DE102005000886A1

DE102005000886A1 - Getriebeeinrichtung und Betätigungsvorrichtung zum Betätigen eines Getriebes, insbesondere Kraftfahrzeuggetriebes

Info

Publication number: DE102005000886A1
Application number: DE200510000886
Authority: DE
Inventors: Steve Orton
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2004-01-24
Filing date: 2005-01-07
Publication date: 2005-08-11
Anticipated expiration: 2025-01-08
Also published as: DE102005000886B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für ein mehrere Gangstufen aufweisendes Getriebe, insbesondere Kraftfahrzeuggetriebe, mit einem Schaltelement, insbesondere Schaltfinger, welches zum Schalten drehbeweglich und zum Wählen in Richtung seiner Drehachse beweglich angeordnet ist, und mit einer ersten drehbeweglichen Welle, die zum Erzeugen einer Drehbewegung des Schaltelements drehfest mit diesem verbunden ist, und mit einer zweiten drehbeweglichen Welle, die mit dem Schaltelement zum Erzeugen einer durch Verdrehen der zweiten Welle bewirkbaren axialen Verlagerung des Schaltelements in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachsen der ersten Welle und der zweiten Welle und des Schaltelements identisch sind; sowie eine Getriebeeinrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung zum Betätigen eines mehrere Gangstufen aufweisenden Getriebes, insbesondere Kraftfahrzeuggetriebes, sowie eine Getriebeeinrichtung, insbesondere Kraftfahrzeuggetriebeeinrichtung.
In Kraftfahrzeugen werden häufig elektromechanische Aktoren bzw. Betätigungsvorrichtungen zum Betätigen des Getriebes eingesetzt, die beispielsweise an das Getriebe montiert sind und zum automatisierten Wechseln der Gänge verwendet werden. Die Bauteile, die dabei die Gangwechsel bewirken, führen lineare Bewegungen bzw. Drehbewegungen aus. Dies wird üblicherweise über Elektro- bzw. Gleichstrommotoren, ein Steuerungssystem und Mechanismen erreicht, die an die Getriebegröße, Konfiguration und Raumanforderungen angepasst sind. Einige derartige Mechanismen sind derart, dass sie eine sehr feinfühlige Steuerung erfordern und/oder sehr komplex gestaltet sind und/oder unerwünschte Kräfte gestaltungsimmanent auftreten. Dies kann zu teuren, störanfälligen und großen Bauraum erfordernden Getriebeaktoren bzw. Betätigungsvorrichtungen führen.

Bekannt ist, zur Betätigung von Kraftfahrzeuggetrieben einen Schaltwalzen-Aktor bzw. einer eine Betätigungsvorrichtung mit einer Schaltwalze einzusetzen. Derartige Gestaltungen weisen genau einen Gleichstrom- bzw. Elektromotor auf, sowie genau eine zylindrische Kurve bzw. Schaltwalze, in die kulissenartige Nuten eingebracht sind, und die sowohl die Schalt- als auch die Drehbewegungen für das Getriebe erzeugt. An Schaltgabeln, die dem Getriebe zugeordnet sind, sind Elemente angeordnet, die bei einer Drehbewegung der Schaltwalze in den Nuten gleiten, und somit nach Art einer Zwangsführung das Ein- und Auslegen von Gängen ermöglichen. Bei den bekannten Gestaltungen dieser Art ist die Schaltreihenfolge der Gänge allerdings genau auf eine Schaltreihenfolge festgelegt, die durch den Verlauf der Schaltwalzenkulisse festgelegt ist. Derartige Gestaltungen sind beispielsweise für Parallelschaltgetriebe, bei denen Gänge vorgewählt werden sollen, weniger geeignet.

Bekannt sind ferner Getriebeaktoren bzw. Betätigungsvorrichtungen, die einen Stirnantrieb verwenden, um eine Drehbewegung eines ersten Elektromotors, dem Wählmotor, in eine lineare Wählbewegung zu wandeln. Das Stirnrad ist dabei entkoppelt von dem Mechanismus, der eine Drehbewegung des Schaltfingers erzeugt. Bei solchen Systemen wird üblicherweise vom Wählmotor ein Stirnrad angetrieben, das in eine Zahnstange eingreift, so dass beim Drehen des Stirnrades diese Zahnstange linear bewegt wird, um das Wählen zu bewirken, bzw. den Schaltfinger axial bzw. linear zu bewegen. Das Drehen bzw. Verschwenken des Schaltfingers wird mittels einer Stirnradpaarung erreicht, von denen eines drehfest mit dem Schaltfinger verbunden ist und das andere vom einem Elektromotor, dem Schaltmotor, drehend angetrieben wird. Derartige Systeme erfordern stets eine Zahnstange.

4 zeigt eine Gestaltung, die interner Stand der Technik der Anmelderin ist. Diese Gestaltung weist einen nicht dargestellten Schaltmotor sowie eine Wählmotor 100 auf. Der Wählmotor 100 treibt drehend eine Gewindespindel 102 an, die mittels geeigneter Lager 104 axialfest angeordnet ist. In diese Spindel 102 greift eine Mutter-Gabel-Anordnung 106 ein, die eine Spindelmutter 108 sowie eine Gabel 110 aufweist. Ferner ist eine Führungsstange – und zwar als Längsführung 112 für die Mutter-Gabel-Anordnung 106 – vorgesehen. Die Gabel 110 greift in eine Hülse 114 ein, die drehfest auf einer Welle 116 angeordnet ist und den Schaltfinger 118 aufweist. Die Welle 116 kann mittels eines Schaltmotors drehend angetrieben werden und somit eine Schaltbewegung des Schaltfingers 118 bewirken. Zum Erzeugen der Wählbewegung wird die Spindel 102 drehend angetrieben, so dass die Spindelmutter 108 entlang der Spindel wandert, und über die in die Hülse 114 eingreifende Gabel 110, den Schaltfinger entlang der mit Keilverzahnung versehenen Welle 116 bewegt bzw. drückt. Die Gegenkeilverzahnung befindet sich an der Hülse 114. Ferner ist ein Gehäuse 120 vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Betätigungsvorrichtung für ein Getriebe, insbesondere Kraftfahrzeuggetriebe, zu schaffen, welches betriebssicher Stellbewegungen zum Betätigen eines Getriebes erzeugen kann und/oder bauraummäßig zumindest in Weiterbildungen kompakt gestaltet ist.

Erfindungsgemäß wird eine Betätigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder gemäß Anspruch 7 vorgeschlagen. Eine erfindungsgemäße Getriebeeinrichtung ist Gegenstand des Anspruchs 13. Bevorzugte Gestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Es ist insbesondere vorgesehen, dass das Schaltelement und die zweite Welle verschiedene, insbesondere relativbeweglich zueinander angeordnete, Teile sind.

Das Schaltelement weist in bevorzugter Gestaltung einen Schaltfinger bzw. Schaltnocken auf oder ist ein solcher. Sofern von Schaltfinger gesprochen wird kann dies auch ein Schaltnocken sein. Es kann vorgesehen sein, dass das Schaltelement von einer Hülse mit daran, bevorzugt im Wesentlichen radial und/oder bevorzugt fest, insbesondere axial und drehfest, angeordnetem Schaltfinger gebildet wird, bzw. der Schaltfinger an einer solchen Hülse entsprechend angeordnet ist. Das Schaltelement ist insbesondere für den Eingriff bzw. betätigenden Eingriff in ein Getriebe bzw. in Schaltmechanismen bzw. in Schaltschiene oder Schaltgabeln eines Getriebes. Beispielhafte Getriebegestaltungen werden im folgenden noch erwähnt; Getriebe, insbesondere Kraftfahrzeuggetriebe, weisen häufig Schaltschienen oder Schaltgabeln oder dergleichen auf, die jeweils mit Ausschnitten bzw. Schaltmäulern versehen sind, die Eingriffsbereiche für eine Betätigungsvorrichtung bilden. Insbesondere für Getriebegestaltungen mit derartigen Ausschnitten bzw. Schaltmäulern ist eine Gestaltung des Schaltelement mit bzw. als Schaltfinger besonders geeignet. Der Schaltfinger kann beispielsweise abgerundet gestaltet sein bzw. abgerundete Bereiche aufweisen und/oder eine Evolventenform aufweisen, und zwar insbesondere im senkrecht zu seiner Schwenk- bzw. Drehachse betrachteten Ebene. Das Schaltelement kann auch anders, also insbesondere ohne einen Schaltfinger auszubilden, gestaltet sein.

