DE102005017026A1

DE102005017026A1 - Schaltgetriebe und Aktor zu dessen Schaltung

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Publication number: DE102005017026A1
Application number: DE102005017026A
Authority: DE
Inventors: Jan Oyen; Lars Lein; Viggo L. Norum; Gunter Hirt; Wolfgang Dr. Reik
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2004-05-04
Filing date: 2005-04-13
Publication date: 2005-12-01

Abstract

Bei einem Schaltgetriebe, umfassend mindestens ein Schaltmittel, das bei einem Schaltvorgang eine Linearbewegung ausführt, sowie einen Aktor zur Betätigung eines Schaltgetriebes, wird das Problem, den fertigungstechnischen Aufwand für ein automatisiertes Schaltgetriebe beziehungsweise einen Aktor für ein automatisiertes Schaltgetriebe zu reduzieren, gelöst, indem das Schaltmittel verbunden ist mit einem Aktor, der einen Antrieb zur Erzielung einer axialen Relativbewegung zwischen zwei in Umfangsrichtung verdrehbar angeordneten Bauteilen umfasst, wobei zumindest ein bezüglich des ersten Bauteiles fixiertes Eingriffsmittel zwischen zumindest zwei benachbarte Windungen einer dem zweiten Bauteil drehfest zugeordneten gewundenen Feder eingreift und zumindest ein Bauteil gegenüber dem anderen drehangetrieben ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schaltgetriebe umfassend mindestens ein Schaltmittel, das bei einem Schaltvorgang eine Linearbewegung ausführt sowie einen Aktor zur Betätigung eines Schaltgetriebes.
Mehrstufige schaltbare Zahnradgetriebe sind im Fahrzeugbau gängige Praxis. Dabei wird in der Regel für jeden zu schaltenden Gang ein Zahnradpaar, das ständig im Eingriff ist, auf einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle angeordnet. Üblicherweise sind die Zahnräder an der Ausgangswelle dabei auf der Ausgangswelle frei beweglich und werden je nach zu schaltendem Gang wechselweise zum Beispiel über eine Schaltmuffe mit Synchronisierungseinrichtung mit einem auf der Ausgangswelle fest angeordneten Zahnrad in Eingriff gemacht. Zur Durchführung der Schaltung und für einen Anfahrvorgang ist dazu eine Fahrzeugkupplung zwischen Verbrennungsmotor und Getriebeeingangswelle angeordnet, die nach bekannter Art und Weise geöffnet und geschlossen werden kann. Einen im Prinzip identischen Aufbau besitzen so genannte Doppelkupplungsgetriebe, bei denen zwei Eingangswellen mit jeweils einer eigenen Fahrzeugkupplung auf miteinander gekoppelte Ausgangswellen wirken, so dass zwei Gänge gleichzeitig in unterschiedlichen Getriebesträngen eingelegt werden können und so durch wechselweises Ein- und Auskuppeln eine Schaltung ohne Antriebsmomentunterbrechung durchgeführt werden kann.
Neben bekannter manueller Schaltung werden so genannte automatisierte Schaltgetriebe verwendet, bei denen der Schaltvorgang durch eine meist elektromechanische Aktorik durchgeführt wird. Der Schaltvorgang wird von einer Getriebesteuerung durch entsprechende Ansteuerung eines oder mehrerer Aktoren realisiert.
Derartige Aktoren zur Getriebeschaltung besitzen üblicherweise mindestens zwei Elektromotoren, die vermittels mehrerer Zahnradgetriebe eine Linearbewegung sowie eine Drehbewegung eines Schaltfingers herbeiführen können, so dass gegenüber einer bisherigen manuellen Schaltung an dem Schaltgetriebe keine Veränderungen vorzunehmen sind.

Für die Betätigung einer Fahrzeugkupplung sind aus der DE 10033649 elektromechanische Aktoren bekannt, bei denen eine Schraubenfeder drehfest einem Bauteil zugeordnet ist, das mit einem weiteren Bauteil, dem ein Eingriffsmittel zugeordnet ist, in Eingriff steht, wobei durch eine Relativverdrehung beider Bauteile gegeneinander diese Rotationsbewegung in eine Axialbewegung umgesetzt wird.

Nachteilig an bekannten automatisierten Schaltgetrieben beziehungsweise Aktoren zur Schaltung eines automatisierten Schaltgetriebes ist der relativ hohe Aufwand zur Erzeugung einer Axialbewegung zur Schaltung des Getriebes.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, den fertigungstechnischen Aufwand für ein automatisiertes Schaltgetriebe beziehungsweise einen Aktor für ein automatisiertes Schaltgetriebe zu reduzieren.

Dieses Problem wird ein Schaltgetriebe sowie einen Aktor nach den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Insbesondere wird das Problem gelöst durch ein Schaltgetriebe umfassend mindestens ein Schaltmittel, das bei einem Schaltvorgang oder einer Gangwahl eine Linearbewegung ausführt, wobei das Schaltmittel verbunden ist mit einem Aktor der einen Antrieb zur Erzielung einer axialen Relativbewegung zwischen zwei in Umfangsrichtung verdrehbar angeordneten Bauteilen umfasst, wobei zumindest ein bezüglich des ersten Bauteiles fixiertes Eingriffsmittel zwischen zumindest zwei benachbarte Windungen einer dem zweiten Bauteil drehfest zugeordneten gewundenen Feder eingreift und zumindest ein Bauteil gegenüber dem anderen drehangetrieben ist. Das Schaltgetriebe ist vorzugsweise ein so genanntes automatisiertes Schaltgetriebe, bei dem der Schaltvorgang ohne manuellen Eingriff des Fahrers eines Fahrzeuges automatisiert ausgeführt wird. Dabei wird auch die Fahrzeugkupplung automatisiert betätigt. Das Schaltmittel kann beispielsweise ein Schaltfinger sein, kann aber auch unmittelbar eine Schaltmuffe des Getriebes selbst sein. Ein Schaltvorgang ist das Ein- beziehungsweise Auslegen eines Ganges. Eine Gangwahl ist beispielsweise die Positionierung eines Schaltfingers oder dergleichen innerhalb einer Kulisse, sodass z.B. mit einer Drehbewegung des Schaltfingers der Gang eingelegt werden kann. Üblicherweise werden zum Einlegen eines Ganges die Schaltmuffe und damit das feststehende Zahnrad oder Ritzel einer Ausgangswelle mit einem Losrad der Ausgangswelle in Eingriff gebracht, beispielsweise mittels einer Reibungskupplung zur kraftschlüssigen Drehzahlangleichung in Form einer Sperrsynchronisierung, die durch eine Sperreinrichtung das formschlüssige Schalten des Ganges erst nach Abschluss des Synchronisierungsvorgangs ermöglicht. Unter der Linearbewegung wird hier eine im Wesentlichen geradlinige Bewegung verstanden. Unter Antrieb wird hier eine in der Regel elektromechanische Antriebseinrichtung, zum Beispiel ein Elektromotor oder der gleichen, oder aber ein hydraulischer oder pneumatischer Antrieb verstanden. Eine axiale Relativbewegung zwischen zwei Bauteilen ist eine bezüglich einer Achse geradlinige Verschiebung der beiden Bauteile relativ zueinander.

In einer Weiterbildung des Schaltgetriebes ist vorgesehen, dass die Feder axial elastisch gegenüber dem zweiten Bauteil gelagert ist. Dadurch werden Stöße, die von dem Schaltgetriebe auf den Aktor übertragen werden, elastisch aufgenommen.

Das Schaltmittel ist vorzugsweise ein Schaltfinger. Unter Schaltfinger wird hier sowohl ein direkt mit der Schaltmuffe interagierendes Bauteil, das die Schaltmuffe in axialer Richtung bewegen kann, als auch ein Bauteil, das an Stelle eines manuell zu betätigenden Schalthebels mit einer Schaltkulisse zusammenwirkt verstanden. Im zweiten Fall erfolgt z.B. bei einem Vierganggetriebe eine H-förmige Bewegung, die sich aus einer Auswahl- uns einer Schaltbewegung zusammensetzt. Bei mehr als vier Gängen erfolgt jeweils eine Schaltbewegung in eine Richtung mit zwei Positionen, eine Auswahlbewegung entsprechend in einer etwa rechtwinklig dazu orientierten Richtung mit mehr als zwei Positionen. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Schaltfinger fest mit dem zweiten Bauteil verbunden ist.

In einer Weiterbildung des Schaltgetriebes ist vorgesehen, dass mehrere Antriebe in etwa koaxial zueinander angeordnet sind. Jeder Schaltmuffe eines abtriebsseitigen Festrades ist dabei ein eigener Aktor zugeordnet. Dabei können mehrere Antriebe auf einer gemeinsamen getriebegehäusefesten Welle angeordnet sein.

