In Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen, finden zunehmend automati- sierte Handschaltgetriebe Eingang. Dabei wird die normalerweise von Hand über den Schalthebel erfolgende Betätigung des Gangschaltgetriebes durch eine Betätigungs- einheit ersetzt, die eine Schaltwelle in gleicher Weise betätigt, wie das von Hand erfolgt.

Die in der Betätigungseinheit enthaltenen Motoren werden von einem Steuergerät ab- hängig von Betriebszuständen des Fahrzeugs, beispielsweise der Geschwindigkeit, der Betätigung eines Gashebels und der jeweiligen Motordrehzahl betätigt. Mit solchen au- tomatisierten Schaltgetrieben wird nicht nur der Fahrkomfort verbessert. Es wird zusätz- lich der Verbrauch vermindert, da vermehrt in einem langen Gang verbrauchsgünstig gefahren wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kompakt bauende Betätigungseinheit für ein Schaltgetriebe zu schaffen, die vorteilhafter Weise als vollständig vormontierte Ein- heit an ein Schaltgetriebe anflanschbar ist.

Die vorgenannte Aufgabe wird mit einer Betätigungseinheit für ein Schaltgetriebe ge- löst, das enthält eine um eine Achse drehbare und längs der Achse verschiebbare Schaltwelle mit wenigstens einem Schaltpin, der in einer mittleren Drehstellung der Schaltwelle längs einer Wähigasse in vorbestimmte Wählstellungen verschiebbar ist, aus denen heraus er bei einer Drehung der Schaltwelle in am Schaltgetriebe vorgese- hene Schaltglieder zum Schalten von Gängen des Getriebes eingreift, eine Schalten- heit, mittels der die Schaltwelle in axial verschiebbaren Dreheingriff mit einem Schalt- motor steht, und eine Wähleinheit, mittels der die Schaltwelle in verdrehbarem Axialen- griff mit einem Wählmotor steht.

Vorteilhafter Weise weist die Schalteinheit eine von dem Schaltmotor drehantreibbare Gewindespindel auf, deren Drehung in eine Längsbewegung einer Spindelmutter um-

gewandelt wird, welche Spindelmutter über eine quer zu ihrer linearen Bewegbarkeit verlaufende Verzahnung mit einer in axialer Richtung der Schaltwelle verlaufenden Ver- zahnung im Eingriff ist, so dass die Schaltwelle relativ zu der Spindelmutter axial ver- schiebbar und durch Bewegung der Spindelmutter verdrehbar ist.

Für bestimmte Anwendungsfälle ist es zweckmäßig, zwischen dem Schaltmotor und der Spindelmutter ein Untersetzungs-oder Übersetzungsgetriebe anzuordnen.

Vorteilhaft weist die Wähleinheit einen auf der Schaltwelle drehbar, jedoch axial unver- schiebbar gelagerten Zahnsegmentring auf, der eine mit vorbestimmter Steigung ver- laufende radiale Segmentverzahnung aufweist, in die ein von dem Wählmotor dre- hantreibbare Verzahnung eingreift.

Zur Führung des Zahnsegmentrings ragt vorteilhafter Weise an einem Gehäuse der Betätigungseinheit starr befestigtes Führungsteil in eine Nut des Zahnsegmentrings ein.

Das Führungsbauteil ist vorteilhafter Weise eine Hülse, die ein mit einer Umfangsver- zahnung ausgebildetes, von einem Wählmotor drehantreibbares Ritzel lagert.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Betätigungseinheit weist der Zahnsegmentring zu einer Lagerung in einem Gehäuse der Betätigungsein- heit eine Kugelumlaufbahn auf, deren Steigung in Bereichen, in denen in der Kugelum- laufbahn angeordnete Kugeln an einer gehäusefesten Innenfläche anliegen, gleich der Steigung der Segmentverzahnung ist.

Die Kugelumlaufbahn ist vorteilhaft in einem Kunststoffring ausgebildet, der in einem Absatz des Zahnsegmentrings angeordnet ist.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Betätigungseinheit ist mit der Schaltwelle starr eine Nabe verbunden und zwischen der Nabe und einen Drehein- griff zwischen dem Schaltmotor und der Schaltwelle vermittelnden Schaltritzel sind Fe- dern angeordnet, die das Schaltritzel in eine vorbestimmte Drehlage relativ zu der Nabe vorspannen.

An dem Schaltritzel sind vorteilhafter Weise Nocken ausgebildet, die in Eingriff mit vor- gespannten, etwa parallel zur Achse der Schaltwelle verlaufenden Federbalken sind, die in der Nabe aufgenommen sind.

Eine äußere Mantelfläche der axial von dem Schaltritzel entfernten Nabe bildet vorteil- hafter Weise eine Lagerfläche für den Zahnsegmentring.