Das Schaltelement ist mit der erste Welle drehfest verbunden. Es kann vorgesehen sein, dass der Schaltfinger fest, also insbesondere dreh- und axialfest mit der ersten Welle verbunden ist. Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Schaltelement und die erste Welle einstückig sind. Die erste Welle mit Schaltelement kann aus einem einstückigen Rohling gefertigt sein; es kann auch vorgesehen sein, dass das Schaltelement unter Bildung einer nicht-lösbaren Verbindung, beispielsweise mittels Schweißen oder dergleichen, mit der ersten Welle verbunden ist; es kann auch vorgesehen sein, dass mittels geeigneter Haltemittel, wie beispielsweise Passfeder-Nut-Verbindung zur Erreichung einer drehfesten Verbindung und Sicherungsring-Nut-Verbindung und/oder Wellenmutter-Gewinde-Verbindung zur Erreichung einer axialfesten Verbindung, das Schaltelement im Wesentlichen fest an der ersten Welle angeordnet ist. Bevorzugt ist auch, dass das Schaltelement zwar drehfest, allerdings axialbeweglich am bzw. gegenüber der ersten Welle angeordnet ist. Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Schaltelement mit der ersten Welle über eine Keilverzahnung oder eine Passfeder-Nut-Verbindung verbunden ist; im Falle der angesprochenen Keilverzahnung ist bevorzugt vorgesehen, dass diese sich an der ersten Welle axial über einen längeren Bereich erstreckt, als eine entsprechende Gegen-Keilverzahnung am Schaltelement bzw. einem hiermit fest verbundenen Teil; im Falle einer Passfeder-Nut-Verbindung ist vorzugsweise vorgesehen, dass dasjenige der beiden Teile, also Passfeder oder Nut, das mit der ersten Welle fest verbunden ist bzw. dort im Wesentlichen fest aufgenommen wird, sich axial über einen längeren Bereich erstreckt, als das jeweils andere Teil an dem Schaltelement bzw. einem fest hiermit verbunden Element. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Schaltelement eine Hülse aufweist bzw. mit einer solchen fest verbunden ist und an dieser Hülse eine Gegen-Keilverzahnung bzw. Nut zur axialbeweglichen Aufnahme einer Passfeder bzw. Passfeder vorgesehen ist, wobei das jeweils andere Teil der drehfesten und axialbeweglichen Verbindung an der ersten Welle bzw. einem hiermit fest verbunden Teil angeordnet ist; eine solche Hülse kann beispielsweise radial außerhalb auf der ersten Welle angeordnet bzw. gelagert sein.

Die Dreh- bzw. Schwenkbeweglichkeit der ersten bzw. zweiten Welle ist insbesondere um Längsachse der jeweiligen Welle gegeben. Die erste bzw. die zweite Welle sind bevorzugt jeweils im Wesentlichen zylindrisch gestaltet, und zwar insbesondere hinsichtlich ihrer Außenmatelfläche und/oder – sofern als Hohlwelle gestaltet – hinsichtlich ihrer Innenmantelfläche, und zwar insbesondere hinsichtlich ihrer Grundform, also abgesehen von – sofern vorhanden – einer etwaigen Oberflächenprofilierung, Nut, Schaltelement, Keilverzahnung, Gewinde oder dergleichen.

Bezogen auf ihre jeweiligen Längsachse, sind die erste Welle und/oder die zweite Welle vorzugsweise jeweils im Wesentlichen radialfest angeordnet. Die zweite Welle ist vorzugsweise axialfest und dreh- bzw. schwenkbeweglich gelagert. Die erste Welle ist in bevorzugter Gestaltung vorzugsweise ebenfalls axialfest und dreh- bzw. schwenkbeweglich gelagert; diese Gestaltung ist besonders bevorzugt, wenn das Schaltelement in Axialrichtung beweglich gegenüber der ersten Welle angeordnet ist.

Bevorzugt ist auch, dass die erste Welle nicht nur dreh- bzw. schwenkbeweglich sondern auch axialbeweglich gelagert ist; diese Gestaltung ist besonders bevorzugt, wenn das Schaltelement axialfest an bzw. gegenüber dieser ersten Welle angeordnet ist, so dass bei einer Axialverschiebung der ersten Welle auch das Schaltelement axial bewegt wird.

Die Führungseinrichtung für das Eingriffselement ist vorzugsweise eine Wähl- bzw. Führungskurve bzw. eine Oberflächenprofilierung und besonders bevorzugt eine Nut. Die Führungseinrichtung kann beispielsweise von genau einer Nut gebildet werden, die in einer Oberfläche der ersten Welle oder der zweiten Welle oder des Schaltelements, bzw. eines mit einem dieser Teile axialfest, vorzugsweise fest, verbunden Teils, wie beispielsweise Hülse, angeordnet ist. Eine solche Oberfläche, an bzw. in welcher die Führungseinrichtung, insbesondere Oberflächenprofilierung, bevorzugt Nut, angeordnet sein kann, kann beispielsweise eine Außenoberfläche, insbesondere Außenmantelfläche, oder – insbesondere bei zumindest abschnittsweise hohler Gestaltung des betreffenden Teils, eine Innoberfläche, insbesondere Innenmantelfläche, sein. Bevorzugte Gestaltungen bzw. Formgestaltungen der Führungseinrichtung, insbesondere Wähl- bzw. Führungskurve bzw. Oberflächenprofilierung, insbesondere Nut werden an anderer Stelle dieser Offenbarung noch erläutert. Zur Vereinfachung wird im folgenden die Führungseinrichtung für das Eingriffselement bzw. die Oberflächenprofilierung auch als Nut bezeichnet, wobei anzumerken ist, dass die Gestaltung als Nut dort jeweils eine bevorzugte Gestaltung ist.

Die Nut windet sich bevorzugt um die – gemeinsame – Drehachse der ersten bzw. zweiten Welle bzw. des Schaltelements, und zwar insbesondere mit mehreren Windungen. Dies ist insbesondere so, dass der Anfang und das Ende einer jeweiligen Windung, und eine solche – jeweilige – Windung überdeckt insbesondere 360°-Winkel in Umfangsrichtung um die Drehachse gesehen, in axialer Richtung – bezogen auf diese Drehachse – beabstandet sind. Die Nut weist bevorzugt zwei – bezogen auf diese Drehachse der Wellen und des Schaltelements – axial beabstandete Enden auf, zwischen welchen sie sich mehrfach um diese Drehachse windet.

Das Eingriffselement ist vorzugsweise ein Stift, und zwar insbesondere wenn die Führungseinrichtung bzw. die Oberflächenprofilierung als Nut gestaltet ist. Vorzugsweise steht das Eingriffselement in permanentem Eingriff mit der Führungseinrichtung. Dies muss allerdings nicht bedeuten, dass jede Bewegung der Führungseinrichtung eine Bewegung des Schaltelements bewirkt, bzw. umgekehrt.

Es ist insbesondere vorgesehen, dass die zweite Welle und das Schaltelement zum Erzeugen einer durch Verdrehen der zweiten Welle bewirkbaren axialen Bewegung des Schaltelements in Wirkverbindung stehen, wobei diese Wirkverbindung bevorzugt mittels des Eingriffselements und der Nut erzeugt wird.

