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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Steuervorrichtung für
die Gangwahlstange eines Getriebes, die in
EP 0 849 508 A offenbart
ist und dem Oberbegriff von Anspruch 1 entspricht.
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Die vorliegende Erfindung betrifft
insbesondere eine Steuervorrichtung zum Steuern der Gangwahlstange
eines mechanischen Getriebes des H-Typs, das normalerweise bei Kraftfahrzeugen
und dergleichen verwendet wird und auf das die folgende Beschreibung
lediglich beispielhaft Bezug nimmt.
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Wie bekannt ist, umfassen gegenwärtig verwendete
Getriebe für
Kraftfahrzeuge und dergleichen ein Getriebegehäuse, von dem wenigstens eine
Getriebewahlstange vorsteht, die durch den Fahrer des Fahrzeugs
betätigt
wird, um einen Gang auszuwählen
und einzurücken.
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In gewöhnlich verwendeten H-Getrieben wird
das Auswählen
und Einrücken
eines Gangs durch eine Kombination von Winkelverlagerungen und axialen
Verlagerungen der Getriebewahlstange bewirkt, woraus sich die Definition "mechanisches H-Getriebe" ableitet.
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In den 1a und 1b sind die Gangeinrückpositionen
tatsächlich
in einer Doppel-H-Konfiguration angeordnet, wobei die Gänge in Paare
(z. B. 1-2, 3-4 und 5-R) unterteilt sind, die gewöhnlich als "Bereiche" bezeichnet werden,
d. h. von einer Referenzposition, die normalerweise in der Mitte
des Doppel-H angeordnet ist, erfolgt das Einrücken eines Gangs durch eine
Verlagerung der Getriebewahlstange in axialer Richtung (1a) oder in Winkelrichtung (1b) und die Bereichswahl
erfolgt durch eine Verlagerung der Getriebewahlstange in Winkelrichtung (1a) oder in axialer Richtung
(1b).
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Gegenwärtig verwendete Steuervorrichtungen
für Getriebewahlstangen
umfassen im wesentlichen eine Steuerwelle, die mit der eigentlichen
Getriebeschaltstange verbunden ist, und ein Paar Aktuatoren, die
mit der Steuerwelle verbunden sind, um diese zu drehen und axial
zu bewegen.
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Wenn im einzelnen die Bereichswahl
durch eine Winkelverlagerung der Getriebewahlstange bewirkt wird
(1a), schafft der Aktuator,
der die Winkelverlagerung der Steuerwelle bewirkt, drei unterschiedliche
Winkelpositionen der Steuerwelle (vier bei einem Getriebe mit sechs
Gängen
plus Rückwärtsgang),
wovon jede einer Bereichswahl entspricht; während der lineare Aktuator,
der die axiale Verlagerung der Steuerwelle bewirkt, drei unterschiedliche
axiale Positionen der Steuerwelle schafft, wovon jede einem eingerückten Gang
oder der Leerlaufstellung entspricht. Wenn umgekehrt die Bereichswahl
durch eine axiale Verlagerung der Getriebewahlstange bewirkt wird
(1b), schafft der lineare
Aktuator, der die axiale Verlagerung der Steuerwelle bewirkt, drei
unterschiedliche axiale Positionen der Steuerwelle (vier bei einem
Getriebe mit sechs Gängen
plus Rückwärtsgang),
wovon jede einer Bereichswahl entspricht, während der Aktuator, der die Winkelverlagerung
der Steuerwelle bewirkt, drei unterschiedliche Winkelpositionen
der Steuerwelle schafft, wovon jede einem eingerückten Gang oder der Leerlaufstellung
entspricht.
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Die obigen Aktuatoren werden normalerweise
pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch betätigt und werden durch eine
elektronische zentrale Steuereinheit gesteuert.
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In einer weiteren Ausführungsform
der Steuervorrichtung ist der Aktuator der Bereichswahl durch eine
Steuerkurvenvorrichtung ersetzt, die dann, wenn sie angesteuert
wird, eine kombinierte Winkel/Axialverlagerung der Steuerwelle der
Vorrichtung schafft, um zwischen zwei aufeinanderfolgenden Gängen in
zwei aufeinanderfolgenden Bereichen im Unterschied zu zwei Gängen in
demselben Bereich zu schalten.