Die Schaltwelle ist bevorzugt ein Kunststoff-Spritzgussteil, dessen mechanisch höher beanspruchte Bereiche aus Blechteilen gebildet sind, die beim Spritzgießen in die Form eingelegt sind oder an dem fertigen Kunststoff-Spritzgussteil angebracht sind.

Vorteilhafter Weise sind an der Schaltwelle Gassenstifte in axialem Abstand angeordnet und ist mit einem Gehäuse der Betätigungseinheit eine die Schaltwelle umgebende Ringscheibe starr verbunden, die einen Ausschnitt aufweist, durch den die Gassenstifte bei einer axialen Verschiebung der in neutraler Schaltstellung befindlichen Schaltwelle hindurchtreten und die bei einer einer Schaltgasse entsprechenden axialen Stellung der Schaltwelle und Verdrehung der Schaltwelle zum Schalten eines Ganges zwischen je zwei benachbarten Gassenstiften aufgenommen wird.

Ist vorteilhafter Weise die Ringscheibe durch die Stirnseite eines starr mit dem Gehäuse der Betätigungseinheit verbundenen, topfartigen Zylinders gebildet, an dessen innerer Umfangsfläche der Zahnsegmentring gelagert ist.

Die innere Umfangsfläche der Ringscheibe dient vorteilhafter Weise zur Führung der Schaltwelle.

Die erfindungsgemäße, außerordentlich kompakt bauende Betätigungseinheit kann für alle Arten von Gangschaltgetrieben verwendet werden, die mittels eines Bauteils schaltbar sind, das zum Vorwählen von Gängen in eine Richtung bewegbar ist und zum Schalten der Gänge in eine zu der einen Richtung senkrechten Richtung bewegbar ist.

Eine Schaltwelle, wie sie insbesondere zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Betätigungseinheit geeignet ist, ist vorteilhafter Weise aus einem Kunststoff- Spritzgussteil mit einem Metallblechformteil zusammengesetzt. Vorteilhaft ist weiterhin eine Ausbildung der Schaltwelle derart, dass ein kreiszylindrisches Blechteil mit dem Kunststoff-Spritzgussteil verbunden ist.

Die Erfindung wird Im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.

Es stellen dar : Fig. 1 ein typisches Schaltschema eines Handschaltgetriebes, Fig. 2 im Querschnitt einen Flansch eines Handschaltgetriebes, Fig. 3 eine Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen Betätigungseinheit, Fig. 4 ein Schema einer Schalteinheit, Fig. 5 einen Teilquerschnitt durch die Betätigungseinheit gemäß Fig. 3, geschnitten längs der Linie V-V, Fig. 6 ein Schema einer Wähleinheit, Fig. 7 einen Teillängsschnitt durch die Betätigungseinheit gemäß Fig. 3, Fig. 8 einen Teilquerschnitt durch die Betätigungseinheit gemäß Fig. 3, geschnitten längs der Linie VIII-VIII, Fig. 9 eine Seitenansicht eines Zahnsegmentrings, Fig. 10 ein Schema zur Erläuterung einer Schaltelastizität, Fig. 11 eine Seitenansicht auf einen Teil der Schaltwelle, Fig. 12 eine perspektivische Ansicht einer Nabe, Fig. 13 eine Seitenansicht auf einen Teil der Schaltwelle mit darauf befindlichem Zahnsegmentring, Fig. 14 eine perspektivische Seitenansicht eines Teils der Schaltwelle ähnlich der Fig.

13, jedoch um 180° umgedreht, Fig. 15 ein Schema zur Erläuterung von Funktionselementen der Schaltwelle, Fig. 16 eine perspektivische Ansicht der Schaltwelle, Fig. 17

bis 20 Schnittansichten der Schaltwelle gemäß der Linie X-X in Fig. 3 zur Erläute- rung von vier verschiedenen Ausführungsformen, Fig. 21 ein Schema zur Erläuterung der Gassenführung der Schaltwelle, Fig. 22 eine perspektivische Darstellung eines Teils der Schaltwelle zur Erläuterung der Gassenführung und Fig. 23 eine Stirnansicht der Anordnung gemäß Fig. 22, um etwa 180° gedreht.

Zum besseren Verständnis der Erfindung werden zunächst einige Grundzusammen- hänge an sich bekannter Schaltgetriebe erläutert.

Fig. 1 stellt ein typisches Schaltschema eines Handschaltgetriebes dar, mit einer Wähl- gasse 8, von der Schaltgassen 10 rechtwinklig abgehen, wobei in der obersten Schalt- gasse der Rückwärtsgang geschaltet werden kann und in den nach unten nachfolgen- den Schaltgassen die Gänge 1,2, 3 und 4 sowie 5 und 6 geschaltet werden können.

Ein Schaltpin bzw. Betätigungsglied muss derart bewegbar sein, dass es dem Schalt- schema folgt, wie dies in Betätigungseinrichtungen für Handschaltgetriebe an sich be- kannt ist.