Die Nut kann dazu beispielsweise an bzw. in der Oberfläche der ersten Welle vorgesehen sein, und das Eingriffselement an der zweiten Welle, oder umgekehrt; dabei ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass die erste Welle und das Schaltelement fest, also insbesondere axial- und drehfest, verbunden sind.

Es kann auch vorgesehen sein, dass die Nut an bzw. in der zweiten Welle vorgesehen ist, und das Eingriffselement am Schaltelement, also beispielsweise Hülse eines Schaltelements oder Schaltfinger, oder umgekehrt; dabei ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass das Schaltelement fest mit der ersten Welle verbunden ist; gemäß einer anderen dabei bevorzugten Gestaltung ist das Schaltelement mit der ersten Welle dabei drehfest und axialbeweglich verbunden; beispielsweise kann dabei vorgesehen sein, dass das Schaltelement dabei eine bereits angesprochene Hülse aufweist oder mit einer solchen verbunden ist. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass eine solche Hülse, die besonders bevorzugt im Wesentlichen hohlzylindrisch gestaltet ist, unterschiedliche Innenmaße bzw. Innendurchmesser aufweist. Beispielsweise ist im Bereich eines kleineren Innendurchmessers eine Passfeder oder eine Keilverzahnung oder eine Nut für den Eingriff einer Passfeder für die drehfeste und axialbewegliche Verbindung mit der ersten Welle vorgesehen, und im Bereich eines größeren Innendurchmessers eine Nut für das Eingriffselement vorgesehen. Insbesondere wenn das Eingriffselement fest an der dem Schaltelement (bzw. Hülse) angeordnet ist, und die Nut, in welche dieses Eingriffselement eingreift, an der zweiten Welle, kann auch vorgesehen sein, dass eine solche Hülse nur einen Innendurchmesser aufweist.

Die Nut, in die das Eingriffselement eingreift, also die Nut für das Eingriffselement, weist bevorzugt erste Bereiche und zweite Bereiche auf, wobei die ersten Bereiche insbesondere so gestaltet und angeordnet sind, dass ein Verdrehen der zweiten Welle im Wesentlichen keine Axialbewegung des Schaltelements bewirkt, wenn das Eingriffselement aktuell in einen solchen ersten Bereich der Nut eingreift, und wobei die zweiten Bereiche insbesondere so gestaltet und angeordnet sind, dass ein Verdrehen der zweiten Welle eine Axialbewegung des Schaltelements bewirkt, wenn das Eingriffselement aktuell in einen solchen zweiten Bereich der Nut eingreift. Bevorzugt sind entlang des Nutverlaufs mehrere erste und zweite Bereiche abwechselnd angeordnet. Dies kann beispielsweise so sein, dass ein fortgesetztes Verdrehen der zweiten Welle in der gleichen Orientierung bewirkt, dass die Eingriffsposition des Eingriffselements zwischen ersten und zweiten Bereichen mehrfach wechselt bzw. so in der Nut wandert, dass es abwechselnd in ersten und zweiten Bereichen positioniert ist. Die ersten Bereich sind bevorzugt so, dass sie – dem Nutverlauf folgend – senkrecht zur Drehachse der Wellen bzw. des Schaltelements ausgerichtet sind, bzw. jeweils (im Wesentlichen vollständig) in einer jeweiligen senkrecht zu dieser Drehachse gelegenen Ebene angeordnet; die ersten Bereiche verlaufen vorzugsweise nur in Umfangsrichtung; besonders bevorzugt sind verschiedene erste Bereiche in parallelen und beabstandeten solcher Ebenen angeordnet. Die zweiten Bereiche der Nut für das Eingriffselement sind vorzugsweise so angeordnet und gestaltet, dass sie axial beabstandete erste Bereiche verbinden, also nicht (vollständig) in einer der vorbeschriebenen Ebenen angeordnet sind; diese zweiten Bereiche verlaufen insbesondere vielmehr in Umfangrichtung und in Längsrichtung.

Besonders bevorzugt ist die Nut spiralförmig gestaltet ist, wobei diese Spiralform verschieden Steigungsbereiche aufweist; es kann vorgesehen sein, dass die Steigung dabei in verschiedenen zweiten Bereichen jeweils gleich ist, oder verschieden. In verschiedenen ersten Bereichen ist die Steigung insbesondere gleich, insbesondere gleich Null. Die Steigung der Nut in den ersten Bereichen unterschiedet sich also von der Steigung in den zweiten Bereichen. Es kann vorgesehen sein, dass die ersten Bereiche jeweils identisch geformt und angeordnet sind, oder verschieden; entsprechendes gilt für die zweiten Bereiche.

Es kann vorgesehen sein, dass die Nutenden jeweils von einem ersten Bereich oder jeweils von einem zweiten Bereich gebildet werden, oder dass ein Ende von einem ersten und das andere Ende von einem zweiten Bereich gebildet wird.

Verschiedene erste Bereiche sind bevorzugt jeweils gleich lang; sie können sich auch in ihrer Länge unterscheiden. Besonders bevorzugt sind verschiedene erste Bereiche – in Umfangsrichtung der Drehachse gesehen – im Wesentlichen in gleichen Winkelbereichen bzw. Umfangssegmenten angeordnet. Die ersten Bereiche erstrecken sich in Umfangsrichtung insbesondere über einen Winkelbereich, der kleiner also 360° ist, und vorzugsweise zwischen 120° und 240° liegt, besonders bevorzugt 180° ist, also eine halbe Drehung bzw. Windung beträgt bzw. überdeckt. Die zweiten Bereiche erstrecken sich in Umfangsrichtung vorzugsweise über einen Winkelbereich, der größer als 45°, bevorzugt größer als 90° ist, besonders bevorzugt größer als 150° ist. Dieser Winkelbereich kann beispielsweise 180°, also eine halbe Windung bzw. Drehung, betragen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ein erster Bereich und ein sich hieran anschließender zweiter Bereich zusammen eine Windung bilden, wobei vorzugsweise jeder dieser Bereiche ein halbe Windung bildet. Es kann auch vorgesehen sein, dass sich ein, mehrere oder alle zweite Bereiche über mehr als eine Windung erstrecken. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Steigung innerhalb einer zweiten Bereichs variiert; sie kann beispielsweise in Grenzbereichen zu ersten Bereichen geringer sein, und in dazwischen liegenden Bereichen größer.

Sofern von Drehen bzw. Drehachsen der ersten und zweiten Welle bzw. des Schaltelement gesprochen wird, kann dies insbesondere jeweils auch ein Schwenken bzw. Schwenkachsen sein, und umgekehrt. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Betriebsbereich der zweiten Welle mehrere Umdrehungen abdeckt, und der der ersten Welle sowie des Schaltelements weniger als eine Umdrehung. Es können jeweils mechanischen Anschläge in den Endbereichen vorgesehen sein, die beispielsweise auch getriebeseitig gebildet werden können.

In bevorzugter Gestaltung ist die erste Welle zumindest abschnittsweise als Hohlwelle gestaltet, wobei sich die zweite Welle in diesen als Hohlwelle gestalteten Abschnitt erstreckt, oder umgekehrt.

Bevorzugt wird bei einer Verdrehung der ersten Welle das Schaltelement im Wesentlichen nur in Dreh- bzw. Schwenkrichtung bewegt. Bevorzugt ist ferner, das durch Verdrehung der zweiten Welle das Schaltelement im Wesentlichen nur in Axialrichtung verlagerbar ist. Zum Antreiben der ersten Welle in Drehrichtung und zum Antreiben der zweiten Welle in Drehrichtung sind bevorzugt verschiedene Antriebseinrichtungen, insbesondere Elektromotoren bzw. Gleichstrommotoren, vorgesehen. Ein Verdrehen bzw. Verschwenken der ersten Welle bewirkt vorzugsweise eine Schaltbewegung und ein Verdrehen bzw. Verschwenken der zweiten Welle bewirkt vorzugsweise eine Wählbewegung. Daher wird die erste Welle auch als Schaltwelle und die zweite Welle auch als Wählwelle bezeichnet.

