WO2009135503A1 - Vorrichtung zum schalten eines schaltgetriebes - Google Patents

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WO2009135503A1
WO2009135503A1 PCT/EP2008/003656 EP2008003656W WO2009135503A1 WO 2009135503 A1 WO2009135503 A1 WO 2009135503A1 EP 2008003656 W EP2008003656 W EP 2008003656W WO 2009135503 A1 WO2009135503 A1 WO 2009135503A1
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WO
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axis
rotation
guide
shift fork
sensor
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PCT/EP2008/003656
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Inventor
Gereon Hellenbroich
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Fev Motorentechnik Gmbh
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    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
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    • F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
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    • F16H61/28—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
    • F16H2061/2869—Cam or crank gearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H2063/3089—Spring assisted shift, e.g. springs for accumulating energy of shift movement and release it when clutch teeth are aligned
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    • F16H61/28—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
    • F16H61/32—Electric motors actuators or related electrical control means therefor

Definitions

  • the invention relates to a device for switching a gearbox, wherein the structure of the gearbox corresponds to a conventional manual gearbox.
  • the device serves to enable automatic switching of the gearbox.
  • spindle systems in which a motor drives a spindle in rotation.
  • a spindle nut On the spindle, a spindle nut is guided axially displaceable, which is connected to a shift fork.
  • the shift fork is in operative connection with a shift sleeve of the gearbox. Due to the axial adjustment of the spindle nut and the shift fork and the shift sleeve are moved, so that a corresponding switching operation can be made.
  • Another known system uses instead of a spindle, a switching drum which is rotatably driven by a motor.
  • a helical groove is introduced in the lateral surface of the cylindrical shift drum .
  • the shift fork has a driver, which engages in the circumferential groove, so that upon a rotation of the shift roller, the shift fork is axially adjusted.
  • Object of the present invention is to provide an apparatus for switching a gearbox, which is small and simple in construction.
  • a device for switching a gearbox comprising a shift fork, which is guided axially displaceably along an adjustment axis V, a link plate which is rotatably driven about a rotation axis, a guide which is arranged to extend on the link plate about the axis of rotation and at least over a part of its extension has a variable distance from the axis of rotation, as well as a driver, which is connected to the shift fork and for displacing the shift fork with the guide is engaged, solved.
  • the link plate is suitable for the fact that the guide is provided in or on a, preferably level, end face, so that in the production of the guide only a two-dimensional contour for the guide must be made.
  • the link plate is therefore easy and inexpensive to manufacture.
  • the end face is preferably arranged at right angles to the axis of rotation.
  • the link disc is driven to rotate about the axis of rotation. Since the driver is guided along the guide and the guide has along its Aussteckung a variable distance from the axis of rotation, the driver and thus the shift fork along the adjustment axis is moved. The rotational movement of the link disc is thus converted in a simple manner into a translational movement of the driver and the shift fork.
  • the guide can be formed spirally, at least over part of its extent.
  • the profile of the distance between the guide and the axis of rotation relative to the angular position about the axis of rotation can have different gradients.
  • different gear ratios can be realized.
  • the course of the distance of the guide to the axis of rotation with respect to the angular position about the axis of rotation in areas no Slope.
  • areas are realized in which no adjustment of the driver takes place during rotation of the crank disk.
  • certain positions of the shift fork can be precisely controlled.
  • the guide is in the form of a groove, in which engages the driver.
  • Conceivable is basically also a guide in the form of a survey on which a driver is guided.
  • the driver preferably has a pin which engages in the groove.
  • a sleeve can be rotatably mounted on the pin, in particular by means of a rolling bearing to avoid frictional forces.
  • To drive the slotted disc can in principle be a motor, for example an electric motor, can be provided.
  • the drive train can be provided between the drive means for driving the link plate and the shift fork, in particular directly between the engine and the link plate, a spring accumulator. This ensures that even if a gear can not be engaged and thus the shift fork can not be moved, the engine is not prevented from rotating.
  • the motor can perform the rotational movement to rotate the link plate and thereby bias the spring accumulator. As soon as the shift fork is free for a sliding movement, the link disc is driven in rotation by the spring accumulator.
  • the link disc is to be driven either via the electric motor or by means of the spring accumulator or only by means of the spring accumulator.