Der Abstand zwischen den Schaltgassen kann beispielsweise nur 7,5 mm betragen und der Abstand zwischen zwei Schaltstellungen innerhalb einer Schaltgasse kann bei- spielsweise lediglich 20 mm am Schaltmaul betragen.

Fig. 2 zeigt einen Getriebeflansch 12 eines nicht dargestellten Getriebegehäuses, in- nerhalb dessen (gemäß Fig. 2 nach unten) Schaltmäuler 14 und 16 angeordnet sind, die zum Schalten eines Ganges gemäß Fig. 2 nach links oder rechts bewegt werden müssen. Die gepunktete Linie bezeichnet die Achse einer Schaltwelle, die sich von ei- ner an dem Flansch 12 anzuflanschenden Betätigungseinheit aus durch das Getriebe- gehäuse hindurch erstreckt und deren freies Ende bei 18 am Getriebegehäuse gelagert ist. Der Innendurchmesser D des Flansches beträgt beispielsweise 64 mm ; für die Be- tätigungseinheit steht gemäß Fig. 2 oberhalb des Flansches 12 ein Bauraum von bei- spielsweise nur maximal 100 mm zur Verfügung.

Fig. 3 zeigt eine Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Betätigungseinheit, die an den Getriebeflansch 12 anflanschbar ist. Die Betätigungseinheit weist ein Gehäuse 20 auf, an dem ein Schaltmotor 22 und ein Wählmotor 24 angebracht sind, die in nachfolgend erläuterter Weise mit einer Schaltwelle 26 zusammenwirken, deren freies Ende 28 im eingebauten Zustand bei 18 (Fig. 2) am Getriebegehäuse (nicht dargestellt) gelagert ist.

Weiter sichtbar sind in Fig. 3 mit der Schaltwelle 26 starr verbundene Schaltpins 30, von denen bei entsprechend axialer Stellung der Schaltwelle 26 der eine mit dem Schalt- maul 14 oder der andere mit dem Schaltmaul 16 zusammenwirkt.

Fig. 4 erläutert schematisch, den Aufbau einer in der Betätigungseinheit enthaltenen Schalteinheit 31, mittels der die Schaltwelle 26 um ihre Längsachse verdrehbar ist.

Der Schaltmotor 22, beispielsweise ein Elektromotor, drehantreibt eine Gewindespindel 32, deren Drehung in eine Translation einer verschiebbar an dem Gehäuse (in Fig. 4 nicht dargestellt) geführten Spindelmutter 34 übertragen wird. Die Translation der Spin- delmutter 34 wird über eine an der Spindelmutter 34 angebrachte, quer zur ihrer Ver- schiebbarkeit verlaufende Verzahnung 36 auf eine starr mit der Schaltwelle 26 verbun- dene Außenverzahnung 38 übertragen, die sich längs der Schaltwelle 26 erstreckt, so dass die translatorische Bewegung der Spindelmutter 34 in eine Rotation der Schalt- welle 26 umgewandelt wird, wobei die Schaltwelle 26 in ihrer axialen Richtung ver- schiebbar ist. Der Schaltpin 30 kann auf diese Weise um die Achse der Schaltwelle 26 verdreht werden, so dass die Schaltmäuler 14 nach links oder rechts verschoben wer- den können.

Die Steigung der Verzahnung bzw. des Gewindes der Gewindespindel 32 kann so klein sein, dass Selbsthemmung auftritt. Dies lässt sich dadurch vermeiden, dass die Stei- gung erhöht wird und diese höhere Übersetzung des Spindeltriebes durch ein Unterset- zungsgetriebe 40 zwischen dem Schaltmotor 22 und der Gewindespindel 32 kompen- siert wird. Im dargestellten Beispiel ist das Untersetzungsgetriebe 40 ein Planetenge- triebe. Es versteht sich, dass das Untersetzungsgetriebe auch ein konventionelles Stirn- radgetriebe sein kann.

Fig. 5 erläutert den Aufbau der Schalteinheit genauer : Eine Antriebswelle 42 des Schaltmotors 22 ist formschlüssig mit einem Adapter 44 ver- bunden. Der Adapter 44 weist eine Außenverzahnung auf, die als Sonnenrad mit Pla- netenrädern 46 in Eingriff ist. Die Planetenräder 46 sind als Sinterteile ausgeführt, de- ren poröses Grundmaterial mit Kunststoff oder graphithaltigen Stoffen durchsetzt ist, um Gleitlagereigenschaften in deren Kernbohrung zu schaffen. Dadurch ist es möglich, die Planetenräder 46 direkt auf Trägerstiften 48 zu lagern, die in einen Trägerkäfig 50 ein- gesteckt sind, bis sie an einem Bund 52 anliegen. Der zylindrische Überstand auf der dem Bund 52 gegenüberliegenden Seite wird gestaucht, so dass sich ein Wulst 54 bil- det, der als Sicherung des Trägerstiftes 48 gegenüber dem Trägerkäfig 50 dient. Alter- nativ könnte an beiden Seiten des Trägerstiftes 48 ein Wulst angestaucht werden.

