WO2015144150A1

WO2015144150A1 - Rastierungseinrichtung in einem aktor, vorzugsweise einem ein-motorgetriebeaktor

Info

Publication number: WO2015144150A1
Application number: PCT/DE2015/200097
Authority: WO
Inventors: Volker Kretz-Busch; Maximilian HAAS; Jens MÜHLHAUSEN; Markus Baehr; Björn Stehle
Original assignee: Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date: 2014-03-26
Filing date: 2015-02-24
Publication date: 2015-10-01
Also published as: WO2015144151A1; CN106133405A; DE112015001432A5; CN106133405B; DE112015001453A5

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Aktor (1) zum Wählen und Schalten wenigstens zweier Gänge eines Getriebes, mit einem Motor (5) und wenigstens einer Übersetzungseinrichtung (4), die eine Bewegung des Motors (5) in einem Schaltzustand in eine Schaltbewegung und in einem Wählzustand in eine Wählbewegung einer Schaltwelle (20) umsetzt, wobei die Übersetzungseinrichtung (4) eine Spindeltriebeinheit (17) aufweist und eine Spindelmutter (18) der Spindeltriebeinheit (17) in dem Schaltzustand, in dem sich die Spindelmutter (18) in einem ersten axialen Verschiebebereich (89) befindet, zum Verdrehen der Schaltwelle (20), axial mittels einer Verdrehsicherungseinheit (15) geführt ist, wobei die Verdrehsicherungseinheit (15) aktorgehäusefest angeordnet ist und zumindest einen Verschiebehemmabschnitt (115) aufweist, der derart ausgestaltet und angeordnet ist, dass zumindest in dem Wählzustand ein Einschieben der Spindelmutter (18) in den ersten axialen Verschiebebereich (89) blockiert ist.

Description

Rastierungseinrichtung in einem Aktor, vorzugsweise einem

Ein-Motorgetriebeaktor Die Erfindung betrifft einen Aktor, vorzugsweise einen Ein-Motorgetriebeaktor / Schaltgetriebeaktor (SGA), zum Wählen und Schalten wenigstens zweier Gänge eines Getriebes, vorzugsweise eines Getriebes eines Kraftfahrzeuges / eines Antriebsstranges eines Kraftfahrzeuges, wie eines Pkws, Lkws, Busses oder landwirtschaftlichen Nutzfahrzeuges, mit (vorzugsweise genau) einem Motor, wie einem Elektromo- tor, und wenigstens einer Übersetzungseinrichtung / Getriebeeinrichtung, die eine Bewegung des Motors in einem Schaltzustand des Aktors in eine Schaltbewegung und in einem Wählzustand des Aktors in eine Wählbewegung einer Schaltwelle umsetzt, wobei die Übersetzungseinrichtung eine Spindeltriebeinheit aufweist und eine Spindelmutter der Spindeltriebeinheit in dem Schaltzustand, in dem sich die Spindel- mutter in einem ersten axialen Verschiebebereich befindet, zum Verdrehen der Schaltwelle axial mittels einer Rastiereinheit geführt ist.

Aus der WO 2014/177366 ist ein Getriebeaktor für ein Kraftfahrzeuggetriebe sowie Verfahren zur Steuerung eines Getriebeaktors bekannt.

Diese Rastiereinheit sind oft in Form konventioneller Blattfedern oder in Form angefederter Kugeln umgesetzt.

Aus diesem Stand der Technik hat es sich jedoch gezeigt, dass durch ein relativ star- kes Verzögern des Motors beim Wählvorgang eine ungewollte Schaltbewegung unter Umständen verursacht werden kann. Ursache dafür ist die Massenträgheit der Spindelmutter und der Wählkinematik der Übersetzungseinrichtung, die beim Bremsen des Motors schneller dreht als die Spindel. Folglich schraubt sich die Mutter in axialer Richtung bzw. in positiver Schaltrichtung nach vorne, woraus ein Schaltweg am Schaltfinger resultieren kann. Das gleiche Ergebnis können auch Vibrationen hervorrufen. Diese beiden Einflüsse können zu einem ungewollten Schalten bzw. Auslegen eines Ganges aufgrund des ungewollten Schaltvorganges führen. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung diese aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und ungewollte Schaltbewegungen der Schaltwelle während eines Wählvorganges zu vermeiden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Verdrehsicherungseinheit aktorgehäusefest angeordnet ist und zumindest einen Verschiebehemmabschnitt aufweist, der derart ausgestaltet und angeordnet ist, dass zumindest in dem Wählzustand ein Einschieben der Spindelmutter in den ersten axialen Verschiebebereich blockiert ist.

Dadurch ist vermieden, dass die Spindelmutter im Wählzustand, in dem sie sich vorzugsweise in einem anderen (zweiten) axialen Verschiebebereich befindet und, sicher in diesem Verschiebebereich gehalten ist und nicht versehentlich in den ersten Verschiebebereich, in dem eine Schaltwelle verdreht wird, verschoben wird. Dadurch ist es umgesetzt Schalt- und Wählvorgänge klar zu trennen.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert. Ist die Verdrehsicherungseinheit als eine Rastierhülse ausgebildet bzw. ist die

Verdrehsicherungseinheit aus dieser Rastierhülse bestehend, kann diese besonders platzsparend in dem Aktorgehäuse fest angeordnet werden, indem sie in eine vorhandene Bohrung fest eingesetzt wird. Die Verdrehsicherungseinheit ist daher auch besonders platzsparend in dem Aktor aufgenommen.

Weiterhin ist es von Vorteil, wenn der zumindest eine Verschiebehemmabschnitt als eine in radialer Richtung einer Spindel der Spindeltriebeinheit elastisch verformbare Federlasche ausgebildet ist. Besonders bevorzugt ist dieser zumindest eine Verschiebehemmabschnitt dann integraler Bestandteil der Rastierhülse. Dadurch wird die An- zahl der verwendeten Bauteile weiter reduziert oder zumindest gleich gering gehalten. Ist die Federlasche im Weiteren blattfederartig / in Form einer Blattfeder ausgebildet / ausgeformt, ist die Federlasche und somit auch der zumindest eine Verschiebe- hemmabschnitt besonders kostengünstig ausformbar. Weiterhin zweckmäßig ist es, wenn der zumindest eine Verschiebehemmabschnitt eine Anschlagnase aufweist, die sich derart weit in radialer Richtung nach innen erstreckt, dass sie einen axialen Anschlag der Spindelmutter ausbildet. Weiter bevorzugt ist diese Anschlagnase integraler Bestandteil der Federlasche. Dadurch ist eine besonders einfach ausformbare Geometrie zur Verfügung gestellt, die unmittelbar das blockierende Element ausbildet. Der Aktor ist somit noch einfacher ausgestaltet.

Ist die Anschlagnase weiterhin in radialer Richtung federelastisch gehalten / aufgenommen, nämlich vorzugsweise in der Federlasche eingebracht, ist die Anschlagnase besonders einfach zwischen einer blockierenden Stellung sowie einer entsperrten Stellung umschaltbar.

Ist die Anschlagnase als eine Sicke ausgeformt, ist sie in ihrer Herstellung besonders kostengünstig. Von Vorteil ist es weiterhin, wenn der zumindest eine Verschiebehemmabschnitt derart ausgestaltet ist, dass er bei Überschreiten einer, auf die Spindelmutter wirkenden, ersten Mindestverstellkraft ein Einschieben der Spindelmutter in den ersten axialen Verschiebebereich selbsttätig freigibt. Davon sind bevorzugt an der Anschlagnase Rampen vorgesehen, an denen Gegenrampen an der Spindelmutter entlang gleiten können. Bei einem Überschreiten der Mindestverstellkraft sind die Gegenrampen der Spindelmutter dazu befähigt, an den Rampen der Anschlagnase / des Verschiebe- hemmabschnittes entlang zu gleiten und somit diesen auch in radialer Richtung nach außen zu drücken. Dadurch ist es möglich, dass die Spindelmutter in den ersten Verschiebebereich einfährt. Dadurch ist das Umschalten zwischen den beiden Verschie- bebereichen bzw. zwischen den beiden Wähl- und Schaltzuständen besonders einfach möglich. Zweckmäßig ist es auch, wenn die Spindelmutter in dem Schaltzustand derart in den ersten axialen Verschiebebereich hinein ragt, dass die Spindelmutter mit einem Au- ßenumfangsbereich in axialen Führungsbahnen des zumindest einen Verschiebe- hemmabschnittes geführt ist. Auch ist die axiale Führung der Spindelmutter besonders effizient umgesetzt.

Der zumindest eine Verschiebehemmabschnitt kann weiterhin derart ausgestaltet sein, dass er bei Überschreiten einer, auf die Spindelmutter wirkenden, zweiten Mindestverstell kraft ein Herausschieben der Spindelmutter aus dem ersten axialen Ver- schiebebereich selbsttätig frei gibt. Während des Herausfahrens aus einer Schaltgasse sorgt die Rastiereinrichtung kurzzeitig/temporär für eine Hemmung der axialen Bewegung bzw. Schaltbewegung, wodurch der Widerstand im Wählpfad geringer als im Schaltpfad ist und eine Wählbewegung so lange stattfindet, bis ein Anschlagblech an einer Kulissenschienenwand anliegt. Dadurch ist der Widerstand im Wählpfad höher als im Schaltpfad und die zweite Mindestverstellkraft kann überwunden werden.

Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert, in welchen Figuren verschiedene Ausführungsformen beschrieben sind. Es zeigen:

Fig. 1 eine isometrische Ansicht eines erfindungsgemäßen, teilweise geschnitten dargestellten, als Ein-Motorgetriebeaktor ausgebildeten Aktor nach einer bevorzugten (ersten) Ausführungsform, wobei insbesondere die Überset- zungseinrichtung / das Getriebe des Aktors, das im Gehäuseinneren aufgenommen ist, gut zu erkennen ist,

Fig. 2a eine isometrische Ansicht einer teilweise geschnitten dargestellten Antriebseinheit des Ein-Motorgetriebeaktors nach Fig. 1 , in welcher ein Elekt- ronikgehäuse, ein Motor sowie ein, relativ zu einem als Wählwegsensorträ- ger ausgestalteten Magnethalter gut zu erkennen sind, Fig. 2b eine isometrische Ansicht der Antriebseinheit aus Fig. 2a, wobei das Elektronikgehäuse nun ungeschnitten dargestellt ist und insbesondere die Anordnung mehrerer Befestigungsmittel, die das Elektronikgehäuse im Betriebszustand mit einem Aktorgehäuse verbinden, zu erkennen sind,

Fig. 3 eine Längsschnittdarstellung des Aktors nach Fig. 1 in einem Bereich der

Antriebseinheit sowie einer Spindeltriebeinheit einer Aktormechanik, wobei besonders gut die Positionierungen des Motors, einer von diesem antreibbaren Spindel und einer von der Spindel antreibbaren Spindelmutter der Spindeltriebeinheit gut zu erkennen sind und die Schnittebene so gewählt ist, dass die Rotationsachse der Spindel der Spindeltriebeinheit in der Schnittebene verläuft,

Fig. 4 eine isometrische Draufsicht auf das der Platine abgewandte Teilstück des

Elektronikgehäuses (auch als Antriebsgehäuse bezeichnet),

Fig. 5 eine isometrische Ansicht des Ein-Motorgetriebeaktors gemäß Fig. 1 , worin nun zusätzlich der im Betrieb erzeugte Wärmefluss veranschaulicht ist, Fig. 6 eine Längsschnittdarstellung des erfindungsgemäßen Aktors gemäß Fig. 3, wobei insbesondere das Dichtungskonzept des Aktors zu erkennen ist,

Fig. 7 eine Längsschnittdarstellung des erfindungsgemäßen Aktors gemäß Fig. 3, wobei der Aktor detailliert im Bereich seiner Antriebseinheit gezeigt ist und das Konzept zweier Sensoreinrichtungen zu erkennen ist,

Fig. 8 eine Veranschaulichung des Montagekonzeptes des als Ein-Motorgetriebe- aktor ausgebildeten Aktors in einer Längsschnittdarstellung ähnlich wie Fig. 3, wobei zusätzlich verschiedene Unteransichten Details des Aktors erken- nen lassen, Fig. 9a einen Ausschnitt der Längsschnittdarstellung nach Fig. 3 im Bereits der Spindeltriebeinheit / des Spindelmuttersystems mit Rastierung / Rastierhülse, Fig. 9b eine isometrische Darstellung der Rastierhülse aus Fig. 9a,

Fig. 9c verschiedene Verschiebezustände der Spindelmutter relativ zu der

Rastierhülse in isometrischer Ansicht im Betrieb des Aktors, Fig. 10a eine isometrische Darstellung der Spindeltriebeinheit des erfindungsgemäßen Aktors, wobei die Spindelmutter zwischen zwei Antriebszahnrädern angeordnet ist, jedoch ein an der Spindelmutter angebrachter, verschwenkbarer Zahnstangenbereich nur mit einem ersten Antriebszahnrad, das mit einer ersten Schaltwelle drehfest verbunden ist, in Eingriff ist,

Fig. 10b eine isometrische Darstellung der Spindeltriebeinheit gemäß Fig. 10a, wobei der Zahnstangenbereich gegenüber Fig. 10a derart verschwenkt ist, dass er in einer Neutralstellung befindlich ist, in der er in keines der Antriebszahnräder eingreift,

Fig. 1 1 eine isometrische Darstellung eines Ausschnittes einer, an einer der

Schaltwellen angeordneten, als Kulissenschiene ausgeführten Kulisse,

Fig. 12a eine isometrische Darstellung eines Ausschnittes des Ein-Motorgetriebe- aktors mit mehrteiligem Wähltopf, wobei in

Fig. 12b ein erstes Wirkbauteil des Wähltopfes und in

Fig. 12c ein zweites Wirkbauteil des Wähltopfes abgebildet ist,

Fig.13 eine Veranschaulichung von alternativen Schaltkonzepten, Fig. 14 eine Darstellung des Aufbaus für eine Einlernstrategie des erfindungsge- mäßen Ein-Motorgetriebeaktors,

Fig. 15 und 16 in perspektivischen Darstellungen einen Magnethalter / Magnetträger /

Wählwegsensorträger nach einer bevorzugten ersten Ausführungsform für eine Sensormagnetanordnung,

Fig. 17 eine zur Halterung des Magnetträgers nach den Fig. 15 und 16 vorgesehene, eine Außenverzahnung aufweisende Welle,

Fig. 18 in einer Schnittdarstellung den auf die in Fig. 17 dargestellte Welle aufgesetzten Magnetträger,

Fig. 19 eine zweite Ausführungsform des Magnetträgers,

Fig. 20 in einer Schnittdarstellung eine Einbausituation des Magnetträgers nach den Figuren 15 bis 19,

Fig. 21 eine Längsschnittdarstellung der in der Spindeltriebeinheit des Aktors ein- gesetzten Spindelmutter, wobei besonders gut deren Verzahnungsbereich und der Verdickungsbereich zu erkennen sind, wobei die Spindelmutter in jener Längsebene geschnitten ist, die im Wesentlichen entlang der Drehachse der Spindel (im Betriebszustand) verläuft, Fig. 22 eine Längsschnittdarstellung der als Verdrehsicherungseinheit ausgeführten Rastierhülse, die gemäß der in Fig. 9b bereits dargestellten