Vorzugsweise ist die Betätigungseinrichtung für ein PSG oder ein DKG oder ein ASG, bzw. ein PSG-Aktor oder ein DKG-Aktor oder ein ASG-Aktor.

Erfindungsgemäß wird ferner eine Getriebeeinrichtung, insbesondere ein Zahnradgetriebeeinrichtung für Kraftfahrzeuge, gemäß Anspruch 13 vorgeschlagen.

Der axiale Abstand zweier jeweils benachbarter erster Bereiche der Nut für das Eingriffselement entspricht vorzugsweise dem Abstand zweier benachbarter Schaltschienen oder Schaltgabeln des Getriebes beziehungsweise jeweils dem Abstand benachbarter Schaltschienen des Getriebes. Dies ermöglicht, dass durch Verdrehen der zweiten Welle das Schaltelement in der Richtung so positioniert werden kann, dass es axial recht genau in einer Position bewegt wird, aus welcher es durch eine anschließende Drehbewegung in die Schaltschiene eingreifen kann, um eine Axialbewegung dieser Schaltschiene zum Einlegen eines Ganges zu bewirken. Diese Drehbewegung kann insbesondere durch Verdrehen der ersten Welle erzeugt werden. Über das Zusammenwirken der Führungseinrichtung bzw. Oberflächenprofilierung bzw. Nut mit dem Eingriffselement wird dabei vorzugsweise bewirkt, dass in dieser Position das Schaltelement verschwenkt werden kann, ohne dass dabei gleichzeitig die Axialposition des Schaltelements verändert wird.

Das Getriebe bzw. die Getriebeeinrichtung kann beispielsweise ein Automatisiertes Schaltgetriebe (ASG) oder ein Parallelschaltgetriebe (PSG) oder ein Doppelkupplungsgetriebe (DKG) sein. Es kann auch eine Einrichtung vorgesehen sein, die so ist, dass während einer Bewegung des Schaltelements zum Einlegen eines Gangs in einer Schaltgasse bewirkt wird, dass in einer anderen Schaltgasse Gänge ausgelegt bzw. gesperrt werden, und zwar bevor der neue Gang eingelegt ist. Diese andere Schaltgassen können bei einem ASG beispielsweise sämtliche andere Schaltgassen sein, und bei einem DKG oder PSG, bei dem in verschiedenen, parallel geschalteten Antriebsstrangzweigen jeweils Teilgetriebe mit mehreren Gängen vorgesehen sind, sämtliche andere Schaltgassen des gleichen Teilgetriebes, in dem das Schaltelement aktuell wirkt. Es kann vorgesehen sein, dass das Schaltelement nach dem Einlegen eines Ganges mittels dieses Schaltelements in seine Neutralstellung bzw. seinen Neutralbereich und / oder – insbesondere danach zum Wählen bewegt werden kann, ohne, dass der zuvor geschaltete Gang dadurch ausgelegt wird.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Fig. erläutert, wodurch die Erfindung nicht beschränkt werden soll. Es zeigt:

1 eine beispielhafte erfindungsgemäße Getriebeeinrichtung mit einer beispielhafter erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung, in jeweils teilweiser schematischer Ansicht;

2a eine erste schematische Ansicht einer Welle mit Führungseinrichtung; 2b eine zweite schematische Ansicht einer Welle mit Führungseinrichtung;

2c die Führungseinrichtung gemäß 2a und 2b in schematischer abgewickelter Form;

3 eine beispielhafte erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung in teilweiser schematischer Ansicht; und

4 eine der Anmelderin intern bekannte Betätigungsvorrichtung in teilweiser schematischer Ansicht.

1 zeigt eine beispielhafte erfindungsgemäße Getriebeeinrichtung 1 mit einem beispielhaften Getriebe 10 und einer beispielhaften Betätigungsvorrichtung 12.