Der Trägerkäfig 50 ist vorteilhaft als Kunststoffteil ausgeführt und z. B. durch eine Kerb- verzahnung mit der Gewindespindel 32 formschlüssig verbunden. Der Trägerkäfig 50 ist in seiner axialen Lage schwimmend gelagert. Dadurch kann er zur einen Seite an eine Fläche 56 und zur anderen Seite an eine Fläche 58 anlaufen. In diesem Fall wirkt der Kunststoff wie ein axiales Gleitlager.

Die Planetenräder 46 stehen mit einem Hohlrad 60 in Eingriff, das über eine Verdrehsi- cherung 62 fest mit dem Gehäuse 20 verbunden ist. Die Ausführung des Hohlrades 60 als Kunststoffteil bietet für die Montage folgende Möglichkeiten : - Die Führungslänge A kann bei Herstellung relativ ungenau erzeugt werden. Da- durch ergibt sich nach der Montage in der Gehäusebohrung 64 ein axialer Über- stand, der durch Heißprägen auf das Höhenniveau der Flanschfläche 66 eingestellt wird. Dabei dient ein Freiraum 68 als Reservoir, um das verdrängte Volumen auf- zunehmen.

- Die Darstellung a zeigt die Ausführung des Hohlrades 60, wie sie sich nach der Herstellung ergibt. Unten erkennt man eine Geometrieveränderung, die anhand der Montage eines Lagers 70 erzeugt wird. Durch axiales Heißprägen wird ein Wulst angestaucht, der das Lager 70 axial sichert (Darstellung b).

Die genannten Verfahren des Heißprägens haben den Vorteil, dass auf einen Si- cherungsring für das Lager 70 verzichtet werden kann. Außerdem wird eine hohe Positionsgenauigkeit an der Flanschfläche 66 erzielt, obwohl das Maß A relativ un- genau hergestellt werden kann.

Vorteilhaft ist weiterhin, dass das Lager 70 auf die Gewindespindel 32 aufgesteckt und beidseitig durch einen rollierten Wulst in einer festen Position gehalten wird.

Die Spindelgeometrie selbst ist ein-oder mehrgängig ausgeführt und wird im Stirn- schnitt durch Evolventen beschrieben. Ein Durchmesser 72 dient als Loslagerfläche und stützt sich im Gehäuse 20 ab. Zwischen dem Gehäuse 20 und dem Durchmes- ser 72 ist ein Gleitlager 74 eingepresst.

Die Spindelmutter 34 ist ein Kunststoffteil, dass seitlich angeordnet die Verzahnung 36 (Fig. 4) aufweist. Auf der gegenüberliegenden Seite sind zwei Nuten 76 (Fig. 7) einge- lassen, in denen zwei Stifte 78 die Spindelmutter 34 führen und als Verdrehsicherung dienen. Die Stifte 78 sind in das Gehäuse 20 fest eingepresst, vorteilhafter Weise rechtwinkling zur Drehachse der Schaltwelle 26 und der Spindelmutter 34. Die Fläche 80 (Fig. 7) weist unter normalen Betriebsbedingungen einen geringen Abstand von der Gehäusebohrung 82 auf. Unter Stossbelastung zwingt eine Kraftkomponente aus der Verzahnung 36 die Gewindespindel 32 zur Durchbiegung. Diese Durchbiegung wird durch das Anliegen der Fläche 80 an die Gehäusebohrung 82 minimiert und verhindert somit eine Verzwingung.

Das drehfest und starr mit der Schaltwelle 26 verbundene, mit der axial verlaufenden Radialverzahnung versehene Schaltritzel 84 überträgt das übersetzte Drehmoment auf die Schaltwelle 26. Vorteilhafter Weise entspricht der Wälzdurchmesser dem wirksamen Kraftangriffsdurchmesser am Schaltpin 30.

Im Folgenden wird anhand der Fig. 6 das Schema der Wähleinheit 85 erläutert, mit der eine vom Wählmotor 24 eingeleitete Drehung in eine axiale Verschiebung der Schalt- welle 26 umgewälzt wird.

Ausgehend von den Schnittstellenanforderungen im Getriebe hat der Schaltpin 30 zu gewährleisten, dass innerhalb der Neutralstellung der Schaltgabeln 14 bzw. 16 jede be- liebige Schaltgassenlage als reine Hubbewegung erreicht wird. Diese Anforderung ist von manuellen Betätigungseinrichtungen her bekannt. Spezifisch für die Anwendung in einem automatisierten Schaltgetriebe gilt noch die Forderung, dass innerhalb einer Schaltgasse durch kleine Hubwege die Gassenhöhe erfasst werden muss. Dazu wird ein Pin 86 mit einer Kraft von etwa 500 N gegen die feste Gassenbegrenzung gescho- ben.