Rastierhülse ausgeformt ist und funktioniert,

Fig. 23 eine isometrische Darstellung der ungeteilten Rastierhülse,

Fig. 24a bis Fig. 24d die verschiedenen Relativstellungen beim Umschalten des

Aktors von einem Wählzustand in einen Schaltzustand, wie es bereits in Fig. 9c dargestellt ist, wobei die Spindelmutter sowie die Rastierhülse nun in Längsrichtung geschnitten abgebildet sind, wobei in Fig. 24a die Spindelmutter im Wählzustand außerhalb der Rastierhülse, in einem zweiten Verschiebebereich angeordnet ist, in dem eine freie Verdrehung der Spindelmutter gegenüber der Rastierhülse umsetzbar ist, wobei in Fig. 24b die Spindelmutter in einer ersten Zwischenstellung beim Bewegen von dem zweiten Verschiebebereich in den ersten Verschiebebereich dar- gestellt ist, wobei der Verschiebehemmabschnitt durch den Verdickungsbe- reich der Spindelmutter bereits in radialer Richtung leicht nach außen gedrückt ist, wobei in Fig. 24c die Spindelmutter in einer zweiten Zwischenstellung beim Bewegen von dem zweiten Verschiebebereich in den ersten Verschiebebereich dargestellt ist und die Spindelmutter derart weit in die Rastierhülse eingefahren ist, dass der Verschiebehemmabschnitt derart weit nach außen gedrückt ist, dass die Spindelmutter frei in den ersten Verschiebebereich einschiebbar ist, und wobei in Fig. 24d die Spindelmutter im Schaltzustand in dem ersten Verschiebebereich vollständig eingeschoben ist, in welchem ersten Verschiebebereich die Spindelmutter in axialer Richtung geführt ist, Fig. 25 nochmals eine Längsschnittdarstellung des Aktors im Bereich der Spindeltriebeinheit sowie des unteren Halses des Aktorgehäuses, durch den die Schaltwelle hindurch ragt und wobei besonders gut die Verbindungsstelle zwischen Kulissenschiene und Anschlagblech zu erkennen ist, Fig. 26 eine Detailansicht der in Fig. 25 mit XXVI gekennzeichneten Bereiches zwischen dem Anschlagblech und der Kulissenschiene, wobei in dieser Darstellung die Kulissenwand außer Kontakt mit dem Anschlagblech ist, Fig. 27 eine Detailansicht gemäß Fig. 26, wobei diese Darstellung der das Anschlagblech in Kontakt mit einer der Kulissenwände ist,

Fig. 28 eine Prinzipdarstellung einer vergleichsweise, aus dem Stand der Technik etwa bekannten Biegung einer Blattfeder,

Fig. 29 eine Prinzipdarstellung einer Lagerung der als Federlasche ausgebildeten

Blattfeder gemäß der Erfindung, wobei besonders bevorzugt eine weiter Abstützstelle der Federlasche am Aktorgehäuse durch die erste Lagerstelle dargestellt ist,

Fig. 30 nochmals die Prinzipdarstellung nach Fig. 29, wobei auf die Einzeichnung der Abstände„b" und„I" verzichtet ist, und Fig. 31 eine Prinzipdarstellung eine Abstützung umfassend ein gefedertes Ende der Rastierhülse.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.

Figur 1 zeigt den generellen Aufbau eines erfindungsgemäßen, als Ein- Motorgetriebeaktor ausgestalteten Aktors 1 nach einer bevorzugten (ersten) Ausführungsform. Die einzelnen Bestandteile hiervon werden in den folgenden Figuren genauer erläutert.

Dieser Ein-Motorgetriebeaktor 1 hat mehrere Baugruppen und/oder Organe und/oder Elemente, die jeweils einzeln und/oder auch Kombinationen miteinander eigenständige schutzfähige Gegenstände darstellen können. Gleiches gilt für die damit einzeln und/oder in Kombination durchgeführten Verfahren und auch für entsprechende Verfahren, die zwar mit diesen Baugruppen, Organen und/oder Elementen durchgeführt werden können, deren Durchführung aber auch unabhängig von diesen Baugruppen, Organen und /oder Elementen ist und auf die entsprechend ein eigenständiger Schutz möglich ist.

Der Ein-Motorgetriebeaktor 1 weist zunächst eine Antriebseinheit 2 als prüfbare Ein- heit auf, die eine einfache Montier- und Demontierbarkeit ermöglicht. Die Antriebseinheit 2 umfasst dabei ein Getriebe 3, das nachfolgend auch als Übersetzungseinrichtung 4 benannt ist, einen als Elektromotor ausgebildeten Motor 5 und eine Elektronik 6 des Aktors 1 . Des Weiteren ist das Gehäuse der Antriebseinheit 2, nachfolgend als Elektronikgehäuse 7 bezeichnet, ein Bauteil, welches eine Dichtfunktion für den Aktor 1 bzw. für eine Aktormechanik 8 des Aktors 1 (wobei die Aktormechanik 8 ebenfalls Teil der Übersetzungseinrichtung 4 ist) erfüllt, für die Lagerung des Motors 5 zuständig. Das Elektronikgehäuse 7 ermöglicht auch die Zentrierung und Ausrichtung der Antriebseinheit 2 zur Aktormechanik 8, sichert ein Spindellager 38 axial, und ermöglicht eine Wärmeableitung aus dem Aktor 1 ins Getriebegehäuse, bzw. an die Umge- bungsluft.

Es ist vorgesehen, dass zwischen dem Elektronikgehäuse 7 und dem Gehäuseabschnitt des übrigen Aktors, der nachfolgend als Aktorgehäuse 9 bezeichnet ist, eine statische Dichtung 10 / Formdichtung vorhanden ist, um das Innere des Aktors 1 zur Umgebung hin abzudichten, wodurch ein vorteilhaftes, robustes Dichtungskonzept erreicht wird.

Als vorteilhaftes Sensorkonzept sind Sensoren / Sensoreinrichtungen 1 1 im Bereich der Antriebseinheit 2, nämlich im Umfeld der Platine 12 der Elektronik 6, bzw. direkt auf der Platine 12 vorgesehen. Der Aktor 1 verfügt dabei bevorzugt über zwei Sensoren / Sensoreinrichtungen 1 1 , die nachfolgend als erste Sensoreinrichtung 1 1 a und als zweite Sensoreinrichtung 1 1 b gekennzeichnet sind. Jede Sensoreinrichtung 1 1 a und 1 1 b ist als Sensorchip ausgebildet und direkt auf der Platine 12 angeordnet. Eine erste Sensoreinrichtung 1 1 a detektiert die Stellung eines Wählwegsensormagneten 47 und eine zweite Sensoreinrichtung 1 1 b detektiert die Stellung eines Motormagneten 51 , wobei Wählwegsensormagnet 47 und Motormagnet 51 entsprechend relativ zu den Sensorchips drehbar gelagert sind. Wählwegsensormagnet 47 und Motormagnet 51 sind als Hartferrit-Magnete ausgebildet. Zur Verbindung einzelner Bauteile, insbesondere zur Verbindung des Aktorgehäuses 9 mit dem Getriebegehäuse sind umformende Verbindungskonzepte vorgesehen. Um ungewollte Schaltbewegungen zu verhindern, ist im Bereich des hinteren Bereichs einer Spindel / Spindelwelle 13 eine Rastierung 14 vorgesehen, die als Rastierhülse 15 ausgeführt ist. Neben der Spindelwelle 13 umfasst eine Spindeltriebeinheit 17 des Aktors 1 auch eine Spindelmutter 18. Die Spindelmutter 18 weist einen Zahnstangenbereich 19 auf und ist daher in Form einer Zahnstange 16 ausgebildet. Der Zahnstan- genbereich 19 ist rotatorisch ausgebildet ist, wodurch Bauteile eingespart werden können, bzw. eine einfache Schaltmechanik / Aktormechanik 8 erreicht wird.

Eine Schaltwelle 20 (auch als Schaltwalze bezeichnet) des Aktors 1 weist Schaltgassen 22 mit / an / in Kulissen 21 auf, die jeweils nur eine einseitige Fase aufweisen. Dadurch kann im Gegensatz zu zweiseitigen Fasen ein Einlegen der Schaltgasse 22 entgegen der Freilaufrichtung vermieden und damit ein Verspannen verhindert werden.

Für die Wählbewegung ist ein Kurvengetriebe 23 der Übersetzungseinrichtung 4 ein- gesetzt, welches einen zweiteiligen Wähltopf 24, Kugeln 25, Hänger 26 und Drehmomentstützen 27 umfasst. Es ist weiter vorgesehen, dass der Wähltopf 24 des Aktors 1 zweiteilig ausgebildet ist. Hierdurch wird eine einfachere Montierbarkeit, insbesondere unter Berücksichtigung der Kugel 25 des Wähltopfes 24, dessen Laufbahn im Wesentlichen in seiner Mitte getrennt ist, erreicht.

Zum Wählen eines Ganges ist zur Positionserfassung der Schaltwellenhöhe ein Absolutwegsensor 28 vorgesehen. Dadurch kann auf das Anfahren einer Referenzposition verzichtet werden. Zum Einlegen eines Ganges werden Spindelmutter 18 und Spindel 13 auf eine Drehzahl von Null abgebremst. Dadurch kann durch Änderung der Drehrichtung des Motors 5 ein sauberes Einfahren in die gewählte Schaltgasse 22 realisiert werden. Um einen Zusammenhang zwischen der detektieren Absolutposition des Wegwählsensors / Wählwegsensors / Absolutwegsensors und der tatsächlichen Position der Wählposition des Aktors 1 herzustellen ist eine Einlernphase unter Laborbedingungen mit externen Sensoren vorgesehen.

Fig. 2a und 2b zeigen eine Antriebseinheit 2 des Ein-Motorgetriebeaktors 1 . Die Antriebseinheit 2 ist prüfbar weil es eine klare Trennung zwischen Antriebseinheit 2 und Aktormechanik 8 gibt mit einer klaren definierten Schnittstelle. Bei der Schnittstelle handelt es sich um eine Momentenschnittstelle, das bedeutet, dass bei Abnahme / Anlieferung jede Antriebseinheit 2 gegen eine definierte Drehzahl / Drehmoment- Kennlinie mit definierten Grenzen getestet werden kann. Die Antriebseinheit 2 ist eigenständig funktionsfähig (benötigt beispielsweise kein externes Steuergerät). Dies erleichtert eine Abnahmeprüfung. Die Antriebseinheit 2 ist daher vorteilhafterweise eine eigenständig prüfbare Einheit. Hierdurch werden die Trennung der Verantwortung zum Zulieferer und das Auffinden von Fehlern in Versuch und Serienfertigung erleichtert. Die Antriebseinheit 2 ist einfach (wieder)montier- und demontierbar. Die Antriebseinheit 2 macht einen großen Anteil der Gesamtkosten des Aktors 1 aus. Wenn bei der Endabnahme oder einem Test die Aktormechanik 8 beschädigt wird, kann man durch eine entsprechende Trennmöglichkeit die wertvolle Antriebseinheit 2 retten / wieder verwenden. Hierfür ist vorgesehen, dass die Antriebseinheit 2 und die Aktormechanik 8 mittels lösbarer Verbindungen gekoppelt sind. Hierfür ist eine aus zwei Steckverzahnungen gebildete Steckverbindung 30 für die Weitergabe von Moment / Drehwinkel sowie vier Schrauben 29 genutzt. Es ist dabei insbesondere auf jede Form von nicht zerstörungsfreier demontierbarer Verbindungstechnik (z.B. Press- verbände) und Dichttechnik (z.B. Flüssigdichtungen) verzichtet.

In den Figuren 3 bis 5 sind unterschiedliche Bestandteile der Antriebseinheit 2 dargestellt. Hierbei ist ersichtlich, dass das Elektronikgehäuse 7 zur Dichtung der Aktormechanik 8 dient. Das Gehäuse der Aktormechanik 8 / das Aktorgehäuse 9 hat große Löcher / Aussparungen 31 , um die inneren Bauteile zu montieren. Diese Aussparungen 31 müssen wieder verschlossen werden. Hierfür ist es vorgesehen das Gehäuse der Antriebseinheit / das Elektronikgehäuse 7 zu nutzen, das nicht nur genügend groß ausgelegt ist, sondern auch aus einem geeigneten Werkstoff, hier aus Aluminiunn, besteht. Das Material der Antriebseinheit 2 ist dicht ausgeführt und verschließt den Großteil der Aussparung 31 . Der Spalt zwischen den beiden verbundenen Teilen / Gehäusen 7 und 9 ist durch die als Formdichtung 41 ausgebildete statische Dichtung 10 gedichtet, die eingesetzt ist, weil das Alugehäuse / die aus Alumini- um ausgeformten Gehäuse 7 und 9 die Geometrie und "Kraft" für das Halten der Dichtung bereitstellt.

Wie in Figur 3 zu sehen ist, dient das Elektronikgehäuse 7 weiterhin der Lagerung von Stator 32 und Rotor 33 der Antriebseinheit 2. Durch diese saubere Lagerung kann der als EC-Motor ausgestaltete Motor 5 wie gewünscht Drehzahl / Drehmoment abgeben. Damit am Motorritzel / am Rotor 33 ein Moment abgerufen werden kann, stützt der Stator 32 das entstehende gegengerichtete Moment ab, sprich er darf nicht verdrehen. Der Stator 32 ist dazu in das Elektronikgehäuse 7 eingepresst. Das Elektronikgehäuse 7, als Gegenpartner zum Verpressen des Stators 32, ist, wie bereits erwähnt aus Aluminium hergestellt, weil es gut bearbeitbar ist und deshalb auch genaue Presspassungen realisiert werden können. Der Rotor 33 ist zum Stator 32 mittig gelagert, wobei für ein Festlager 34 der Lagersitz im gleichen Bauteil (Elektronikgehäuse 7) und in der gleichen Werkzeugaufspannung hergestellt wird. Je kürzer die Toleranzkette desto besser. Ist der Rotor 33 außermittig geht das zu Lasten der Leistungsfä- higkeit des Motors 5.

Es sind prinzipiell auch alternative Ideen für die Abstützung des Statormoments denkbar:

I) Festschrauben mit Ohren

II) axiales Klemmen mit Schrauben von einem Bund oder halben Ohren.

Auch ist es als alternative Ausführungsform zum Festlager 34 möglich im Elektronikgehäuse 7 einen Blechlagerträger, der auf die Bohrung des EC-Motors 5 zugreift, vorzusehen. Des Weiteren sorgt das Elektronikgehäuse 7 auch für die Zentrierung und Ausrichtung von Antriebseinheit 2 zu Aktormechanik 8. Die beiden Einheiten haben zwei Drehmoment / Drehwinkel-Schnittstellen, eine zwischen EC-Motor 5 und einem Hohlrad 35 und eine zwischen Zwischenzahnrad 36 und Wählwegsensorträger 37 (auch als Mag- nethalter 37 bezeichnet). Beide Verzahnungsschnittstellen finden sich und funktionieren nur dann einwandfrei, wenn sie sauber zueinander ausgerichtet werden. Da ein Aluminiumgehäuse gut und genau bearbeitbar ist, ist es so möglich diese Passungen mit hoher Qualität herzustellen.