In einer Weiterbildung des Schaltgetriebes ist vorgesehen, dass das erste Bauteil einen Stator umgreift und zusammen mit diesem einen Drehantrieb bildet, wobei ein erstes Dichtungselement zwischen dem ersten Bauteil und dem Stator angeordnet ist. Das Dichtungselement kann ein Simmerring, eine Teflondichtung oder dergleichen sein.

Vorteilhaft ist, wenn der Antrieb ein zweites Dichtungselement zur Abdichtung zwischen Stator und zweitem Bauteil umfasst. Das Dichtungselement in Form einer Stator und zweites Bauteil verbindenden Gummimanschette oder eines Faltenbalges kann gleichzeitig der Festlegung des Stators gegenüber einer Verdrehung relativ zum Getriebegehäuse dienen.

In einer weiteren Ausgestaltung des Schaltgetriebes ist vorgesehen, dass der Antrieb zur Erzielung einer axialen Relativbewegung mit den in Umfangsrichtung verdrehbar angeordneten Bauteilen eine Schaltmuffe umgreift, wobei eines der beiden Bauteile mit der Schaltmuffe verbunden ist und das andere der beiden Bauteile getriebegehäusefest gelagert ist. Der Aktor wird damit direkt in das Getriebe integriert und umschließt die Schaltmuffe.

In einer Weiterbildung des Schaltgetriebes ist vorgesehen, dass das zweite Bauteil drehbar und axial festgelegt an der Schaltmuffe gelagert ist und das erste Bauteil drehbar und axial festgelegt in einer getriebegehäusefesten Lagerung aufgenommen ist. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Stator in einem Lager des Getriebegehäuses festgelegt ist und das erste Bauteil umgreift, welches wiederum das zweite Bauteil umgreift, das drehbar mit der Schaltmuffe verbunden ist.

In einer Weiterbildung des Schaltgetriebes ist vorgesehen, dass der Antrieb Mittel umfasst, die eine relative Verdrehung des zweiten Bauteils gegenüber dem Stator verhindern. Das Mittel kann vorteilhaft ein Gummibalg oder eine Verzahnung sein. Ein Gummibalg, der über den gesamten Umfang angeordnet ist, dient dabei gleichzeitig als Dichtung gegenüber dem Getriebe. Vorzugsweise umgreift das Lager des Getriebegehäuses den Stator um mehr als 180 Grad und legt diesen in alle radialen Richtungen fest.

In einer alternativen Ausgestaltung des Schaltgetriebes ist vorgesehen, dass mindestens ein Antrieb an einer Stirnseite außerhalb des Getriebegehäuses angeordnet ist und dass der Antrieb über ein im Wesentlichen parallel zu den Getriebewellen verlaufendes Schaltgestänge mit einer der Schaltmuffen verbunden ist. Der Antrieb bildet so ein eigenständig montierbares Modul, das z.B. zur Wartung oder Reparatur leicht demontiert werden kann. Vorteilhaft können dabei mehrere Antriebe in einer Aktorbaugruppe angeordnet sein. Jeder der Antriebe wirkt mit einem Schaltgestänge zusammen.

In einer Weiterbildung des Schaltgetriebes ist vorgesehen, dass das Schaltgestänge lösbar und gegen Verdrehung gesichert mit dem zweiten Bauteil verbunden ist. Die lösbare Verbindung kann z.B. ein Schnappverschluss, die Verdrehsicherung eine Polygonverbindung sein. In der Aktorbaugruppe können vorteilhaft zumindest Teile der elektrischen Steuerung angeordnet sein.

Die eingangs genannte Aufgabe wird auch durch einen Aktor zur Betätigung eines Schaltfingers eines Schaltgetriebes, wobei der Schaltfinger in Richtung einer Verschiebeachse linear beweglich und um eine Rotationsachse drehbar ist, wobei zur Linearbewegung ein Linearantrieb und zur Rotationsbewegung ein Rotationsantrieb vorgesehen ist, gelöst. Die beiden Bewegungen werden so durch jeweils auf ihre Aufgabe hin optimierte Module ausge führt. Diese funktionale Trennung erlaubt eine auf die für jede der Bewegungen optimierte Kraft und Bewegungsgeschwindigkeit. Dies ist insbesondere deshalb vorteilhaft, weil eine der Bewegungen, entweder die Linear- oder die Rotationsbewegung, eine Auswahlbewegung, die ohne Kraftaufwand relativ schnell durchgeführt werden muss, und die andere Bewegung die eigentliche Schaltbewegung, bei der relativ hohe Kräfte auftreten, ist. Durch die funktionale Trennung beider Bewegungen kann das jeweilige Modul auf Kraft oder Bewegungsgeschwindigkeit hin optimiert werden.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Linearantrieb einen Antrieb zur Erzielung einer axialen Relativbewegung zwischen zwei in Umfangsrichtung verdrehbar angeordneten Bauteilen umfasst, wobei zumindest ein bezüglich des ersten Bauteiles fixiertes Eingriffsmittel zwischen zumindest zwei benachbarte Windungen einer dem zweiten Bauteil drehfest zugeordneten gewundenen Feder eingreift und zumindest ein Bauteil gegenüber dem anderen drehangetrieben ist.

Der Rotationsantrieb umfasst vorteilhaft einen elektrischen Antrieb und ein Getriebe. Das Getriebe ist vorzugsweise ein Planetengetriebe. In einer Weiterbildung des Aktors umfasst das Planetengetriebe einen doppelten Planetensatz. Mit dem doppelten Planetensatz kann eine für Planetengetriebe sehr hohe Untersetzung ohne Vergrößerung des benötigten Bauraumes erzielt werden.

In einer Weiterbildung des Aktors ist vorgesehen, dass der Antrieb des Rotationsantriebes mit dem elektrischen Antrieb des Linearantriebes koppelbar ist. Dadurch kann der eigenständige elektrische Antrieb des Rotationsantriebes entfallen. Zur Kopplung des Rotationsantriebes mit dem elektrischen Antrieb des Linearantriebes umfasst dieser eine Kupplung, die vorzugsweise elektromagnetisch betätigbar ist. Dabei kann zwischen dem Rotationsantrieb und dem elektrischen Antrieb des Linearantriebes ein Getriebe angeordnet sein. Das Getriebe ist vorzugsweise ein Planetengetriebe, wobei das Planetengetriebe besonders bevorzugt einen doppelten Planetensatz umfasst.

In einer Weiterbildung des Aktors ist vorgesehen, dass das erste Bauteil und der Stator des Linearantriebes und der Rotor und der Stator des Rotationsantriebes im Wesentlichen konzentrisch zueinander angeordnet sind. Diese Maßnahme verringert den benötigten axialen Bauraum. In einer Weiterbildung des Aktors ist vorgesehen, dass dieser eine gehäusefeste Buchse umfasst, auf dessen radialer Außenseite der Stator des Rotationsantriebes und auf dessen radialer Innenseite der Stator des Linearantriebes angeordnet ist.

In einer Weiterbildung des Aktors ist vorgesehen, dass der Rotor des Rotationsantriebes mit einem Sonnenrad eines Planetengetriebes verbunden ist, wobei erste Planetenräder mit einem ersten Hohlrad kämmen und zweite Planetenräder, die starr mit den ersten Planetenrädern verbunden sind, mit einem zweiten Hohlrad kämmen, wobei das zweite Hohlrad mit einer Innenwelle verbunden ist, die drehfest und axial verschiebbar mit der Welle verbunden ist. Vorzugsweise ist zwischen Innenwelle und zweitem Hohlrad ein drehelastisches Element zur Aufnahme von Stößen angeordnet.

Das eingangs genannte Problem wird auch durch ein Getriebe mit einem erfindungsgemäßen Aktor gelöst.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der 1 bis 22 näher erläutert. Dabei zeigen:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Axialantriebes,

2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Axialantriebes,

3 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Federspindel,

4 eine Skizze eines 4-Gang Schaltgetriebes mit einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schaltantriebes,

5 eine Detaildarstellung eines Schaltfingers mit Axialantrieb,

6 eine räumliche Darstellung eines Zahnradsatzes eines Getriebes mit zwei Axialantrieben zur Betätigung von Schaltfingern,

7 eine Skizze eines 4-Gang Schaltgetriebes mit einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schaltantriebes,

8 eine Detaildarstellung einer ersten Ausführungsform eines Axialantriebes gemäß 7,

9 eine Detaildarstellung einer zweiten Ausführungsform eines Axialantriebes gemäß 7,

10 einen Längsschnitt durch ein Getriebe mit Axialantrieben gemäß 7-9,

11 einen Schnitt gemäß A-A in 10,

12 einen Schnitt durch ein 4-Ganggetriebe mit axial angeordneten Aktoren,

13 einen Schnitt durch eine Aktorbaugruppe,

14 eine erste Ausführungsform einer Befestigung,

15 und 16 alternative Ausführungen der Befestigung nach 14,

17 einen Aktor zu Betätigung eines Schaltfingers,

18 eine Skizze eines Schaltgetriebes mit einem Aktor nach 17,

19 eine erste Ausführung eines Aktors mit kombiniertem Axial- und Drehantrieb,

20 eine zweite Ausführung eines Aktors mit kombiniertem Axial- und Drehantrieb,

21 eine erste Ausführung eines Aktors mit im Wesentlichen konzentrischer Anordnung der elektrischen Antriebe,

22 eine zweite Ausführung eines Aktors mit im Wesentlichen konzentrischer Anordnung der elektrischen Antriebe.