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Die Steuerkurvenvorrichtung umfaßt normalerweise
einen zylindrischen Nocken, der an der Steuerwelle axial drehbar
befestigt ist, und eine Verriegelungsvorrichtung, die dann, wenn
sie angesteuert wird, eine Drehung des zylindrischen Nockens um die
Steuerwelle verhindert. Die Verriegelungsvorrichtung wird durch
die elektronische Steuereinheit gesteuert und der zylindrische Nocken
besitzt eine Nut, an der ein radialer Stift, der sich von der Steuerwelle erstreckt,
in Gleiteingriff ist. Die Nut ist so geformt, daß sie dann, wenn die Verriegelungsvorrichtung
so eingestellt ist, daß sie
eine Drehung des zylindrischen Nockens um die Steuerwelle verhindert,
eine kombinierte Winkel/Axialverlagerung der Steuerwelle erzeugt,
um zwischen zwei aufeinanderfolgenden Gängen in zwei aufeinanderfolgenden
Bereichen zu schalten.
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Steuervorrichtungen mit zwei linearen
Aktuatoren besitzen den wesentlichen Nachteil, daß sie verhältnismäßig komplexe
Komponententeile benötigen,
wie etwa Mehrposition-Aktuatoren, Ventile, bewegungsregelnde Elemente
und Positionsmeßwandler,
die eine genaue Bearbeitung erfordern und kostenintensive konstruktionstechnische
Anordnungen enthalten. Obwohl sie im Aufbau viel einfacher sind, dienen
andererseits Steuervorrichtungen mit einzelnem linearen Aktuator
zur sequentiellen Schaltung, die bei bestimmten Betriebsbedingungen
nicht besonders erwünscht
ist.
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Wenn z. B. beim Herunterschalten
ein Gang oder mehrere Gänge übersprungen
werden sollen, sind Steuervorrichtungen mit einzelnem linearen Aktuator
gezwungen, durch alle dazwischenliegenden Gänge herunterzuschalten, wodurch
die Schaltdauer beträchtlich
vergrößert und
die Steuerbarkeit des Fahrzeugs verschlechtert wird. Das gleiche
gilt außerdem
bei wiederholtem Schalten zwischen dem ersten Gang und dem Rückwärtsgang
beim Parken, wobei die Steuervorrichtung gezwungen ist, ständig durch
alle dazwischenliegenden Gänge
zu schalten.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Steuervorrichtung der Getriebewahlstange zu schaffen,
die so beschaffen ist, daß sie
die Vorteile der Lösung
mit zwei Aktuatoren mit jenen der Lösung der Steuerkurvenvorrichtung
mit einzelnem linearen Aktuator kombiniert.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird eine Steuervorrichtung zum Steuern der Gangwahlstange eines
Getriebes geschaffen, wobei die Gangwahlstange kraft axialer Verlagerungen
und Drehungen zwischen einer Anzahl von Gangeinrückpositionen, wovon jede einem
eingerückten
Gang oder der Leerlaufposition entspricht, beweglich ist; wobei
die Steuervorrichtung umfaßt:
- – feste
Haltemittel;
- – eine
Steuerwelle, die an den festen Haltemitteln befestigt ist, um sich
in Winkelrichtung um ihre eigene Achse zu drehen, um eine Gangbereichsauswahl auszuführen, und
um sich axial längs
ihrer eigenen Achse zu bewegen, um die Gänge einzurücken/auszurücken; wobei die Steuerwelle
für jeden
Gangbereich außerdem
drei verschiedene axiale Positionen annimmt, die einer axialen Leerlaufstellung
und zwei axialen Gangeinrückpositionen
entsprechen;
- – Aktuatormittel,
die die Steuerwelle wahlweise axial längs ihrer eigenen Achse zwischen
den drei verschiedenen axialen Positionen bewegen; und
- – erste
Steuerkurvenmittel, die mit der Steuerwelle mechanisch verbunden
sind und während
der axialen Verlagerung der Steuerwelle, um zwischen zwei axialen
Gangeinrückpositionen
eines Bereichs zu schalten, eine wahlweise Ausführung einer ausreichenden Winkeldrehung
der Steuerwelle bewirken, um in den unmittelbar folgenden/vorhergehenden Bereich
zu schalten, um so ein sequentielles Gangeinrücken, d. h. ein Schalten zwischen
aufeinanderfolgenden Gängen
in aufeinanderfolgenden Bereichen zu bewirken;
wobei
die Steuervorrichtung gekennzeichnet ist durch zweite Steuerkurvenmittel,
die mechanisch mit der Steuerwelle verbunden sind und während der
axialen Verlagerung der Steuerwelle, um zwischen den beiden axialen
Gangeinrückpositionen