Wie z.B. in Fig. 4 erkennbar, wird bei der Orientierung von Antriebseinheit 2 und Aktormechanik 8 zunächst ein Punkt fixiert indem zwei Passungsdurchmesser ineinander geschoben werden. Zur vollständigen Definition ist dann nur noch der Drehfreiheitsgrad auf. Dieser wird gesperrt, indem zwei Nasen von innen in einen Pas- sungsdurchmesser greifen. Diese Form der 5-Punkt-Zentrierung ist sehr genau, gut fertigbar (Nasen könnten sogar aus dem Rohguss rausgeholt werden) und unempfindlich gegen Überbestimmung.

Eine weitere Aufgabe des Alugehäuses (Elektronikgehäuse 7 und Aktorgehäuse 9) besteht auch in der axialen Sicherung des Spindellagers 38. Dieses ist insbesondere für die Montage notwendig. Wenn man Spindel 13 und Lager 38 von einer Seite montiert, muss man dafür sorgen, dass die Teile nicht wieder zur gleichen Montageseite herausfallen bzw. sich verschieben können. Traditionell nutzt man dafür zusätzliche Befestigungselemente wie Sicherungsringe oder Schrauben. Statt dieser zusätzlichen Elemente sorgt hier das Aluminiumgehäuse der Antriebseinheit / das Elektronikgehäuse 7 für den Verschluss der Montageöffnung und somit für das Festhalten des Lagerträgers 39. Dieses ist so besonders in den Figuren 3 und 4 erkennbar. Das Elektronikgehäuse 7 umfasst hierfür einen exponierten Halsbereich 40, der weit in die Aktormechanik 8, nämlich bis zum Lagerträger 39 des Spindellagers 38, hineingreift. Wird die Antriebseinheit 2 an der Aktormechanik 8 festgeschraubt, sorgen Schraubkraft und toleranztechnische Auslegung dafür, dass das Aktorgehäuse 9 das Spindellager 38 fest einklemmt.

In Figur 5 ist dargestellt, wie das Alugehäuse (Elektronikgehäuse 7 und Aktorgehäuse 9) für die Wärmeableitung in Richtung Aktor 1 sorgt. Die Antriebseinheit 2 beherbergt Bauteile die viel Wärme erzeugen (Endstufen, Kondensator, EC-Motor,...), die aber gleichzeitig nicht zu warm werden dürfen. Andernfalls verlieren diese Bauteile Leis- tungs- oder sogar ihre Funktionsfähigkeit. Hierfür ist entsprechend eine Wärmeabfuhr vorgesehen und, wie bereits erwähnt, der Werkstoff des Gehäuses der Antriebseinheit 2 (das Elektronikgehäuse 7) aus Aluminium vorgesehen. Aber auch andere Materialen mit den geforderten Eigenschaften bezüglich Toleranz, Wärmeleitfähigkeit und Robustheit wären hierfür geeignet. Das vorgesehene Aluminium ist sehr gut wärmelei- tend. Alle Wärme erzeugenden Bauteile sind direkt am Aluminium des Elektronikgehäuses 7 platziert oder über Wärmeleitkleber damit verbunden. Das Elektronikgehäuse 7 liegt direkt auf dem Aluminiumgehäuse der Aktormechanik / auf dem Aktorgehäuse 9 auf (die Anschraubpunkte sind in Figur 4 erkennbar), nämlich auf dem Aluminium der Getriebeglocke auf. Damit ist eine Entwärmung der heißen Elektronik- bauteile über direkte metallische Kontakte auf große Wärmespeichermassen (Aktorgehäuse, Getriebegehäuse) gegeben.

Das Dichtkonzept des Ein-Motorgetriebeaktors 1 der vorangehend beschriebenen Art ist in Fig. 6 dargestellt. Hierbei ist der Aktor 1 abgedichtet. Denn, würde von außen Feuchtigkeit in den Aktor 1 - vor allem in die Elektronik 6 - eindringen, wäre dessen Funktionstüchtigkeit in Gefahr. Käme andersrum das Getriebeöl von innerhalb des Aktors 1 nach außen, käme es zu Umweltbelastungen. In der beschriebenen Ausführungsform ist vorgesehen, dass dazu statische Dichtungen genutzt werden. Bei den meisten Stellen ist der Einsatz statischer Dichtungen 10 einfach aus der Figur 6 ab- leitbar: So ist eine statische Dichtung als ein O-Ring zwischen Getriebeglocke und Aktormechanik 8 sowie eine statische Dichtung 10 als der Formdichtring / die Formdichtung 41 zwischen dem Elektronikgehäuse 7 und dem Aktorgehäuse 9 vorgesehen. Des Weiteren ist ein Dichtkleber 43 zwischen einem an dem Elektronikgehäuse 7 befestigten Kunststoffdeckel 44 und dem Elektronikgehäuse 7 selbst vorgesehen. Die interne Abdichtung, die verhindert, dass Getriebeöl in Richtung der Elektronikplatine 12 kommt, ist schwieriger zu bewerkstelligen. Das umgesetzte Konzept sieht vor, dass der Stator 32 kunststoffumspritzt wird und dadurch eine Kunststoffumsp tzung 45 aufweist, wobei er per O-Ring hinter den Blechpaketen und außerhalb der Phasendrähte abgedichtet ist. In alternativen Ausführungsformen sind andere Dichtkonzepte für die interne Abdichtung möglich, z.B. eine dynamische Dichtung am Festlager 34, wobei das Festlager 34 dann unmittelbar ein Dichtelement ausbildet, oder ein Konzept mit einem kunststoffumspritzten Stator 32 mit Dichtkleber an den Phasendrähten. Das Sensorkonzept des Ein-Motorgetriebeaktors 1 ist in Figur 7 dargestellt. Zur Feststellung von Schalt- und Wählposition erhält der Aktor 1 die wenigstens zwei Sensoreinrichtungen 1 1 / Sensoren. Ein Sensor, hier der zweite Sensor / die zweite Sensoreinrichtung 1 1 b ist für eine Kommutierung am Motor 5 benötigt / vorgesehen. Mit einer Sensoreinrichtung 1 1 alleine kann aber keine Aussage getroffen werden, ob der Aktor 1 gerade schaltet oder wählt bzw. wann der Strukturwechsel zwischen Schalten und Wählen stattfindet. Deshalb ist ein zusätzlicher Sensor in Form der ersten Sensoreinrichtung 1 1 a / des ersten Sensors vorgesehen. Diese zusätzliche erste Sensoreinrichtung 1 1 a ist innerhalb der Wählkinematik 46 platziert. Dadurch wird die notwendige Mindestinformation erzeugt - nämlich ob gerade gewählt wird. Wenn sich der Motor 5 dreht aber keine Bewegung der Wählkinematik 46 festgestellt wird, läuft eine Schaltbewegung. Die erste Sensoreinrichtung 1 1 a weist den als Wählwegsensor ausgebildeten Absolutwegsensor 28 auf, so dass er ohne Referenzierung die Wählposition bestimmen kann (siehe auch weiter unten die Beschreibung von Steuerungsstrategien und -logiken). Um eine gute Erreichbarkeit zu gewährleisten, ist der Wählwegsensor / Absolutwegsensor 28 als (erster) Sensorchip ausgebildet und im Bereich des Zwischenzahnrades 36 platziert.

Durch die Verwendung von zwei baugleichen Sensoren und Magneten spart man sich nicht nur Zeit und Kapazität für die Magnetkreisauslegung sondern generiert einen Preisvorteil durch Stückzahleffekt. Aus diesem Grund sind die beiden Sensoreinrichtungen 1 1 sowie die Magnete 47 und 51 jeweils gleich ausgestaltet / ausgebildet / ausgeformt. Außerdem wird damit der Aufbau der Elektronik 6 vereinfacht. Weiter ist vorgesehen, dass der Aktor 1 ein integriertes Steuergerät umfasst. Auf der Platine 12 sind hierfür nicht nur die üblichen Bauteile eines Steuergerätes (Mikrocon- troller, Endstufen, Kondensator, Spule, Spannungswandler, etc.) platziert, sondern auch die beiden Sensorchips der Sensoreinrichtungen 1 1 a und 1 1 b sind in dieser Ausführung direkt auf der Platine 12 platziert.

In einer alternativen Ausführung, bei der man den Sensorchip zu dem Bauteil, dessen Bewegung gemessen werden soll, bringt, hat man gegenüber dem hier dargestellten Konzept, bei dem man die mechanische Bewegung zum Sensorchip bringt, das Prob- lem, dass das Verschieben des Sensorchips, problematisch erscheint (aufwendige Verkabelung, Entfernung von EMV-Elementen, komplizierte Montagetechnik). Bei der gezeigten Ausführungsform sind die zu messenden Bewegungen der Rotorwinkel und die Wählposition (Drehwinkel des Zwischenzahnrades).Vorteilhaft ist es hierfür die Platine 12 direkt hinter dem Motor 5 zu platzieren. Besonderer Vorteil dieser Anordnung von Rotormagnet zu Platine 12 bzw. Sensorchip ist, dass die Kontaktierung von Motorphasen zu Platine 12 bzw. Endstufen auf sehr kurzem Weg und damit sehr kostengünstig erfolgen kann. Um die Bewegung des Zwischenzahnrades 36 zur Platine 12 zu bekommen, ist dann noch eine mechanische Hilfswelle 49 vorgesehen.

Die Lagerung des Wählwegsensormagneten 47 findet in der gezeigten Ausführungsform innerhalb des Elektronikgehäuses 7 statt. Hierdurch wird die Toleranzkette zwischen dem (zweiten) Sensorchip der ersten Sensoreinrichtung 1 1 a und dem Wähl- wegsensormagnet 47 gekürzt, wodurch ein weniger stark ausgelegter Magnet 47 möglich ist. Die Platine 12 wird aus Gründen der Wärmeableitung direkt auf das Elektronikgehäuse 7 geklebt. Indem der Wählwegsensormagnet 47 über eine Zwischen- steckverzahnung 48 / Steckverzahnung 48 vom Zwischenzahnrad 36 abgekoppelt wird, ist der Magnet 47 im gleichen Alugehäuse, in das die Platine 12 geklebt ist, nämlich in dem Elektronikgehäuse 7, gelagert. Damit hat man die Anzahl der beteiligten Bauteile minimiert und nur die Bearbeitungstoleranzen zu beachten.

Um die Bewegung des Zwischenzahnrades 36 auf den im Elektronikgehäuse 7 gelagerten Magneten 47 zu übertragen, ist die Hilfswelle 49 aus Kunststoff eingesetzt, die über eine Magnethaltesteckverzahnung / Steckverzahnung 48 drehmomentschlüssig mit dem kunststoffumspritzten Magneten 47 verbunden wird. Die Steckverzahnung 48 erlaubt ein axiales Verschieben, sodass Axialtoleranzen des restlichen Aktors 1 (z.B. Wärmedehnung der Welle) nicht die Position des Magneten 47 beeinflussen.

Die Lagerung des der zweiten Sensoreinrichtung 1 1 b zugeordneten Magneten 51 , nachfolgend auch als Motormagnet 51 bezeichnet, findet ebenfalls toleranzoptimiert im Alugehäuse, nämlich im Elektronikgehäuse 7 statt. Auch hierdurch kann eine kürzere Toleranzkette zwischen dem (zweiten) Sensorchip der zweiten Sensoreinrichtung 1 1 b und dem Magneten 51 erreicht und ein weniger stark ausgelegter Magnet 51 ver- wendet werden. Die Position des (zweiten) Sensorchips ist wieder gegeben durch das Aufkleben der Platine 12 auf das Elektronikgehäuse 7.

In der gleichen Aufspannung wie die Auflageflächen der Platine 12 erzeugt werden, wird auch der Lagersitz für das Festlager 34 erzeugt. Es werden hierfür Lager 34 und Rotorwelle 33 eingepresst. Bei diesem Arbeitsschritt kann die axiale Toleranz dadurch noch weiter eingeschränkt werden, indem beim Verpressen der Rotorwelle 33 das Maß zu den Auflagestellen der Platine 12 kontrolliert / eingestellt wird. Abschließend wird der Magnet 51 auf das Loslager-Ende der Rotorwelle 33 stirnseitig aufgeklebt. Die Loslagerung der Rotorwelle / Motorwelle wird komplettiert indem der Stator 32 über Rotor 33 und Welle eingeführt wird.

Der Stator 32 weist im hinteren Bereich eine Spielpassung zur gehäuseseitigen Aufnahme eines Loslagers 52 auf. Alternativ zu diesem beschriebenen Lagerungskon- zept könnte auch ein Festlagerträger aus Blech verwendet werden.

Hier ist insbesondere der Einsatz von Hartferrit-Magneten für Wählweg- und Motorsensor 47, 51 vorgesehen. Die notwendige Grundvoraussetzung für den Einsatz von schwachen (geringe Flussdichte) aber günstigen Hartferritmagneten wird geschaffen durch die folgenden beiden Randbedingungen: Zum einen wird die Lagerung der Magnete 47, 51 toleranztechnisch optimiert (siehe in den vorherigen Absätzen). Zum anderen wird der notwendige Bauraum für die recht großen "Magnetpillen" geschaffen / vorgehalten (Durchmesser der Magnete 47, 51 ca. 15mm). Bei der beschriebenen Ausführungsform wird eine mechanische Verbindung von Magnet 47 zu Zwischenzahnrad 36 vorgesehen. Aus toleranztechnischen Gründen ist es vorteilhaft den Wählwegsensormagneten 47 auf Seite der Antriebseinheit 2 zu lagern. Es muss nun das Drehmoment bzw. der Drehwinkel vom Zwischenzahnrad 36 an den Magneten 47 übertragen werden. Wie auch detailliert weiter unten beschrie- ben, wird das Zwischenzahnrad 36 um eine starre Hilfswelle 49 erweitert. An der Spitze weißt die Hilfswelle 49 ein Verzahnungsprofil auf. Der Magnet 47 wird kunststoffumspritzt. Diese Kunststoffumspritzung stellt zum einen die Lagerstellen für die Aufnahme im Elektronikgehäuse 7 dar und zum anderen das Gegenverzahnungs- profil für das Einstecken der Hilfswelle 49. Die Steckverzahnung 48 hat einen axialen Verschiebefreiheitsgrad und ist in tangentialer Richtung spielfrei. Weitere mögliche Verbindungen für diese Stelle bestehen darin, dass der Magnet 47 direkt an die Spitze einer starren Welle 49 angeklebt wird, oder dass die Welle 49 nicht starr ist sondern ein oder zwei kardanische Gelenke enthält.