  • a switchable lock can be provided by means of which the link disc can be selectively prevented from rotating or released for rotational movement.
  • the spring accumulator can bias by means of the motor, wherein the lock is in a switching position in which this prevents the link disc from rotating. As soon as the link disc is to be, the locking device is transferred to a position in which it releases the link plate for a rotational movement.
  • the adjustment axis and the axis of rotation are arranged transversely to each other, wherein these intersect or intersect at a distance.
  • the adjustment axis and the rotation axis are arranged at right angles to each other.
  • At least one sensor may be provided. This can be an axial travel sensor with which each axial position of the shift fork can be determined or the particular discrete positions of the shift fork detected, or a rotation angle sensor with which any angular position of the link plate can be determined, or act on a sensor that certain or discrete angular position of the link plate detected.
  • the last-mentioned sensor may be, for example, an inductive proximity switch.
  • the link disc on its end face or a peripheral surface on at least one sensor surface which protrudes from the respective surface, or is set against this, wherein the proximity switch is arranged such that it faces in at least one angular position of the link plate of the sensor surface.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a device according to the invention
  • FIG. 2 shows a side view of the device according to FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a longitudinal section of the device according to FIG. 2 along the section line.
  • FIG. 4 shows a rear view of the link plate
  • Figure 5 is a front view of the link plate
  • FIG. 6 shows a diagram for illustrating the profile of the radius of the groove over the angle about the axis of rotation D.
  • FIG. 1 shows a perspective view
  • Figure 2 is a side view of a device according to the invention for switching a gearbox.
  • the gearbox comprises a shaft 1 which is rotatably mounted about a shaft axis W within a gear housing, not shown here.
  • On the shaft 1 two schematically illustrated gears 2, 3 are rotatably arranged.
  • the gears 2, 3 are in each case with gears, not shown, another shaft in engagement.
  • To switch a gear one of the gears 2, 3 is rotatably connected to the shaft 1.
  • a shift sleeve 4 the rotationally fixed between the two gears 2, 3 sits on the shaft W and is guided displaceably along the shaft W.
  • a gear If a gear is to be engaged, a rotationally fixed connection between the respective gear 2, 3 and the shift sleeve 4 and thus between the respective gear 2, 3 and the shaft 1 is produced.
  • a circumferential groove 6 is introduced, in which a shift fork 7 engages with a fork section 8.
  • the shift sleeve 4 can be moved by axial displacement of the shift fork 7 along the shaft axis W.
  • the fork portion 8 is further designed such that the shift sleeve 4 is rotatable relative to the shift fork 7.
  • the fork portion 8 is connected via an arm 9 with a guide sleeve 10, which is guided on a guide rod 11 along an adjustment axis V axially displaceable.
  • the arm 9 may be connected to the fork section 8 fixed to the guide rod 11. In this case, the entire unit of guide rod and arm with shift fork is moved.
  • the adjustment axis V is arranged parallel to the shaft axis W.
  • the shift fork 7 is moved purely mechanically via a shift linkage.
  • an automatic displacement of the shift fork 7 takes place, for which an engine 12 is provided. is seen, which drives a link plate 13 about a rotation axis D.
  • the link plate 13 has an end face 14 which faces the shift fork 7 and the guide sleeve 10.
  • a substantially helical guide in the form of a groove 15 is introduced.
  • a driver 16 which is connected to the guide sleeve 10 of the shift fork 7.
  • the adjustment axis V and the rotation axis D intersect and are arranged at right angles to each other.
  • the motor 12 has an output shaft 17 which is rotatable about a motor axis d, wherein the motor axis d is arranged at right angles to the axis of rotation D.
  • the rotational movement of the drive shaft 17 is deflected onto the axis of rotation D.
  • the motor 12 is fixed to a frame 19 which is connectable to the transmission housing of the gearbox, not shown here.
  • FIG 3 shows a longitudinal section through the device according to the invention along the section line IH-III gem.
  • Figure 2. The gear deflection is again shown only schematically.
  • the output shaft 17 drives a drive shaft 20 which is non-rotatably connected to the crank plate 13.
  • the drive shaft 20 is mounted in the frame 19 by means of two bearings 21, 22, wherein it may be at the bearings 21, 22 to sliding or rolling bearings. Pointing away from the link plate 13, the drive shaft 20 is sealed by means of a shaft seal 23.