1 und 2 zeigen die grundsätzliche Anordnung eines erfindungsgemäßen Linearantriebes 1. Dieser ist im wesentlichen Rotationssymmetrisch zu einer Symmetrieachse 9, daher ist jeweils nur ein Teilschnitt in 1 und 2 dargestellt. Der Linearantrieb umfasst im Wesentlichen eine Schraubenfeder 2, die in einem zweiten Bauteil 3 drehfest angeordnet ist. Das zweite Bauteil 3 besteht im Wesentlichen aus einem zylinderförmigen Teil 4, das an beiden axialen Enden jeweils radial verlaufende Teller 5 aufweist. Die Schraubenfeder 2 ist an den Tellern 5 jeweils mit Federelementen 6 gelagert, so dass die Schraubenfeder 2 gegenüber dem zweiten Bauteil 3 in axialer Richtung gegen die Kraft der Federelemente 6 in geringem Maße verschiebbar und so axial elastisch gegenüber dem zweiten Bauteil 3 gelagert ist. In die Windun gen der Schraubenfeder 2 greift ein Stift 32 ein, der fest mit einem ersten Bauteil 8 verbunden ist. Das erste Bauteil 8 und damit der Stift 32 sind gegenüber dem zweiten Bauteil 3 um eine Rotationsachse 9, die gleichzeitig Symmetrieachse des Linearantriebes ist, drehbar angeordnet. In der Darstellung der 1 ist dabei das zweite Bauteil 3 radial innerhalb des ersten Bauteiles 8 angeordnet, in dem Ausführungsbeispiel der 2 ist dieses genau umgekehrt, das heißt das zweite Bauteil 3 ist radial außerhalb des ersten Bauteiles 8 angeordnet. Erstes Bauteil 8, zweites Bauteil 3 und die damit zusammenwirkenden Teile sind in einem Gehäuse 16 angeordnet. In beiden Fällen ist aber das zweite Bauteil 3 bezüglich einer Rotation um die Rotationsachse 9 und damit gegenüber dem Gehäuse 16 festgelegt. In dem Ausführungsbeispiel der 2 erfolgt dies durch eine gehäusefeste Lagerung 10, in dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 erfolgt dies entweder durch eine Verzahnung 11 oder durch einen Gummibalg 12, die nachfolgend näher dargestellt werden.
Beim Ausführungsbeispiel der 1 ist das erste Bauteil 8 radial außerhalb des zweiten Bauteiles 3 angeordnet und gegenüber einem Stator 21 drehbar gelagert. Die Lagerung erfolgt beispielsweise mittels Kugellagern 14, die beispielsweise mit Dichtringen 15, dies können Simmerringe oder Labyrinthdichtungen oder dergleichen sein, nach außen hin abgedichtet sind. Wird die Verdrehsicherung des zweiten Bauteiles 3 gegenüber dem Gehäuse 16 mittels Gummibälgen 12 realisiert, so kann auf Dichtringe 15 verzichtet werden. Der Stator 21 ist im Ausführungsbeispiel der 1 gehäusefest, das heißt sowohl axial entlang der Rotationsachse 9 als auch in Verdrehrichtung der Rotationsachse 9 mit dem Gehäuse fest verbunden. Der Stator 21 trägt eine Statorwicklung 21b, die im Zusammenhang mit dem ersten Bauteil 8 als Rotor sowie einer daran angeordneten Rotorwicklung 13 einen Elektromotor als Drehantrieb 7 bilden. Wird also der Stator 21 bestromt, so wird das zweite Bauteil 8 dadurch in Rotation um die Rotationsachse 9 versetzt. Da der Stift 32 mit dem ersten Bauteil 8 verbunden ist, bewegt sich dieser durch das Federpaket der Schraubenfeder 2. Dadurch wird die Schraubenfeder 2 zusammen mit dem zweiten Bauteil 3 in axialer Richtung, dies ist in 1 und 2 durch einen Doppelpfeil 17 angedeutet, bewegt.
2 zeigt eine alternative Anordnung vom erstem Bauteil 8 und zweitem Bauteil 3 und damit auch dem Stator 21. Hier ist der Stator 21 in radialer Richtung gesehen das innerste Element, radial außerhalb des Stators 21 ist das erste Bauteil 8 angeordnet, weiter radial außerhalb ist das zweite Bauteil 3 mit der Schraubenfeder 2 angeordnet. Während also bei der 1 sich der Stift 32 von dem ersten Bauteil 8 radial nach innen erstreckt, erstreckt sich der Stift 32 in der Ausführungsform der 2 radial nach außen. In der Ausführungsform gemäß 1 ist daher das erste Bauteil 8 zusammen mit dem Stator 21 axial festgelegt, wobei das zweite Bauteil 3 zusammen mit der Schraubenfeder 2 in axialer Richtung verschoben wird, das Ausführungsbeispiel der 2 ist dem gegenüber eine kinematische Umkehrung, das heißt, Stator 21 und erstes Bauteil 8 sind in axialer Richtung verschieblich angeordnet während das zweite Bauteil 3 zusammen mit der Schraubenfeder 2 in axialer Richtung festgelegt sind. Die Stromzuführung für den Stator 21 ist in beiden Fällen nicht dargestellt.
In den 1 und 2 sind jeweils in der gleichen Zeichnung zwei unterschiedliche Ausführungsbeispiele für die Festlegung des jeweils inneren Bauteiles gegenüber der Rotation dargestellt. Im jeweils linken Bereich dargestellt ist die Festlegung mit einer Verzahnung, das heißt sowohl das innere Bauteil, in der Darstellung der 1 das zweite Bauteil, in der Darstellung der 2 der Stator 21, sind mit einem ersten Verzahnungselement 18 versetzen, entsprechend ist das Gehäuse mit einem zweiten Verzahnungselement 19 versehen. Die Verzahnungen können im einfachsten Fall eine Gabel sein, die eine Schiene umfasst oder zahnradartige Verzahnungselemente. Die Verzahnung 11 gewährleistet eine Festlegung des jeweils inneren Elementes gegenüber einer Verdrehung um die Rotationsachse 9, wobei eine axiale Verschiebbarkeit bezüglich der Rotationsachse 9 gewährleistet bleibt. Im rechten Bereich beider Zeichnungen ist eine alternative Ausführungsform der Verdrehsicherung dargestellt. Hier wird zur Verdrehsicherung ein Gummibalg 12 eingesetzt, der in der Ausführungsform der 1 auf der einen Seite gehäusefest mit dem Gehäuse 16 verbunden ist, auf der anderen Seite fest mit dem zweiten Bauteil 3 verbunden ist. Entsprechend ist bei der Ausführungsform gemäß 2 der Gummibalg auf der einen Seite gehäusefest und auf der anderen Seite fest mit dem Stator 21 verbunden. Ein derartiger Gummibalg 12 ist auf beiden Seiten angeordnet, bei Verwendung eines Gummibalges 12 wird also in den Darstellungen der 1 und 2 die Verzahnung 11 jeweils durch einen Gummibalg ersetzt. Zur Vereinfachung wurden beide Fälle der Verdrehsicherung in jeweils der gleichen Zeichnung dargestellt. Nicht dargestellt in 1 und 2 sowie in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen sind jeweils die elektrischen Komponenten wie Zuleitungen und dergleichen. Kugellager und Wicklungen des elektrischen Antriebes sind nur schematisch angedeutet.
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Federspindel 20 im Detail. Das Ausführungsbeispiel der 1 und 2 ist nicht einschränkend auf die Anordnungs- und Ausgestaltungsmöglichkeiten der Federspindel 20 als grundlegende Getriebeeinheit eines erfindungsgemäßen Axialantriebs zu betrachten.
Die Federspindel 20 setzt sich im wesentlichen aus dem Bauteil 3 mit der drehfest mit diesem verbundenen Schraubenfeder 2 und dem Bauteil 8 mit den von radial innen in die Schrauben feder 2 eingreifenden Eingriffsmittel 27, die aus einem Satz 32a über den Umfang verteilter Stifte 32c und einem Satz 32b über den Umfang verteilter Stifte 32d gebildet werden, wobei diese gegenüber den Stiften 32a in Umfangsrichtung in axiale Richtung versetzt sind, zusammen. Die Stifte 32a, 32b stehen mit dem Federband 29 mittels eines Wälzlagers 31, das auf den Stiften positioniert ist, in axialem Kontakt, wobei jeweils der Satz Stifte 32a für die Schub- und der Satz 32b für die Zugrichtung des Axialantriebs verwendet wird. Die Stiftsätze 32a, 32b können jeweils in Umfangsrichtung gewindeartig an den Verlauf des Federbandes 29 angepasst sein, so dass das Federband in jedem Umfangsabschnitt spielfrei abgestützt wird. Die Stiftsätze 32a, 32b sind gegeneinander vorzugsweise um eine Federbandbreite axial versetzt und sind an einem Längsende im Bauteil 8 und am anderen Ende in einem mittels – nicht näher dargestellter – Stege mit dem Bauteil 8 fest verbundenen Flansch 27a aufgenommen.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Bauteil 8 radial innerhalb des Bauteils 3 angeordnet. Das hülsenförmige Bauteil 3 weist an einem Ende einen radial nach innen gerichteten Ansatz 23 auf, an dem sich die Schraubenfeder 2 an dem einen Ende abstützt, und ist am anderen Ende mit einem Deckel 38 beispielsweise mittels eines Gewindes, eines Bajonettverschlusses, eines Presssitzes oder dergleichen verschlossen, wobei sich das andere Ende der Schraubenfeder 2 an dem Deckel 38 abstützt. Dabei kann es insbesondere bei Drehverschlüssen von Vorteil sein, wenn zwischen Deckel 38 und Schraubenfeder 2 eine verdrehbare Verbindung, beispielsweise mittels eines Wälzlagers 39 vorgesehen ist.