Das Getriebe 10 weist mehrere – nicht dargestellte – Zahnradsätze zur Bildung von Gängen auf. Das Getriebe 10 weist zumindest zwei Wellen auf, sowie mehrere Zahnradsätze zur Bildung von Gangstufen bzw. Gängen. Zumindest ein Zahnrad eines jeweiligen Zahnradsatzes ist gegenüber einer dies jeweilige Zahnrad tragenden Welle drehbeweglich angeordnet und kann in drehfeste Verbindung zum Einlegen eines Ganges gebracht werden. Das bzw. die verbleibenden Zahnräder des gleichen Zahnradsatzes sind jeweils vorzugsweise drehfest auf einer Welle angeordnet. Das Ein- und Auslegen von Gängen erfolgt mittels mehrerer Schaltmechanismen 14, die Bestandteil des Getriebes 10 sind. Jeder dieser Schaltmechanismen 14 kann beispielsweise eine Kupplungsmuffe oder dergleichen aufweisen, mittels welcher Gänge ein- und ausgelegt werden können. Eine solche Kupplungsmuffe kann beispielsweise axial verschieblich angeordnet sein. Ferner weist jeder der Schaltmechanismen 14 eine Schaltgabel, oder – wie in 1 gezeigt – eine Schaltschiene 16 auf. Diese Schaltgabeln bzw. Schaltschienen 16 sind jeweils längsverschieblich angeordnet. Grundsätzlich kann auch vorgesehen sein, dass eine solche Schaltschiene 16 oder Schaltgabel schwenkbeweglich angeordnet ist. Die mehreren Schaltschienen 16 des Getriebes sind parallel – und insbesondere benachbart – zueinander angeordnet. Die Schaltschienen 16 stehen jeweils mit der Kupplungsmuffe oder dergleichen des gleichen Schaltmechanismus 14 so in Verbindung, dass durch ein Verschieben der Schaltschiene 16 in Längsrichtung die Kupplungsmuffe zum Ein- bzw. Auslegen eines entsprechenden Ganges verschoben werden kann. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass über mehrere Schaltmechanismen 14 jeweils zwei Gänge ein- bzw. ausgelegt werden können, wobei insbesondere auch eine Stellung anfahrbar ist, bei der keiner dieser beiden Gänge eingelegt ist. Insbesondere bei ungerader Anzahl des Getriebes oder Teilgetriebes kann auch vorgesehen sein, dass dem einen oder mehreren Schaltmechanismen nur ein Gang zugeordnet ist. Das Getriebe 10 kann beispielsweise ein automatisiertes Schaltgetriebe (ASG) sein. Bei einem solchen ASG ist bevorzugt vorgesehen, dass jeweils nur ein Gang des Getriebes gleichzeitig geschaltet sein darf. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Getriebe 10 bzw. die Getriebeeinrichtung so gestaltet ist, dass es zwei oder mehr Teilgetriebe aufweist, die in verschiedenen, parallel geschalteten Antriebssträngen bzw. Antriebsstrangzweigen angeordnet sind. Insbesondere kann das Getriebe 10 bzw. die Getriebeeinrichtung ein Doppelkupplungsgetriebe (DKG) oder – was besonders bevorzugt ist – ein Parallelschaltgetriebe (PSG) sein. Im Antriebsstrang können hierzu zwei Kupplungen, insbesondere Anfahrkupplungen, vorgesehen sein, über welche bewirkt werden kann, dass der eine Antriebsstrangzweig oder der andere Antriebsstrangzweig in den Drehmomentfluss zwischen Antrieb (insbesondere Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs) und Abtrieb (insbesondere Antriebsachsen des Kraftfahrzeuges) geschaltet wird. Bei solchen Gestaltungen ist insbesondere vorgesehen, dass in jedem der Antriebsstrangzweige bzw. Teilgetriebe nur ein Gang eingelegt werden darf. Es kann aber vorgesehen sein, dass auch tatsächlich in beiden der Antriebsstrangzweigen jeweils ein Gang eingelegt ist. Die Schaltmechanismen 14 bzw. Gesamtheit der Schaltmechanismen 14 kann auch als innere Getriebeschaltung bezeichnet werden.
Die Schaltschienen 16 weisen jeweils einen Ausschnitt bzw. ein Schaltmaul 18 für den Eingriff bzw. betätigenden Eingriff des Schaltfingers 20 auf, der der Betätigungsvorrichtung 12 zugeordnet ist.
Die Schaltschienen 16 sind in 1 in einer Stellung gezeigt, in der über diese jeweilige Schaltschiene 16 kein Gang im Getriebe 10 eingelegt ist. Wenn diese jeweilige Schaltschiene 16 in Längsrichtung (vgl. Doppelpfeil 22) bewegt wird (Schaltbewegung), wird – insbesondere nach Überwindung eines bestimmten Wegs (insbesondere Schaltwegs) – ein Gang im Getriebe eingelegt. Dies ist insbesondere so, dass ausgehend von der Neutralstellung in jeder Orientierung der Längsrichtung der Schaltschiene 16 jeweils ein Gang eingelegt werden kann, sofern dem betreffenden Schaltmechanismus 14 bzw. der betreffenden Schaltschiene 16 zwei Gänge zugeordnet sind. Diese Bewegung in Längsrichtung der Schaltschienen 16 bzw. durch die Gänge eingelegt werden können, ist eine Schaltbewegung. Diese Schaltbewegung (der Schaltschienen) wird dadurch erreicht, dass die Betätigungsvorrichtung 12, die auch als Getriebeaktor bezeichnet wird, seinen Schaltnocken bzw. -finger 20 dreht bzw. schwenkt, und zwar innerhalb eines jeweiligen Ausschnitts 18 einer Schaltschiene 16. Der Schaltfinger 20 belastet dabei, zumindest beim Einlegen eines Ganges, die betreffende Schaltschiene 16, in deren Ausschnitt 18 er positioniert ist. Diese entsprechende Bewegung des Schaltfingers 20 wird auch als Schaltbewegung (des Schaltfingers) bezeichnet. Die Schaltbewegung des Schaltfingers 20 ist so, dass der Schaltfinger 20 verschwenkt wird, und zwar um seine Schwenkachse 24.
Der Schaltfinger 20 kann ferner in Längsrichtung bzw. in Richtung der Achse 24 bewegt werden, insbesondere translatorisch bewegt werden, wie durch den Doppelpfeil 26 schematisch angedeutet ist. Diese translatorische Bewegung des Schaltfingers 20 dient dem Wählen bzw. ist eine Wählbewegung. Wenn ein anderer Gang gewünscht wird bzw. geschaltet werden soll, wird der Schaltfinger 20 entlang bzw. in Richtung der Achse 24 bewegt (Wählbewegung), bis er in dem entsprechenden Ausschnitt 18 positioniert ist, der in der Schaltschiene 16 vorgesehen ist, der der zu schaltende Gang zugeordnet ist. Der Schaltfinger 20 wird also quer durch die Schaltschienen 16 bzw. Ausschnitte 18 zu dem gewünschten Ausschnitt 18 der gewünschten Schaltschiene 16 bewegt. Die Wählbewegung kann insbesondere mit der zweiten Welle 30 bzw. der Führungseinrichtung bzw. zylindrischen Kurve erzeugt werden, die entlang der Achse der Schaltwelle montiert ist.
Anschließend kann durch Verschwenken des Schaltfingers 20 entsprechend geschaltet werden.
Es kann vorgesehen sein, dass die Ausschnitte 18 so dimensioniert sind, dass der Schaltfinger 20 zwangsläufig einen zuvor eingelegten Gang auslegt, wenn er in seine Neutralstellung bzw. seinen Neutralstellungsbereich, in dem ein Wählen ermöglicht wird, bewegt wird. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Schaltfinger 20 in diesem Neutralstellungsbereich bewegt werden kann, ohne dass dabei der zuvor geschaltete Gang wieder ausgelegt wird. Bei einer solchen Gestaltung ist bevorzugt vorgesehen – was in 1 nicht gezeigt ist – dass bei einer Schaltbewegung zum Schalten eines neuen Ganges entsprechend geformte Elemente, die beispielsweise an der Hülse, die mit dem Schaltfinger 20 verbunden sind, angeordnet sind, bei diesem Schwenken so bewegt werden, dass andere Gänge, die anderen Schaltschienen 16 bzw. Schaltgassen zugeordnet sind, während einer Schaltbewegung ausgelegt werden, und zwar so, dass sie ausgelegt sind, bevor der Zielgang geschaltet ist.
Diese Variationen können über die Breite der Ausschnitte 18 – in Schaltrichtung bzw. in Richtung des Doppelpfeils 22 gesehen – in Abhängigkeit des erforderlichen Schaltweges, der zum Einlegen eines Gangs aus der Neutralstellung zu überwinden ist, und der in dieser Richtung gelegenen Breite des Schaltfingers 20 erzeugt werden.
Die Betätigungsvorrichtung 12 weist eine erste Welle 28, eine zweite Welle 30, sowie ein Schaltelement 32 auf. Das Schaltelement 32 wird insbesondere vom Schaltfinger 20 gebildet. Mit diesem Schaltfinger 20 ist eine Hülse 34 fest verbunden.
Die erste Welle 28, die auch als Schaltwelle bezeichnet wird, ist – zumindest teilweise – als Hohlwelle gestaltet und weist auf ihrem Außenmantel eine Keilverzahnung 36 auf. Diese Keilverzahnung 36 greift in eine Gegenkeilverzahnung 38 ein, die auf dem Innenmantel der Hülse 34 vorgesehen ist. Durch dies Ineinandergreifen wird erreicht, dass die Hülse 34 – und somit auch der Schaltfinger 20 – in Längsrichtung der Drehachse 24 relativbeweglich gegenüber der ersten Welle 28 angeordnet ist, und andererseits drehfest – hinsichtlich der Achse 24 – mit der ersten Welle 28 verbunden ist. Die erste Welle 28 ist – um eine Drehachse 40, die eine Längsachse der ersten Welle 28 ist – dreh- bzw. schwenkbar gelagert. Die erste Welle 28 ist ferner axialfest hinsichtlich dieser Achse 40 gelagert. Hierfür können geeignete Lager, wie Wälzlager, vorgesehen sein, die in 1 nicht gezeigt sind.
Die zweite Welle 30, die auch als Wählwelle bezeichnet ist, ist im Wesentlichen zylindrisch gestaltet und weist auf ihrem Außenmantel eine Führungseinrichtung 42 für ein Eingriffselement 44 auf. Diese Führungseinrichtung 42 ist als Nut gestaltet, die sich mit mehreren Windungen um die Dreh- bzw. Schwenkachse 46 der zweiten Welle 30 windet. Wie hierdurch bereits angedeutet ist, ist die zweite Welle 30 ebenfalls dreh- bzw. schwenkbar gelagert. In der Gestaltung gemäß 1 ist sie ferner axial fest gelagert. Auch hierzu können geeignete Lagermittel, wie beispielsweise Wälzlager, vorgesehen sein.
Die Nut 42 weist erste und zweite Bereiche auf, deren Gestaltung im folgenden beispielhaft noch genauer erläutert wird. In diese Nut 42 greift ein Eingriffselement 44 ein, das in der Gestaltung gemäß 1 als Stift gestaltet ist. Dieser Stift 44 greift so in die Nut 42 ein, dass er in dieser Nut 42 bzw. entlang dieser Nut 42 bewegt werden kann. Es kann vorgesehen sein, dass – in Nutbreite gesehen – nur ein geringes Spiel zwischen diesem Stift 44 und der Nut 42 vorgesehen ist. Dieses Spiel sollte allerdings ausreichen, um ein Verklemmen und/oder besonders große Reibung zu vermeiden, wobei eine Führungsgenauigkeit möglichst gegeben sein soll.
Der Stift 44 ist fest mit der Hülse 34 verbunden. Er ragt von der Hülse 34 im Wesentlichen radial nach innen und greift in diesem radial inneren Bereich in die Nut 42 ein. Die erste Welle 28 ist zumindest abschnittsweise als Hohlwelle gestaltet, wobei in einem solchen hohlen Abschnitt sich die zweite Welle 30 erstreckt. Die erste Welle 28 ist radial innerhalb der Hülse 34 angeordnet, und die zweite Welle 30 ist radial innerhalb der ersten Welle 28 angeordnet. Dies ist in der Gestaltung gemäß 1 so, dass ein Axialbereich existiert, in dem – in radialer Richtung gesehen – sowohl die Hülse 34, als auch die erste Welle 28, als auch die zweite Welle 30 positioniert ist.
Die Nut 42 ist so gestaltet, dass sie mehrere Windungen aufweist, und ein Teil einer jeden Windung – insbesondere eine halbe Windung – jeweils bewirkt, dass beim Drehen bzw. Schwenken der zweiten Welle 30 keine Axialbewegung des Schaltnockens bzw. – fingers 20 bewirkt wird, und ein anderer Teil einer solchen jeweiligen Windung, der sich insbesondere über eine halbe Windung erstreckt, bewirkt, dass beim Verdrehen der zweiten Welle 30 der Schaltfinger 20 in axialer Richtung bewegt wird. Es ist dabei vorgesehen, dass der Stift 44 jeweils in diesen entsprechenden Bereich eingreift. Der Bereich der Nut 42, in dem keine Axialbewegung des Schaltfingers 20 bewirkt wird, wird auch als erster Bereich 70 der Nut 42 bezeichnet, und der Bereich der Nut 42, in dem eine Axialbewegung bewirkt wird, wird auch als zweiter Bereich 72 der Nut 42 bezeichnet. Mittels des zweiten Bereichs 72 und/oder des ersten Bereichs 70 kann eine genaue bzw. präzise axiale Bewegung des Schaltnockens bzw. des Schaltfingers 20 zur jeweils beanachbarten Schaltschiene bewirkt werden, bzw. zu einer vorbestimmten. Es kann insbesondere auch vorgesehen sein, dass der Schaltfinger 20 zu einer anderen als einer benachbarten Schaltschiene 16 genau bzw. präzise bewegt wird.
