeln
17 Wandeln
18 Verzweigen
19 Koppeln/Entkoppeln
20 Koppeln/Entkoppeln
21 Koppeln/Entkoppeln

Claims

1. Schalteinrichtung für die Schaltungsbetätigung von Mehrstufenschaltgetrieben für Kraftfahrzeuge

- mit einem Elektromotor zur Betätigung eines Schaltpake tes des Getriebes, das jeweils eine Schubstange enthält,
- mit einem räumlichen Kurvengetriebe, das im wesentlichen achsfluchtend mit dem Elektromotor verbunden ist,
- und mit einem Schaltelement, das jeweils zwischen Kur vengetriebe und Schaltschwinge wirksam ist,

dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung sämtlicher Schaltpakete nur ein Elek tromotor (1) in Verbindung mit nur einem Kurvengetriebe (4) und nur einem Schaltelement (5, 11) vorgesehen sind.

2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement aus einer im wesentlichen parallel zur Räderachse verschieb baren Schubstange (5) und mehreren, jeweils den Schalt schwingen (12) zugeordneten einzeln betätigbaren Koppelme chanismen (11) besteht, die jeweils in betätigtem Zustand eine triebliche Verbindung zwischen Schubstange (5) und einer der Schaltschwingen (12) herstellt.

3. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das räumliche Kurvenge triebe (4) eine Gewindespindel (6) mit darauf laufender Gewindemutter (7) ist.

4. Schalteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurvengetriebe (4) über eines seiner beiden Teile (6, 7) mit der Schubstange (5) dreh- und verschiebefest verbunden ist.

5. Schalteinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespindel (6) mit der Schubstange (5) zu einem im wesentlichen einteili gen Bauteil verbunden ist, während die Gewindemutter (7) mit der Motorwelle (3) drehfest und axial unverschieblich verbunden ist.

6. Schalteinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindespindel (6) zwei im wesentlichen gegenläufig arbeitende Kupplungs vorrichtungen zugeordnet sind, durch die

- zur Erzeugung der Schaltkraft/-Bewegung die Gewindespin del/Schubstange (6, 5) undrehbar, jedoch axial verschieb bar mit Gehäuse (2) verbindbar ist, und
- zur Gangwahl die Gewindespindel/Schubstange (6, 5) mit der Gewindemutter/Motorwelle (7, 3) drehfest, jedoch axial unverschiebbar verbindbar ist.

7. Schalteinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstange (5) der mit dem Gehäuse (2) axial verschiebbaren und gleichzeitig unverdrehbar verbundenen Gewindemutter (7) befestigt ist, während die Gewindespindel (6) an der Motorwelle (3) befestigt ist.

8. Schalteinrichtung nach Anspruch 5 bzw. 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführung der Gangwahl, der einen Schubstange (5) mehrere, jeweils mit einer Schaltschwinge zusammenwirkende, einzeln betätigbare Koppelmechanismen (11) zugeordnet sind, die die Schalt schwingen (12) einzeln an der Schubstange (5) oder am Getriebegehäuse (2) festsetzen.

9. Schalteinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelmechanismen (11) senkrecht zur Schaltbewegung der Schubstange (5) wir kend ausgebildet sind und über elektrische, elektromagne tische, pneumatische oder hydraulische Einrichtungen ent haltende Befestigungseinrichtungen (13) aktiviert werden.

10. Schalteinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelmechanismen (11) jeweils durch Drehen der Schubstange/Gewindespindel (5, 6) betätigbare Mechanismen sind, die je nach Verdreh winkel der Schubstange (5) eine der Schaltschwingen (12) mit der Stange festsetzen.

11. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Elektromotor (1) jeweils mindestens eine elektronische Steuerung (14) zugeordnet ist, für die Steuerung der Schaltbewegung, der Schaltkraft und der Gangwahl.