  • an elastomeric sleeve 34 is used, which serves as a spring accumulator in the drive train.
  • the driver 16 which engages in the groove 15.
  • the driver 16 includes a pin 24 on which a sleeve 25 is rotatably mounted. Between pin 24 and sleeve 25 is an elastomeric sleeve 38 can be avoided by the acoustic effects when reaching the Endradien the groove.
  • the sleeve 25 is acted upon by an inner edge 26 of the groove 15.
  • the guide Retention sleeve 25 acted upon by an outer edge 27 of the groove 15.
  • the sleeve 25 is supported during adjustment against one of the two flanks 26, 27 and rolls on this, so that frictional forces are avoided.
  • sensors for detecting individual rotational positions of the crank disc 13 sensors in the form of a first inner inductive proximity switch 28 and a second outer inductive proximity switch 29 are provided.
  • the proximity switches 28, 29 are held in the frame 19 and aligned parallel to the axis of rotation D.
  • the proximity switches 28, 29 are a rear side 30 facing away from the end face 14 of the Kulis senintensive 13.
  • FIG. 4 shows a plan view of the rear side 30 of the link plate 13.
  • a first sensor surface 31, a second sensor surface 32 and a third sensor surface 33 are provided, which project axially from the rear side 30 in the direction of the axis of rotation D.
  • the first sensor surface 31 is arranged at a smaller radial distance from the axis of rotation D than the second sensor surface 32.
  • the first sensor surface 31 can only be detected by the inner first proximity switch 28, wherein the second sensor surface 32 can only be detected by the second proximity switch 29.
  • the third sensor surface 33 is designed such that it can be detected by both proximity switches 28, 29.
  • the first sensor surface 31 and the second sensor surface 32 are used to detect the end positions of the link plate 13 and the third sensor surface 33 for detecting an intermediate position.
  • the end face 14 is shown with the groove 15 introduced therein the groove 15 is formed substantially helically and has over its extension a variable distance from the axis of rotation D on the course of the distance of the groove 15 to the axis of rotation D relative to the angular position to the
  • the axis of rotation D has different pitches.
  • the diagram according to FIG. 6 is used, in which the radius of the groove (spiral groove) is represented by the angle about the axis of rotation D. It can be seen that in a first angle range of about 0 ° to approx.
  • the Nutverlfitungen 39, 40 could be filled with elastomer pads, whereby acoustic effects in reaching the final radii of the groove could be avoided or reduced by the driver

Abstract

Vorrichtung zum Schalten eines Schaltgetriebes, umfassend eine Schaltgabel (7), die entlang einer Verstellachse V axial verschiebbar geführt ist, eine Kulissenscheibe (13), die um eine Drehachse D drehend antreibbar ist, sowie eine Führung (15), die an einer Stirnfläche (14) der Kulissenscheibe (13) um die Drehachse D angeordnet ist und zumindest über einen Teil ihrer Erstreckung einen veränderlichen Abstand zur Drehachse D aufweist, wobei die Schaltgabel (7) einen Mitnehmer (16) aufweist, der zum Verschieben der Schaltgabel (7) mit der Führung (15) in Eingriff ist.

Description

Vorrichtung zum Schalten eines Schaltgetriebes
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schalten eines Schaltgetriebes, wobei der Aufbau des Schaltgetriebes einem herkömmlichen Handschaltgetriebe entspricht. Die Vorrichtung dient dazu, ein automatisches Schalten des Schaltgetriebes zu ermöglichen.
Zum Schalten von automatisch zu schaltenden Schaltgetrieben sind bereits unterschiedliche Konzepte bekannt. Es gibt beispielsweise Spindelsysteme, bei denen ein Motor eine Spindel drehend antreibt. Auf der Spindel ist eine Spindelmutter axial verschiebbar geführt, die mit einer Schaltgabel verbunden ist. Die Schaltgabel steht in Wirkverbindung mit einer Schaltmuffe des Schaltgetriebes. Durch die axiale Verstellung der Spindelmutter werden auch die Schaltgabel und die Schaltmuffe verschoben, so daß ein entsprechender Schaltvorgang vorgenommen werden kann.