Die Schraubenfeder 2 ist mit dem Deckel 38 und/oder mit dem Ansatz 23 drehfest verbunden, beispielsweise vernietet oder – wie gezeigt – in einer Ausnehmung 40 des Ansatzes 23 eingehängt, wobei das Federende in der Ausnehmung umgelegt sein kann.
Zur Vermeidung von harten Anschlägen an den Enden des Verdrehbereichs der Federspindel 20 sind vorzugsweise – zur Vermeidung eines Festlaufens – elastischen Anschlagringe 41, 42 vorgesehen, gegen die der Flansch 27a bei Maximalverdrehung der beiden Bauteile 11, 3 läuft.
4 zeigt eine Schaltskizze eines automatisierten 4-Gang Schaltgetriebes 50. Eine Getriebeeingangswelle 51 ist über eine nicht näher dargestellte an sich bekannte Fahrzeugkupplung 52 mit einer Kurbelwelle 53 eines hier nicht dargestellten Antriebsmotors verbunden. Eine Getriebeausgangswelle 54 ist beispielsweise über ein hier nicht dargestelltes Differenzialgetriebe mit einer nicht dargestellten Antriebsachse verbunden. An der Getriebeeingangswelle 51 ist für jeden zu schaltenden Gang ein Festrad 55a, 55b, 55c, 55d angebracht. Zu je dem Festrad 55a bis 55d ist an der Getriebeausgangswelle 54 ein Losrad 56a, 56b, 56c, 56d angeordnet. Festrad und zugeordnetes Losrad sind ständig und dauerhaft im Eingriff. Zwischen jeweils zwei Losrädern 56a, 56b, 56c sowie 56d ist jeweils ein abtriebsseitiges Festrad 57a, 57b angeordnet. Die antriebsseitigen Festräder 57a, 57b sind fest mit der Getriebeausgangswelle 54 verbunden. Das abtriebsseitige Festrad 57a ist von einer ersten Schaltmuffe 58a umgeben, entsprechend ist das abtriebsseitige Festrad 57b von einer zweiten Schaltmuffe 58b umgeben. Die Schaltmuffen 58 sind axial verschiebbar, so dass durch das Verschieben einer der Schaltmuffen jeweils ein Losrad mit einem abtriebsseitigen Festrad verbunden werden kann. Zum Einlegen des ersten Ganges wird beispielsweise die zweite Schaltmuffe 58b in Richtung des Losrades 56d gedrückt, so dass das Losrad 56d mit dem abtriebsseitigen Festrad 57b verbunden wird. Die erste Schaltmuffe 58a ist dabei in einer Neutralstellung, d. h. diese ist mit keinem der beiden Losräder 56a, 56b verbunden. Bei mehr als 4 Gängen sind entsprechend mehr als 4 Getriebepaare vorhanden. Jeweils für einen oder zwei zu schaltende Gänge ist dabei eine Schaltmuffe vorgesehen, bei einem 5-Ganggetriebe oder einem 4-Ganggestriebe mit Rückwärtsgang, also beispielsweise drei Schaltmuffen und so weiter. Jede der Schaltmuffen wird durch einen Schaltfinger 59a, 59b bewegt. Die Schaltfinger 59a, 59b sind nun jeweils mit einem erfindungsgemäßen Axialantrieb 1 versehen. Jeder der Schaltfinger 59a, 59b und bei weiteren Getriebezügen alle weiteren Schaltfinger werden durch einen eigenen Axialantrieb 1 geschaltet.
5 zeigt einen Axialantrieb mit zugehörigem Schaltfinger und losen bzw. festen Zahnrädern im Detail. Dargestellt ist ein Teil der Abtriebswelle 54 gemäß 4, auf der ein Losrad 56a sowie ein Losrad 56b frei drehbar angeordnet sind. Der Axialantrieb zur Schaltung der Gänge wird anhand der Losräder 56a und 56b dargestellt, die Schaltung der anderen Losräder 56 ist identisch. Fest mit der Getriebeausgangswelle verbunden ist ein abtriebsseitiges Festrad 57a. Die Schaltmuffe 58a ist in axialer Richtung beweglich angeordnet, wobei diese durch eine federbelastete Kugel 60, die an dem abtriebseitigem Festrad 57a gelagert ist und in eine entsprechende Ausnehmung der ersten Schaltmuffe 58a eingreifen kann, in ihrer Mittelstellung arretiert wird. Der Schaltfinger 59a ist an dem zweiten Bauteil 3 entsprechend 1 oder 2 angeordnet. Innerhalb des zweiten Bauteiles 3 ist eine Schraubenfeder 2 wie anhand der 1 bis 3 dargestellt angeordnet. Ein oder mehrere Stifte 32 greifen in das Federpaket der Schraubenfeder 2 ein und sind an dem ersten Bauteil 8 befestigt. Das erste Bauteil 8 ist drehbar auf einem Stator 21 angeordnet, bildet mit diesem einen elektrischen Drehantrieb 7 und kann entsprechend der Darstellungen der 1 bis 2 durch anlegen einer elektrischen Spannung in Rotationen versetzt werden. Der Stator 21 ist beispielsweise mittels einer Achse 61 gehäusefest an dem Schaltgetriebe 50 angeordnet. Durch Rotation des ersten Bauteils 8 be wegt sich der Stift oder die Stifte 32 durch das Federpaket der Schraubenfeder 2, so dass in der Darstellung der 5 das zweite Bauteil 3 und damit auch der Schaltfinger 59 axial, in der Darstellung der 5 nach links bzw. rechts, und damit auf eines der Losräder 56 zu bewegt wird, so dass beispielsweise durch eine Bewegung der Schaltmuffe 58a auf das Losrad 56a eine Kopplung zwischen Losrad 56a und abtriebsseitigem Festrad 57a oder bei Bewegung genau in die entgegen gesetzte Richtung eine Kopplung zwischen Losrad 56b und abtriebsseitigem Festrad 57 erzielt werden kann.
6 zeigt ein Beispiel mehrerer Axialantriebe mit jeweils einem Schaltfinger auf einer gemeinsamen gehäusefesten Welle 61. Dabei sind ein erster Axialantrieb 62 sowie ein zweiter Axialantrieb 63 z. B. mit Sprengringen 64, die jeweils auf beiden Seiten eines jeden Axialantriebes 62, 63 angeordnet sind, auf der gehäusefesten Welle 61 angeordnet. Eine Verdrehsicherung des Stators 21 auf der gehäusefesten Welle 61 kann beispielsweise durch eine Nut-/Federkombination, Spannstifte, Bolzenschrauben, eine Verzahnung zwischen Welle 61 und Stator 21 oder dergleichen bewirkt werden. Ebenso kann hier eine Übergangspassung oder dergleichen vorgesehen sein.
7 zeigt eine Ausführungsform eines automatisierten Vierganggetriebes mit einer alternativen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Axialantriebes 1 als Aktor. Gegenüber 4 identische Bauteile und Baugruppen sind identisch bezeichnet und werden hier nicht erneut näher beschrieben. Der wesentliche Unterschied gegenüber der Ausführungsform der 4 besteht darin, dass die Axialantriebe 1 jeweils eine Schaltmuffe 58 vollständig umgreifen. Das Äußere der in Umfangsrichtung verdrehbar angeordneten Bauteile 8, 3 ist dabei axial nicht verschiebbar, jedoch in Umfangsrichtung verdrehbar in einem Lager 67 des Getriebegehäuses gelagert. Die 8 und 9 zeigen zwei alternative Ausführungsformen des Axialantriebs wie er in 7 verwendet wird. Der Axialantrieb wird wieder anhand der Losräder 56a und 56b dargestellt, die Schaltung der anderen Losräder 56 ist identisch. Die 8 und 9 zeigen ähnlich der 5 einen Teil der Abtriebswelle 54, auf der ein Losrad 56a sowie ein Losrad 56b frei drehbar angeordnet sind. Zwischen beiden Losrädern ist ein abtriebseitiges Festrad 57a angeordnet. Das abtriebseitige Festrad 57a ist von einer Schaltmuffe 58a umfasst, welche axial verschiebbar aber drehfest zum Beispiel mittels einer Verzahnung oder dergleichen an dem abtriebseitigen Festrad 57a gelagert ist. Die federbelastete Kugel 60 sorgt auch hier für eine arretierte Mittelstellung der Schaltmuffe 58. In Umfangsrichtung verdrehbar aber axial festgelegt an der Schaltmuffe 58 ist das zweite Bauteil 3, welches die Schraubenfeder 2 aufnimmt. Die gesamte Anordnung ist in den 8 und 9 rotationssymmetrisch zur Rotationsachse 68 angeordnet. Im Unterschied zu der Ausführungsform der 5 ist bei den Ausführungsformen der 8 und 9 auch der Axialantrieb 1 rotationssymmetrisch zur Rotationsachse 68 angeordnet, dieser umfasst also die Getriebewelle 54. Das zweite Bauteil 3 ist beispielsweise mit Rollen oder Kugeln 69 drehbar auf der Schaltmuffe 58 gelagert. Das erste Bauteil 8 ist beispielsweise mittels Kugellagern 70 in einem Lagersitz 71, der mit dem Getriebegehäuse fest verbunden ist, gelagert. In der Ausführungsform der 8 umfasst das Getriebegehäuse eine gehäusefeste Verzahnung 72, die in eine Verzahnung 73 des zweiten Bauteiles 3 eingreift. Die Verzahnung 72 entspricht in ihrer Ausgestaltung und Funktion der Verzahnung 11 in 1 und 2. Auf diese Weise ist das zweite Bauteil 3 axial verschiebbar gegenüber dem Getriebegehäuse 77 gelagert, kann diesem gegenüber aber nicht verdreht werden. Das zwischen zweitem Bauteil 3 und Getriebegehäuse 77 gelagerte erste Bauteil 8, das das Eingriffsmittel 27 bzw. Stift 32 trägt, ist gegenüber erstem Bauteil 8 und Getriebegehäuse 77 drehbar gelagert, aber gegenüber dem Getriebegehäuse 77 nicht axial verschiebbar. Eine Drehung des ersten Bauteiles 8 gegenüber dem Getriebegehäuse 77 bewirkt daher eine Bewegung des Stiftes 32 