eines Bereichs zu schalten, die wahlweise Ausführung einer Winkeldrehung der
Steuerwelle in einer Richtung bewirken, die zu derjenigen, in der
die Winkeldrehung durch die ersten Steuerkurvenmittel ausgeführt wird, entgegengesetzt
ist, um so zwischen nicht aufeinanderfolgenden Gängen zu schalten.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird alternativ eine Steuervorrichtung zum Steuern der Gangwahlstange
eines Getriebes geschaffen, wobei die Gangwahlstange kraft axialer
Verlagerungen und Drehungen zwischen einer Anzahl von Gangeinrückpositionen,
wovon jede einem eingerückten
Gang oder der Leerlaufstellung entspricht, beweglich ist; wobei
die Steuervorrichtung umfaßt:
- – feste
Haltemittel;
- – eine
Steuerwelle, die an den festen Haltemitteln angebracht ist, um sich
in Winkelrichtung um ihre eigene Achse zu drehen, um die Gänge einzurücken/auszurücken, und
axial längs
ihrer eigenen Achse beweglich ist, um eine Gangbereichsauswahl auszuführen; wobei
die Steuerwelle für
jeden Gangbereich außerdem
drei verschiedene Winkelpositionen einnehmen kann, die einer Winkel-Leerlaufstellung
und zwei Winkel-Gangeinrückpositionen
entsprechen;
- – Aktuatormittel,
die die Steuerwelle in Winkelrichtung um ihre eigene Achse wahlweise
zwischen drei verschiedenen Winkelpositionen bewegen; und
- – erste
Steuerkurvenmittel, die mit der Steuerwelle mechanisch verbunden
sind und während
der Winkelverlagerung der Steuerwelle, um zwischen zwei Winkel-Gangeinrückpositionen
eines Bereichs zu schalten, eine wahlweise Ausführung einer ausreichenden axialen
Verlagerung der Steuerwelle zu schaffen, um in den unmittelbar folgenden/vorhergehenden
Bereich zu schalten, um so ein sequentielles Einrücken der
Gänge,
d. h. ein Schalten zwischen aufeinanderfolgenden Gängen in
aufeinanderfolgenden Bereichen, auszuführen;
wobei die
Steuervorrichtung gekennzeichnet ist durch zweite Steuerkurvenmittel,
die mit der Steuerwelle mechanisch verbunden sind und während der Winkelverlagerung
der Steuerwelle, um zwischen den zwei Winkel-Gangeinrückpositionen
eines Bereichs zu schalten, eine wahlweise Ausführung einer axialen Verlagerung
der Steuerwelle in einer Richtung zu bewirken, die zu der Richtung,
in der die ersten Steuerkurvenmittel eine axiale Verlagerung ausführen, entgegengesetzt
ist, um so zwischen nicht aufeinanderfolgenden Gängen zu schalten.
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Eine nicht einschränkende Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung wird lediglich beispielhaft unter Bezugnahme
auf die beigefügte
Zeichnung beschrieben, in der:
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die 1a und 1b schematisch zwei mögliche Gangeinrückraster
eines H-Getriebes
in Bezug auf die Getriebewahlstange des Getriebes zeigen;
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2 einen
Abschnitt einer Steuervorrichtung einer Getriebewahlstange gemäß den Lehren der
vorliegenden Erfindung zeigt, wobei zur Klarheit Teile entfernt
sind;
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3 einen
Abschnitt einer Variation der Steuervorrichtung von 2 zeigt, wobei zur Klarheit Teile entfernt
sind;
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4 eine
Draufsicht einer ersten Einzelheit der Vorrichtung der 2 und 3 zeigt;
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5 eine
Draufsicht einer zweiten Einzelheit der Vorrichtung der 2 und 3 zeigt;
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6 eine
Draufsicht einer Einzelheit der Vorrichtung von 3 zeigt;
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7 einen
Abschnitt einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Steuervorrichtung
der vorhergehenden Figuren zeigt, wobei zur Klarheit Teile entfernt
sind;
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8 eine
Draufsicht einer ersten Einzelheit der Vorrichtung von 7 zeigt;
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9 eine
Draufsicht einer zweiten Einzelheit der Vorrichtung von 7 zeigt; und
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10 eine
Vorderansicht der Steuervorrichtung von 7 zeigt, wobei zur Klarheit Teile entfernt
sind.