Ein anderes bekanntes System verwendet anstelle einer Spindel eine Schaltwalze, die über einen Motor drehend antreibbar ist. In der Mantelfläche der zylinderförmigen Schaltwalze ist eine schraubenförmige Nut eingebracht. Die Schaltgabel weist einen Mitnehmer auf, der in die Umfangsnut eingreift, so daß bei einer Drehung der Schalt- walze die Schaltgabel axial verstellt wird.
Diese Systeme haben jedoch den Nachteil, daß sie verhältnismäßig große Abmessungen aufweisen und aufwendig aufgebaut sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Schalten eines Schaltgetriebes zu schaffen, die klein baut und einfach aufgebaut ist. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zum Schalten eines Schaltgetriebes, umfassend eine Schaltgabel, die entlang einer Verstellachse V axial verschiebbar geführt ist, eine Kulissenscheibe, die um eine Drehachse drehend antreibbar ist, eine Führung, die an der Kulissenscheibe um die Drehachse verlaufend angeordnet ist und zumindest über einen Teil ihrer Erstreckung einen veränderlichen Abstand zur Drehachse aufweist, sowie einen Mitnehmer, der mit der Schaltgabel verbunden ist und zum Verschieben der Schaltgabel mit der Führung in Eingriff ist, gelöst.
Vorteil bei dieser Ausführungsform ist, daß lediglich eine flachgestaltete Kulissenscheibe erforderlich ist, die nur einen geringen Bauraum aufweist. Ferner ist die Kulissenscheibe dafür geeignet, daß die Führung in oder an einer, vorzugsweise ebe- nen, Stirnfläche vorgesehen ist, so daß bei der Herstellung der Führung lediglich eine zweidimensionale Kontur für die Führung gefertigt werden muß. Die Kulissenscheibe ist daher einfach und kostengünstig herzustellen. Die Stirnfläche ist vorzugsweise im rechten Winkel zur Drehachse angeordnet.
Zum Verschieben der Schaltgabel entlang der Verstellachse wird die Kulissenscheibe um die Drehachse drehend angetrieben. Da der Mitnehmer entlang der Führung geführt ist und die Führung entlang ihrer Ersteckung einen veränderlichen Abstand zur Drehachse aufweist, wird der Mitnehmer und somit die Schaltgabel entlang der Verstellachse verschoben. Die Drehbewegung der Kulissenscheibe wird somit in ein- facher Weise in eine translatorische Bewegung des Mitnehmers und der Schaltgabel umgewandelt.
Die Führung kann hierbei, zumindest über einen Teil Ihrer Erstreckung, spiralförmig ausgebildet sein. Grundsätzlich kann der Verlauf des Abstands der Führung zur Drehachse bezogen auf die Winkelposition um die Drehachse unterschiedliche Steigungen aufweisen. Somit können unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse realisiert werden. Denkbar ist es auch, daß der Verlauf des Abstands der Führung zur Drehachse bezogen auf die Winkelposition um die Drehachse bereichsweise keine Steigung aufweist. Somit werden Bereiche realisiert, in denen keine Verstellung des Mitnehmers bei einer Drehung der Kulissenscheibe stattfindet. Hierdurch können bestimmte Positionen der Schaltgabel präzise angesteuert werden.
Vorzugsweise ist die Führung in Form einer Nut ausgebildet, in die der Mitnehmer eingreift. Denkbar ist jedoch grundsätzlich auch eine Führung in Form einer Erhebung, auf der ein Mitnehmer geführt ist.
Wenn die Führung in Form einer Nut ausgebildet ist, weist der Mitnehmer vorzugs- weise einen Stift auf, der in die Nut eingreift. Hierbei kann auf dem Stift eine Hülse drehbar gelagert sein, insbesondere mittels eines Wälzlagers, um Reibkräfte zu vermeiden.
Zum Antreiben der Kulissenscheibe kann grundsätzlich ein Motor, zum Beispiel ein Elektromotor, vorgesehen sein.
Im Antriebsstrang kann zwischen Antriebsmitteln zum Antreiben der Kulissenscheibe und der Schaltgabel, insbesondere unmittelbar zwischen dem Motor und der Kulissenscheibe, ein Federspeicher vorgesehen sein. Hierdurch wird erreicht, daß selbst dann, wenn ein Gang nicht eingelegt werden kann und somit die Schaltgabel nicht verschoben werden kann, der Motor nicht an einer Drehbewegung gehindert wird. Der Motor kann die Drehbewegung zum Verdrehen der Kulissenscheibe ausführen und hierbei den Federspeicher vorspannen. Sobald die Schaltgabel für eine Verschiebebewegung frei ist, wird die Kulissenscheibe vom Federspeicher drehend an- getrieben.