durch die Schraubenfeder 2, so dass das zweite Bauteil 3 axial gegenüber dem Getriebegehäuse 77 verschoben wird. Auf diese Weise lässt sich bei einer Verdrehung des ersten Bauteiles 8 gegenüber dem Getriebegehäuse 77 das zweite Bauteil 3 und damit auch die Schaltmuffe 58 in axialer Richtung verschieben, so dass das Festrad 57 mit jeweils einem der Losräder 56 verbindbar ist. Das erste Bauteil 8 fungiert dabei als Rotor, auf der Getriebegehäuseseite der Lagerung ist der Stator 21 samt hier nicht dargestellter Statorwicklung angeordnet, beide zusammen bilden einen Drehantrieb 7. Der Zwischenraum zwischen erstem Bauteil 8 und dem Getriebegehäuse kann entsprechend der Darstellung der 8 durch Dichtringe auf beiden Seiten abgedichtet sein, kann aber auch alternativ ohne jede Dichtung ausgeführt sein. Die Ausführung der Dichtung hängt von dem zu erwartenden Abrieb innerhalb des Getriebes und dem damit einhergehenden Verschmutzungspotential der Zwischenräume zusammen. Ist der Abrieb genügend klein, kann auf eine Dichtung verzichtet werden, droht durch Abrieb auf Dauer eine Verschlechterung der Lagereigenschaften insbesondere des ersten Bauteiles 8 gegenüber dem Stator 21, so ist hier eine Dichtung, beispielsweise in Form einer Labyrinthdichtung, eines Simmerringes oder dergleichen, vorzusehen.
9 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Verdrehsicherung des zweiten Bauteiles 3 gegenüber dem Getriebegehäuse. Statt einer Verzahnung ab 72, 73 sind hier zwei Faltenbälge 75 zwischen zweitem Bauteil 3 und der getriebegehäuseseitigen Lagerung 70 angeordnet. Die Faltenbälge entsprechen den Gummibälgen 12 in 1 und 2 und sind in der Darstellung der 9 ohne Befestigungsmittel oder dergleichen und somit nur im Prinzip dargestellt. Die Faltenbälge 75 sind auf beiden Seiten angeordnet und in axialer Richtung verformbar, so dass die axiale Verschiebbarkeit des zweiten Bauteiles 3 nicht behindert wird. In Umfangsrichtung sind die Faltenbälge 75 wiederum so steif ausgelegt, dass eine Verdrehung des zweiten Bauteiles 3 gegenüber dem Stator 21 und damit dem Getriebegehäuse 77 nur in sehr geringem Umfang möglich ist, mithin also eine ähnliche Wirkung wie zuvor mittels der Verzahnung 72, 73 erzielt wird. Zusätzlich dichten die beiden Faltenbälge 75 sowohl den Zwischenraum zwischen erstem Bauteil 8 und Getriebegehäuse 77 als auch den Zwischenraum zwischen erstem und zweitem Bauteil 3, 8 und damit auch die Schraubenfeder 2 gegenüber dem Innenraum des Getriebes ab. Auf diese Weise wird eine Verschmutzung des gesamten Antriebes sowohl mit Abrieb als auch mit Getriebeöl verhindert.
10 zeigt eine Skizze zur Montage des Getriebes. Dargestellt ist wiederum ein Vierganggetriebe ohne Rückwärtsgang, dieser wäre in bekannter Art und Weise zum Beispiel als zusätzliche Vorlegewelle auszulegen. Entsprechend 4 und 7 ist wiederum eine Getriebeausgangswelle 54 und eine Getriebeeingangswelle 51 dargestellt. Das Getriebe selbst wird an eine Kupplungsglocke 76 angeflanscht. Die Getriebeausgangswelle 54 sowie die Getriebeeingangswelle 51 sind daher jeweils in der Kupplungsglocke 76 gelagert, wobei die Getriebeeingangswelle 51 durch die Kupplungsglocke hindurch tritt und mit der hier nicht dargestellten Kupplung verbunden ist. Zur Montage werden entsprechend der Darstellung der 10 Getriebeeingangswelle 51 sowie Getriebeausgangwelle 54 mit sämtlichen Anbauteilen, also insbesondere Zahnrädern, Schaltmuffen, Axialantrieben 1a und 1b und aller weiteren Teile, versehen. Die Anordnung der Getriebezüge ist dabei der Gestalt, dass das zum Kupplungsglockenseitigen Axialantrieb 1a gehörige abtriebseitige Festrad den größeren Durchmesser hat als das dem Getriebeausgang zugewandte Axialantrieb 1b samt zugehörigem abtriebsseitigem Festrad. Entsprechend ist der Gesamtdurchmesser des Axialantriebes 1a größer als der des Axialantriebes 1b. An einem Getriebegehäuse 77 ist eine dem Axialantrieb 1a zugeordnete erste Halterung 78 sowie eine dem Axialantrieb 1b zugeordnete zweite Halterung 79 angebracht. 11 zeigt einen Schnitt gemäß A-A in 10 zur Verdeutlichung der Gestaltung der Halterungen. Als gestrichelte Kreise angedeutet sind die in der Schnittdarstellung in Einbaulage sichtbaren im Eingriff befindlichen Zahnradpaare 80. Die Halterungen 78, 79 sind als Kreisausschnitt ausgelegt, wobei der Kreisausschnitt die Axialantriebe über einen Winkel größer als 180° umgreift. Durch diese Maßnahme lassen sich bei der Montage diejenigen Zahnradpaare, bei denen dies notwendig ist, durch die Halterung 78, 79 durchschieben, wobei die von den Halterungen aufgenommenen Axialantriebe trotzdem in alle radialen Richtungen festgelegt sind. Bei einem Umschließungswinkel der Halterungen kleiner als 180° könnte zumindest eine Bewegung im Ausführungsbeispiel der 10 und 11 in Richtung der Antriebswelle 51 erfolgen. Als Verdrehsicherung kann beispielsweise ein Stift oder eine Schraube in eine Bohrung 81, von denen jeweils eine einer Halterung 78, 79 zugeordnet ist, eingeführt werden. In 11 ist nur eine Bohrung 81, die der ersten Halterung 78 zugeordnet ist, dargestellt.
Zur Montage sind zunächst sämtliche Wellen mit den nötigen Anbauteilen gemäß 10 an der Kupplungsglocke zu befestigen. Kabelstränge, die dem Antrieb der Axialantriebe 1a, 1b dienen und zu den Statorwicklungen führen sind dabei durch entsprechende Bohrungen in dem Getriebegehäuse 77 zu finden. Diese Bohrungen können beispielsweise neben den Halterungen 78, 79 angeordnet sein oder gar durch diese hindurchführen. Die Kabelstränge können zu den beispielsweise durch metallische Röhren oder dergleichen geschützt werden. Im nächsten Schritt kann das Kupplungsgehäuse auf die Kupplungsglocke aufgesetzt werden und mit dieser verbunden werden.
In 12 zeigt ein Schnitt durch ein Vierganggetriebe mit axial angeordneten Aktoren 1. Der Unterschied zu den Darstellungen der 4, bei den die Aktoren 1 außerhalb des Getriebes aber etwa in radialer Verlängerung der Schaltmuffen 58 angeordnet sind, sind die Aktoren 1a, 1b an einer Stirnseite 82 des Getriebegehäuses 77 gegenüber der Kupplungsglocke 76 angeordnet. Gegenüber dem vorherigen Ausführungsbeispiel identische Baugruppen sind hier wiederum identisch bezeichnet und werden an dieser Stelle nicht erneut beschrieben. Die Anordnung des jeweils größten beziehungsweise kleinsten Ganges differiert in den Darstellungen der 4 und 10, beispielsweise ist der Getriebezug mit der geringsten Übersetzung in der 10 der Kupplungsglocke 76, die in 4 nicht dargestellt ist, am nächsten angeordnet, in der Darstellung der 4 ist dieser von der Kupplungsglocke am weitesten entfernt angeordnet. Für die Funktion des Getriebes und dessen Schaltung ergibt dies hier keinen Unterschied. Die Schaltmuffen 58a, 58b werden in dem Ausführungsbeispiel der 12 durch Schaltgestänge 83, die in etwas parallel zur Antriebswelle 51 beziehungsweise Abtriebswelle 54 verlaufen, betätigt. Die ersten Schaltmuffe 58a wird dabei von einem ersten Schaltgestänge 83a, die zweite Schaltmuffe 58b von einem zweiten Schaltgestänge 83b betätigt. Die Schaltgestänge 83 sind jeweils an der Kupplungsglocke sowie an der Stirnseite 82 des Getriebegehäuses 77 gelagert. Durch eine axiale Verschiebung der Schaltgestänge 83 können jeweils die zugeordneten Schaltmuffen 58 mit einem der Losräder 56 verbunden werden. Die Aktoren 1a, 1b sind in einer Aktorbaugruppe 84, die von außen an das Getriebegehäuse 77 angeflanscht ist, angeordnet. Der Aktor 1a betätigt das Schaltgestänge 83a, entsprechend betätigt der Aktor 1b das Schaltgestänge 83b. Die Aktoren 1a, 1b sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel identisch aufgebaut. Deren Aufbau wird nachfolgend anhand eines einzelnen Aktors näher beschrieben. Eine Lagerschale 85 ist gleichzeitig als Stator 21 ausgebildet. In nerhalb der im Wesentlichen zylinderförmigen Lagerschale 85 ist das erste Bauteil 8 mit daran fixiertem Eingriffsmittel 32 angeordnet. Dieses greift in die Schraubenfeder 2, die dem zweiten Bauteil 3 zugeordnet ist, ein. Das zweite Bauteil 3 ist mit dem Schaltgestänge 83 fest verbunden. Eine Bestromung des Stators 21 bewirkt wie in den anderen Ausführungsbeispielen auch eine Verdrehung des ersten Bauteiles 8, so dass sich das Eingriffsmittel 32 durch die Federwindungen der Schraubenfeder 2 bewegt und so eine axiale Verschiebung des zweiten Bauteils 3 und damit des Schaltgestänges 83 bewirkt. Innerhalb der Aktorbaugruppe 84 ist eine Steuerelektronik 94 für die Steuerung und Energieversorgung der Statorwicklungen des Stators 21 angeordnet.