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In den 1a, 1b und 2 bezeichnet das Bezugszeichen 1 insgesamt
eine Vorrichtung zum Steuern der Getriebewahlstange 2 eines
bekannten mechanischen Getriebes, das vorzugsweise, jedoch nicht
notwendigerweise von dem Typ mit H-Auswahlraster ist, das normalerweise
bei Kraftfahrzeugen und dergleichen verwendet wird.
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Die Steuervorrichtung 1 dient
im einzelnen dazu, auf Befehl eine axiale Verlagerung und/oder eine
Winkelverlagerung der Getriebewahlstange 2, die sich vom
Getriebegehäuse
erstreckt, zu bewirken, um auf Befehl von einem Gang zum anderen
zu schalten. Die Getriebewahlstange 2 eines mechanischen
H-Getriebes kann tatsächlich
zwischen mehreren Gangeinrückpositionen
bewegt werden, die in einem Doppel-H-Auswahlraster angeordnet sind, wie in
den 1a und 1b gezeigt ist.
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Es sollte hervorgehoben werden, daß ein mechanisches
H-Getriebe außerdem
zwei oder mehrere Getriebewahlstangen 2 enthalten kann,
wobei dann, obwohl sich das Auswahlraster unterscheiden kann, das
Schalten von einem Gang zum anderen trotzdem ausgeführt wird,
indem eine axiale Verlagerung und/oder eine Winkelverlagerung wenigstens einer
der Getriebewahlstangen bewirkt wird.
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In 2 umfaßt die Steuervorrichtung 1 ein äußeres Gehäuse 5;
eine Steuerwelle 6, die so angebracht ist, daß sie sich
im Gehäuse 5 in
Winkelrichtung dreht und axial bewegt; einen linearen Aktuator 7,
um die Steuerwelle 6 auf Befehl parallel zur Achse A der
Steuerwelle zu bewegen; und eine Steuerkurvenvorrichtung 8,
die auf Befehl zum Umwandeln der axialen Verlagerung der Steuerwelle 6 in
eine kombinierte Winkel/Axialverlagerung dient, um ein Schalten
zwischen zwei Gängen
im selben Bereich in ein Schalten zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Gängen
in zwei aufeinanderfolgenden Bereichen umzuwandeln.
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Die Steuervorrichtung 1 umfaßt außerdem eine
zweite Steuerkurvenvorrichtung 9, die auf Befehl zum Umwandeln
der axialen Verlagerung der Steuerwelle 6 in eine kombinierte
Winkel/Axialverlagerung dient, um ein Schalten zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Gängen
im selben Bereich in ein Schalten zwischen zwei nicht aufeinanderfolgenden Gängen in
zwei aufeinanderfolgenden Bereichen umzuwandeln.
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Das Gehäuse 5 enthält den linearen
Aktuator 7 und die zwei Steuerkurvenvorrichtungen 8 und 9 und
ist so an dem Getriebe angebracht, daß die Steuerwelle 6 auf
die Getriebewahlstange 2 ausgerichtet ist. Ein Ende der
Steuerwelle 6 ist andererseits mit der Getriebewahlstange 2 verbunden,
um die Winkel- und Axialverlagerungen auf die Stange 2 zu übertragen.
In dem gezeigten Beispiel enthält
im einzelnen das Ende der Steuerwelle 6 ein bekanntes mechanisches
Gelenk, um die Steuerwelle 6 mit der Getriebewahlstange 2 starr
zu verbinden.
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In 2 kann
der lineare Aktuator 7 drei unterschiedliche axiale Positionen
einnehmen, wovon jede einem eingerückten Gang oder der Leerlaufstellung
entspricht, und ist in dem gezeigten Beispiel durch einen Kolben 11 definiert,
der so angebracht ist, daß er
innerhalb einer im Gehäuse 5 ausgebildeten
zylindrischen Ausnehmung 12 axial gleiten kann. Die zylindrische
Ausnehmung 12 erstreckt sich koaxial zur. Achse A im Gehäuse 5 und
wird von der Steuerwelle 6 durchdrungen, wobei der Kolben 11 an der
Steuerwelle 6 befestigt ist und in der zylindrischen Ausnehmung 12 zwei
komplementäre
Kammern 12a und 12b mit veränderlichem Volumen definiert.