Es kann vorgesehen sein, daß die Kulissenscheibe wahlweise über den Elektromotor oder mittels des Federspeichers oder nur mittels des Federspeichers angetrieben werden soll. Hierzu kann eine schaltbare Arretierung vorgesehen sein, mittels der die Kulissenscheibe wahlweise an einer Drehbewegung gehindert oder für eine Drehbewegung freigegeben werden kann. Somit läßt sich der Federspeicher mittels des Motors vorspannen, wobei die Arretierung in einer Schaltstellung ist, in der diese die Kulissenscheibe an einer Drehbewegung hindert. Sobald die Kulissenscheibe ver- stellt werden soll, wird die Arretiervorrichtung in eine Stellung überführt, in der sie die Kulissenscheibe für eine Drehbewegung freigibt.
Die Verstellachse und die Drehachse sind quer zu einander angeordnet, wobei sich diese schneiden oder mit Abstand kreuzen. Vorzugsweise sind die Verstellachse und die Drehachse rechtwinklig zueinander angeordnet.
Zur Bestimmung der Axialposition der Schaltgabel oder der Drehposition der Kulissenscheibe kann mindestens ein Sensor vorgesehen sein. Hierbei kann es sich um einen Axialwegsensor, mit dem jede Axialstellung der Schaltgabel ermittelt werden kann beziehungsweise der bestimmte diskrete Stellungen der Schaltgabel delektiert, oder um einen Drehwinkelsensor, mit dem jede beliebige Winkelstellung der Kulissenscheibe ermittelt werden kann, oder um einen Sensor handeln, der bestimmte bzw. diskrete Winkelstellung der Kulissenscheibe detektiert. Bei dem zuletzt genann- ten Sensor kann es sich zum Beispiel um einen induktiven Näherungsschalter handeln. Hierbei weist die Kulissenscheibe auf ihrer Stirnfläche oder einer Umfangsflä- che mindestens eine Sensorfläche auf, die von der jeweiligen Fläche vorsteht, oder gegenüber dieser zurückgesetzt ist, wobei der Näherungsschalter derart angeordnet ist, daß er in mindestens einer Winkelstellung der Kulissenscheibe der Sensorfläche gegenübersteht.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist anhand der Zeichnungen näher erläutert. Hierin zeigen
Figur 1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Figur 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Figur 1 ,
Figur 3 einen Längsschnitt der Vorrichtung gemäß Figur 2 entlang der Schnittlinie
Figur 4 eine Rückansicht der Kulissenscheibe, Figur 5 eine Frontansicht der Kulissenscheibe und
Figur 6 ein Diagramm zum Darstellen des Verlaufs des Radius der Nut über den Winkel um die Drehachse D.
Figur 1 zeigt eine perspektivische Darstellung und Figur 2 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schalten eines Schaltgetriebes. Das Schaltgetriebe umfaßt eine Welle 1 , die um eine Wellenachse W drehbar innerhalb eines hier nicht dargestellten Getriebegehäuses gelagert ist. Auf der Welle 1 sind zwei schema- tisch dargestellte Zahnräder 2, 3 drehbar angeordnet. Die Zahnräder 2, 3 sind jeweils mit hier nicht dargestellten Zahnrädern einer weiteren Welle in Eingriff. Zum Schalten eines Gangs wird eines der Zahnräder 2, 3 drehfest mit der Welle 1 verbunden. Hierzu dient eine Schaltmuffe 4, die zwischen den beiden Zahnrädern 2, 3 drehfest auf der Welle W sitzt und entlang der Welle W verschiebbar geführt ist. Soll ein Gang eingelegt werden, wird eine drehfeste Verbindung zwischen dem jeweiligen Zahnrad 2, 3 und der Schaltmuffe 4 und somit zwischen dem jeweiligen Zahnrad 2, 3 und der Welle 1 hergestellt. Zum Verschieben der Schaltmuffe 4 ist in einer Außenumfangs- fläche 5 der Schaltmuffe 4 eine Umfangsnut 6 eingebracht, in die eine Schaltgabel 7 mit einem Gabelabschnitt 8 eingreift. Die Schaltmuffe 4 kann durch axiales Verstellen der Schaltgabel 7 entlang der Wellenachse W verschoben werden. Der Gabelabschnitt 8 ist ferner derart gestaltet, daß die Schaltmuffe 4 relativ zur Schaltgabel 7 drehbar ist.
