CN107435735A - 用于车辆变速器的操纵设备 - Google Patents

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CN107435735A CN201710257835.9A CN201710257835A CN107435735A CN 107435735 A CN107435735 A CN 107435735A CN 201710257835 A CN201710257835 A CN 201710257835A CN 107435735 A CN107435735 A CN 107435735A
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Abstract

本发明涉及一种用于车辆变速器的操纵设备(100)，所述操纵设备(100)具有壳体(108)、带有定子(114)和转子(116)的电动机(102)和带有螺杆(118)和螺杆螺母(120)的操纵传动装置(104)，其中操纵设备(100)具有与螺杆(118)连接的耦联杆(106)，以便在结构上和/或在功能上改进操纵设备(100)。

Description

用于车辆变速器的操纵设备
技术领域
本发明涉及一种用于车辆变速器的操纵设备，所述操纵设备具有壳体、带有定子和转子的电动机和带有螺杆和螺杆螺母的操纵传动装置。
背景技术
从DE 10 2009 013 404 A1中已知一种变速器执行器，用于操纵具有多个挡位的自动换挡变速器，其中换挡轴可由至少一个电动机驱动成转动和纵向运动，并且借助于一个运动选择挡位，并且借助于另一运动换挡，其中在换挡变速器和至少一个电动机之间设有壳体，在所述壳体中封装地容纳有执行器传动机构。
从WO 2015/149775 A1中已知一种用于操纵离合器的执行器，其中包括马达模块和操纵模块。马达模块能够选择性地与液压模块或机械模块连接。马达模块和/或操纵模块具有马达法兰，用于选择性地连接。马达模块和/或操纵模块具有至少一个壳体凸缘，用于与壳体连接。
发明内容
本发明基于下述目的，在结构上和/或在功能上改进开始提到的操纵设备。
所述目的借助一种操纵设备来实现。
操纵设备尤其用于与自动变速器、如变矩器自动变速器一起应用。这种车辆变速器具有操纵轴。操纵轴是可转动的，以便在车辆变速器中设定工作模式，如P(驻车)、R(倒车)、N(空挡)、D(前进)。松开用P表示的驻车位置通常需要与其他操纵相比提高的力耗费，在所述驻车位置中车辆变速器是机械锁定的。电动机用于产生转动运动。操纵传动装置用于将电动机的转动运动变换成线性运动。螺杆可轴向移动。耦联杆也能够称作为连杆。耦联杆用于将螺杆与车辆变速器、尤其与车辆变速器的操纵轴运动学连接。耦联杆尤其用于传递牵引力和/或压力。借此，能够实现将操纵运动传递至车辆变速器。
只要没有另作说明，或者从上下文中没有得出其他内容，那么说明“轴向地”、“径向地”和“沿环周方向”涉及操纵纵轴线的延伸方向。那么“轴向地”对应于操纵纵轴线的延伸方向。那么“径向地”是垂直于操纵纵轴线并且与操纵纵轴线相交的方向。那么“沿环周方向”对应于围绕操纵纵轴线的圆弧方向。
优选的是，操纵设备具有操纵纵轴线和线性滑动引导装置，所述线性滑动引导装置具有至少一个沿着操纵纵轴线延伸的槽和至少一个与至少一个槽相配合的突起。借此，将横向力导入到壳体中，以减轻螺杆负荷。
在一个优选的实施方案中，线性滑动引导装置设置在螺杆上。适当地，至少一个槽设置在壳体上。
有利的是，操纵设备具有至少一个铰接件，用于将螺杆和耦联杆彼此铰接连接。至少一个铰接件能够实现耦联杆的枢转和减少螺杆受到的弯曲力的负荷。为了将螺杆和耦联杆彼此铰接连接，操纵设备优选具有第一转动铰接件和第二转动铰接件，或者具有十字铰接件。已经证实为适当的是，第一转动铰接件的转动轴线和第二转动铰接件的转动轴线相互成角度地、尤其成直角地设置。借助于转动铰接件或十字铰接件实现自由度f＝2。