Eingangsgrößen sind der Drehwinkel und das Drehmoment des Wähimotors 24. Die Ausgangsgrößen sind die Hubbewegung und die Kraft am Schaltpin 30.

Die an die Wähleinheit zu stellenden Forderungen werden unter Verwendung einer un- ter konstantem Steigungswinkel radial verlaufenden Segmentverzahnung 88 erreicht, mit der der als Elektromotor ausgebildete Wählmotor 24 über eine Stirnradverzahnung 90 in Eingriff ist. Die Segmentverzahnung 88 ist an einem Zahnsegmentring 92 ausge- bildet, der in Umfangsrichtung frei beweglich bzw. drehbar, jedoch in axialer Richtung fest positioniert, auf der Schaltwelle 26 gelagert ist. Ein im Gehäuse 20 befestigter Stift 94. dient zur Führung und Abstützung des Zahnsegmentrings 90, wenn das Drehmo- ment vom Wählmotor 24 über die Stirnverzahnung 90 in die Segmentverzahnung 88 eingeleitet wird. Die Führungsgeometrie 96 und die Segmentverzahnung 88 folgen der gleichen Umfangssteigung. Der Drehwinkel wird in Hubbewegung in die Schaltwelle 26 umgewandelt. Die Übersetzung von Drehmoment zu Kraft an der Schaltwelle 26 ergibt sich aus dem Verhältnis vom Drehwinkel am Wähimotor 24 zur Steigungshöhe an der Segmentverzahnung 88. Anhand der Figuren 7 bis 9 wird der Aufbau der Wähleinheit Im Folgenden näher erläutert.

Die Antriebswelle 98 des Wähimotors 24 ist (entsprechend der Stirnradverzahnung der Fig. 6) mit einem Adapter 100 formschlüssig verbunden, der eine Außenverzahnung 102 aufweist, die in Eingriff mit der Segmentverzahnung 88 ist. In das Gehäuse 20 ist eine Hülse 104 fest eingepresst, die ein Gleitlager für den ein Antriebsritzel bildenden Adapter 100 bildet. Ein vorderes Ende der Hülse 104 reicht bis in eine Nut 106 einer weiteren Hülse 108, die mit der Segmentverzahnung 88 starr verbunden ist und mit die-

ser zusammen den Zahnsegmentring 92 (Fig. 6) bildet. Auf diese Weise stützt die Hülse 104 die auf die Schaltwelle 26 wirkende Wählkraft ab und bildet den Stift 94 der Fig. 6.

Wie aus Fig. 9 ersichtlich, ist die Segmentverzahnung 88 radial etwas einwärts versetzt an einer"Seitenwand"der Nut 106 ausgebildet.

Wie aus Fig. 7 ersichtlich, ist ein topfartiger Zylinder 110 mit seinem Außendurchmesser in das Gehäuse 20 eingepresst. Die Hülse 104 (Fig. 8) steckt in einer Bohrung 112 und sichert somit die axiale Position des Zylinders 110 im Gehäuse 20. Der Innendurch- messer des Zylinders 110 weist eine glatte, gezogene Blechoberfläche auf und dient als Lagerlauffläche zur Abstützung einer Kugelumlaufführung 114. Dazu ist am Innen- durchmesser des Zylinders eine Oberflächenhärte von etwa 58 bis 64 HRC erforderlich.

Die Kugelumlaufführung 114 ist als ein Kunststoffring 116 auf einen Absatz 118 der Hülse 108 aufgespritzt, so dass der Außendurchmesser der Kunststoffschicht bzw. des Kunststoffrings 116 und der der Hülse 108 eine bündige Fläche ergeben. In den Kunst- stoffring 116 ist eine Kugelumlaufbahn 120 eingelassen, die in tragenden Bereichen 122 unter der gleichen Steigung verläuft wie die Segmentverzahnung 88. In diesen Be- reichen rollt die Kugel radial innen auf dem Absatz 118 und radial außen auf dem In- nendurchmesser des Zylinders 110. Beide Laufflächen weisen glatte metallische Ober- flächen auf, um statische und dynamische Lagerkräfte abzustützen. Zwischen den tra- genden Bereichen 122 sind Rücklaufzonen 124 angeordnet, deren Neigungswinkel ent- sprechend flach gewählt ist, so dass die Kugeln ungehindert überlaufen können. In den Rücklaufzonen tragen die Kugeln nicht, d. h., die radial innen liegende Abstützfläche liegt auf kleinerem Durchmesser als in den tragenden Bereichen 122.