Die Verbindung zweier Bauteile mittels Standardelementen der Verbindungstechnik (Schrauben, Stifte, Sicherungsringe,...) ist für Großserien aufwendiger als umformende Verbindungstechnik (mehr Bauteile, mehr Bauteilhandling,...), daher ist es vorge- sehen, dass im Aktor wird zur Verbindung zweier Teile umformende Verbindungstechniken angewandt werden.

In Fig. 8 sind hierfür Montagekonzepte dargestellt, wie die als Kulissenschiene ausgeführte Kulisse 21 mit der Schaltwelle 20 bleibend verbunden wird / ist, indem ein Ver- zahnungsprofil 53 der Schaltwelle 20 am oberen Ende so verstemmt wird / ist, dass es eine Innenverzahnung 54 und eine Nut 55 der Kulissenschiene 21 ausfüllt.

Weiter ist erkennbar, wie der Wählwegsensorhalter / Wählwegsensorträger 37 im Elektronikgehäuse 7 eingesperrt wird, indem das Aluminium rund um eine Einlege- Scheibe 56 verstemmt wird.

Das Kulissenblech / Anschlagblech 57 wird im Aktor 1 verbördelt, indem es bis auf Anschlag im unteren Hals 58 des Aktorgehäuses 9 geschoben wird und anschließend das überstehende Aluminium partiell über die scheibenförmige Anschlagblech 57 ge- legt wird.

Ein ähnliches Verfahren, wie es hier dargestellt wird, könnte auch für die Rastierhülse 15 Verwendung finden. Da die hier beschriebenen umformenden Verbindungstechniken nicht zerstörungsfrei demontierbar sind, werden vorteilhafterweise Fehlerquellen, die nicht in der Herstellung des Aktors 1 liegen zumindest reduziert, da nach dem Zusammenbau eine Manipulation wirksam verhindert wird. Die Massenträgheit der Wählkinematik 46, wie sie z.B. in Figur 1 dargestellt ist, sorgt dafür, dass die Rotation der Spindelmutter 18 aufrechterhalten wird, wenn der Motor 5 verzögert wird. Dreht sich die Spindelmutter 18 schneller als die Spindel 13, entsteht ein Vorschrauben der Spindelmutter 18, also eine Schaltbewegung. Daher ist eine Rastierung 14, wie sie in Bezug auf die Figuren 9a bis 9c im Folgenden erläutert wird, vorgesehen. Die Rastierung 14 verhindert ungewollte Schaltbewegungen, die durch Vibrationen oder starkes Verzögern des Motors 5 während der Wählbewegung hervorgerufen werden können. Um ungewollte Schaltbewegungen zu verhindern, wird die Spindelmutter 18 mit einer bestimmten Kraft gegen ihren hinteren Anschlag 59 gedrückt. Die Kraftschwelle ist so ausgelegt, dass weder die zu erwartenden Vibrationen noch die maximale Verzögerung des E-Motors 5 ausreicht diese Rastierkraft zu überwinden. Erst wenn der E-Motor 5 im Schaltmodus ist, kann genügend Kraft aufgebracht werden, um die Rastierkraft zu überwinden.

Die Rastierkraft wird durch ein Federelement 60 erzeugt, welches auf eine Rampe 61 drückt. Die Rastierung 14 erzeugt noch einen anderen wichtigen Vorteil. So muss auf dem Rückweg in Richtung Neutralgasse 62 (Mutter 18 am Spindelanschlag) die Rastierkraft erneut überwunden werden. Die Rastierung 14 wirkt, solange die Kraft die Rastierkraft nicht übersteigt, wie der Anschlag 59. Fährt die Mutter 18 gegen den Anschlag 59, wird die transversale Bewegung in eine Rotation umgewandelt. Die Mutter 18 kann sich aber nur so weit verdrehen wie es die Kulisse 21 zulässt. Stößt nämlich der Kulissenfinger an die Gassenwand wird die Verdrehung der Mutter 18 gestoppt und so lange Kraft aufgebaut bis schließlich die Rastierkraft überwunden wird. Nach Überwinden der Rastierkraft setzt sich die transversale Bewegung der Mutter 18 fort bis das Ende der Schaltbewegung am Spindelanschlag erreicht ist.

Der oben beschriebene Sachverhalt beinhaltet eine nützliche Eigenschaft. Es wird nämlich der Kulissenfinger in Kontakt mit der Kulissenwand gezwungen. Dadurch ist es möglich auf den internen Verschleiß des Aktors 1 rückzuschließen. Verschleiß liegt dann vor, wenn sich die getastete Gassenwand relativ zum Sensorkoordinatensystem verschoben hat. Ein entsprechender Verschleiß kann dann detektiert werden und ent- sprechende Warnungen oder Reaktionen hierauf können ausgegeben werden, bzw. erfolgen.

Die Rastierung 14 soll so einfach wie möglich darstellbar sein, d.h. sie soll aus einer möglichst geringen Anzahl von Bauteilen bestehen. Wie in Fig. 9b erkennbar, ist die Rastierung 14 dafür konstruktiv als Rastierhülse 15 ausgeführt. Das Federelement 60 wird ortsfest an der motorabgewandten Seite der Spindel 13 positioniert. Die einfachste Darstellungsform eines Federelements 60 im zur Verfügung stehenden ist die Blattfeder. Werden mehrere davon kreisförmig angeordnet und miteinander verbunden, entsteht die Rastierhülse 15. Die dazugehörige Rampe 61 wird im Kunststoff der Spindelmutter 18 abgebildet. Dadurch, dass die Federelemente 60 aktor-/ortsfest sind, entsteht vorteilhafterweise kein Fliehkrafteffekt. Allerdings muss hierfür eine Relativbewegung zwischen Rampenkontur 61 und Federelement 60 in Kauf genommen werden, was zu Verschleißerscheinungen führen kann.

Bei der Vorwärtsbewegung der Mutter 18 in Figur 1 oder einem der übrigen Figuren, ist wahlweise eins von zwei Mitnahmeelementen zu nutzen, um die Schaltwelle 20 nach rechts oder links zu drehen. Hierfür ist vorgesehen, dass die Zahnstange 19 der Spindelmutter 18 rotatorisch ausgeführt ist, also um die eigene Achse (Spindelachse) gedreht werden kann. Dieses ist in den Figuren 10a und 10b gezeigt. Die Zahnstange / der Zahnstangenbereich 19 hat eine einseitige Verzahnungskontur 63. Damit kann sie bei einer transversalen Bewegung ein seitlich angebrachtes Zahnrad 92 und damit die Schaltwelle 20 verdrehen. Auf beiden Seiten der Zahnstange 19 gibt es jeweils ein Zahnrad 92, 93 (links als Mitnahmeelemente bezeichnet). Bei einer transversalen Be- wegung nach vorne ist ein Zahnrad 93 der Drehung nach links und ein Zahnrad 92 der Drehung nach rechts zugeordnet. Die einseitige Verzahnung 63 kann entweder mit dem einen Zahnrad 92 (Fig. 10a) wirken oder mit dem anderen Zahnrad 93. Die Zahnstange 19 kann um die eigene Achse rotiert werden, damit eben diese Seitenwahl getroffen werden kann.

Die Kulisse 21 zum Schalten gemäß der Figur 1 ist in Figur 1 1 genauer dargestellt und wird im Folgenden erläutert. Die Kulisse 21 verfügt bevorzugt über eine einseitige Fase 65, um das Treffen der Gasse / Schaltgasse 22 zu erleichtern. Die Fase 65 macht den Eingang zur Gasse 22 breiter. Eine beidseitige Fase würde den Nachteil bringen, dass der Aktor 1 verspannt werden würde. Würde man beim Versuch die Gasse 22 zu treffen nämlich zu weit fahren jedoch durch eine beidseitige Fase entgegen der Freilaufrichtung doch noch in die Gasse 22 gedrückt werden, würde man den Aktor 1 gegen die Freilaufsteif ig keit verspannen. Die hohe Reibung, die sich dabei zwischen Kulissenfinger und Gassenwand aufbauen könnte, könnte so viel Wirkkraft des Aktors 1 vernichten, dass man im schlechtesten Fall den Gang nicht synchronisiert bekommt. Fertigungstechnisch einfach herzustellende beidseitige Fasen sind dementsprechend zu vermeiden. Es sind Fasen 65 einzusetzen, die in Wählrichtung einseitig (und zwar an der vorderen Wand) der Gasse 22 angeordnet sind.

Die Kulisse 21 besteht aus einer Kulissenschiene 21 , die fest mit der Schaltwelle 20 verbunden ist. Diese Kulissenschiene 21 bildet die Neutralgasse 62 sowie die fünf Schaltgassen 22 ab / aus. Der Kulissenfinger ist im Aktorgehäuse 9 (orts-)fest gela- gert. Die einseitige Fase 65 wird nicht in der Kulissenschiene 21 , sondern am Kulissenfinger 66 dargestellt. Der Kulissenfinger 66 ist ein Blechteil, das einfach verschränkt und gehärtet wird. Dreht die Schaltwelle 20 nach rechts und trifft die Kulissenschiene 21 mit einer Kante der Gassenwand auf die einseitige Fase 65, wird die Schaltwelle 20 gesenkt. Dreht die Schaltwelle 20 nach links und trifft die Kulissen- schiene 21 mit einer Kante der Gassenwand auf die einseitige Fase 65, wird die Schaltwelle 20 gehoben.

Man hat im Ein-Motor Getriebeaktor 1 nur zwei Eingangsdrehrichtungen zur Verfügung, um vier Ausgangsbewegungen zu erzeugen. Indem man mittels Kurvengetriebe 23 mit einer Drehrichtung schon jede Höhe erreichen kann (man muss in der Endlosschleife nur lang genug drehen), hat man schon den ersten wichtigen Schritt in Richtung Verringerung der notwendigen Eingangsdrehrichtungen gemacht. Hierfür wird für die Wählbewegung ein in Figur 12a dargestelltes Kurvengetriebe 23 eingesetzt, mit dem die Drehbewegung des E-Motors 5 in eine endlose Auf- und Abwärtsbewegung der Schaltwelle 20 umgesetzt werden kann. Die Bestandteile des Kurvengetriebes 23 sind ein zweiteiliger Wähltopf 24, Kugeln 25, Hänger 26 und Drehmomentstütze 27. Das Kurvengetriebe 23 besteht aus folgenden Bestandteilen: Die äußere Laufbahn ist eine auf einen Zylinder gewickelte "Zickzackkurvenbahn". Sie bildet das Verhältnis von Hub zu Drehwinkel ab. Das Element, das durch die Laufbahn gehoben und gesenkt wird, ist zumindest eine Kugel 25 (oder besser gesagt zwei Kugeln 25). Die Ku- geln 25 stecken in einem Hänger 26 und können über diesen die Schaltwelle 20 heben/senken. Es wird verhindert, dass sich die Kugeln 25 mit der drehenden Kurvenbahn mitbewegen, wodurch eine saubere Hubbewegung erzeugt werden kann. Dementsprechend komplementiert eine Drehmomentstütze 27 dieses Kurvengetriebe 23. Die Drehmomentstütze 27 sperrt mit einer vertikalen Nut den Drehfreiheitsgrad, lässt den Hub aber zu. Statt der Kugel 25 könnte auch ein Stift als Verbindungselement zwischen Kurvenbahn und Hänger 26 bzw. Schaltwelle 20 eingesetzt werden. Die Kugel 25 wälzt in dem Kurvengetriebe 23 zwar nicht sauber ab, hat aber einen höheren Rollanteil als ein Stift und ist damit mit weniger verschleißverursachender Gleitreibung verbunden. Es ist vorgesehen, dass die Kugel 25 ist in diesem Kurvengetriebe 23 von allen Seiten umschlossen ist. Um nun die Kugel 25 in das Kurvengetriebe 23 integrieren zu können, ist vorgesehen, dass das Kurvengetriebe 23 eine Zweiteilung entlang der Kurvenbahn aufweist. Durch diese Montierbarkeit des Kurvengetriebes 23 über eine Zweiteilung (erstes und zweites Wirkbauteil 67 und 68) kann daher die Kugel 25 entsprechend vor, bzw. während des Zusammenbaus in das Kurvengetriebe 23 ein- gebracht werden.

Wie in Fig. 12b und 12c dargestellt, ist das äußere Bauteil, das die Laufbahn der Kugel 25 abbildet, zweiteilig gestaltet. Durch die Zweiteiligkeit kann die Kugel 25 einfach eingelegt werden und anschließend die Laufbahn wieder geschlossen werden. Die Trennebene für die Zweiteilung ist exakt die Laufbahn mitte. Es ergeben sich damit zwei zickzack-förmige Bauteile 67 und 68. Das obere Teil (erstes Wirkbauteil 67) stellt auch die obere Laufbahnhälfte. Das untere Teil (zweites Wirkbauteil 68) stellt die untere Laufbahnhälfte. Es sind alternativ auch andere Zweiteilungen möglich, aber diese Aufteilung hat den besonderen Vorteil, dass die Kugel 25 niemals über die Trennebe- nen läuft. Die Kugel 25 kann in Kontakt sein mit der oberen oder unteren Laufbahn, aber niemals mit dem Bereich in der Laufbahn mitte. Steuerungsstrategien eines Ein-Motorgetriebeaktors werden im Folgenden in Bezug auf Fig. 13 näher erläutert. Um aus zwei Eingangsbewegungen vier Ausgangsbewegungen machen zu können, sind Eingangsbewegungen einzusparen. Beim Wählen geschieht dies durch das Kurvengetriebe 23. Dieses erzeugt aus einer Eingangsdreh- richtung zwei Ausgangsbewegungen, nämlich eine Wellenbewegung nach oben und eine nach unten. Das Problem dieser endlosen Bewegung ist, dass man auch exakt nur die von der Kurvenbahn vorgegebene Bewegung abfahren kann. Man kann beispielsweise keine Referenzposition anfahren, um die augenblickliche Position zu bestimmen (wie beim Zwei-Motor Getriebeaktor). Daher wird für die Positionserfassung der Schaltwellenhöhe (Wählen) ein Absolutwegsensor 28 eingesetzt. Die fehlende Referenziermöglichkeit in Wählrichtung erzeugt die Anforderung an den Sensor 28, dass es jederzeit aussagekräftig sein muss, in welcher Wählposition er sich befindet. Diese Aussagefähigkeit über die Wählposition wird durch den Absolutwegsensor 28 gegeben. Voraussetzung ist jedoch, dass die 360° am Sensor exakt auf einen Umlauf aller möglichen Wählpositionen aufgehen, d.h. wenn die Schaltwelle 20 einmal hoch und einmal runter bewegt wurde, hat der Absolutwegsensor 28 genau eine Umdrehung gemacht.

In den nicht löschbaren Speicher des Steuergerätes wird bei der Endabnahme eine Tabelle über die Zuordnung von Gassenposition zu Absolutwinkel hinterlegt (Beispiel: Gang 3 bei 157°). Beim "Aufwachen" weiß das Steuergerät jederzeit wo es sich aktuell befindet und wie weit es bis zu einer Zielposition noch verfahren muss. Die Schwierigkeit des Ein-Motor Getriebeaktors 1 besteht darin, in der vereinbarten kurzen Zeit die Zielgasse 22 in Wählrichtung anfahren zu können ohne über das Ziel hinauszu- schießen (man kann auf Grund des Freilaufs nicht zurück).