有利的是，线性滑动引导装置设置在螺杆的朝向至少一个铰接件的端部上。借此，实现尤其有效地减少螺杆受到的横向力负荷。同样优选的是，线性滑动引导装置设置在至少一个铰接件上和/或设置在耦联杆上。
当操纵设备为了可转动地支承转子而具有角接触球轴承、尤其四点轴承时，得到特别的优点。借此，在结构宽度小的情况下，实现沿两个方向尤其高的径向承载能力和尤其高的轴向承载能力。能够实现沿螺杆的牵拉方向和按压方向提高的操纵力。
根据一个优选的实施方案，螺杆螺母具有径向接片部段和/或至少一个锥形部段。借此，实现进一步减少螺杆受到的横向力负荷或作用于螺杆的轴向力的更好的分布。此外，提高螺杆螺母的抗磨损性和承载能力。
基于一个优选的实施方案，螺杆螺母由塑料制成。借此，降低对操纵传动装置的润滑的要求。有利的是，螺杆螺母构成为具有铰接球部分和铰接球窝部分的铰接螺杆螺母。借此，实现操纵传动装置的尤其高的可负荷性，并且能够传递更高的力或力矩。
总而言之并且换言之，通过本发明因此还得到用于自动变速器的在双侧作用的操纵执行器，其中所述操纵执行器具有在壳体中的力支撑装置。
马达的或传动装置的支承优选构成为在两侧传递力的四点轴承。这能够实现非常紧凑的、价格低的并且易于安装的执行器。
由于经由连接连杆连接到操纵杆上，出现横向力，尤其在执行器的移出状态中应减少螺杆受到的所述横向力的负荷。为了避免所述负荷，当前在螺杆铰接件的区域中在前部的螺杆端部上的转矩支撑和横向力支撑经由呈槽块形式的突起进行，所述突起尤其在执行器壳体中的相应的槽中滑动。因此，螺杆本身保持为无横向力(关于杆力)。
构件的能够引起螺杆不完全位于中心位置的安装和尺寸公差同样产生作用于螺杆的横向力。为了将所述横向力保持得小，螺杆螺母优选地构成为(弹性的)塑料件，所述塑料件具有轴向短地构造的(薄的)径向接片。
为了提高的要求，替选地，螺母能够多件式地构成。对此，优选在同样多件式地构成的铰接球窝中容纳铰接螺杆螺母，所述铰接螺杆螺母具有球形的外形和至少一个径向突起用于传递转矩。通过所述构造，能够传递所需的转矩，然而螺母能够在转子中铰接地倾斜。
除此之外，螺杆螺母的围绕螺纹的区域适当地锥形地构成。由于从中引起的弹性，与在相同长度的刚性构件中相比，轴向力分布在更长的螺纹区域中。由此提高螺杆螺母的抗磨损性和承载能力。
此外优选地，钢螺杆/塑料螺母配对减少对构件润滑的要求，使得对构件的一次性涂油是足够的。
为了能够补偿执行器在变速器上的安装公差，优选附加设有连杆铰接件。借此，同样能够减少横向力进而减少执行器负荷。
根据本发明的操纵设备能够与车辆变速器的不同的变型形式一起使用。操纵设备可通用地使用。沿螺杆的按压方向和牵拉方向能够实现提高的操纵力。在减小螺杆的负荷时，横向力支撑在壳体上。将横向力线尽可能直接导入到壳体中，以便很大程度上绕过螺杆。减小负荷。提高使用寿命。改进或实现安装和/或尺寸公差的补偿。
附图说明
下面，参考附图详细描述本发明的实施例。从所述描述中得到其他特征和优点。这些实施例的具体的特征能够是本发明的常规特征。这些实施例的与其他特征关联的特征也能够为本发明的单独特征。
附图示意地并且示例地示出：
图1示出操纵设备的剖面图，所述操纵设备具有电动机、操纵传动装置和用于与自动变速器连接的耦联杆，
图2局部地示出操纵设备的立体图，所述操纵设备具有电动机、操纵传动装置、用于与自动变速器连接的耦联杆和用于在壳体侧横向力支撑的线性滑动引导装置的突起，
图3局部地示出操纵设备的立体剖面图，所述操纵设备具有电动机、操纵传动装置、用于与自动变速器连接的耦联杆和用于在壳体侧横向力支撑的线性滑动引导装置的槽，
图4示出操纵设备的剖面图，所述操纵设备具有电动机、操纵传动装置、用于与自动变速器连接的耦联杆和铰接螺杆螺母，和
图5示出操纵设备在自动变速器上的设置变型形式。
具体实施方式
图1示出操纵设备100的剖面图，所述操纵设备具有电动机102、操纵传动装置104和用于与机动车的自动变速器连接的耦联杆106。