Weiter sei noch darauf hingewiesen, dass ein Bodenflansch 126 (Fig. 7) der Hülse 108 in Umfangsrichtung frei beweglich ist und in axialer Richtung auf eine feste Position zwischen einem an der Schaltwelle 26 ausgebildeten Bund 126 und einer mit der Schaltwelle 26 fest verbundenen Schaltelastizitätseinheit 128, die weiter unten erläutert wird, eingespannt ist.

Der aus der Segmentverzahnung 88 und der Hülse 108 zusammengesetzte Zahnseg- mentring 92 ist auf diese Weise verdrehbar und axial fest an der Schaltwelle 26 befes- tigt.

Die Schaltwelle 26 kann somit durch Betätigen des Wähimotors 24 axial verschoben und unabhängig davon durch Betätigen des Schaltmotors 22 um ihre Achse verdreht werden.

Im Folgenden wird anhand der Fig. 10 der Aufbau und die Funktion der Schaltelastizi- tätseinheit 128 erläutert, die funktional dem Stand der Technik entspricht. Die Schalt- elastizitätseinheit 128 befindet sich zwischen dem mit der axial verlaufenden Verzah- nung 38 ausgebildeten Schaltritzel 84 und der Schaltwelle 26. Eine Nabe 130 ist fest mit der Schaltwelle 26 verbunden und bietet eine Aufnahme zur Vorspannung von Fe- dern 132. Das Ritzel 84 leitet den Kraftfluss über Mitnehmerstege 134 in die vorge- spannten Federn 132 ein. Liegt am Schaltpin 130 ein Widerstand, so werden die Fe- dern entsprechend ihrer Kennlinie gestaucht. Zugleich werden auch Flanken 136 über die Stege 134 verdreht, bis Anschläge 138 erreicht werden. Dann liegt zwischen der Schaltwelle 26 und dem Schaltritzel 84 Formschluss vor, weil die Anschläge 138 fest mit der Schaltwelle 26 verbunden sind. Von diesem Zeitpunkt an wird keine Energie mehr in den Federn 132 gespeichert.

Anhand der Figuren 11 bis 14 wird Im Folgenden der Aufbau der Schaltelastizitätsein- heit genauer erläutert : An dem Schaltritzel 84 befinden sich die Mitnehmerstege 134 (Fig. 10) bildenden No- cken 140, die im Eingriff mit die Federn 132 der Fig. 10 bildenden Federbalken 142 ste- hen. Das Schaltritzel 84 besteht idealer Weise aus Sinterwerkstoff. Alternativ ist auch verstärkter Kunststoff möglich. Die Nabe 130 dient der Aufnahme und Vorspannung der Federbalken 142. In Fig. 12 sind Aufnahmefenster 144 dargestellt. In ihrem unteren Be- reich sind die Aufnahmefenster 144 in zwei Segmente 146 aufgeteilt, um eine feste Ein- spannung der Federbalken 142 zu gewährleisten. Flanken 148 bilden eine Abstützung für die zum Aufspreizen neigenden Federbalken 142. Dadurch werden die Federbalken 142 auf ein bestimmtes Kraftniveau vorgespannt. Über eine Mitnahmeverzahnung 150

wird die Federkraft an der Schaltwelle 26 abgestützt. Die Nabe 130 kann alternativ auch als Bestandteil der Schaltwelle 26 in Form eines gespritzten Kunststoffteils ausgeführt sein.

Die Mantelfläche 152 dient als Gleitlagerfläche zur Abstützung der Rotation der Schalt- welle 26 beim Schalten. Als Gegenlagerfläche wirkt der Innendurchmesser 154 des Zahnsegmentrings 90 (Fig. 13), der das Übertragungselement für die Wählbewegung ist. Es ist daher vorteilhaft, die Nabe 130 aus einem Werkstoff mit Gleitlagereigen- schaften herzustellen, beispielsweise als Kunststoff-Spritzgussteil.

Die Federbalken 142 (Fig. 11) sind als einseitig fest eingespannte Träger ausgeführt. I- dealer Weise sind bei Einzelbalken über Stege 156 miteinander verbunden. Dabei ist unbedingt erforderlich, dass ein Steg 156 fest zwischen dem Segment 158 (Fig. 12) und der Schaltwellenfläche 160 fixiert wird.

Fig. 14 zeigt ein Segment 162, das die Begrenzung für den Verdrehwinkel innerhalb der Federkennlinie realisiert. Durch Lücken 164 reichen die Nocken 140 (Fig. 11), die der Fläche 166 entsprechen, die die vorgespannten Federbalken 142 bilden. Dadurch lässt sich ein Verdrehwinkel zum Aufspannen der Federbalken 142 innerhalb des Maßes 168 realisieren. Liegen die Nocken 140 nach der Verdrehung an den Flächen 168 an, so wird das Drehmoment über die Mitnehmerverzahnung 150 formschlüssig auf die Schaltwelle 26 übertragen.