Auch bei der hier dargestellten Ausführungsform sind wiederum unterschiedliche Abdichtungen realisierbar, die im Wesentlichen der Abdichtung der 8 und 9 entsprechen. Die Lagerung des ersten Bauteiles 8 gegenüber dem Stator 21 kann mit zusätzlichen Dichtungen wie einem Simmerring oder einer Teflondichtung abgedichtet sein, alternativ kann zwischen zweitem Bauteil 3 und dem Gehäuse beziehungsweise dem Stator 21 eine in Umfangsrichtung umlaufende Gummimanschette entsprechend der Darstellung z.B. der 1 und 2 angeordnet sein. Zur Befestigung des Schaltgestänges 83 an dem zweiten Bauteil 3 verfügt das zweite Bauteil 3 über eine hülsenförmige Verlängerung 86, in die eine Durchgangsbohrung eingebracht ist. Eine entsprechende Durchgangsbohrung ist auch in das Schaltgestänge 83 eingebracht, so dass sich beide zum Beispiel mit einer Schraube, einem Spannstift oder dergleichen miteinander verbinden lassen. Die Befestigung zwischen Schaltgestänge 83 und zweitem Bauteil 3 ist in 14 bis 16 mit zwei Alternativen dargestellt, wobei jeweils dargestellt sind zwei Flansche 87, zwischen denen die Schraubenfeder 2 angeordnet ist. Eine der Flansche 87 ist dazu zum Beispiel einstückig aus dem zweiten Bauteil 3 herausgearbeitet, der andere Flansch 87 wird erst nach Aufschieben der Schraubenfeder 2 mit diesem verbunden, zum Beispiel aufgeschraubt, verpresst oder verschweißt und entspricht dem Deckel 38 in 4. In den 14–16 ist das zweite Bauteil 3 nur skizzenhaft dargestellt, nicht dargestellt ist beispielsweise der Ansatz 23.
15 und 16 zeigen alternative Ausführungsformen der Verbindung zwischen Schaltgestänge 83 und zweitem Bauteil 3. 15 zeigt einen Teilschnitt durch das zweite Bauteil 3. Im Bereich der Verlängerung 86 ist ein Schnappverschluss 88 in Form eines Federelementes angeordnet. Das Federelement 88 ist in etwa hakenförmig ausgebildet und verfügt über eine Eingriffskante 89. Das Federelement 88 ist an der hohl gebohrten Innenseite des zweiten Bauteiles 3 befestigt, zum Beispiel vernietet und ragt mit einer Nase 90 aus der Verlängerung 86 heraus. 16 zeigt in Zusammenschau des zweiten Bauteiles 3 und des Schaltgestänges 83 die Funktionsweise der Schnappverbindung. Die Kopfseite der Verlängerung 86 weist einen Vierkantdurchbruch 91 auf, entsprechend weist das Schaltgestänge 83 einen korrespondierenden Außenvierkant 92 auf. In den Außenvierkant 92 ist eine umlaufende Nut 93 eingebracht, in die die Eingriffskante 89 der Federelemente 88 eingreifen kann und so einen Schnappverschluss bildet. Durch Einführen des Schaltgestänges 83 in das zweite Bauteil 3 wird der Schnappverschluss automatisch geschlossen, durch aufdrücken der Federelemente 88 nach außen kann der Schnappverschluss wieder geöffnet werden.
17 zeigt einen Aktor 90 mit einem Linearantrieb 1 und einem Rotationsantrieb 91. Der Aktor 90 dient der Betätigung eines Schaltfingers 92. Der Schaltfinger 92 dient in bekannter Weise der Betätigung einer Schaltkulisse eines Schaltgetriebes, wobei die Schaltkulisse beispielsweise über Gestänge oder andere Schubmittelgetriebe oder dergleichen mit mehreren Schaltmuffen verbunden ist. Zur Schaltung führt der Schaltfinger 92 eine Linearbewegung aus, dies ist in 17 durch einen Doppelpfeil 93, und eine Drehbewegung um eine Rotationsachse 116, dies ist in 17 durch einen Doppelpfeil 94 dargestellt, aus. Der Schaltfinger 92 ist auf einer Welle 95 angeordnet, welche fest mit dem zweiten Bauteil 3 des Linearantriebes 1 verbunden ist. Der Aufbau des Linearantriebes 1 in 17 entspricht im Wesentlichen der Darstellung der 1, dargestellt ist neben dem zweiten Bauteil 3 die Schraubenfeder 2, das erste Bauteil 8 mit daran angeordnetem Stift 32, die Rotorwicklung 13 sowie der Stator 21. Die Welle 95 ragt vollständig durch den Axialantrieb 1 hindurch und umfasst einen Polygonansatz 96, z.B. in Form eines Vierkantprofiles, eines Sternprofiles oder dergleichen, der entlang der Linearbewegung 93 verschiebbar und drehfest bezüglich der Drehbewegung 24 mit einem Hohlrad 97 eines Planetengetriebes 98 verbunden ist. Das Planetengetriebe ist hier nur skizzenhaft dargestellt und umfasst in bekannter Weise neben dem Hohlrad 97 mehrere Planetenräder 99 sowie ein Sonnenrad 100. Das Sonnenrad 100 ist fest verbunden mit einem Rotor 101 mit einer zugehörigen Rotorwicklung 102. Der Rotor 101 bildet mit einem Stator einen Elektromotor als Rotationsantrieb 91. In dem Planetengetriebe 98 werden zwei Sätze von Planetenrädern 99 genutzt, von denen ein erster Satz 99a nur mit dem Hohlrad 97 kämmt, ein zweiter Planetenradsatz 99b, der auf den gleichen Wellen wie die jeweiligen Planetenräder 99a angeordnet ist, kämmt mit einer gehäusefesten Verzahnung 104 sowie mit der Verzahnung des Sonnenrades 100. Wie aus 17 zu erkennen ist, ist die Verzahnung 104 vom Durchmesser her geringer als die Verzahnung des Hohlrades 97. Durch diese Maßnahme wird einer gegenüber üblichen Planetengetrieben wesentlich höhere Untersetzung bis in den Bereich von etwa 1:50 erzielt.
Nicht dargestellt in 17 sind wiederum die elektrischen Zuleitungen und sonstigen Beschaltungsmittel.
Im Betrieb besorgt der Linearantrieb 1 die Linearbewegung 93 des Schaltfingers 92, der Rotationsantrieb 91 besorgt die Drehbewegung 94 des Schaltfingers 92. Der Aktor 90 kann als geschlossene einteilige Baugruppe in einem einzigen Gehäuse angeordnet sein oder zerlegbar als mehrteilige Baugruppe, wobei der Linearantrieb 1 beispielsweise mit dem Rotationsantrieb 91 zusammensteckbar ist. Die Verbindung zwischen der Welle 95 und dem zweiten Bauteil 3 kann ähnlich wie in der Darstellung der 14 beispielsweise durch einen Spannstift, einen Bolzen, eine Verzahnung oder dergleichen erwirkt werden.
Der Stator 21 des Linearantriebes 1 sowie der Stator 103 des Rotationsantriebes 1 sind vorzugsweise identisch aufgebaut. Dies ermöglicht eine kostengünstige Serienfertigung durch die Verwendung baugleicher Teile. Ebenso ist das zweite Bauteil 8 im Wesentlichen identisch mit dem Rotor 101, was die Anzahl benötigter Baugruppen weiter reduziert.
Je nach Schaltkraft kann bei dem Rotationsantrieb auch auf das Planetengetriebe 98 verzichtet werden und der Schaltfinger 92 direkt angesteuert werden. Sowohl die Drehbewegung als auch die Linearbewegung können jeweils Auswahl- oder Schaltbewegung sein. Dies hängt von der Gestaltung des Getriebes, das durch den Aktor geschaltet werden soll, ab.
Ist die Linearbewegung 93 bei dem Aktor gemäß 17 die Schaltbewegung und die Drehbewegung 94 die Auswahlbewegung, so ist das Ansteuerschema eines Getriebes gegenüber gebräuchlichen Ansteuerschemen zu verändern. 18 zeigt ein Getriebe mit derart veränderter Schaltung am Beispiel eines Vierganggetriebes. Die Ausführung der Schaltung entspricht im Wesentlichen der Darstellung der 12. Statt zweier voneinander unabhängiger Aktoren 1a, 1b, die einzig eine Linearbewegung ausführen, wird im Unterschied zu 12 bei dem Ausführungsbeispiel nach 18 ein Aktor 1c verwendet, der auf beide Schaltgestänge 83 wirkt. Durch die Drehbewegung 94 wird der Schaltfinger 92 mit der jeweils auszuwählenden Schaltgestänge 83 in Eingriff gebracht. Dazu sind die Schaltgestänge 83 jeweils mit einer Quernut 110 versehen. Durch die Linearbewegung 93 erfolgt der eigentliche Schaltvorgang. Auch bei dem Ausführungsbeispiel nach 18 ist Aktor 1c als Modul an der Stirnseite 82 des Getriebegehäuses 77 auf das Getriebe aufgesetzt und umfasst unmittelbar die notwendige Leistungselektronik. Bei mehr als vier zu schaltenden Gängen sind entsprechend mehr als zwei Schaltgestänge 83 vorzusehen. Die Drehbewegung 94 und damit die Auswahloperation für unterschiedliche Schaltgestänge 83 kann dabei eine Vielzahl von Positionen um fassen. Das Beispiel gemäß 18 benötigt zwei verschiedene Positionen. Es können aber auch z.B. vier verschiedene Positionen angesteuert werden, so dass vier Schaltgestänge schaltbar sind. Dies entspricht einem Achtganggetriebe, so dass auch eine Verwendung des zuvor dargestellten Aktors innerhalb eines Doppelkupplungsgetriebes möglich ist.