Der Stift 44 erstreckt sich von der Hülse 34 radial durch die erste Welle bzw. Hohlwelle 28 in die Nut 42 der zweiten Welle bzw. Wählwelle 30. Wenn die zweite Welle 30 gedreht wird, wandert der Stift 44 in der Nut 42. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass durch geeignete Maßnahmen sichergestellt wird, oder weitgehend sichergestellt wird, dass der Schaltfinger 20 bzw. die erste Welle 28 bei dieser Bewegung nicht mitschwenkt. Dies kann beispielsweise über eine geeignete Steigung der Nut 42, insbesondere geringe Steigung, in zweiten Bereichen 72 dieser Nut 42 oder durch entsprechende Haltemechanismen oder dergleichen erreicht werden. Beispielsweise kann auch vorgesehen sein, dass die zweite Welle 30 über den Schaltmotor, der im folgenden nach angesprochen werden wird, entsprechend gehalten wird, so dass ein Mitverschwenken verhindert wird.
Wenn bei diesem Drehen der zweiten Welle 30 der Stift in der Nut 42 wandert, erreicht der erste 70 und zweite Bereiche 72 die Nut 42. In den zweiten Bereichen 72 wird bewirkt, dass der Schaltfinger 20 axial bewegt wird. Da die erste Welle 28 axial fest gelagert ist, kann sie in axialer Richtung nicht der Schaltfingerbewegung folgen. Um dennoch die Axialbewegung des Schaltfingers 20 trotz des durch die erste Welle 28 ragenden Stiftes zu gewährleisten, ist vorzugsweise ein Längsschlitz 48 in der Mantelwand der ersten Welle 28 vorgesehen. Es sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, dass in 1 die Hülse 34 sowie die erste Welle 28 in teilweise aufgeschnittener Form gezeigt wird, so dass die Nut 42 der zweiten Welle 30 freigelegt ist, die eigentlich verdeckt wäre. In der Gestaltung gemäß 1 ist die Tiefe des Schlitzes 48 – in Umfangsrichtung der ersten Welle 28 gesehen – im wesentlichen so, wie die Ausdehnung des Stiftes 44 in dieser Richtung, bzw. geringfügig größer. Die Schwenk- bzw. Drehachsen 24, 40, 46 der ersten Welle 28, der zweiten Welle 30 und des Schaltfingers 20 sind identisch bzw. konzentrisch.
Die erste Welle 28 ist über einen Elektro- bzw. Gleichstrommotor 50, der hier zum Erzeugen der Schaltbewegung dient, und auch als Schaltmotor bezeichnet wird, antreibbar. Zu diesem Zweck ist die erste Welle 28 fest mit einem Zahnrad 52 verbunden, welches beispielsweise ein gradverzahntes Stirnrad ist. Die Ausgangswelle 54 des Schaltmotors 50 ist ebenfalls mit einem Zahnrad 56 fest verbunden, welches – gegebenenfalls über ein oder mehrere Zwischenräder 58 – in das Zahnrad 52 eingreift. In der Gestaltung gemäß 1 ist die Ausgangswelle 54 des Elektromotors 50 parallel beabstandet zur ersten Welle 28 angeordnet. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Drehachse der Ausgangswelle 54 den Drehachsen 40, 24, 46 der ersten 28 bzw. zweiten Welle 30 bzw. des Schaltelements 32 entspricht. Hierzu kann beispielsweise die Ausgangswelle 54 direkt mit der ersten Welle 28 verbunden sein, oder eine Zahnradstufe mit Außen- und Innenverzahnung vorgesehen sein.
Die zweite Welle bzw. Wählwelle 30 ist von einem Elektro- bzw. Gleichstrommotor 60 antreibbar, der – da er zur Erzeugung einer Wählbewegung dient – auch als Wählmotor bezeichnet wird. An seiner Ausgangswelle ist ebenfalls ein Zahnrad fest angeordnet, das treibend in ein an der zweiten Welle 30 angeordnetes Zahnrad eingreift. Auch hier können Zwischenstufen vorgesehen sein; auch die übrigen, im Zusammenhang mit dem Schaltmotor 50 angeordneten Variationen können hier gegeben sein, insbesondere auch hinsichtlich der Achsausrichtung von Ausgangswelle und Achsen 40, 24, 46.
Sämtliche zwischen dem Schaltmotor 50 und der ersten Welle 28 bzw. dem Wählmotor 60 und der zweiten Welle 30 angeordnete Zahnräder sind vorzugsweise gradverzahnte Stirnräder. Der Wählmotor 60 und der Schaltmotor 50 können in Verbindung mit einem elektronischen Steuergerät stehen, das insbesondere über eine entsprechende Spannungsversorgung diese Motoren steuert.
Das Wählen und Einlegen von Gängen funktioniert im Wesentlichen wie folgt: Zum Wählen treibt der Wählmotor 60 die zweite Welle bzw. Wählwelle 30 an, so dass diese über die Nut 42 und den Stift 44 den Schaltfinger 20 in Axialrichtung bewegt. Wenn dabei ein einer benachbarten Schaltschiene 16 zugeordneter Gang eingelegt werden soll, wird der Stift 44 dabei in den benachbarten ersten Bereich 70 der Nut 42 bewegt. Sofern ein einer weiter entfernteren Schaltschiene 16 zugeordneter Gang eingelegt werden bzw. ein weiter entfernter erster Bereich 70 angefahren werden soll, wird dieser benachbarte erste Bereich 70 vom Stift durchlaufen, anschließend ein zweiter Bereich, 72 usw.; dies setzt sich fort, bis der Stift 44 im entsprechenden ersten Bereich 70 der Nut 42 angeordnet ist. Die zweite Welle 30 wird dabei insbesondere so lange gedreht, bis der Stift 44 im Wesentlichen in einen vorbestimmten – insbesondere mittleren – Abschnitt des betreffenden ersten Bereichs 70 angeordnet ist. Die Wählbewegung ist damit im Wesentlichen abgeschlossen.
Zum Schalten wird anschließend der Schaltmotor 50 aktiviert, so dass die erste Welle 28 gedreht bzw. verschwenkt wird. Je nach Drehrichtung schwenkt der Schaltfinger 20 in einer Orientierung seiner Schwenkrichtung und greift in eine entsprechende Schaltschiene 16 ein, um über den entsprechenden Schaltmechanismus 14 das Einlegen eines Ganges zu bewirken. Da die ersten Bereiche 70 der Nut 42 jeweils in Ebenen liegen, die sich im Wesentlichen senkrecht zu den Achsen 40, 24, 46 erstrecken, kann dieses Verschwenken ohne weiteres erfolgen, und zwar auch, wenn die zweite Welle 30 axial fest angeordnet ist. Bei dieser Schaltbewegung wird der Stift 44 in einem ersten Bereich 70 bewegt. Wenn der Schaltfinger 20 zurück in seine Neutralstellung bewegt wird, wird er entsprechend zurückbewegt. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Ausdehnung eines ersten Bereichs so ist, dass der Schaltfinger die zum Einlegen eines Gangs erforderlichen Schaltwege in beiden Orientierungen abfahren kann, ohne dass der Stift 44 dabei aus einem ersten Bereich 70 der Nut 42 herausbewegt wird. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Länge der ersten Bereiche der Nut 42 so lang gestaltet sind, dass bei einer Bewegung des Schaltfingers 20 von einer Gangstellung in eine andere Gangstellung der gleichen Schaltschiene 16 der Stift 44 nicht die gesamte Länge eines solchen ersten Bereichs 70 abfährt. Der Stift 44 braucht dann bei einer Verdrehung der zweiten Welle 30 nur sehr grob in einem vorbestimmten – insbesondere mittleren – Abschnitt eines ersten Bereichs 70 der Nut 42 positioniert werden, wobei dennoch sichergestellt ist, dass bei der anschließenden Schaltbewegung – gegebenenfalls unabhängig davon, in welcher Richtung sie erfolgt – der Stift 44 gesichert in einem ersten Bereich 70 der Nut 42 verbleibt. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass von der Steuerung von vornherein die Schaltrichtung berücksichtigt wird, wobei insbesondere dabei vorgesehen sein kann, dass der Stift 44 nicht in einem mittleren Abschnitt des ersten Bereichs 70 positioniert wird, sondern beispielsweise – unter Berücksichtigung der angestrebten Schaltrichtung- so, dass sichergestellt ist, dass der Stift 44 in einem ersten Bereich 70 der Nut 42 ist, und andererseits sichergestellt ist, dass er während der Schaltbewegung – unter Berücksichtigung der Orientierung der Schaltrichtung – beim Schalten gesichert im ersten Bereich 70 verbleibt. Beispielsweise kann hierzu grob eine Stellung des Stifts 44 angefahren werden, bei der dieser bei einer Position ist, die einer "ein Viertel"-Position oder einer "drei Viertel"-Position der Länge des ersten Bereichs 70 der Nut 42 entspricht.
Die Schaltbewegung tritt also insbesondere in den Bereichen der Nut 42 bzw. der Wählkurve auf, in denen keine axiale Bewegung des Schaltfingers 20 gegeben ist (erster Bereich), so dass dort bzw. beim Schalten keine unerwünschte Wählbewegung gegeben ist. Die Gestaltung nach 1 kann insbesondere auch so abgewandelt sein, dass die erste Welle 28 mit dem Schaltelement 32 bzw. Schaltfinger 20 festverbunden ist und dann auch axialbeweglich gelagert ist. Die Stift 44 kann dann beispielsweise auch an der ersten Welle 28 vorgesehen sein, der Längsschlitz entfallen.
Die 2a und 2b zeigen – in zwei Schwenkstellungen – die Führungseinrichtung, die hier als Nut 42 gestaltet ist und bevorzugt an der zweiten Welle 30 angeordnet ist. Die Gestaltung gemäß den 2a und 2b kann insbesondere bei der Gestaltung gemäß 1 oder gemäß 3 gegeben sein. In den 2a und 2b ist deutlich zu erkennen, dass die Nut 42 erste Bereiche 70 und zweite Bereiche 72 ausbildet. Die ersten Bereiche 70 der Nut 42 sind dabei senkrecht zur Längsachse 46 der zweiten Welle bzw. Wählwelle 30, bzw. in senkrecht hierzu gelegenen Ebenen. Die zweiten Bereiche 72 verbinden jeweils benachbarte und axial beabstandete erste Bereiche 70. Im Zusammenwirken der ersten Bereiche 70 und zweiten Bereiche 72 windet sich die Nut 42 um die Längsachse 46. In den 2a bis 2c ist auch gut zu erkennen, dass sich die ersten Bereichen 70 und die zweiten Bereiche 72 jeweils über eine halbe Windung erstrecken. Der Abstand zweier benachbarter erster Bereiche 70 entspricht im Wesentlichen dem Abstand zweier benachbarter Schaltschienen 16, denen die ersten Bereiche 70 insbesondere zugeordnet sind.
2c zeigt einen abgewickelten Verlauf der Nut 42 in beispielhafter Gestaltung. Aufgetragen ist insbesondere der Verlauf in Längsrichtung über dem Verlauf in Umfangsrichtung. In 2c sind an der dortigen Kurve Winkelangaben beispielhaft eingetragen. Die in den 2a bis 2c angegebenen Maßangaben sind beispielhafter Natur. Die angegebenen Winkelangaben (2c) sind besonders bevorzugt, auch die Maßangaben sind besonders bevorzugt.
3 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung, die insbesondere mit Gestaltungen bzw. Merkmalen kombiniert sein kann, die anhand der 1 bis 2c erläutert wurden. Merkmale gemäß 3 können auch bei den Gestaltungen gemäß 1 gegeben sein. Da in der Gestaltung gemäß 3 viele Merkmale gezeigt sind, die bereits erläutert wurde, wird auf 3 nur kurz eingegangen. Gleiche bzw. entsprechende Teile und Bereiche sind in den 1 bis 3 mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Dargestellt ist in 3 ferner ein Gehäuse 80. Der Schaltmotor ist hier verdeckt. Der Schaltfinger 20 ist nur teilweise dargestellt und erstreckt sich im Wesentlichen nach hinten.
Im Vergleich zu der Gestaltung gemäß 4 sind im Wesentlichen insbesondere die dortigen Lager 104, die dortige Gewindespindel 102, die Spindelmutter-Bügel-Anordnung 106 und die Führungseinrichtung 112 durch eine zylindrische Wählkurve bzw. die Wählwelle bzw. die Führungseinrichtung und einen Zahnradsatz ersetzt. Hierdurch können insbesondere – zumindest teilweise – auch die Vorteile erreicht werden, die im folgenden noch genannt werden. Das Gehäuse 80 ist im Vergleich zur Gestaltung gemäß 4 einfacher gestaltet und mit weniger Bearbeitungsgängen herstellbar.
Wie insbesondere auch die Ausführungsbeispiele zeigen, weist die Erfindung eine Vielzahl von Vorteilen auf bzw. legt die Basis für eine Vielzahl von Vorteilen, die durch bevorzugte Gestaltungen erreicht werden. Solche sollen im folgenden beispielhaft genannt werden. Die Wählposition ist genau durch die Geometrie der Wählwelle bzw. Führungseinrichtung bzw. Wählkurve bestimmt, was die Notwendigkeit einer sehr exakten Steuerung durch den Elektromotor und etwaiger zusätzlicher Führungskomponenten eliminiert. Weitere Vorteile sind die einfache Gestaltung und geringe Anzahl der Teile, woraus geringe Kosten resultieren. Weiter wird ermöglicht, unerwünschte Kräfte zu reduzieren, und insbesondere Kräfte, die beim Schalten eine Wählbewegung bewirken bzw. umgekehrt. Eine weiterer Vorteil ist der geringe Bauraumbedarf und damit die einfachen bzw. kompakten Maße bzw. Anordnung. Es wird also insbesondere eine einfache Gestaltung ermöglicht, bei der bestimmte unerwünschte Kräfte nicht immanent auftreten, und die auf einfache Weise an verschiedene Anwendungen, wie Getriebe, angepasst werden kann. Ferner wird ermöglicht, dass die Steuerung, insbesondere Steuerung eines Elektromotors oder eines Steuergeräts, nicht sehr exakt erfolgen muss.
Die in den 1 bis 3 gezeigte Gestaltung ist insbesondere eine Betätigungsvorrichtung bzw. ein Getriebeaktor für ein Parallelschaltgetriebe oder ein automatisiertes Schaltgetriebe.