Der Gabelabschnitt 8 ist über einen Arm 9 mit einer Führungshülse 10 verbunden, welche auf einer Führungsstange 11 entlang einer Verstellachse V axial verschiebbar geführt ist. Alternativ kann der Arm 9 mit dem Gabelabschnitt 8 fest mit der Führungsstange 11 verbunden sein. In diesem Fall wird die gesamte Einheit aus Führungsstange und Arm mit Schaltgabel verschoben. Die Verstellachse V ist parallel zur Wellenachse W angeordnet.
Bei herkömmlichen manuell schaltbaren Schaltgetrieben wird die Schaltgabel 7 über ein Schaltgestänge rein mechanisch verschoben. Im vorliegenden Fall findet hingegen ein automatisches Verschieben der Schaltgabel 7 statt, wofür ein Motor 12 vor- gesehen ist, der eine Kulissenscheibe 13 um eine Drehachse D antreibt. Die Kulissenscheibe 13 weist eine Stirnfläche 14 auf, die der Schaltgabel 7 und der Führungshülse 10 zugewandt ist. In der Stirnfläche 14 ist eine im wesentlichen spiralförmige Führung in Form einer Nut 15 eingebracht. In die Nut 15 greift ein Mitnehmer 16 ein, der mit der Führungshülse 10 der Schaltgabel 7 verbunden ist.
Die Verstellachse V und die Drehachse D schneiden sich und sind rechtwinklig zueinander angeordnet. Beim Drehen der Kulissenscheibe 13 wird somit der Mitnehmer 16 und damit die Schaltgabel 7 axial entlang der Verstellachse V verschoben.
Der Motor 12 weist eine Abtriebswelle 17 auf, die um eine Motorachse d drehbar ist, wobei die Motorachse d rechtwinklig zur Drehachse D angeordnet ist. Über eine lediglich schematisch dargestellte Zahnradumlenkung wird die Drehbewegung der Antriebswelle 17 auf die Drehachse D umgelenkt. Der Motor 12 ist an einem Gestell 19 befestigt, das mit dem hier nicht dargestellten Getriebegehäuse des Schaltgetriebes verbindbar ist.
Figur 3 zeigt einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung entlang der Schnittlinie IH-III gem. Figur 2. Die Zahnradumlenkung ist wiederum lediglich schematisch dargestellt. Die Abtriebswelle 17 treibt eine Antriebswelle 20 an, die drehfest mit der Kulissenscheibe 13 verbunden ist. Die Antriebswelle 20 ist im Gestell 19 mittels zweier Lager 21 , 22 gelagert, wobei es sich bei den Lagern 21 , 22 um Gleit- oder Wälzlager handeln kann. Von der Kulissenscheibe 13 weg weisend ist die Antriebswelle 20 mittels eines Wellendichtrings 23 abgedichtet. Zwischen der An- triebswelle 20 und der Kulissenscheibe 13 ist eine Elastomerhülse 34 eingesetzt, die als Federspeicher im Antriebsstrang dient.
Zu erkennen ist ferner der Mitnehmer 16, der in die Nut 15 eingreift. Der Mitnehmer 16 umfaßt einen Stift 24, auf dem eine Hülse 25 drehbar gelagert ist. Zwischen Stift 24 und Hülse 25 befindet sich eine Elastomerhülse 38, durch die akustische Effekte beim Erreichen der Endradien der Nut vermieden werden können. Bei einem Verstellen des Mitnehmers 16 nach rechts wird die Hülse 25 von einer Innenflanke 26 der Nut 15 beaufschlagt. Beim Verschieben des Mitnehmers 16 nach links wird die Füh- rungshülse 25 von einer Außenflanke 27 der Nut 15 beaufschlagt. Somit stützt sich die Hülse 25 beim Verstellen gegen eine der beiden Flanken 26, 27 ab und rollt auf diesen ab, so daß Reibkräfte vermieden werden.