Zwischen dem Getriebegehäuse und dem Aktor ist selbstverständlich eine Führung und Dichtung für die Welle 95 vorzusehen. Diese Dichtung kann z. B. in bekannter Weise ein Simmerring oder eine Teflondichtung sein. Sowohl Aktor als auch die Leistungselektronik sind wasser- und staubdicht gegenüber der Umgebung mittels eines Gehäuses abgedichtet.
Die 19 und 20 zeigen zwei Ausführungsformen eines Aktors mit einem kombinierten Antrieb für die Axial- und Drehbewegung. Beide Ausführungsformen umfassen zunächst einen Axialantrieb 1, der im Wesentlichen der Ausführungsform der 17 entspricht. Identische Baugruppen der 19 und 20 gegenüber der 17 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und werden an dieser Stelle nicht erneut erläutert. Im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß 17 erfolgt der Drehantrieb des Rotationsantriebes 91 bei den Ausführungsformen der 19 und 20 durch das rotierende erste Bauteil 8, indem dieses mittels einer Kupplung 105 mit der Welle 95 verbunden wird. Die Kupplung 105 ist beispielsweise eine elektromagnetische Kupplung. Diese umfasst eine erste Kupplungsscheibe 106, die drehfest mit der ersten Baugruppe 8 und damit dem Rotor des elektrischen Antriebes verbunden ist. Axial beweglich auf der Welle 95 und dieser gegenüber beispielsweise durch eine Verzahnung drehfest verbunden ist eine zweite Kupplungsscheibe 107, die durch Verschieben in Pfeilrichtung 108 mit der ersten Kupplungsscheibe 106 in Eingriff gebracht werden kann und so die Drehbewegung 94 der Welle 95 bewirkt.
Um eine Untersetzung zwischen Rotordrehzahl und der Drehbewegung des Schaltfingers 92 zu erreichen kann wie im Beispiel der 20 zwischen Kupplung 105 und der Welle 95 ein Getriebe angeordnet werden. Im Beispiel der 20 handelt es sich um ein Planetengetriebe 112, das im Wesentlichen der Ausführung gemäß 17 entspricht. Auch hier ist ein doppelter Planetensatz vorgesehen, wobei sich einer der Planetensätze getriebefest abstützt. Das Planetengetriebe 112 ist hier nur skizzenhaft dargestellt und umfasst in bekannter Weise neben dem Hohlrad 111 mehrere Planetenräder 113 sowie ein Sonnenrad 114. Das Sonnenrad 114 ist als Verzahnung auf die Welle 95 aufgebracht. In dem Planetengetriebe 112 werden zwei Sätze von Planetenrädern 113 genutzt, von denen ein erster Satz 113a nur mit dem Hohlrad 111 kämmt, ein zweiter Planetenradsatz 113b, der auf den gleichen Wellen wie die jeweiligen Planetenräder 113a angeordnet ist, kämmt mit einer gehäusefesten Verzahnung 115 sowie mit der Verzahnung des Sonnenrades 114. Wie aus 20 zu erkennen ist, ist die Verzahnung 115 vom Durchmesser her größer als die Verzahnung des Sonnenrades 114. Durch diese Maßnahme wird einer gegenüber einem einstufigen Planetengetriebe höhere Untersetzung bis in den Bereich von etwa 1:50 erzielt.
21 zeigt eine Ausführungsform eines Aktors mit im Wesentlichen konzentrischer Anordnung der elektrischen Antriebskomponenten des Linearantriebes und der elektrischen Antriebskomponenten des Rotationsantriebes. Dargestellt ist ein Schaltfinger 92, der fest mit einer Welle 95 verbunden ist. Die Welle 95 ist mit mehreren Lagern 117 bezüglich einer Rotationsachse 116 verdrehbar und axial bezüglich der Rotationsachse 116 verschiebbar gelagert. Die Lager 117 sind in einem Gehäuse 118 angeordnet, welches zumindest in Richtung des Schaltfingers 92 geöffnet ist. Die Welle 95 ist fest verbunden mit dem zweiten Bauteil 3 eines Axialantriebes 1. Das zweite Bauteil 3 trägt entsprechend der Darstellung zum Beispiel der 1 eine Schraubenfeder 2, in die ein Eingriffmittel 32 eingreift, das mit einem ersten Bauteil 8 verbunden ist, welches die Rotorwicklung 13 trägt. Der zur Rotorwicklung 13 gehörende Stator 21 ist in einer bezüglich des Gehäuses 118 gehäusefesten Buchse 119 fest angebracht. Bei Rotation des ersten Bauteiles 8 wird entsprechend der Darstellung zum Beispiel der 1 die Welle 95 und damit der Schaltfinger 92 in axialer Richtung bezüglich der Achse 116 bewegt.
Radial außerhalb der gehäusefesten Buchse 119 ist ein weiterer Stator 120 fest angebracht. Der Stator 120 bildet mit einem weiteren Rotor 121 einen elektrischen Rotationsantrieb 122. In der 21 nur schematisch dargestellt sind sämtliche Lagerstellen -beispielsweise in Form von Kugellagern analog zur 1- zwischen den Rotoren und Statoren, nicht dargestellt sind die elektrischen Anschlusskomponenten wie Kabel und dergleichen. Der weitere Rotor 121 ist fest verbunden mit einem Sonnenrad 123 eines Planetengetriebes 124. Das Sonnenrad 123 kämmt mit mehreren ersten Planetenrädern 125, die wiederum mit einem ersten Hohlrad 126 kämmen. Das erste Hohlrad 126 ist bezüglich des Gehäuses 118, das in 21 zwar mehrteilig dargestellt ist aber insgesamt mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet wird, fest verbunden. Bei Drehung des Sonnenrades 123 werden die ersten Planetenräder 125 somit in Drehung versetzt und sind in der Lage, ein Drehmoment zu übertragen. Die ersten Planetenräder 125 sind starr verbunden mit zweiten Planetenrädern 127. Die ersten und zweiten Planetenräder 125, 127, die jeweils ein einstückiges Bauteil darstellen beziehungsweise fest miteinander verbunden, zum Beispiel verschweißt, verpresst oder dergleichen sind, sind jeweils auf Wellen eines Planetenträgers 128 gelagert. Die zweiten Planetenräder 127 sind jeweils im Eingriff mit einem zweiten Hohlrad 129. In der Darstellung der 21 ist der Eingriff der Pla netenräder mit dem jeweiligen Hohlrad beziehungsweise dem Sonnenrad nur mittelbar erkennbar, da es sich um eine Schnittdarstellung handelt, bei der die Planetenräder jeweils in der Zeichenebene hinter der Schnittfläche des Sonnenrades angeordnet sind. Daher werden zum Beispiel die ersten Planetenräder 125 durch das Sonnerad 123 in der Zeichenebene verdeckt und sind an einer Stelle, die außerhalb der Schnittebene liegt, mit dem Hohlrad 126 im Eingriff.
Wird das Sonnenrad 123 gedreht, so rollen die ersten Planetenräder 125 auf dem ersten Hohlrad 126 ab. Ebenso rollen die zweiten Planetenräder 127 auf dem zweiten Hohlrad 129 ab. Wie aus 21 zu erkennen ist, haben die zweiten Planetenräder 127 einen größeren Durchmesser als die ersten Planetenräder 125. Dadurch wird das zweite Hohlrad 129 mit einer Geschwindigkeit angetrieben, die der Umfangsdifferenz zwischen zweiten und ersten Planetenrädern entspricht. Hätten erste und zweite Planetenräder 125, 127 den gleichen Durchmesser, so wäre die Drehgeschwindigkeit des zweiten Hohlrades 129 generell null, da die Eingriffsverhältnisse identisch mit dem ersten Hohlrad 126 wären. Der Durchmesser der zweiten Planetenräder 127 relativ zum Durchmesser der ersten Planetenräder 125 bestimmt somit das Übersetzungsverhältnis dieses zweistufigen Planetengetriebes. Das zweite Hohlrad 129 ist über ein drehelastisches Element 130 mit einer Innenwelle 131 verbunden. Das drehelastische Element 130, zum Beispiel eine Ringfeder, eine Gummimanschette oder dergleichen, bewirkt, dass die Innenwelle 131 leicht gegenüber dem zweiten Hohlrad 129 verdrehbar ist, so dass zum Beispiel Stöße abgefangen werden können. Die Innenwelle 131 verfügt über eine Außenverzahnung 132, die mit einer entsprechenden Innenverzahnung 133 der Welle 95 in Eingriff steht. Auf diese Weise lässt sich die Welle 95 gegenüber der Innenwelle 131 axial verschieben, jedoch nicht gegenüber dieser um die Achse 116 verdrehen.
Die Verdrehsicherung des zweiten Bauteiles 3 und damit der Welle 95 gegenüber dem Gehäuse 118, wie dies zum Beispiel in den Ausführungsformen der 1 und 2 durch den Gummibalg 12 beziehungsweise die Verzahnung 11 erfolgt, wird hier durch den gesamten Drehantrieb, mithin das Planetengetriebe und dessen elektrischen Antrieb, gewährleistet. Gegebenenfalls ist durch den Drehantrieb ein Gegenmoment zu erzeugen, so dass bei Betätigung des Linearantriebes eine unerwünschte Verdrehung der Welle 95 und damit des Schaltfingers 92 vermieden wird.
22 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Aktors gemäß 21. Hier ist der Linearantrieb ersetzt worden durch ein Schraubgewinde 134. Anstelle des ersten Bauteiles mit zugehöriger Schraubenfeder 2 ist auf der Welle 95 ein Außengewinde 135 angeordnet, anstelle des ersten Bauteiles 8 mit Eingriffsmittel 32 ist an dem Rotor 21 ein Innengewinde 136 angeordnet.