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Die Kammern 12a und 12b sind
abwechselnd oder gleichzeitig mit mit Druck beaufschlagtem Fluid
gefüllt,
um die Steuerwelle 6, an welcher der Kolben 11 starr
befestigt ist, in eine der drei unterschiedlichen axialen Positionen
zu versetzen, wovon jede einem eingerückten Gang oder der Leerlaufstellung
entspricht. In 1a wird
im einzelnen dann, wenn die beiden Kammern 12a und 12b gleichzeitig gefüllt sind,
die Steuerwelle 6 auf eine Zwischenstellung eingestellt,
die der Auswahl der Leerlaufstellung entspricht; wohingegen dann,
wenn die Kammer 12a oder die Kammer 12b gefüllt ist,
die Steuerwelle 6 um einen Betrag d in bezog auf die Zwischenstellung
vorwärts
oder rückwärts bewegt
wird, um den unteren oder den oberen Gang dieses Bereichs einzurücken.
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In 2 umfaßt die Steuerkurvenvorrichtung 8 einen
zylindrischen Wellenführungsnocken 16,
der für
eine Drehung um die Steuerwelle 6 in einem zylindrischen
Sitz 17, der im Gehäuse 5 ausgebildet
ist, angebracht ist; und eine Verriegelungsvorrichtung 18,
die auf Befehl die Drehung des zylindrischen Nockens 16 um
die Achse A verhindert. Ein im wesentlichen S-förmiger Schlitz 19 (4) ist in der Seitenwand
des zylindrischen Nockens 16 ausgebildet und an den Schlitz
ist ein Stift 20, der sich von der Steuerwelle 6 radial
erstreckt, in Gleiteingriff, um eine kombinierte Axial/Winkelverlagerung
der Steuerwelle 6 zum sequentiellen Gangeinrücken zu
erzeugen.
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Der Schlitz 19 (4) ist im einzelnen so geformt,
daß während der
axialen Verlagerung zum Schalten vom oberen Gang zum unteren Gang
in dem Bereich die Steuerwelle 6 um einen Betrag, der gleich
der für
ein Schalten in den benachbarten Bereich erforderlichen Winkelverlagerung
ist, und in eine solche Richtung zum Schalten in den unmittelbar
folgenden Bereich gedreht wird, so daß ein Schalten vom oberen zum
unteren Gang in demselben Bereich in ein Schalten vom oberen Gang
in einem Bereich zum unteren Gang in dem unmittelbar folgenden Bereich
umgewandelt wird.
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Wenn die axiale Verlagerung der Steuerwelle 6 darin
besteht, vom unteren zum oberen Gang in dem Bereich zu schalten,
wird die Steuerwelle 6 offensichtlich in der entgegengesetzten
Richtung gedreht, damit ein Schalten vom unteren zum oberen Gang
in demselben Bereich in ein Schalten vom unteren Gang in einem Bereich
zum oberen Gang in dem unmittelbar folgenden Bereich umgewandelt wird.
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Es sollte hervorgehoben werden, daß die Steuerwelle 6 nur
in Uhrzeigerrichtung oder in Gegenuhrzeigerrichtung gedreht werden
kann, wenn eine Drehung des zylindrischen Nockens 16 um
die Achse A verhindert ist. Umgekehrt wird die Steuerwelle 6 axial
bewegt, wenn sich der zylindrische Nocken 16 um die Achse
A dreht.
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In 1a ist
dann, wenn der zylindrische Nocken 16 im Leerlauf ist,
das bereichsinterne Schalten zwischen solchen Gängen wie etwa 1-2, 2-1, 3-4, 4-3,
5-R, R-5, 5-(6) oder (6)-5 möglich,
wohingegen dann, wenn der zylindrische Nocken 16 verriegelt
ist, ein Schalten zwischen aufeinanderfolgenden Gängen in
aufeinanderfolgenden Bereichen zwischen solchen Gängen wie
etwa (R)-1, 1-(R), 2-3, 3-2, 4-5 oder 5-4 möglich ist.