1: Getriebeeinrichtung
10: Getriebe
12: Betätigungsvorrichtung
14: Schaltmechanismus von 10
16: Schaltschiene von 10
18: Ausschnitt bzw. Schaltmaul
20: Schaltfinger
22: Doppelpfeil
24: Dreh- bzw. Schwenkachse von 20
26: Doppelpfeil
28: erste Welle von 12
30: zweite Welle von 12
32: Schaltelement
34: Hülse
36: Keilverzahnung an von 28
38: Gegenkeilverzahnung an 34
40: Dreh- bzw. Schwenkachse von 28
42: Führungseinrichtung, Nut an 30
44: Eingriffselement
46: Dreh- bzw. Schwenkachse von 30
48: Längsschlitz
50: Elektro- bzw. Gleichstrommotor; Schaltmotor
52: Zahnrad an 28
54: Ausgangswelle von 50
56: Zahnrad an 54
58: Zahnrad
60: Elektro- bzw. Gleichstrommotor; Wählmotor
70: erster Bereich von 42
72: zweiter Bereich von 42
80: Gehäuse
100: Wählmotor
102: Spindel
104: Lager
106: Mutter-Gabel-Anordnung
108: Spindelmutter
110: Gabel
112: Führungsstange
114: Hülse
116: Welle
118: Schaltfinger
120: Gehäuse