Zum Detektieren einzelner Drehstellungen der Kulissenscheibe 13 sind Sensoren in Form eines ersten inneren induktiven Näherungsschalters 28 und eines zweiten äußeren induktiven Näherungsschalters 29 vorgesehen. Die Näherungsschalter 28, 29 sind im Gestell 19 gehalten und parallel zur Drehachse D ausgerichtet. Die Näherungsschalter 28, 29 sind einer Rückseite 30, die von der Stirnfläche 14 der Kulis- senscheibe 13 abgewandt zugewandt.
Figur 4 zeigt eine Draufsicht auf die Rückseite 30 der Kulissenscheibe 13. Zu erkennen sind eine erste Sensorfläche 31 , eine zweite Sensorfläche 32 und eine dritte Sensorfläche 33, die von der Rückseite 30 axial in Richtung der Drehachse D vor- stehen. Der Abstand zwischen den Sensorflächen 31 , 32, 33 und den Sensoren 28, 29 ist, wenn sie den Sensoren direkt gegenüberstehen, geringer, als der Abstand der übrigen Rückseite 30 zu den Näherungsschalter 28, 29, so daß die Näherungsschalter 28, 29 detektieren, ob sich eine der Sensorflächen direkt gegenüber ihnen befindet. Als Alternative zu den Sensorflächen und den Näherungsschaltern an der Kulis- senscheibe sind drei Näherungsschalter 35, 36, 37, mit gestrichelten Linien nahe der Führungshülse 10 dargestellt, die ansprechen, wenn die Schaltgabel 8 am Arm 9 eine bestimmte Axialstellung angenommen hat, und die dadurch ebenfalls den Antrieb der Kulissenscheibe 13 steuern können.
Die erste Sensorfläche 31 ist in einem geringeren radialen Abstand zur Drehachse D angeordnet als die zweite Sensorfläche 32. Die erste Sensorfläche 31 kann lediglich vom inneren ersten Näherungsschalter 28 detektiert werden, wobei die zweite Sensorfläche 32 nur vom zweiten Näherungsschalter 29 detektiert werden kann. Die dritte Sensorfläche 33 ist derart ausgebildet, daß sie von beiden Näherungsschaltern 28, 29 detektiert werden kann. Die erste Sensorfläche 31 und die zweite Sensorfläche 32 dienen zum Detektieren der Endpositionen der Kulissenscheibe 13 und die dritte Sensorfläche 33 zum Delektieren einer Zwischenposition. In Figur 5 ist die Stirnflache 14 mit der darin eingebrachten Nut 15 dargestellt Die Nut 15 ist im wesentlichen spiralförmig ausgebildet und weist über ihre Erstreckung einen veränderlichen Abstand zur Drehachse D auf Der Verlauf des Abstandes der Nut 15 zur Drehachse D bezogen auf die Winkelposition um die Drehachse D weist jedoch unterschiedliche Steigungen auf Zur Verdeutlichung soll das Diagramm gemäß Figur 6 dienen, bei dem der Radius der Nut (Spiralnut) über den Winkel um die Drehachse D dargestellt ist Es ist zu erkennen, daß in einem ersten Winkeibereich von ca 0° bis ca 170° der Radius progressiv ansteigt, also eine ansteigende Steigung aufweist Im Winkeibereich von ca 170° bis 180° bleibt der Radius konstant, die Steigung betragt demnach 0 Danach steigt der Radius bis über 350° degressiv an Durch den Bereich ohne Steigung laßt sich eine axiale Position der Fuhrungshul- se präzise anfahren, auch wenn die Winkelstellung der Kuhssenscheibe 13 geringfügig von einem vorgegebenen Sollwert abweichen sollte
An den Enden der Nut 15 sind mit gestrichelten Linien Nutverlangerungen 39, 40 auf gleichem Radius, das heißt ohne Steigung, dargestellt Hiermit wird es möglich die jeweiligen Endstellungen der Schaltgabel anzufahren, ohne daß es zu einem Anschlag des Mitnehmers an den Endradien der Nut kommen muß
Die Nutverlangerungen 39, 40 konnten auch mit Elastomerpolstern verfullt werden, wodurch akkustische Effekte beim Erreichen der Endradien der Nut durch den Mitnehmer vermieden oder vermindert werden konnten
Bezugszeichenliste
1 Welle
2 Zahnrad
3 Zahnrad
4 Schaltmuffe
5 Außenumfangsfläche
6 Umfangsnut
7 Schaltgabel
8 Gabelabschnitt
9 Arm
10 Führungshülse
11 Führungsstange
12 Motor
13 Kulissenscheibe
14 Stirnfläche
15 Führung/Nut
16 Mitnehmer
17 Abtriebswelle
18 Zahnradumlenkung
19 Gestell
20 Antriebswelle
21 Lager