Für das Finden der Schaltgasse 22 gibt es gemäß vorliegender Anmeldung im Wesentlichen zwei mögliche bevorzugte Strategien. Nämlich das im Folgenden erläuterte „Gerade Einfahren" oder den„schiefen Wurf". Besonders wird das„gerade Einfahren" bevorzugt. Hierbei werden Mutter 18 und Spindel 13 aus der Wählbewegung sauber zusammen bis auf Drehzahl 0 abgebremst. Erst dann wird die Drehrichtung des EC- Motors 5 gewechselt für die Schaltbewegung. Möchte man Mutter 18 und Spindel 13 gemeinsam abbremsen, ohne dass sich zwischen den beiden ein Differenzwinkel und damit eine vorzeitige Schaltbewegung ergibt (siehe oben), muss man entweder extrem langsam abbremsen oder ein mechanisches Zusatzelement einbauen, das die Mutter 18 am Spindelanschlag hält. Im Ein-Motor Getriebeaktor 1 wird hierfür, wie oben beschrieben eine Rastierhülse 15 eingesetzt, die die Mutter 18 auch bei schnel- len Verzögerungen des Motors 5 am Spindelanschlag festhält. Die alternative Strategie ist der "Schiefe Wurf'. Dabei wird bewusst genutzt, dass bei einem bestimmten Verzögerungsgradient des EC-Motors 5 die Mutter 18 auf Grund der in der Wählkinematik 46 gespeicherten kinetischen Energie ihre Drehbewegung fortsetzt und damit eine Schaltbewegung ausführt. Könnte man genau vorhersagen, bei welcher Verzöge- rung die Mutter 18 den Gleichlauf mit der Spindel 13 verlässt und mit der Schaltbewegung startet, könnte man ein hochdynamisches "Einwerfen" in die Zielgasse 22 hinbekommen.

Ein Charakteristikum der Strategie "Einwerfen" ist die schiefe Wurfbahn, die aus der Überlagerung von Wähl- und Schaltbewegung resultiert. Bei dieser Strategie hängt die Vorhersagbarkeit des Beginns der Schaltbewegung von Reibkräften ab und ist damit prinzipbedingt ungenauer. Außerdem stellen Vibrationen im Fahrzeug eine Störgröße dar, die bei dieser Strategie voraussichtlich schwierig in den Griff zu bekommen sind. In Figur 13 ist auf der linken Seite / Hälfte das„gerade Einfahren" dargestellt, während auf der rechten Seite / Hälfte der„schiefe Wurf" zu sehen ist.

In Figur 14 ist ein Prüfstand für eine Einlernstrategie des Ein-Motorgetriebeaktors 1 mit einem Beispiel für eine auf Basis der Einlernstrategie ermittelten Tabelle gezeigt. Der Wählwegsensor 28 kann nach der Aktormontage einen absoluten Winkel ausgeben. Jedoch steht dieser Winkel zunächst mal in keinem Zusammenhang zur Wählposition des Aktors 1 . Der Zusammenhang zwischen Absolutwinkel und realer Aktor- Wählposition muss am End-Of-Line-Prüfstand (EOL) hergestellt werden. Ein wichtiges Kriterium für diese Einlernprozedur ist die Taktzeit. Deshalb wird ein Verfahren ge- sucht, das den Aktor 1 möglichst schnell kalibriert. Am EOL-Prüfstand wird, wie in Figur 14 gezeigt, der Wählwegsensor 28 mittels wenigstens einem externem Sensor 64 eingelernt. Die Grobstrategie besteht darin, dass in der Software eine Tabelle hinterlegt wird, in der zu jedem Zielgang ein Absolutwinkel des Wählwegsensors 28 gespei- chert ist. Diese Tabelle wird mittels einer Offset-Wert Messung vorbefüllt und dann nachgefahren und gegebenenfalls korrigiert. Hierfür wird ein entsprechender Prüf- standsaufbau vorgesehen. Ein externer Sensor des EOL-Prüfstandes misst auf ein Bauteil der Wählkinematik, dem eine reale Gangposition im Fahrzeug zugeordnet werden kann (beispielsweise wird die Höhe der Schaltwelle 20 oder des Schaltfingers 66 angetastet). Der Prüfstand soll den Aktor 1 über die Diagnoseschnittstelle ansprechen und UDS-Protokoll verwenden.

Die Einlern-Prozedur kann beispielsweise folgendermaßen aussehen:

I) Der Aktor 1 wird grob in die mittlere Wählposition gestellt.

II) Der extern angezeigte Sensorwert wird ausgelesen und mit dem internen Wähl- wegsensorwert verglichen. Es ergibt sich ein Offset-Wert, mit dem die gesamte hinterlegte Zuordnungstabelle vorbefüllt werden kann.

III) Anhand der vorbefüllten Tabelle wird nun jeder Zielgang über den aktorinternen Regler angefahren. An jeder Position wird nun wieder die externe Wählhöhe kontrolliert und notfalls nach korrigiert.

IV) Wenn jeder in der Tabelle eingespeicherte Absolutwinkel angefahren werden kann und der externe Sensor dazu die korrekte Wählhöhe bestätigt, ist die Einlernprozedur beendet. Da der externe Sensor die Ist-Höhe feststellt, könnte alternativ diese Infor- mation genutzt werden um einen Regelkreis über diesen Sensor aufzubauen. So könnte jede Höhe direkt eingestellt werden. Sobald die Höhe eingeregelt ist könnte der interne Sensorwert einfach ausgelesen und dazu gespeichert werden. Dieser Vorgang wäre wohl zeitintensiver. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass auch einzelne Bestandteile des hier beschriebenen Ein-Motorgetriebeaktors 1 für sich ge- nommen und/oder in Kombination mit anderen Aktoren, welche anders aufgebaut sein können selbstständig schutzfähig sein können.

Ein in den Figuren 15 und 16 dargestellter Magnetträger, der den zuvor bezeichneten Wählwegsensorträger 37 in einer bevorzugten Ausführungsform ausbildet und daher nachfolgend auch mit dem Bezugszeichen 37 versehen ist, ist Teil einer Sensormagnetanordnung, welche in dem insgesamt mit den Bezugszeichen 1 gekennzeichneten, als Ein-Motor-Aktor ausgebildeten Getriebeaktor Verwendung findet. Hinsichtlich der prinzipiellen Funktion des Gethebeaktors 1 wird auf den eingangs zitierten Stand der Technik verwiesen.

Der Magnetträger 37 ist als Kunststoffspritzgussteil gefertigt und weist eine hohlzylind- rische Form auf. An einer ersten Stirnseite S1 des Magnetträgers 37 ist der plättchenförmige Magnet 47 (als Wählwegsensormagnet 47 bezeichnet), in Form eines Permanentmagneten, in einem Aufnahmeabschnitt 69 gehalten, welcher integraler Bestandteil des Magnetträgers 37 ist. Der Aufnahmeabschnitt 69 hat eine der Form des Magneten 47 angepasste topfförmige Gestalt und weist eine zylindrische Außen- wandung 70 auf, welche als Lagerstelle fungiert. Eine zweite Lagerstelle ist gebildet durch eine ebenfalls zylindrische Außenwandung 71 , welche sich an der dem Aufnahmeschnitt 69 gegenüberliegenden, mit S2 bezeichneten Stirnseite des Magnetträgers 37 befindet. Beide zylindrische Außenwandungen 70, 71 haben im dargestellten Ausführungsbeispiel denselben Durchmesser DA. Zur sprachlichen Unterscheidung vom Aufnahmeabschnitt 69 wird der an die Stirnseite S2 grenzende, die Außenwandung 71 aufweisende Abschnitt des Magnetträgers 37 auch als Lagerabschnitt 72 bezeichnet.

Die jeweils in axialer Richtung des Magnetträgers 37 gemessene Höhe des Aufnah- meabschnitts 69 sowie des Lagerabschnitts 72 ist mit H4 beziehungsweise H7 bezeichnet. Die in derselben Richtung gemessene Gesamthöhe des Magnetträgers 37 ist mit H1 bezeichnet. Zwischen dem Aufnahmeabschnitt 69 und dem Lagerabschnitt

72 befindet sich ein Mittelabschnitt 73 des Magnetträgers 37, welcher wesentlich dünner als die genannten Abschnitte 69, 72 ist. Der Mittelabschnitt 73 ist hohlzylindrisch ausgebildet und weist eine Verjüngung 74 auf, welche sowohl an dessen Außenoberfläche als auch an dessen Innenoberfläche eine konische Form beschreibt und näher am Lagerabschnitt 72 als am Aufnahmeabschnitt 69 liegt. Der größte, im Bereich zwischen der Verjüngung 74 und dem Lagerabschnitt 72 gegebene Durchmesser des Mittelabschnitts 73 ist mit D8a bezeichnet. Der im Vergleich hierzu geringere, im Be- reich zwischen der Verjüngung 74 und dem Aufnahmeabschnitt 69 gegebene Durchmesser des Mittelabschnitts 73 ist mit D8b bezeichnet. Ebenso wie der Mittelabschnitt

73 ist auch der Lagerabschnitt 72 hohl, sodass der Magnetträger 37 zu dieser Stirn- seite S2 hin offen ist, während der Magnetträger 37 zum Aufnahmeabschnitt 69 hin geschlossen ist.

Der Magnetträger 37 weist im Mittelabschnitt 73 sechs zueinander parallele, in Axial- richtung verlaufende Schlitze 75 auf, zwischen welchen jeweils eine Lamelle 76 gebildet ist. Während die äußeren Oberflächen der Lamellen 76 zusammen die zylindrische Form des Mittelabschnitts 73 ergeben, ist jede Lamelle 76 auf ihrer Innenseite als Zahn 77 ausgebildet. Jede der Lamellen 76 weist eine ausgeprägte elastische Nachgiebigkeit in Radialrichtung des im Wesentlichen zylindrischen Magnetträgers 37 auf, wogegen die Nachgiebigkeit der Lamellen 76 in Umfangsrichtung des Mittelabschnitts 73 und damit des gesamten Magnetträgers 37 vergleichsweise gering ist. Die Erstreckung jeder Lamelle 76 in Umfangsrichtung des Mittelabschnitts 73 ist weiter als die mittlere in radialer Richtung des Magnetträgers 37 gemessene Stärke der Lamelle 76.

Bei der Montage der Sensormagnetanordnung wird der Magnetträger 37 auf eine mit 78 bezeichnete Welle aufgeschoben, welche eine Außenverzahnung 79 aufweist. Die Welle 78 bildet die zuvor als Hilfswelle 49 bezeichnete Welle aus. Die Außenverzahnung 79 befindet sich an einem Wellenendstück 80, das im Vergleich zu einem an- grenzenden Wellenabschnitt 81 der Welle 78 verdickt ist und gegenüber der durch die Zähne 77 gebildeten, insgesamt mit 82 bezeichneten Innenverzahnung des Magnetträgers 37 ein Übermaß aufweist.

Wie insbesondere aus der isolierten Darstellung der Welle 78 in Fig. 17 hervorgeht, weist das Wellenendstück 80 eine Einführfase 83 sowie Einführschrägen 84 an der Außenverzahnung 79 auf. Zum leichteren Einführen des Wellenendstücks 80 in den Magnetträger 37 weist zudem der Lagerabschnitt 72 eine sich trichterförmig aufweitende Einführöffnung 85 auf. Beim Zusammenbau des Magnetträgers 37 einschließlich des Magneten 47 und der Welle 78 zur Sensormagnetanordnung werden die Lamellen 76 spätestens beim Durchschieben des Wellenendstücks 80 durch die Verjüngung 74 auseinander gespreizt, wobei sich jedoch die Gesamthöhe H1 des Magnetträgers 37 nicht wesentlich ändert. Die in axialer Richtung des Magnetträgers 37 gemessene Höhe H8 des Mittelabschnitts 73 beträgt mehr als drei Viertel der Gesamthöhe H1 des Magnetträgers 37.

Die Aufweitung der Lamellen 76 des Magnetträgers 37 durch die Außenverzahnung 79 des Wellenendstücks 80 sorgt zusammen mit der stark richtungsabhängigen Elastizität der Lamellen 76 dafür, dass der Magnetträger 37 spielfrei und stabil auf der Welle 78 gehalten ist. Hierbei kontaktiert der Magnetträger 37 dessen Umgebungskonstruktion nur an drei Stellen: Zum einen am Kontakt zwischen der Innenverzahnung 82 und der Außenverzahnung 79, welcher mittig innerhalb des Magnetträgers 37 gebildet ist, und zum anderen an den zylindrischen Außenwandungen 70, 71 , angrenzend an die beiden Stirnseiten S1 , S2 des Magnetträgers 37. An seiner offenen, das heißt dem Magneten 47 abgewandten Stirnseite S2 ist der Magnetträger 37 in demjenigen Bauteil 86, in welchem die Außenwandungen 70, 71 gelagert sind, durch den als Einlegescheibe ausgebildeten Sicherungsring 56 in axialer Richtung gesichert. Zwischen dem Wellenabschnitt 81 und der Innenverzahnung 82 ist ein Ringspalt 87 gebildet, welcher von der Stirnseite S2 aus sichtbar ist.

Die Position des Magneten 47 ist durch den mit 1 1 a bezeichneten Sensor / bezeichnete erste Sensoreinrichtung, nämlich einem Hall-Sensor, detektierbar. Die Sensor- magnetanordnung ist nicht nur in der beschriebenen Weise einfach montierbar, sondern auch zerstörungsfrei demontierbar. Aufgrund der Gestaltung des Magnetträgers 37 sowie der Welle 78 ist eine fehlerhafte Montage der Sensormagnetanordnung praktisch ausgeschlossen. Die signifikante Aufweitung des Mittelabschnitts 73 bei der Montage der Sensormagnetanordnung stellt zudem sicher, dass Toleranzen oder temperaturbedingte Abmessungsänderungen, die bei anderen Bauteilen auftreten können, ausgeglichen werden. Gleichzeitig ist durch die gezielt nachgiebige Gestaltung der Lamellen 76 in radialer Richtung der Welle 78 ein Zusammenbau der Sensormagnetanordnung mit geringen Montagekräften möglich. Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 19 unterscheidet sich von dem vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel dadurch, dass der Magnetträger 37 nur eine einzige Lagerstelle, nämlich im Bereich des Aufnahmeabschnitts 69, aufweist. Der Magnetträger 37 ist damit nur an zwei Stellen im (gehäuseintegrierten) Bauteil 86 beziehungsweise auf der Welle 78 gehalten. Es handelt sich hierbei um die Halterung am Aufnahmeabschnitt 69 sowie am auch als Piloten bezeichneten Wellenendstück 80. Im Bereich der in diesem Fall gegenüber dem Mittelabschnitt 73 nur wenig aufgeweiteten, an die offene Stirnseite S2 grenzenden Außenwandung 71 ist dagegen kein Kontakt zwischen dem Magnetträger 37 und dem diesen umgebenden Bauteil 86 gegeben.