Claims

Betätigungsvorrichtung für ein mehrere Gangstufen aufweisendes Getriebe (10), insbesondere Kraftfahrzeuggetriebe, mit einem Schaltelement (32), insbesondere Schaltfinger (20), welches zum Schalten drehbeweglich und zum Wählen in Richtung seiner Drehachse beweglich angeordnet ist, und mit einer ersten drehbeweglichen Welle (28), die zum Erzeugen einer Drehbewegung des Schaltelements (32) drehfest mit diesem (32) verbunden ist, und mit einer zweiten drehbeweglichen Welle (30), die mit dem Schaltelement (32) zum Erzeugen einer durch Verdrehen der zweiten Welle (30) bewirkbaren axialen Verlagerung des Schaltelements (32) in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachsen (24; 40, 46) der ersten Welle (28) und der zweiten Welle (30) und des Schaltelements (32) identisch sind.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Welle (30) mit dem Schaltelement (32) mittels einer Führungseinrichtung (42) für ein Eingriffselement (44) und eines in diese Führungseinrichtung (42) eingreifenden Eingriffselements (44), insbesondere Stift, in Wirkverbindung steht, wobei die Führungseinrichtung (42) vorzugsweise eine Oberflächenprofilierung, insbesondere Nut (42), ist.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungseinrichtung (42) axialfest, insbesondere fest, mit der zweiten Welle (30) verbunden ist und das Eingriffselement (44) axialfest, insbesondere fest, mit dem Schaltelement (32) verbunden ist, oder die Führungseinrichtung (42) axialfest, insbesondere fest, mit dem Schaltelement (32) verbunden ist und das Eingriffselement (44) axialfest, insbesondere fest, mit der zweite Welle (30) verbunden ist.
Betätigungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Führungseinrichtung, insbesondere Nut (42), um die Drehachse (24, 40, 46) windet, und zwar insbesondere mit mehreren Windungen.
Betätigungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungseinrichtung (42) erste Bereiche (70) aufweist, sowie zweite Bereiche (72), wobei ein Verdrehen bzw. Verschwenken der zweiten Welle (30) um ihre Dreh- (46) bzw. Längsachse im Wesentlichen keine Axialbewegung des Schaltelements (32) bewirkt, wenn das Eingriffsgriffselement (44) bei diesem Verdrehen in einen ersten Bereich (70) eingreift, und wobei ein Verdrehen bzw. Verschwenken der zweiten Welle (30) um ihre Dreh- (46) bzw. Längsachse eine Axialbewegung des Schaltelements (32) bewirkt, wenn das Eingriffsgriffselement (44) bei diesem Verdrehen in einen zweiten Bereich (72) eingreift.
Betätigungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungseinrichtung (42), insbesondere Nut (42), mehrere in Richtung der Drehachse (24) des Schaltelements (32) beabstandete erste Bereiche (70) ausbildet, die sich im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse (24) des Schaltelements (32) erstrecken, sowie zweite Bereiche (72), die jeweils ein Ende eines ersten Bereichs (70) mit einem Ende eines zu diesem ersten Bereich (70) benachbart angeordneten ersten Bereichs (70) verbinden.
Betätigungsvorrichtung, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Welle (28) mit dem Schaltelement (32) drehfest verbunden ist, wobei mit dem Schaltelement (32) ein Eingriffselement (44), insbesondere Stift, axialfest, insbesondere fest, verbunden ist, der in eine als Führungseinrichtung (42), insbesondere Wähl- bzw. Führungskurve bzw. Nut (42), eingreift, die sich mit mehreren Windungen, deren Enden jeweils axial beabstandet sind, auf oder in der Oberfläche und um die Dreh- bzw. Längsachse (46) einer zweiten Welle (30) erstreckt und erste Bereiche (70) aufweist, die jeweils in einer sich senkrecht zu dieser Dreh- bzw. Längsachse (46) der zweiten Welle (30) erstreckenden Ebene verlaufen, sowie zweite Bereiche (72), die benachbarte erste Bereiche (70) verbinden und sich sowohl in Umfangsrichtung als auch in Längsrichtung der zweiten Welle (30) erstrecken, wobei in diese Führungseinrichtung (42) das Eingriffselement (44) eingreift.
Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Bereiche (70) und die zweiten Bereiche (72) jeweils eine halbe Windung der sich um eine Achse (24, 40, 46) windenden Führungseinrichtung (42), insbesondere Nut (42), bilden.
Betätigungsvorrichtung, nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Welle (28) zumindest abschnittsweise als Hohlwelle gestaltet ist, und die zweite Welle (30) sich in diesen als Hohlwelle gestalteten Abschnitt erstreckt.
Betätigungsvorrichtung, nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einer erste Antriebseinrichtung (50), insbesondere Elektromotor (50), zum drehenden Antreiben der erste Welle (28) vorgesehen ist, sowie ein zweite Antriebseinrichtung (60), insbesondere Elektromotor (60), zum drehenden Antreiben der zweiten Welle (30).
Betätigungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (32), insbesondere Schaltfinger (20), an einer Hülse (34) angeordnet ist, die drehfest und axialverschieblich von der ersten Welle (28) getragen wird.
Betätigungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Welle (28) und die zweite Welle (30) axialfest gelagert sind.
Getriebeeinrichtung, insbesondere Zahnradgetriebeeinrichtung für Kraftfahrzeuge, mit mehreren von Radsätzen gebildeten Übersetzungsstufen zur Bildung von Gängen, und mit mehreren Schaltmechanismen (14) zum Ein- und Auslegen der Gänge, und mit einer Betätigungsvorrichtung (12) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche zum Betätigen der Schaltmechanismen (14).