操纵设备100用于操纵在此未示出的变矩器自动变速器。自动变速器具有操纵轴。操纵轴是可转动的，以便在车辆变速器中设定工作模式，如P(驻车)、R(倒车)、N(空挡)、D(前进)。松开用P表示的驻车位置需要相对于其他操纵提高的力耗费，在所述驻车位置中车辆变速器是机械锁定的。操纵轴在端侧具有四边形轮廓。
操纵设备100具有壳体108。壳体108用于容纳电动机102、电子部件110和操纵传动装置104以及用于在车辆侧固定操纵设备。电子部件110用于控制电动机102，插头112用于接触电子部件110。
电动机102具有固定至壳体的定子114和可转动的转子116。为了可转动地支承转子设有四点轴承117。操纵传动装置104具有可轴向限界地移动的螺杆118和可转动的且轴向固定的螺杆螺母120。螺杆118具有外螺纹，螺杆螺母120具有相配合的内螺纹。转子116和螺杆螺母120彼此抗扭地连接。螺杆118和耦联杆106彼此铰接地连接。耦联杆106铰接地与可枢转的操纵杆122连接。操纵杆122在端侧具有四边形开口124，所述四边形开口用于将操纵杆122与车辆变速器的操纵轴抗扭地连接。波纹管125在一侧与壳体108连接并且在另一侧与耦联杆106连接。
螺杆螺母120具有套筒形的径向内部部段、套筒形的径向外部部段和径向接片部段126，所述径向接片部段将径向内部部段和径向外部部段彼此连接。在径向内部部段上，在内侧设置有螺杆螺母120的内螺纹。径向内部部段从径向接片部段126开始锥形地朝螺杆螺母120的轴向端部伸展。径向内部部段因此也称作为锥形部段128。螺杆螺母120由塑料制成。借此，减少对润滑的要求。径向接片部段126具有弹性，使得尤其补偿安装或尺寸公差。
螺杆铰接件130和耦联杆铰接件132用于铰接地连接螺杆118和耦联杆106。螺杆铰接件130和耦联杆铰接件132分别构成为转动铰接件，转动轴线相对于彼此成直角地伸展并且轴向地彼此间隔开。构成为转动铰接件的杆铰接件134用于将耦联杆106和操纵杆122铰接地连接。当前，螺杆铰接件130的和杆铰接件134的转动轴线彼此平行地设置。
电动机102用于产生转动运动。操纵传动装置104用于将电动机102的转动运动变换成线性运动。耦联杆用于将螺杆与车辆变速器、尤其与车辆变速器的操纵轴运动学连接。耦联杆尤其用于传递牵引力和/或压力。借此，能够实现将操纵运动传递至车辆变速器。
在操纵设备100运行时，从电控制器开始，经由插头112将电信号传导至电子部件110并且控制电动机102，使得转子116转动。转子116的转动引起螺杆螺母120的转动。经由螺杆螺母120的内螺纹和螺杆118的外螺纹，螺杆118沿着操纵纵轴线136轴向移动，进而耦联杆106也轴向移动。耦联杆106的轴向移动引起操纵杆122的枢转，进而引起车辆变速器的操纵轴的转动。借助于螺杆铰接件130和耦联杆铰接件132避免或减小作用于螺杆118的横向力。
图2局部地示出操纵设备200的立体图，所述操纵设备具有电动机202、带有螺杆的操纵传动装置、用于与自动变速器连接的耦联杆204和用于壳体侧横向力支撑的线性滑动引导装置的突起206。在图2中还可见螺杆铰接件208、耦联杆铰接件210、波纹管212和操纵纵轴线214。
突起206在螺杆铰接件208的区域中设置在螺杆上并且具有槽块状的形状，所述槽块状的形状具有沿操纵纵轴线214的延伸方向伸展的长度。在操纵设备200的在此没有示出的壳体中设置有沿操纵纵轴线214的延伸方向伸展的槽。槽和突起206具有几何形状互补地相配合的横截面。设置在螺杆上的突起206在设置在壳体中的槽中沿操纵纵轴线214的延伸方向被引导。在当前的视图中，在后侧在螺杆上设置有另一突起，如突起206，所述另一突起在壳体的另一槽中被引导。借此，在操纵设备200运行时出现的横向力直接导入到壳体中，以绕过螺杆，并且避免或减少横向力对螺杆的影响。此外，补充地尤其参照图1和所属的描述。
图3局部地示出操纵设备300的立体剖面图，所述操纵设备具有电动机、带有螺杆302的操纵传动装置、用于与自动变速器连接的耦联杆304和用于壳体侧横向力支撑的线性滑动引导装置的槽306。在图3中还可见螺杆铰接件308、耦联杆铰接件310、壳体312、波纹管314和操纵纵轴线316。