Die Elastizität der Innenverzahnung 82 des Magnetträgers 37 kann folglich durch die Materialeigenschaften des hohlzylindrischen Bereichs des Magnetträgers 37 hergestellt sein. In bevorzugter Ausgestaltung weist der Magnetträger 37 zu dessen Mittel- achse parallele Schlitze 75 auf, welche maßgeblich zur elastischen Nachgiebigkeit der Innenverzahnung 82 beitragen. Hierbei entspricht vorzugsweise die Anzahl der Zähne 77 der Innenverzahnung 82 der Anzahl der Schlitze 75, wobei der Abschnitt zwischen zwei Schlitzen 75 des Magnetträgers 37 jeweils als Lamelle 76 ausgebildet ist. Jede Lamelle 76 stellt hierbei einen Zahn 77 der Innenverzahnung 82 des Magnetträgers 37 dar.

Die elastische Nachgiebigkeit jeder Lamelle 76 ist in Umfangsrichtung des Magnetträgers 37 geringer als in radialer Richtung. Hierdurch ist zum einen sichergestellt, dass sich die Anordnung aus den einzelnen Lamellen 76 beim Aufschieben des Magnetträ- gers 37 auf die Außenverzahnung 79 der Welle 78 nennenswert aufweiten kann; zum anderen ist durch die vergleichsweise steife Ausbildung der Lamellen 76 in Umfangsrichtung der insgesamt im wesentlichen zylindrischen Anordnung der einzelnen Lamellen 76 eine feste, spielfreie Fixierung des Magnetträgers 37 auf der Welle 78 gegeben. Die Anzahl der Lamellen 76 kann, abhängig insbesondere von den Abmes- sungen des Magnetträgers 37, in weiten Grenzen variieren. Beispielsweise kann die Anzahl der Lamellen 76 mindestens fünf und höchstens acht, insbesondere sechs, betragen. Ebenso sind Magnetträger 37 mit lediglich drei oder mehr als acht Lamellen 76 realisierbar. Selbst Ausführungsformen mit nur zwei Lamellen 76 sind realisierbar. In alternativen Ausführungsformen wird die Funktion der Lamellen 76 durch eine unrun- de, elastische Querschnittsgestaltung des Magnetträgers 37 ersetzt.

Der Aufnahmeabschnitt 69 für den Magneten 37 weist die zylindrische, als Lagerstelle vorgesehene Außenwandung 70 auf, welche eine gegenüber dem mittleren, die In- nenverzahnung 82 aufweisenden Abschnitt 73 des Magnetträgers 37 größeren Durchmesser hat. In alternativen Ausgestaltungen weist mindestens eine als Lagerstelle fungierende Außenwandung 70, 71 einen Durchmesser auf, der kleiner als der Durchmesser des mittleren Abschnitts 73 des Magnetträgers 37 ist. Lagerstellen mit in Relation zu einem anschließenden Abschnitt des Magnetträgers 37 vergleichsweise kleinen Durchmesser kommen insbesondere dann in Betracht, wenn die betreffende Lagerstelle in einem Deckel einer Anschlusskonstruktion aufgenommen und gesichert ist. An der Stirnseite S1 , an welcher sich der Aufnahmeabschnitt 69 für den Magneten 47 befindet, ist der Magnetträger 37 vorzugsweise geschlossen. Auch offene Gestal- tungen des Magnetträgers 37 auf der Seite des Magneten 47 sind möglich, solange eine stabile Halterung des Magneten 47 gegeben ist.

Dagegen ist der Magnetträger 37 auf der gegenüberliegenden Stirnseite S2 in jedem Fall offen, um ihn auf die Außenverzahnung 79 der Welle 78 aufstecken zu können. Auf der offenen, dem Aufnahmeabschnitt 69 für den Magneten 47 abgewandten Stirnseite S2 des Magnetträgers 37 weist dieser optional die weitere zylindrische, als Lagerstelle vorgesehene Außenwandung 71 auf, welche gegenüber dem mittleren, die Innenverzahnung 82 tragenden Abschnitt 73 des Magnetträgers 37 verdickt ist. Beispielsweise entspricht hierbei der Durchmesser der zylindrischen Außenwandung auf der offenen Seite des Magnetträgers 37 dem Durchmesser der zylindrischen Außenwandung auf der geschlossenen Seite des Magnetträgers 37.

Als Höhe des Magnetträgers 37 ist die in axialer Richtung der Welle 78 sowie des Magnetträgers 37 gemessene Erstreckung des Magnetträgers 37 definiert. Der mittle- re, geschlitzte Abschnitt 73 des Magnetträgers 37 erstreckt sich vorzugsweise über mindestens die Hälfte der Höhe des Magnetträgers 37. Entsprechend beträgt die Summe der Höhen der beiden verdickten, als Lagerstellen fungierenden Endbereiche des Magnetträgers 37 vorzugsweise weniger als die Hälfte, insbesondere weniger als ein Viertel, der gesamten Höhe des Magnetträgers 37. Auf diese Weise wird der größ- te Teil des in axialer Richtung für den Magnetträger 37 zur Verfügung stehenden Bauraums für denjenigen Abschnitt des Magnetträgers 37 genutzt, welcher flexibel gestaltet ist. Soll der gesamte Magnetträger 37 sehr steif ausgeführt und jede Axialbewegung möglichst ausgeschlossen werden, so sind abweichend hiervon auch Aus- führungsformen des Magnetträgers 37 mit vergleichsweise kurzen, weniger flexiblen Lamellen 76 verwendbar.

Die Welle 78, auf welche der Magnetträger 37 aufsetzbar ist, weist in bevorzugter Ausgestaltung das Wellenendstück 80 auf, welches die Außenverzahnung 79 trägt und im Vergleich zum angrenzenden Abschnitt der Welle 78 verdickt ist. Die in axialer Richtung gemessene Länge des Wellenendstücks 80 ist vorzugsweise geringer als die in derselben Richtung gemessene Länge des mittleren, geschlitzten Abschnitts 73 des Magnetträgers 37. Die Welle 78 kontaktiert den Magnetträger 37 in dieser Ausge- staltung ausschließlich im Bereich des Wellenendstücks 80, wobei der angrenzende, vergleichsweise dünne Wellenabschnitt 81 unter Bildung eines Ringspaltes 87 von der Innenverzahnung 82 des Magnetträgers 37 beabstandet ist. Um den Zusammenbau von Welle 78 und Magnetträger 37 zu erleichtern, ist die Spitze des Wellenendstücks 80 vorzugsweise in Form der Einführfasen 83 und/oder Einführschrägen 84 der Au- ßenverzahnung 79 verjüngt.

Die Sensormagnetanordnung ist insbesondere in einem Getriebe- und/oder Kupplungsaktor verwendbar. Solche Aktoren 1 kommen beispielsweise in automatisierten Schaltgetrieben und Doppelkupplungsgetrieben zum Einsatz. Ebenso ist die Sensormagnetanordnung beispielsweise in einem Bremsaktor verwendbar. In allen Fällen befindet sich der Magnetträger 37 vorzugsweise an einem innerhalb einer Maschine beweglich gelagerten Maschinenteil.

In anderen Worten ausgedrückt, ist somit der Aktor 1 als ein Ein-Motorgetriebeaktor ausgebildet. Dieser Aktor 1 weist eine Antriebseinheit 2 auf, die einen Motor 5 beinhaltet. Die Antriebseinheit 2 an sich ist besonders gut in den Fig. 2a und 2b zu erkennen. Der Aktor 1 umfasst weiterhin ein Elektronikgehäuse 7, das den Motor 5 aufnimmt. Zu diesem Zwecke ist der Stator 32 fest in dem Elektronikgehäuse 7 aufgenommen und somit drehfest und axialfest / gehäusefest in dem Elektronikgehäuse 7 gehalten. Der Rotor 33 ist auf übliche Weise radial innerhalb des Stators 32 drehbar gelagert. Zu diesem Zwecke sind die beiden Lager 34 (Festlager) und 52 (Loslager) vorgesehen, die den Rotor 33, der in Form einer Rotorwelle ausgestaltet ist, auf je einer aus dem Stator 32 hinausragenden axialen Bereich relativ zum Elektronikgehäuse 7 rotatorisch lagern.

Zur Messung der Drehzahl des Rotors 33 ist an einem axialen Ende des Rotors 33 seitens des Loslagers 52 ein Motormagnet 51 angebracht. Dieser Motormagnet 51 ist von einer zweiten Sensoreinrichtung 1 1 b, die besonders gut in Fig. 7 zu erkennen ist, detektierbar. Die zweite Sensoreinrichtung 1 1 b weist zu diesem Zwecke einen Sensor / Magnetsensor auf, der direkt auf der Platine 12 der Elektronik 6 des Elektronikgehäuses 7 angeordnet ist. Eine weitere, erste Sensoreinrichtung 1 1 a ist ebenfalls auf der Platine 12 direkt angeordnet und detektiert einen drehfest mit dem Zwischenzahnrad 36 verbundenen Magneten 47.

Wie dann wiederum auch besonders gut mit Fig. 1 zu erkennen ist, ist diese Platine 12 im Wesentlichen derart angeordnet, dass sie sich mit ihrer Erstreckungsebene im Wesentlichen normal zur Rotationsachse des Rotors 33 erstreckt. Auf einer der Platine abgewandten Seite ist das Elektronikgehäuse 7 dann mittels dem Kunststoffdeckel 44 nach außen hin verschlossen / abgedichtet. Wie dann auch besonders gut in Fig. 3 zu erkennen ist, ist an dem Elektronikgehäuse 7 ein zweiter Gehäuseteil des Aktors 1 anschließend, der als Aktorgehäuse 9 bezeichnet ist. Dieses Aktorgehäuse 9 ist dich- tend / dicht mit dem Elektronikgehäuse 7 verbunden.

Das Aktorgehäuse 9 nimmt wiederum eine Aktormechanik 8 auf, die wiederum Teil der Übersetzungseinrichtung 4 / des Getriebes 3 ist, welche dafür sorgt, dass eine Antriebsbewegung des Rotors 33 in eine erste Drehrichtung oder in eine entgegenge- setzt zu dieser ersten gerichteten, zweiten Drehrichtung, der Schaltwelle 20 hervor ruft. Die Aktormechanik 8 bzw. die Übersetzungseinrichtung 4 weist zu diesem Zwecke zunächst die im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse des Rotors 33 ausgerichtete und wirkende Spindeltriebeinheit 17 auf. Diese Spindeltriebeinheit 17 weist die Spindel / Spindelwelle 13 auf, die über das Hohlrad 35 drehfest mit dem Rotor 33 gekoppelt ist. Die Spindel 13 weist wiederum auf übliche Weise ein Spindelgewinde auf, das in ein Spindelgewinde einer mit der Spindel 13 zusammenwirkenden Spindelmutter 18 eingreift. Die Spindelwelle 13 ist wiederum an zwei Stellen rotativ gelagert. Zum einen ist das Spindellager 38 in Form eines Wälzlagers an einem dem Hohlrad 35 zugewandten Bereich an der Spindelwelle 13 angebracht, zum anderen ist ein dem Motor 5 bzw. dem Rotor 33 abgewandtes Ende der Spindel 13 in Form einer Gleitlagerung direkt in dem Aktorgehäuse 9 verdrehbar gelagert.

Die Spindelmutter 18 ist auch besonders gut in den Fig. 10a und 10b zu erkennen. Wie dort ersichtlich, ist die Spindelmutter 18 im Wesentlichen hülsenförmig ausgebildet und weist einen Zahnstangenbereich 19 auf, der an einem Umfangsbereich als Zahnstange ausgebildet ist. Diese Zahnstangenkontur des Zahnstangenbereiches 19 ist jedoch nur entlang eines bestimmten Umfangsbereichs ausgebildet. Daran, in Um- fangsrichtung anschließend, ist diese Zahnstangenkontur wiederum weggelassen / ausgespart und die Spindelmutter 18 weist einen zylindrischen, glatten Außenbereich auf. Die Mutter 18 weist weiterhin axial an den Zahnstangenbereich 19 anschließend einen Verdickungsbereich 88 auf. Dieser Verdickungsbereich 88 erstreckt sich in radialer Richtung der Spindeltriebeinheit 17 weiter nach außen als der Zahnstangenbereich 19.

Die Spindelmutter 19 ist im Wesentlichen in zwei Verschiebebereichen 89 und 90 in Abhängigkeit des gewählten Zustandes - Wählzustand oder Schaltzustand - positioniert. Ist bspw. der Wählzustand, wie er mit Fig. 3 besonders gut zu erkennen ist, ausgewählt, ist die Spindelmutter 18 derart weit in Richtung des Motors 5 verschoben, dass sie im Wesentlichen drehfest / drehgekoppelt mit einem Wählzahnrad 91 verbunden ist. Dieses Wählzahnrad 91 ist wiederum drehfest mit dem Zwischenzahnrad 36 und dieses Zwischenzahnrad 36 weiter mit der Wählkinematik 46 verbunden. Die Wählkinematik 46 ist an sich besonders gut in Verbindung mit den Fig. 12a bis 12c zuerkennen und für ein Verstellen der Schaltwelle 20 in axialer Richtung der Schaltwelle 20 zuständig. Auch die Wählkinematik 46 gehört, wie die Aktormechanik 8 zu der Übersetzungseinrichtung 4.

Wie es weiterhin auch besonders gut mit den Teilabbildungen aus Fig. 9c zu erkennen ist, wird die Spindelmutter 18 bei Überschreiten einer bestimmten axialen Mindestkraft aus dem, dem Wählzustand zugeordneten zweiten Verschiebebereich 90 (linke Teil- abbildung der Fig. 9c) in einen ersten Verschiebebereich 89, der durch die ganz rechte Stellung in Fig. 9c zu erkennen ist, umgeschaltet. Die Spindelmutter 18 ist dann mittels des Verdickungsbereichs 88 nicht mehr in dem zweiten Verschiebebereich 90, sondern in dem ersten Verschiebebereich 89 platziert. In diesem ersten Verschiebe- bereich 89 ist der Verdickungsbereich 88 dann derart innerhalb der Rastierhülse 15 aufgenommen, dass er in axialer Richtung geführt ist. Dieser Zustand / diese Stellung der Spindelmutter ist einem Schaltzustand des Aktors 1 zugeordnet. Folglich führt in diesem ersten Verschiebebereich 89 eine Verdrehung der Spindel 13 ausschließlich zu einem Verschieben der Spindelmutter 18 in axialer Richtung der Spindeltriebeinheit 17 und nicht zu einem Verdrehen der Spindelmutter 18.