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In dem gezeigten Beispiel ist die
Verriegelungsvorrichtung 18 zum Verriegeln der Steuerkurvenvorrichtung 8 durch
eine Klemmbacke 21, die im zylindrischen Sitz 21 enthalten
und der äußeren Seitenoberfläche des
zylindrischen Nocken 16 zugewandt ist; und durch ein Druckelement 22 definiert, das
die Klemmbacke 21 auf Befehl radial in und aus einer Arbeitsposition
bewegt, in der die Klemmbacke 21 auf dem zylindrischen
Nocken 16 ruht, um eine Drehung der Steuerwelle 6 um
die Achse A zu verhindern.
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In dem gezeigten Beispiel ist das
Druckelement 22 durch einen Kolben 23 definiert,
der so angebracht ist, daß er
in einer zylindrischen Ausnehmung 24 axial gleitet, die
sich im Gehäuse 5 radial,
d. h. senkrecht zur Achse A erstreckt. Der Kolben 23 definiert
in der zylindrischen Ausnehmung 24 zwei komplementäre Kammern 24a und 24b mit
veränderlichem
Volumen und ist durch eine Stange 25, die sich von dem
Körper
des Kolbens 23 und durch die Unterseite der zylindrischen
Ausnehmung 24 erstreckt und der Innenseite des zylindrischen
Sitzes 17, der die Klemmbacke 21 enthält, zugewandt
ist, mit der Klemmbacke 21 starr verbunden.
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Die Kammer 24a, die zwischen
den Kolben 23 und der Klemmbacke 21 eingesetzt
ist, enthält eine
Schraubenfeder 26, um das Volumen der Kammer 24a minimal
zu machen, während
die Kammer 24b mit einem mit Druck beaufschlagten Fluid
gefüllt ist,
das gegen die elastische Kraft der Schraubenfeder den Kolben 23 radial
bewegt, um das Volumen der Kammer
24b zu vergrößern. Die
Verlagerung des Kolbens 23, die erforderlich ist, um das
Volumen der Kammer 24b zu vergrößern, hat eine radiale Verlagerung
der Klemmbacke 21 an die äußere seitliche Oberfläche des
zylindrischen Nockens 16 zu Folge, wodurch der zylindrische
Nocken 16 verriegelt wird.
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In 12 umfaßt die Steuerkurvenvorrichtung 9 wie
die Steuerkurvenvorrichtung 8 einen zylindrischen Wellenführungsnocken 36,
der für
eine Drehung um die Steuerwelle 6 innerhalb eines zylindrischen
Sitzes, der im Gehäuse 5 ausgebildet
ist, angebracht ist; und eine Verriegelungsvorrichtung 38, die
auf Befehl eine Drehung des zylindrischen Nockens 36 um
die Achse A verhindert.
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Wie der zylindrische Nocken 16 der
Steuerkurvenvorrichtung 8 umfaßt der zylindrische Nocken 36 ebenfalls
einen Schlitz 39, an dem ein Stift 40, der sich
radial von der Steuerwelle 6 erstreckt, in Gleiteingriff
ist. Der Schlitz 39 (5)
ist jedoch in Bezug auf den Schlitz 19 spiegelbildlich
geformt, um die Steuerwelle 6 während derselben axialen Verlagerung
der Steuerwelle 6 in die Richtung zu drehen, die der Richtung
entgegengesetzt ist, die durch den zylindrischen Nocken 16 erzwungen
wird.
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Daher wird ein bereichsinternes Schalten vom
oberen zum unteren Gang in ein Schalten vom oberen Gang eines Bereichs
zum unteren Gang des unmittelbar vorhergehenden Bereichs umgewandelt; während ein
bereichsinternes Schalten vom unteren zum oberen Gang in ein Schalten
vom unteren Gang eines Bereichs zum oberen Gang des unmittelbar
folgenden Bereichs umgewandelt wird.
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Die Verriegelungsvorrichtung 38 ist
gleich der Verriegelungsvorrichtung 18 und erfordert deswegen
keine weitere Erläuterung.
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In 1a ist
dann, wenn der zylindrische Nocken 36 verriegelt ist, ein
Schalten zwischen nicht aufeinanderfolgenden Gängen in aufeinanderfolgenden
Bereichen möglich,
wie etwa 1-4, 4-1, 3-R, R-3, 3-(6) oder (6)-3.