在耦联杆304上，在耦联杆铰接件310的区域中设置有在当前视图中不可见的突起。设置在耦联杆304上的突起在设置在壳体312中的槽306中沿操纵纵轴线316的延伸方向被引导。操纵设备300具有另一突起和另一槽，如槽306。此外，补充地尤其参考图1和图2以及所属的描述。
图4示出操纵设备400的剖面图，所述操纵设备具有电动机402、操纵传动装置404、用于与自动变速器连接的耦联杆406和铰接螺杆螺母408。在图4中还可见插头410、电子部件412、壳体414、电动机402的定子416和转子418、四点轴承420、螺杆422、螺杆铰接件424、耦联杆铰接件426、波纹管428、杆铰接件430、带有四边形开口434的操纵杆432和操纵纵轴线436。
铰接螺杆螺母408多件式地构成并且具有铰接球部分438和铰接球窝部分440。铰接球部分438和铰接球窝部分440关于操纵纵轴线436彼此抗扭地连接，以传递转矩。围绕垂直于操纵纵轴线436的转动轴线，铰接球部分438在铰接球窝部分440中受限地转动。为了关于操纵纵轴线436抗扭地连接并且为了关于垂直于操纵纵轴线的转动轴线受限地转动连接，铰接球部分438具有至少一个突起，所述突起一方面形状配合地、并且另一方面可运动地在铰接球窝部分440中被引导。在其他实施方案中，铰接球窝部分能够具有至少一个突起。
铰接螺杆螺母408尤其适合于传递提高的力和力矩。此外，补充地尤其参考图1、图2和图3以及所属的描述。
图5示出操纵设备508的、如根据图1的操纵设备100、根据图2的操纵设备200、根据图3的操纵设备300或根据图4的操纵设备400在自动变速器上的设置变型形式500、502、504、506。在根据图5的设置变型形式500中可见耦联杆510、在耦联杆510上的力方向512、杆铰接件514、操纵杆516、变速器连接装置518和在变速器连接装置518上的操纵转动方向520。在车辆变速器中，借助于操纵设备508可设定工作模式P(驻车)、R(倒车)、N(空挡)、D(前进)。
操纵设备508能够与车辆变速器的不同的变型形式一起使用。在设置变型形式500中，解除工作模式P通过沿逆时针方向和操纵设备508的牵拉方向转动车辆变速器的操纵轴来进行。沿相同的操纵方向紧接着工作模式R、N、D。在设置变型形式502中，解除工作模式P通过沿逆时针方向和沿操纵设备508的按压方向转动车辆变速器的操纵轴来进行。沿相同的操纵方向紧接着工作模式R、N、D。在设置变型形式504中，解除工作模式P通过沿顺时针方向和沿操纵设备508的按压方向转动车辆变速器的操纵轴来进行。沿相同的操纵方向紧接着工作模式R、N、D。在设置变型形式506中，解除工作模式P通过沿顺时针方向和沿操纵设备508的牵拉方向转动操纵轴来进行。沿相同的操纵方向紧接着工作模式R、N、D。此外，补充地尤其参考图1、图2、图3和图4以及所属的描述。
附图标记列表：
100 操纵设备
102 电动机
104 操纵传动装置
106 耦联杆
108 壳体
110 电子部件
112 插头
114 定子
116 转子
117 四点轴承
118 螺杆
120 螺杆螺母
122 操纵杆
124 四边形开口
125 波纹管
126 径向接片部段
128 锥形部段
130 第一转动铰接件，螺杆铰接件
132 第二转动铰接件，耦联杆铰接件
134 杆铰接件
136 操纵纵轴线
200 操纵设备
202 电动机
204 耦联杆
206 突起
208 第一转动铰接件，螺杆铰接件
210 第二转动铰接件，耦联杆铰接件
212 波纹管
214 操纵纵轴线
300 操纵设备
302 螺杆
304 耦联杆
306 槽
308 第一铰接件，螺杆铰接件
310 第二铰接件，耦联杆铰接件
312 壳体
314 波纹管
316 操纵纵轴线
400 操纵设备
402 电动机
404 操纵传动装置