Je nach Stellung der Zahnstange 18, entweder in der Stellung nach Fig. 10a oder in der Stellung nach Fig. 10b, greift in diesen ersten Verschiebebereich 89 der Zahnstangenbereich 19 in ein erstes Antriebszahnrad 92 oder in ein zweites Antriebszahn- rad 93 ein und wirkt verdrehend auf das jeweilige Antriebszahnrad 92, 93 mit seiner Verschiebung in axialer Richtung. Gemäß Fig. 10a ist die Spindelmutter 18 mittels des Zahnstangenbereichs 19 mit dem ersten Antriebszahnrad 92 in Eingriff, das wiederum unmittelbar drehfest mit der Schaltwelle 20 verbunden ist. Folglich kommt es in diesem Schaltzustand durch ein axiales Verschieben der Spindelmutter 18 zu einem Verdrehen der Schaltwelle 20. Je nach Drehrichtung des Rotors 33 dreht sich die Schaltwelle 20 entweder in eine erste Drehrichtung oder in eine zu dieser ersten entgegengesetzten zweiten Drehrichtung um ihre Längsachse.

Wiederum, wie besonders gut in Verbindung mit Fig. 8 und 1 1 bspw. zu erkennen ist, ist an der Schaltwelle 20 drehfest die Kulisse in Form der Kulissenschiene 21 angeordnet. Diese Kulissenschiene 21 ist nicht nur drehfest sondern auch verschiebefest ist angeordnet. Diese Kulissenschiene 21 weist im Wesentlichen zumindest eine Neutralgasse 62 sowie mehrere entlang des Umfangs verlaufende Schaltgassen 22 auf, die hier jeweils geometrisch mittels Erhebungen voneinander getrennt sind. Die Neut- ralgasse 62 erstreckt sich im Wesentlichen gerade in axialer Richtung der Schaltwelle 20 und ist im Wesentlichen durch einen zylindrischen Teilbereich der Außenfläche der Kulisse 21 ausgebildet. In die Kulissenschiene 21 , nämlich entweder in die Neutralgasse 62 oder in eine der Schaltgassen 22, greift zumindest ein Kulissenfinger 66 ein, der an einem, an dem Aktorgehäuse 9 fest aufgenommenen / befestigten Anschlagblech 57 vorgesehen ist. Das Anschlagblech 57, das wiederum im Wesentlichen scheibenförmig ausgebildet ist, weist an seiner radialen Innenseite den sich in radialer Richtung nach innen erstreckenden Kulissenfinger 66 auf. Im Wählzustand des Aktors 1 ist daher die Kulissenschiene 21 und somit die Schaltwelle 20 mittels der Wählkinematik 46 in axialer Richtung, entlang der Neutralgasse 62, relativ zum Aktorgehäuse 9 verschiebbar. Im Schaltzustand, in dem die Aktormechanik 8 mittels der Spindelmutter 18 das erste Antriebszahnrad 92 drehend antreibt, ist die Schaltwelle 20 verdrehbar und die jeweilige Schaltgasse 22 wählbar.

Wie bereits erwähnt, ist der Aktor 1 zum Wählen und Schalten wenigstens zwei Gänge eines Getriebes vorgesehen und ausgestaltet. Der Aktor 1 weist den Motor 5 und die Übersetzungseinrichtung 4 auf, welche Übersetzungseinrichtung 4 eine Bewegung des Motors 5 in dem Schaltzustand des Aktors 1 in die Schaltbewegung und in dem Wählzustand des Aktors 1 in eine Wählbewegung einer Schaltwelle 20 umsetzt / umwandelt. Die Übersetzungseinrichtung 4, welche die Aktormechanik 8 aufweist, weist die ebenfalls bereits beschriebene Spindeltriebeinheit 17 auf. Die Spindelmutter 18 der Spindeltriebeinheit 17 ist in dem Schaltzustand, in dem sich die Spindelmutter 18 in einem ersten axialen Verschiebebereich 89 befindet, zum Verdrehen der Schaltwel- le 20, axial mittels einer Verdrehsicherungseinheit in Form der Rastierhülse 15 geführt. Die Verdrehsicherungseinheit 15 ist aktorgehäusefest angebracht, d.h. sowohl verdreh- als auch verschiebefest an dem Aktorgehäuse 9 befestigt.

Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung weist die Verdrehsicherungseinheit 15 zumindest einen Verschiebehemmabschnitt 1 15 auf. Der Verschiebehemmab- schnitt 1 15 ist dabei prinzipiell derart ausgestaltet und angeordnet, dass zumindest in dem Wählzustand des Aktors 1 ein Einschieben der Spindelmutter 18 mit ihrem Verdi- ckungsbereich 88 in den ersten axialen Verschiebebereich 89 blockiert ist / verhindert ist / gehemmt ist.

Wie bereits weiter oben erwähnt, ist die Spindelmutter 18 im Wählzustand des Aktors 1 derart in einem Verschiebebereich, der hier als zweiter Verschiebebereich 90 bezeichnet ist, positioniert. In dem zweiten Verschiebebereich 90 lässt sich die Spindel- mutter 18 nicht nur in axialer Richtung der Spindel 13, relativ zur Spindel 13, verschieben, sondern auch relativ zur Rastierhülse 15 verdrehen. In diesem zweiten Verschiebebereich 90 ist die Spindelmutter 18 stets so angeordnet, dass sie nicht auf die Antriebszahnräder 92, 93 verstellend einwirkt.

Um die Spindelmutter 18 in diesem zweiten Verschiebebereich 90 gegenüber gewissen axial auf sie wirkenden Kräften lagezusichern, ist der Verschiebehemmabschnitt 1 15 vorgesehen. Der Verschiebehemmabschnitt 1 15 ist dabei derart ausgestaltet, dass er für die Spindelmutter 18 in dem Wählzustand als Blockier- / Anschlagelement dient und somit den hinteren Anschlag 59 ausbildet. Unterhalb einer ersten Mindestverstell kraft, d.h. einer Kraft, die auf die Spindelmutter in axialer Richtung wirkt, verhindert der Verschiebehemmabschnitt 1 15 ein axiales Verschieben der Spindelmutter 18 von dem zweiten Verschiebebereich 90 in den ersten Verschiebebereich 89. Oberhalb dieser ersten Mindestverstellkraft, d.h. nach Überschreiten der auf die Spindel- mutter 18 wirkenden (axialen) Mindestverstellkraft verstellt sich der Verschiebehemmabschnitt 1 15 derart selbsttätig, dass ein Verschieben der Spindelmutter 18 mit ihrem Verdickungsbereich 88 in die Rastierhülse 15 hinein freigegeben ist. Daraufhin ist ein Verschieben der Spindelmutter von dem zweiten in den ersten Verschiebebereich 90, 89 umgesetzt. Ein Eingeschobensein der Spindelmutter 18 ist folglich derart definiert, dass der Verdickungsbereich 88 in dem ersten Verschiebebereich 89, d.h. in der Rastierhülse 15 in axialer Richtung geführt ist. Dieses Eingeschobensein ist in der Schaltstellung / in dem Schaltzustand des Aktors 1 umgesetzt. Der Wählzustand ist wiederum dann umgesetzt, wenn der Verdickungsbereich 88 der Spindelmutter 18 außerhalb der Rastierhülse 15, d.h. außerhalb der axialen Führung der Rastierhülse 15 angeordnet ist. entweder in die Rastierhülse hinein, wenn die Spindelmutter zuvor in dem zweiten Verschiebebereich 90 befindlich ist, oder aus dem ersten Verschiebebereich 89 hinaus, wenn die Spindelmutter zunächst bereits in der Rastierhülse 15 geführt ist.

Wie auch besonders gut in den Fig. 22 und 23 zu erkennen, weist die Rastierhülse 15 einen Bodenbereich 1 16 auf, der ein axiales Ende der Rasierhülse 15 ausbildet. Dieser Bodenbereich 1 16 ist im Wesentlichen durch einen sich relativ zu einem zylindri- schen Grundabschnitt 1 18 in radialer Richtung nach innen erstreckenden Randbereich ausgebildet. Mit diesem Bodenbereich 1 16 ist die Rastierhülse 15 wiederum aktorgehäusefest, d.h. ortsfest in dem Aktorgehäuse 9 befestigt und verdrehsicher sowie in axialer Richtung sicher gehalten. Von dem Bodenbereich 1 16 aus erstreckt sich die Rastierhülse 15 im Wesentlichen zylindrisch in axialer Richtung, d.h. etwa parallel zur Rotationsachse der Spindel 13. An einem dem Bodenbereich 1 16 abgewandten Ende weist die Rastierhülse 15 einen Einführbereich 1 17 auf, der sich relativ zu dem zylindrischen Grundabschnitt 1 18 etwas in radialer Richtung nach außen erstreckt bzw. nach außen verläuft.

Der Verschiebehemmabschnitt 1 15, wie im Weiteren auch besonders gut in Fig. 23 zu erkennen, ist als eine das Federelement 60 bildende Federlasche 1 19 ausgebildet. Diese Federlasche 1 19 erstreckt sich im, in Fig. 22 sowie Fig. 24a dargestellten, entspannten Zustand (d.h. in der blockierenden Stellung Verschiebehemmabschnitt 1 15) entlang der Erstreckung des Grundabschnittes 1 18. Die Federlasche 1 19 ist in radialer Richtung nach außen und relativ zum Einführbereich 1 17 elastisch verformbar / verbiegbar.

Zur Ausbildung des Verschiebehemmabschnittes 1 15 weist die Federlasche 1 19 eine Anschlagnase 120 auf. Diese Anschlagnase 120 ist in Form einer Sicke mittels eines Umbiege- / Press- / Tiefziehverfahrens, also vorzugsweise einem Kaltformverfahren, ausgebildet. Die Anschlagnase 120 bzw. Sicke ist in radialer Richtung nach innen verlaufend. Die Anschlagnase 120 verläuft gegenüber der üblichen, im Wesentlichen blattfederartigen Erstreckung der Federlasche 1 19 in radialer Richtung nach innen. Die Anschlagnase 120 erstreckt sich somit gegenüber dem Grundabschnitt 1 18, im entspannten Zustand in radialer Richtung weiter nach innen als die übrige Federlasche 1 19.

Die Federlasche 1 19 ist derart am Grundabschnitt 1 18 angeordnet, wie es bspw. in der Fig. 24a gut zu erkennen ist, dass sie in ihrem entspannten Zustand / ihrer blockierenden Stellung den axialen Anschlag 59 für die Spindelmutter 18 bzw. deren Verdickungsbereich 88 durch die Anschlagsnase 120 unmittelbar ausbildet. Der Ver- dickungsbereich 88 ist dabei in seiner Größe, nämlich in seiner radialen Erstreckung derart auf die Anschlagnase 120 bzw. auf die Federlasche 1 19 abgestimmt, dass er mit einem Gegenanschlag 121 in axialer Richtung an der Anschlagnase 120 anlegbar ist. In der blockierenden Stellung der Federlasche 1 19 ist die Spindelmutter 18 in dem Wählzustand abgestützt. Ein Einfahren wird durch den Anschlag 59 an der Anschlag- nase 120 verhindert. Die Spindelmutter 18 samt ihrem Verdickungsbereich 88 ist in dem Wählzustand sicher in dem zweiten Verschiebebereich 90 gehalten.

Die Federlasche 1 19 ist weiterhin, wie besonders gut in Fig. 24b zu erkennen ist, in radialer Richtung elastisch verformbar. In der dargestellten ersten Zwischenstellung ist die Federlasche 1 19 derart in radialer Richtung vorgespannt, dass sie sich bei Überschreiten einer bestimmten auf die Spindelmutter 18 wirkenden axialen Mindestvers- tellkraft, die in Fig. 24b erreicht ist, beginnt in radialer Richtung nach außen zu verschieben. Insbesondere die Anschlagnase 120 wird dabei derart mit Hilfe des Gegenanschlages 121 am Verdickungsbereich 88 in radialer Richtung nach außen vorge- spannt, so dass schließlich gemäß Fig. 24c die Anschlagnase 120 auf einer radialen Außenmantelfläche / Außenumfangsfläche 122 der Spindelmutter 18 in der

entsperrten Stellung der Federlasche 1 19 in Anlage kommt. Entlang dieser zylindrischen Außenmantelfläche 122 lässt sich dann der Verdickungsbereich 88 im Wesentlichen ungehindert in die Rastierhülse 15 hinein, nämlich in den ersten Verschiebebe- reich 89, der durch die Rastierhülse 15 ausgebildet ist, einschieben. Nach einem

Durchfahren des Verdickungsbereiches 88 an der Anschlagnase 120 vorbei, schnappt die Federlasche 1 19 aufgrund ihrer radialen Vorspannung wieder nach innen in die blockierende Stellung zurück. In dem eingeschobenen Zustand der Spindelmutter 18, wie er in Fig. 24d abgebildet ist, greift der Verdickungsbereich 88 derart mit der an der Innenumfangsseite der Rastierhülse 15 bzw. dessen Grundabschnitt 1 18 ausgebildeten Führungsbereich 124 ein, dass die Spindelmutter 18 in axialer Richtung geführt ist.

Folglich ist die Spindelmutter 18 dann in der Schaltstellung des Aktors 1 im ersten Verschiebebereich 89 in axialer Richtung mittels des Verschiebehemmabschnittes 1 15 abgestützt und vor einem Herausgleiten aus dem ersten Verschiebebereich 89 abgestützt. Diese Sicherung vor dem Herausgleiten bildet somit die Rastierung 14. Die axiale (zweite) Mindestverstellkraft zum Zurückstellen der Spindelmutter 18 von dem Schaltzustand in den Wählzustand ist hier vorzugsweise von der ersten Mindestverstell kraft unterschiedlich.

Wie weiterhin besonders gut in Verbindung mit Fig. 23 zu erkennen ist, weist die Rastierhülse 15 nicht nur einen Verschiebehemmabschnitt 1 15, sondern gar mehrere, nämlich fünf Verschiebehemmabschnitte, die jeweils durch eine Federlasche 1 19 ausgebildet sind, auf. Die Verschiebehemmabschnitte 1 15 sind allesamt entlang des Umfangs im Wesentlichen gleichmäßig verteilt angeordnet. Folglich trägt nicht nur eine Federlasche 1 19 durch ihre elastische Vorspannkraft, sondern alle fünf Verschie- behemmabschnitte 1 15 Federlaschen 1 19 zur Festlegung der Mindestverstellkraft bei. Auch sind diese Verschiebehemmabschnitte 1 15 allesamt derart angeordnet, dass sie sich gleichzeitig der in den Fig. 24a bis 24b dargestellten Verformung beim Verstellen der Spindelmutter 18 von dem Wählzustand in den Schaltzustand, elastisch verbiegen.

Mit ihren axialen Stirnseiten ist die Anschlagnase 120 in Form von Rampen 123 ausgebildet. Eine erste Rampe 123a ist in axialer Richtung, im Betriebszustand der Antriebseinheit 2 zugewandt. Diese Rampe 123 ist derart ausgebildet, dass die Anschlagnase 120 sich folglich nicht stufenweise verdickt, sondern allmählich in axialer Richtung betrachtet zu ihrem maximalen Verdickungsbereich hin erstreckt. Eine dieser ersten Rampe 123a abgewandte Stirnseite der Anschlagnase 120 weist wiederum eine zweite Rampe 123b auf. Auch diese zweite Rampe 123b, ähnlich wie die erste Rampe 123a erstreckt sich wiederum kontinuierlich in axialer Richtung betrachtet zum Grundabschnitt 1 18.