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In der Variation von 3 umfaßt die Steuervorrichtung 1 eine
dritte Steuerkurvenvorrichtung 10, die auf Befehl zum Umwandeln
der axialen Verlagerung der Steuerwelle 6 in eine kombinierte
Winkel/Axialverlagerung dient, um ein Schalten zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Gängen
im gleichen Bereich in ein Schalten zwischen zwei nicht aufeinanderfolgenden
Gängen
in zwei nicht aufeinanderfolgenden Bereichen umzuwandeln.
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In 3 umfaßt die Steuerkurvenvorrichtung 10 wie
die Steuerkurvenvorrichtungen 8 und 9 einen zylindrischen
Wellenführungsstift 46,
der für
eine Drehung um die Steuerwelle 6 innerhalb eines zylindrischen
Sitzes 47, der im Gehäuse 5 ausgebildet
ist, angebracht ist; und eine Verriegelungsvorrichtung 48,
die auf Befehl eine Drehung des zylindrischen Nockens 46 um
die Achse A verhindert.
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Wie die zylindrischen Nocken 16 und 36 der Steuerkurvenvorrichtungen 8 und 9 umfaßt der zylindrische
Nocken 46 ebenfalls einen Schlitz 49, an dem ein
Stift 50, der sich von der Steuerwelle 6 radial
erstreckt, in Gleiteingriff ist. Der Schlitz 49 (6) ist jedoch so geformt,
daß er
während
der axialen Verlagerung der Steuerwelle 6 diese um einen
Winkel 2a dreht, der gleich der axialen Verlagerung ist,
die zum Schalten zwischen zwei nicht aufeinanderfolgenden Bereichen
erforderlich ist. Die Drehrichtung ist offensichtlich der Richtung
entgegengesetzt, die an der Steuerwelle 6 durch den zylindrischen
Nocken 16 erzwungen wird.
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In 1a ist
deswegen dann, wenn der zylindrische Nocken 46 verriegelt
ist, ein Schalten zwischen nicht aufeinanderfolgenden Gängen in
nicht aufeinanderfolgenden Bereichen möglich, d. h. es ist ein direktes
Schalten vom ersten Gang in den Rückwärtsgang und umgekehrt möglich.
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Die Verriegelungsvorrichtung 48 ist
gleich der Verriegelungsvorrichtung 18 und erfordert deswegen
keine weitere Erläuterung.
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Die obige Beschreibung betrifft eine
Steuervorrichtung 1, die mit einer Getriebewahlstange 2 verbunden
ist, wobei ein Gangeinrücken
durch axiale Verlagerungen der Steuerwelle bewirkt wird und die Bereichswahl
durch Verlagerungen der Steuerwelle in Winkelrichtung bewirkt wird,
wie in 1a gezeigt ist.
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Die 7, 8, 9 und 10 zeigen
andererseits eine alternative Ausführungsform der Steuervorrichtung 1,
die mit einer Getriebewahlstange
2 verbunden ist, wobei
das Gangeinrücken
durch Winkelverlagerungen der Steuerwelle bewirkt wird und die Bereichswahl
durch axiale Verlagerungen der Steuerwelle bewirkt wird, wie in 1b gezeigt ist.
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In diesem Fall ist der lineare Aktuator 7 durch einen
linearen Aktuator T ersetzt, der quer zur Steuerwelle 6 angeordnet
ist und durch einen bekannten Mechanismus mit der Steuerwelle 6 verbunden
ist, um die Steuerwelle 6 zwischen drei verschiedenen Winkelpositionen
zu bewegen, wovon jede einem eingerückten Gang oder der Leerlaufstellung
entspricht. In 10 ist
der Mechanismus bei dem gezeigten Beispiel durch eine Verbindungsstange
definiert, deren erstes Ende an die Ausgangswelle des linearen Aktuators 7' angelenkt ist,
wobei ein zweites Ende in Winkelrichtung einteilig mit der Steuerwelle 6 und
in axialer Richtung gleitfähig
zu dieser befestigt ist.
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Diese Ausführungsform umfaßt wiederum Steuerkurvenvorrichtungen 8, 9 und
möglicherweise 10,
der Schlitz 19 des zylindrischen Nockens 16 ist jedoch
stufenförmig
(8), um ein sequentielles Gangeinrücken zu
ermöglichen;
der Schlitz 39 (9)
des zylindrischen Nockens 36 ist spiegelbildlich in bezug
auf den Schlitz 19, um ein Schalten zwischen zwei nicht
aufeinanderfolgenden Gängen
in zwei nicht aufeinanderfolgenden Bereichen zu ermöglichen;
und der Schlitz 49 des zylindrischen Nockens 46 ist
so geformt, daß er
das Schalten zwischen nicht aufeinanderfolgenden Gängen in
nicht aufeinanderfolgenden Bereichen ermöglicht und daher ein direktes
Schalten vom ersten Gang in den Rückwärtsgang und umgekehrt ermöglicht.