Das Segment 162 ist ein separates Sinterbauteil und kann als Bestandteil der Schalt- welle 26 ausgeführt werden.

Insgesamt wird mit der geschilderten Schaltelastizitätseinheit somit eine begrenzte Verdrehbarkeit zwischen dem Schaltritzel 84 und der Nabe 130 bzw. der fest mit der Nabe verbundenen Schaltwelle 26 erzielt.

Anhand der Fig. 15 werden Im Folgenden Grundfunktionen der Schaltwelle bezüglich der Funktionalität Schalten und Sperren mit und ohne Active Interlock erläutert, wie sie an sich aus dem Stand der Technik bekannt sind. Der untere und obere Begrenzung für

den Wählweg über alle Gassen wird über den Schaltpin 30, einen Schaltwellenabsatz 170 und einen gehäusefesten Anschlag 172 definiert. Die Schaltwelle 26 kann sich in- nerhalb des vom Schaltwellenabsatz 170 und Schaltpin 30 vorgegebenen Maßes 174 bewegen.

Anhand der Figuren 16 bis 20 wird der Aufbau der Schaltwelle 26 genauer erläutert.

Die dargestellte Schaltwelle 26 besteht vorteilhafter Weise aus wenigstens einem Kunststoff-Spritzgussteil 176. Funktionell höher beanspruchte Flächen, wie die Schalt- pins 30, die Flächen 178 und die Kanten 180, die in Anlage an die Schaltgabeln oder Führungen (Fig. 2) kommen, sind bevorzugt aus Metall mit guter Oberflächenqualität.

Der mittlere Bereich 182 kann zur Erhöhung der Torsionssteifigkeit gefüllt ausgeführt werden. Der Bereich 182 sowie Sperrflächen 184 und 186 sind vorteilhafter Weise ver- rippt ausgeführt. Dadurch wird die Steifigkeit erhöht und die Schwindung beim Spritz- gießen vermindert. Die Mantelfläche des vorderen Endes 28 der Schaltwelle dient zur Lagerung am Getriebegehäuse. Dieser Bereich kann ebenso wie weitere Bereiche als Rohr oder Stange 188 aus Stahl beim Spritzgießen eingelegt werden. Je nach Länge des Stangenmaterials kann die Verankerung in der Nähe des unteren oder oberen Schaltpins 30 liegen.

Figuren 17 bis 20 zeigen im Querschnitt vier Ausführungsvarianten der höher bean- spruchten Bereiche Schaltpin 30 und Fläche 178. Als Grundprinzip ist vorgesehen, ge- zogene oder gestanzte Bleche zu verwenden, die als Segmente beim Spritzgießen in die Form eingelegt werden oder auf den gespritzten Grundkörper der Schaltwelle auf- gebracht, beispielsweise aufgeklipst, werden.

Fig. 17 zeigt eine Variante, bei der ein Blechsegment 189 ganzheitlich durch Umformen hergestellt wird und in die Spritzform eingelegt wird. In Bereichen B und C sind fenster- artige Öffnungen vorgesehen, die zur Verankerung zwischen dem Grundkörper 176 der Lagerwelle 26 und dem Blechsegment 189 führen.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 18 ist das Blechsegment 190 aus zwei Einzeltei- len D hergestellt, die durch Laserschweißung 192 verbunden sind. Die Verbindung mit dem Grundkörper 176 erfolgt wie bei Fig. 17.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 19 wird das gesamtheitlich hergestellte Blech- segment 189 auf den gespritzten Kunststoffkörper 176 in dessen Vertiefung E auf- geklipst.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 20 werden zwei symmetrische Blecheinzelteile 194 in in Längsrichtung der Schaltwelle 26 verlaufende, am Kunststoffgrundkörper ausgebildete Nuten G eingeschoben.

Die Ausführung der Schaltwelle 26 als Spritzgussteil bringt im Vergleich zu einer Aus- führung aus Stahl ein erhebliche Gewichts-und Herstellkostenverminderung. Durch die Verrippungen und die Ausbildung von bestimmten Flächen und Kanten aus Blech kön- nen die gleichen Steifigkeits-und Festigkeitsverhältnisse und Dauerhaltbarkeitseigen- schaften erzielt werden, wie bei einer herkömmlichen Schaltwelle aus Stahl.

Für die Schaltpräzision ist ein saubere Führung der Schaltwelle derart erforderlich, dass der Schaltpin 30 sicher in die einzelnen Schaltgassen bewegt werden kann, in der die Schaltgabeln angeordnet sind. Für diese Führung sind gemäß Fig. 21 die in der oberen Hälfte schematisch eine Aufsicht und in der unteren Hälfte schematisch einen Quer- schnitt zeigt, an der Schaltwelle 26 Stifte 196 in gegenseitigem axialem Abstand ange- ordnet. Die Anzahl der Stifte ist um 1 größer als die Anzahl der möglichen Schaltgassen des Getriebes. Der Mittenabstand zweier benachbarter Stifte 196 entspricht genau dem Abstand zweier benachbarter Schaltgassen 198.