406 耦联杆
408 螺杆螺母，铰接螺杆螺母
410 插头
412 电子部件
414 壳体
416 定子
418 转子
420 四点轴承
422 螺杆
424 第一转动铰接件，螺杆铰接件
426 第二转动铰接件，耦联杆铰接件
428 波纹管
430 杆铰接件
432 操纵杆
434 四边形开口
436 操纵纵轴线
438 铰接球部分
440 铰接球窝部分
500 设置变型形式
502 设置变型形式
504 设置变型形式
506 设置变型形式
508 操纵设备
510 耦联杆
512 力方向
514 杆铰接件
516 操纵杆
518 变速器连接装置
520 操纵转动方向

Claims (10)

1.一种用于车辆变速器的操纵设备(100，200，300，400，508)，所述操纵设备(100，200，300，400，508)具有壳体(108，312，414)、带有定子(114，416)和转子(116，418)的电动机(102，202，402)和带有螺杆(118，302，422)和螺杆螺母(120，408)的操纵传动装置(104，404)，
其特征在于，
所述操纵设备(100，200，300，400，508)具有与所述螺杆(118，302，422)连接的耦联杆(106，204，304，406，510)。
2.根据权利要求1所述的操纵设备(100，200，300，400，508)，
其特征在于，
所述操纵设备(100，200，300，400，508)具有操纵纵轴线(136，214，316，436，520)和线性滑动引导装置，所述线性滑动引导装置具有至少一个沿所述操纵纵轴线(136，214，316，436，520)延伸的槽(306)和至少一个与至少一个所述槽(306)相配合的突起(206)。
3.根据权利要求2所述的操纵设备(200，400，508)，
其特征在于，
所述线性滑动引导装置设置在所述螺杆(118，422)上。
4.根据权利要求2至3中至少一项所述的操纵设备(100，200，300，400，508)，
其特征在于，
至少一个所述槽(306)设置在所述壳体(108，312，414)上。
5.根据上述权利要求中至少一项所述的操纵设备(100，200，300，400，508)，
其特征在于，
所述操纵设备(100，200，300，400，508)具有至少一个铰接件(130，132，208，210，308，310，424，426)，用于将所述螺杆(118，302，402)和所述耦联杆(106，204，304，406，510)彼此铰接连接。
6.根据上述权利要求中至少一项所述的操纵设备(100，200，300，400，508)，
其特征在于，
所述操纵设备(100，200，300，400，508)具有第一转动铰接件(130，208，308，424)和第二转动铰接件(132，210，310，426)或十字铰接件，用于将所述螺杆(118，302，422)和所述耦联杆(106，204，304，406，510)彼此铰接连接。
7.根据上述权利要求中至少一项所述的操纵设备(100，200，300，400，508)，
其特征在于，
所述操纵设备(100，200，300，400，508)具有角接触球轴承，尤其四点轴承(117，420)，用于能转动地支承所述转子。
8.根据上述权利要求中至少一项所述的操纵设备(100，200，300，400，508)，
其特征在于，
所述螺杆螺母(120)具有径向接片部段(126)和/或至少一个锥形部段(128)。
9.根据上述权利要求中至少一项所述的操纵设备(100，200，300，400，508)，
其特征在于，
所述螺杆螺母(120，408)由塑料制成。
10.根据上述权利要求中至少一项所述的操纵设备(400)，
其特征在于，
所述螺杆螺母(408)构成为具有铰接球部分(438)和铰接球窝部分(440)的铰接螺杆螺母。
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