22 Lager
23 Wellend ichtring
24 Stift
25 Hülse
26 Innenflanke
27 Außenflanke erster Näherungsschalter zweiter Näherungsschalter
Rückseite erste Sensorfläche zweite Sensorfläche dritte Sensorfläche
Elastomerhülse
Näherungsschalter
Näherungsschalter
Näherungsschalter
Elastomerhülse
Nutverlängerung
Nutverlängerung

Claims

Vorrichtung zum Schalten eines SchaltgetriebesPatentansprüche
1. Vorrichtung zum Schalten eines Schaltgetriebes, umfassend eine Schaltgabel (7), die entlang einer Verstellachse (V) axial verschiebbar geführt ist, eine Kulissenscheibe (13), die um eine Drehachse (D) drehend antreibbar ist, eine Führung (15), die an der Kulissenscheibe (13) um die Drehachse (D) verlaufend angeordnet ist und zumindest über einen Teil ihrer Erstreckung einen veränderlichen Abstand zur Drehachse (D) aufweist, sowie einen Mitnehmer (16), der mit der Schaltgabel (7) verbunden ist und zum Verschieben der Schaltgabel (7) mit der Führung (15) in Eingriff ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Führung (15) zumindest über einen Teil Ihrer Erstreckung spiralförmig ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Verlauf des Abstandes der Führung (15) zur Drehachse (D) bezogen auf die Winkelposition um die Drehachse (D) unterschiedliche Steigungen auf- weist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Verlauf des Abstandes der Führung (15) zur Drehachse (D) bezogen auf die Winkelposition um die Drehachse (D) bereichsweise keine Steigung aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Führung in Form einer Nut (15) ausgebildet ist, in die der Mitnehmer (16) eingreift.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Mitnehmer (16) einen Stift (24) aufweist, der in der Nut (15) geführt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf dem Stift (24) eine Hülse (25) insbesondere mittels eines Wälzlagers drehbar gelagert ist, die in die Nut (15) eingreift.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Antriebsmitteln zum Abtreiben der Kulissenscheibe (13) und der Schaltgabel (7) ein Federspeicher im Antriebsstrang vorgesehen ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Motor (12) zum Antreiben der Kulissenscheibe (13) vorgesehen ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Federspeicher zwischen dem Motor (12) und der Kulissenscheibe (13) angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine schaltbare Arretierung vorgesehen ist, mittels der die Kulissenscheibe (13) wahlweise an einer Drehbewegung gehindert oder für eine Drehbewegung freigegeben werden kann.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verstellachse (V) und die Drehachse (D) sich schneidend oder mit Abstand kreuzend angeordnet sind.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verstellachse (V) und die Drehachse (D) rechtwinklig zueinander angeordnet sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens ein Sensor (28, 29) zum Bestimmen der Axialposition der Schaltgabel (7) oder zum Bestimmen der Drehposition der Kulissenscheibe (13) vorgesehen ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß der zumindest eine Sensor ein Axialwegsensor oder ein Drehwinkelsensor ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß der zumindest eine Sensor ein Näherungsschalter (28, 29) ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Stirnfläche (30) oder einer Umfangsfläche der Kulissenscheibe (13) mindestens eine Sensorfläche (31 , 32, 33) vorgesehen ist, die von der Stirnfläche (30) bzw. der Umfangsfläche vorsteht oder gegenüber der Stirnfläche (30) beziehungsweise der Umfangsfläche zurückgesetzt ist.
18. Schaltanordnung mit mehreren Vorrichtungen nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens zwei Kulissenscheiben miteinander antriebsverbunden sind und von einem gemeinsamen Motor antreibbar sind.
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