Bei Drehung der Schaltwelle 26 schließen zwei benachbarte Stifte 196 eine Ringschei- be 200 ein, bzw. nehmen die Ringscheibe 200 zwischen sich auf, die mit dem Getrie- begehäuse 20 starr verbunden ist. Dadurch ist für die Schaltwelle 26 die Bewegung in axialer Richtung blockiert und es ist sichergestellt, dass sich der Schaltpin nur in einer Schaltgasse 198 befindet.

Anhand der Figuren 22 und 23 wird die geschilderte Funktionseinheit der Gassenfüh- rung genauer erläutert.

Zylindrische Stifte 196 sind in die Schaltwelle 26 eingepresst oder eingespritzt. Die Stifte bestehen vorteilhafter Weise aus Metall. Die Achse der Stifte 196 schneidet die Achse der Schaltwelle 26, so dass beide den gleichen Drehmittelpunkt haben.

Ein zylindrischer Gehäuseteil 202 ist starr mit dem Gehäuse 20 der Betätigungseinheit verbunden oder einteilig damit ausgebildet. Das dargestellte Stirnende des zylindri- schen Gehäuseteils 202 bildet insgesamt die Ringscheibe 200, die einen Ausschnitt 204 aufweist, durch den sich die Stifte 196 durchbewegen können, wenn sich die Schaltwelle 26 in einem vorbestimmten Drehstellungsbereich befindet. Der Innen- durchmesser des Gehäuseteils 202 bzw. der Ringscheibe 200 ist derart ausgebildet, dass er die Schaltwelle führt.

Die Breite des Ausschnitts 204 ist mindestens so groß wie der Durchmesser der Stifte 196. Wenn die Schaltwelle 26 verdreht wird, nehmen zwei benachbarte Stifte 196 die Ringscheibe 200 zwischen sich auf, so dass die Schaltwelle 26 dann nicht axial ver- schoben werden kann.

Die Breite bzw. der Winkelbereich des Ausschnitts 204 kann in Verbindung mit einem sogenannten Active Interlock derart sein, dass unabhängig von der Schaltgassenebene, in der sich der Schaltfinger befindet, durch Rotation innerhalb des Winkelbereiches des Ausschnitts 204 jeder eingelegte Gang ausgelegt wird. Der Winkelbereich des Aus- schnitts 204 der Fig. 22 ist symmetrisch zur Neutralstellung des Schaltfingers zwischen zwei Schaltgassen.

Gem. Fig. 23 kann der in Fig. 22 nicht eingetragene Schwenkwinkel 2a halbiert sein und gegenüber Fig. 22 unsymmetrisch bzw. in einer Hälfte des Ausschnitts 204 der Fig.

23 angeordnet sein. Der Winkel a (Fig. 23) grenzt einseitig an die Neutralstellung und ist gleich dem Schwenkwinkel zuzüglich dem Durchmesser der Stifte 196 entsprechen.

Die bezüglich der Neutralstellung unsymmetrischen Ausbildung des Ausschnitts 204

(Fig. 23) hat für die Ansteuerung der Schaltwelle 26 den Vorteil, dass die Position Neut- ral-Mitte als Anschlag über die Stifte 196 detektiert werden kann.

Die beschriebene Ausführung der Gassenführung hat den Vorteil, dass funktional oh- nehin vorhandene Bauteil mitbenutzt werden (der zylindrische Gehäuseteil 202 ist vor- teilhafter Weise der anhand Fig. 7 beschriebene Zylinder 110). Der vorhandene Bau- raum wird dadurch optimal genutzt. Es ist nur ein Minimum an Bauteilen erforderlich.

Es versteht sich, dass das beschriebene Ausführungsbeispiel in vielfältiger Weise ab- geändert werden kann und beschriebene Merkmale einzeln oder in unterschiedlicher Kombination vorhanden sein können. Die Anmelderin behält sich vor, Schutz für einzel- ne Merkmale auch ohne Kombination mit anderen Merkmalen zu beanspruchen, bei- spielsweise auch ein Verfahren zur Herstellung der als Verbundteil ausgebildeten Schaltwelle.

Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvorschläge oh- ne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmalskombination zu beanspruchen.

In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspru- ches hin ; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbstständigen, gegen- ständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.

Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik am Prio- ritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Teilungserklärungen zu machen.

Sie können weiterhin auch selbstständige Erfindungen enthalten, die eine von den Ge- genständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.

Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Viel- mehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen und Modi- fikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzel- nen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen so- wie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw.

Elementen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegens- tand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf-und Arbeitsverfahren betreffen.