Ein erster Gegenanschlag 121 a an dem Verdickungsbereich 88, der rampenformig ausgebildet ist, ist im Wesentlichen komplementär zu der ersten Rampe 123a ausgebildet. Neben diesem ersten Gegenanschlag 121 a weist der Verdickungsbereich 88 einen zweiten Gegenanschlag 121 b auf, der an einer in Richtung des Motors 5 gerich- tete Seite des Verdickungsbereiches 88 gebildet ist. Dieser zweite Gegenanschlag 121 b ist dabei ebenfalls rampenformig ausgebildet, im Wesentlichen komplementär zu der zweiten Rampe 123b. Dieser zweite Gegenanschlag 121 b wirkt dabei beim Umschalten von dem Schaltzustand in den Wählzustand wiederum derart mit der zweiten Rampe 123b der Anschlagnase 120 zusammen, dass diese bei Erreichen der Min- destverstellkraft, die die Spindelmutter 18 in axialer Richtung aus der Rastierhülse 15 herauszieht, in den zweiten Verschiebebereich 90 umschaltbar ist. Wie weiterhin in Fig. 23 gut zu erkennen ist, ist zur axialen Führung des Verdickungs- bereiches 88 im ersten Verschiebebereich 89 der Führungsbereich 124 an der Innen- umfangsseite der Rastierhülse 15 bzw. an dessen Grundabschnitt 1 18 angeordnet. Der Führungsbereich 124 weist mehrere, nämlich fünf Führungsbahnen auf. In der Praxis ist es folgendermaßen gehandhabt. In negativer Schaltrichtung besitzen die Bauteile, nämlich der Verdickungsbereich 88 / die Spindelmutter 18 sowie die Rastierhülse 15 / der Verschiebehemmabschnitt 1 15 definierte Rampen, die beim Herausfahren aus einer Gasse ab einem bestimmten Schaltweg in Kontakt geraten. Sie erzeugen eine Rastierkraft in die jeweils entgegengesetzte Richtung und verhin- dern die Schaltbewegung im Wählzustand des Aktors 1 , so dass die Zahnstange 19 in diesem Wählzustand in Rotation versetzt wird. Die Rotation der Zahnstange 19 bedeutet eine Wählbewegung des Aktors 1 , die Kulissenschiene 21 bewegt sich dadurch in Richtung Anschlagblech 57 bis es zum Kontakt kommt. Sobald sich die Kulissenschiene 21 am Anschlagblech 57 abstützt, wie es besonders gut in Fig. 27 in Kombi- nation mit Fig. 25 gegenüber der Stellung in Fig. 26 zu erkennen ist, wird der Widerstand am Wählpfad größer als im Schaltpfad. Die Zahnstange 19 baut somit wieder eine Schaltkraft auf und kann die Rastierkraft überwinden. Durch das„Antasten" der Kulissenwand erhält die Software des Steuergerätes einen Abgleich zwischen der Soll- und Ist-Position der Kulisse 21 und kann die Differenz bilden. Diese Funktion wird verwendet, um die Software am Ende der Montagelinie einzulernen und den internen Verschleiß des Aktors 1 während dem Betrieb zu ermitteln und zu adaptieren.

Um die Bauteilspannungen, insbesondere die Spannung zwischen der Spindelmutter 18 und der Rastierhülse 15, die beim Auslenken der Federlaschen 1 19 wirken, zu ver- ringern und die hohen Federkräfte zu erreichen, besitzen die Federlaschen 1 19 der Rastierhülse 15 ein besonderes Lagerungskonzept. Wie im Schema der Fig. 29 bis 31 zu erkennen ist, wird das maximale Biegemoment durch eine zweite Lagerstelle 126 gemäß Fig. 29 zu erkennen, verringert. Es gilt b, d.h. der Abstand zwischen dem Kraftanlagepunkt im Bereich der Anschlagnase 120 und der zweiten Lagerstelle 126, kleiner als I, d.h. kleiner als der Abstand zwischen der Anschlagnase 120 und der ersten Lagerstelle 125, an welcher ersten Lagerstelle 125 die Federlasche 1 19 mit der übrigen Rastierhülse 15 / dem Grundabschnitt 1 18 verbunden ist. Dadurch wird das maximale Biegemoment gegenüber dem in Fig. 28 dargestellten, normalen Kräfteverhältnis geringer. Dadurch wird auch die Biegespannung erniedrigt. Die zusätzliche zweite Lagerstelle 126 wird im Fall der Rastierhülse 15 durch eine definierte Anlage am / im Aktorgehäuse 9 realisiert, nämlich an einer Außenumfangsseite der

Rastierhülse 15 bzw. des Grundabschnittes 1 18. Um die Spannungen weiter zu redu- zieren, ist die erste Lagerstelle 125, wie es in Fig. 31 auch besonders gut zu erkennen ist, elastisch gestaltet, wobei sie im Belastungsfall etwas nachgibt und die Last kompensiert. Dadurch ergibt sich die in Fig. 31 dargestellte Biegelastkurve im Gegensatz zu der in Fig. 30 dargestellten üblichen Ausgestaltung ohne einer elastischen Halterung der Federlasche 1 19 im Bereich der ersten Lagerstelle 125. Die erste Lagerstelle 125 lagert die Federlasche 1 19 zudem elastisch.

In anderen Worten ausgedrückt, ist gemäß dem Erfindungsgedanken, der mit den Fig. 21 bis 31 realisiert ist, ein Aktor 1 umgesetzt, der die Zahnstange 19 während dem Wählvorgang entgegen der Trägheits- und Vibrationskräfte vorspannt. Neben einer ortsfesten Anordnung der Rastierung 14 / Rastierhülse 15 ist die Rastierung 14 in

Form der Rastierhülse 15 ausgebildet, um die Anzahl der verwendeten Teile gering zu halten. Die Rastierkraft wird über die Federkraft der Laschen / Federlaschen 1 19 aufgebracht. In negativer Schaltrichtung bewirkt die Rastierung 14 einen Positionsab- gleich zur Adaption der Software. Ein spezielles Lagerungskonzept zur Reduzierung der Bauteilspannungen ist ebenfalls vorgesehen. Die Rastierhülse 15 ist ortsfest auf der motorabgewandten Spindelseite angeordnet, um Fliehkrafteinflüsse auf die Funktion der Rastierung 14 zu vermeiden. Als einfachstes Rastierelement kann eine Blattfeder verwendet werden. Werden mehrere Blattfedern kreisförmig um einen Zylinder herum angeordnet und verbunden, erhält man die Hülse 15. Im Detail ist der Aufbau der Rastierhülse 15 durch eine bestimmte Anzahl von Federlaschen 1 19, die radial herausgestanzt werden und mit Sicken (Anschlagnasen 120) versehen werden, umgesetzt. Während dem Eingriff stellen die Rampen 123a und b der Sicken die Kontaktflächen zu den Rampen 121 a und b der Zahnstange 19 bzw. der Spindelmutter 18 dar. Die Rampen 121 a, 121 b, 123a, 123b sind so ausgelegt, dass die erforderlichen Rastierungskräfte aufgebracht werden können. Im Betriebsfall werden die Federlaschen 1 19 durch die Rampen 121 a, 121 b, 123a und 123b analog zum Prinzip der schiefen Ebene radial nach außen gedrückt, dem entgegen wirken die Federkräfte der Laschen 1 19. Mit Hilfe dieser Gegenkraft unterbindet die Rastierhülse 15 während dem Wählvorgang alle axialen Kräfte der Zahnstange 19 in Schaltrichtung, die eine bestimmte Kraftschwelle nicht überschreiten. Die Rastierung 14 ist so ausgelegt, dass die Zahnstange 19 in diesem Zustand gegen den Anschlag der Spindel 13 gedrückt ist / wird. Beim Wechsel vom Wählmodus in den Schaltmodus blockiert der Freilauf die Rotation der Zahnstange 19, wodurch sich eine transversale Schaltkraft aufbaut.

Übersteigt diese Kraft das Kraftniveau der Rastierhülse 15, kann der Schaltvorgang durchgeführt werden. Ab einem gewissen Schaltweg werden die Federlaschen 1 19 so weit aufgedrückt, dass sie auf dem zylindrischen Bereich der Zahnstange 19 aufliegen. Ab diesem Punkt ist die eigentliche Rastierkraft aufgehoben, es wirkt nur noch die Reibkraft zwischen den Federlaschen 1 19 und der Zahnstange 19 als hemmende Kraft. Sobald die Federlaschen 1 19 auch den zylindrischen Bereich der Zahnstange 19 überwunden haben, steht dem Aktor 1 die volle Schaltkraft zur Verfügung. Die Federlaschen 1 19 können anstatt aus einer Hülse 15 herausgestanzt zu werden, nämlich im hülsenartigen Grundabschnitt 1 18, als Einzelteile gefertigt und etwa in Kunst- stoff bzw. einem anderen elastischen Material, wie einem Metall oder einem Stahl, eingefasst werden. Dadurch wird die hintere, erste Lagerstelle 125 noch elastischer und die Spannungen innerhalb des Bauteils vermindert.

Bezuqszeichenliste

51 erste Stirnseite

52 zweite Stirnseite

DA Durchmesser des Aufnahmeabschnittes sowie des Lagerabschnittes

D8a maximaler Durchmesser des Mittelabschnittes

D8b mindester Durchmesser / minimaler Durchmesser des Mittelabschnittes

H1 Gesamthöhe des Magnetträgers

H4 Höhe des Aufnahmeabschnittes

H7 Höhe des Lagerabschnittes

H8 Höhe des Mittelabschnittes

1 Aktor / Ein-Motorgetriebeaktor

2 Antriebseinheit

3 Getriebe

4 Übersetzungseinrichtung

5 Motor

6 Elektronik

7 Elektronikgehäuse

8 Aktormechanik

9 Aktorgehäuse

10 statische Dichtung

1 1 Sensoreinrichtung

1 1 a erste Sensoreinrichtung

1 1 b zweite Sensoreinrichtung

12 Platine

13 Spindel / Spindelwelle

14 Rastierung

15 Rastierhülse / Verdrehsicherungseinheit

16 Zahnstange

17 Spindeltriebeinheit

18 Spindelmutter Zahnstangenbereich

Schaltwelle

Kulisse / Kulissenschiene

Schaltgasse

Kurvengetriebe

Wähltopf

Kugel

Hänger

Drehmomentstütze

Absolutwegsensor

Schraube

Steckverbindung

Aussparung / Loch

Stator

Rotor

Festlager

Hohlrad

Zwischenzahnrad

Wählwegsensorträger / Magnethalter Spindellager

Lagerträger

Halsbereich

Formdichtring / Formdichtung O-Ring

Dichtkleber

Kunststoffdeckel

Kunststoffumspritzung

Wählkinematik

Wählwegsensor

Zwischensteckverzahnung

Hilfswelle

Motormagnet Loslager

Verzahnungsprofil

Innenverzahnung

Nut

Einlegescheibe / Sicherungsscheibe Anschlagblech

unterer Hals

hinterer Anschlag

Federelement

Rampe

Neutralgasse

Verzahnungskontur

externer Sensor

Fase

Kulissenfinger

erstes Wirkbauteil

zweites Wirkbauteil

Aufnahmeabschnitt

Außenwandung des Aufnahmeabschnittes Außenwandung des Lagerabschnittes Lagerabschnitt

Mittelabschnitt

Verjüngung

Schlitz

Lamelle

Zahn

Welle

Außenverzahnung

Wellenendstück

Wellenabschnitt

Innenverzahnung

Einführfase Einführschräge

Einführöffnung

Bauteil / Aufnahmebereich Ringspalt

Verdickungsbereich erster Verschiebebereich zweiter Verschiebebereich Wählzahlrad

erstes Antriebszahnrad zweites Antriebszahnrad Verschiebehemmabschnitt Bodenbereich

Einführbereich

Grundabschnitt

Federlasche

Anschlagnase

a erster Gegenanschlagb zweiter Gegenanschlag Außenmantelflächea erste Rampe

b zweite Rampe

Führungsbereich erste Lagerstelle zweite Lagerstelle

Claims

Patentansprüche

1 . Aktor (1 ) zum Wählen und Schalten wenigstens zweier Gänge eines Getriebes, mit einem Motor (5) und wenigstens einer Übersetzungseinrichtung (4), die eine Bewegung des Motors (5) in einem Schaltzustand in eine Schaltbewegung und in einem Wählzustand in eine Wählbewegung einer Schaltwelle (20) umsetzt, wobei die Übersetzungseinrichtung (4) eine Spindeltriebeinheit (17) aufweist und eine Spindelmutter (18) der Spindeltriebeinheit (17) in dem Schaltzustand, in dem sich die Spindelmutter (18) in einem ersten axialen Verschiebebereich (89) befindet, zum Verdrehen der Schaltwelle (20), axial mittels einer Rastiereinheit (15) geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastiereinheit (15)

aktorgehäusefest angeordnet ist und zumindest einen Verschiebehemmabschnitt (1 15) aufweist, der derart ausgestaltet und angeordnet ist, dass zumindest in dem Wählzustand ein Einschieben der Spindelmutter (18) in den ersten axialen Verschiebebereich (89) blockiert ist.

2. Aktor (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Rastiereinheit (15) als eine Rastierhülse (15) ausgebildet ist.

3. Aktor (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Verschiebehemmabschnitt (1 15) als eine in radialer Richtung einer Spindel (13) der Spindeltriebeinheit (17) elastisch verformbare Federlasche (1 19) ausgebildet ist.

4. Aktor (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Federlasche (1 19) blattfederartig ausgebildet ist.

5. Aktor (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Verschiebehemmabschnitt (1 15) eine Anschlagsnase (120) aufweist, die sich derart weit in radialer Richtung nach innen erstreckt, dass sie einen axialen Anschlag (59) der Spindelmutter (18) ausbildet.

6. Aktor (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagsnase (120) in radialer Richtung federelastisch gehalten ist.

7. Aktor (1 ) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagsnase (120) als eine Sicke ausgeformt ist.

8. Aktor (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Verschiebehemmabschnitt (1 15) derart ausgestaltet ist, dass er bei Überschreiten einer, auf die Spindelmutter (18) wirkenden, ersten Mindest- verstellkraft ein Einschieben der Spindelmutter (18) in den ersten axialen Verschiebebereich (89) selbsttätig freigibt.

9. Aktor (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelmutter (18) in dem Schaltzustand derart in den ersten axialen Verschiebebereich (89) hineinragt, dass die Spindelmutter (18) mit einem Außenum- fangsbereich (122) in axialen Führungsbahnen (124) des zumindest einen Ver- schiebehemmabschnittes (1 15) geführt ist.

10. Aktor (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Verschiebehemmabschnitt (1 15) derart ausgestaltet ist, dass er bei Überschreiten einer, auf die Spindelmutter (18) wirkenden, zweiten Mindest- verstellkraft ein Herausschieben der Spindelmutter (18) aus dem ersten axialen Verschiebebereich (89) selbsttätig freigibt.