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Um im einzelnen während der Verlagerung in Winkelrichtung
ein bereichsinternes Schalten vom oberen in den unteren Gang zu
bewirken, erzwingt die Steuerkurvenvorrichtung 8 an der
Steuerwelle 6 eine axiale Verlagerung um den Wert d, die
ausreicht, um in den benachbarten Bereich zu schalten, und natürlich mit
einer solchen Richtung, um in den unmittelbar folgenden Bereich
zu schalten.
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Die axialen Verlagerungen, die an
der Steuerwelle 6 durch die Steuerkurvenvorrichtungen 9 und 10 erzwungen
werden, sind zu der Richtung entgegengesetzt, in der die Verlagerung
durch die Steuerkurvenvorrichtung 8 während der gleichen Winkelverlagerung
erzwungen wird.
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Es sollte hervorgehoben werden, daß die Steuerwelle 6 in
dieser Ausführungsform
bekannte (nicht gezeigte) Schnappverbindungsmittel zum Verbinden
der zylindrischen Nocken 16, 36 und (falls vorhanden)
46 umfaßt,
die in Winkelrichtung mit der Steuerwelle 6 einteilig sind,
solange die Nocken freilaufend sind und sich um die Steuerwelle 6 drehen können.
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In dem gezeigten Beispiel besitzt
die Steuerwelle 6 mehrere radiale Sitze, die innen axial
rollend mit mehreren Verriegelungskugeln eingepaßt sind, die durch Schraubenfedern,
die in den radialen Sitzen enthalten sind, von der Welle nach außen gedrückt werden.
Die Verriegelungskugeln sind teilweise in die halbkugelförmigen Sitze
eingesetzt, die in geeigneter Weise an den inneren seitlichen Oberflächen der
zylindrischen Nocken 16, 36 oder 46 angeordnet
sind, um die zylindrischen Nocken 16, 36 oder 46 mit
der Steuerwelle 6 zu verbinden, bis die Nocken mit dem
Körper
des Gehäuses 5 durch
die Verriegelungsvorrichtungen 18, 38 und 48 zu
einer Einheit zusammengefügt
werden.
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Die linearen Aktuatoren 7 und 7' und die Druckelemente 22 der
Verriegelungsvorrichtungen 18, 38 und 48,
die in dem gezeigten Beispiel hydraulisch sind, können natürlich durch ähnliche
pneumatische oder elektrische Komponenten ersetzt werden.
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Die Steuervorrichtung 1 kann
ferner natürlich im
Inneren des Getriebegehäuses
integriert sein, so daß das
Gehäuse 5 einen
Teil des Getriebegehäuses bildet,
und die Steuerwelle 6 bildet einen Teil der Getriebewahlstange 2.
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In der obigen Beschreibung wird auf
ein Doppel-H-Wahlraster Bezug genommen, bei dem die Wahlbereiche
einen gleichen Abstand besitzen (Wahlraster mit gleichmäßig beabstandeten
Bereichen), die Steuervorrichtung 1 kann jedoch in einfacher
Weise verändert
werden, damit sie bei einem Doppel-H-Wahlraster betrieben werden kann, bei dem
die Wahlbereiche keinen gleichen Abstand besitzen (Wahlraster mit
ungleichmäßig beabstandeten Bereichen).
Die Funktionsweise der Steuervorrichtung 1 erläutert sich
aus der vorhergehenden Beschreibung selbst.
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Die Vorteile der Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung sind offensichtlich: durch die Verwendung von lediglich
einem linearen Aktuator und mehreren Steuerkurvenvorrichtungen 8, 9 und 10 kann
das sequentielle Gangeinrücken
und das direkte Schalten zwischen nicht aufeinanderfolgenden Gängen verschiedenartig
bewirkt werden, wodurch die Steuerbarkeit des Fahrzeugs beträchtlich
verbessert wird.
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Es ist selbstverständlich,
daß an
der Steuervorrichtung 1, die hier beschrieben und dargestellt wurde, Änderungen
ausgeführt
werden können,
jedoch ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.