1: Axialantrieb
2: Schraubenfeder
3: Zweites Bauteil
4: Zylinderförmiges Teil
5: Teller
6: Federelement
7: Drehantrieb
8: Erstes Bauteil
9: Rotationsachse/Symmetrieachse
10: Gehäusefeste Lagerung
11: Verzahnung
12: Gummibalg
13: Rotorwicklung
14: Kugellager
15: Dichtringe
16: Gehäuse
17: Doppelpfeil
18: Erstes Verzahnungselement
19: Zweites Verzahnungselement
20: Federspindel
21: Stator
21b: Statorwicklung
23: Ansatz
22a: Flansch
33: Ansatz
24: Wälzlager
25: weiteres hülsenförmiges Bauteil
26: Läufer
27: Eingriffsmittel
27a: Flansch
28: Kontaktstellen
29: Federband
30: Kontaktstellen
31: Wälzlager
32, 32a,: Stift
32b
35: Feder
36: ringförmiger Ansatz
37: Kontaktbereich
38: Deckel
39: Wälzlager
40: Ausnehmung
41: Anschlagring
42: Anschlagring
50: Schaltgetriebe
51: Getriebeeingangswelle
52: Fahrzeugkupplung
53: Kurbelwelle
54: Getriebeausgangswelle
55a-55d: Festrad
56a-56d: Losrad
57a, 57b: Abtriebseitiges Festrad
58a: Erste Schaltmuffe
58b: Zweite Schaltmuffe
59a, 59b: Schaltfinger
60: Kugel
61: Gehäusefeste Welle
62: Erster Axialantrieb
63: Zweiter Axialantrieb
64: Sprengring
65: Lagerkäfig
66: Faltenbalg
67: Lager
68: Rotationsachse
69: Kugellager (Kugel)
70: Kugellager
71: Lagersitz
72: Gehäusefeste Verzahnung
73: Verzahnung des zweiten Bauteils
74: Dichtring
75: Faltenbalg
76: Kupplungsglocke
77: Getriebegehäuse
78: Erste Halterung
79: Zweite Halterung
80: Zahnradpaar
81: Bohrung
82: Stirnseite
83: Schaltgestänge
83a: Erstes Schaltgestänge
83b: Zweites Schaltgestänge
84: Aktorbaugruppe
85: Lagerschale
86: Verlängerung
87: Flansch
88: Schnappverschluss
89: Eingriffskante
90: Aktor mit Linear- und Drehantrieb (Nase)
91: Rotationsantrieb
92: Schaltfinger
93: Linearbewegung
94: Drehbewegung
95: Welle
96: Polygonansatz
97: Hohlrad
98: Planetengetriebe
99: Planetenräder
100: Sonnenrad
101: Rotor
102: Rotorwicklung
103: Stator
104: Gehäusefeste Verzahnung
105: Kupplung
106: Erste Kupplungsscheibe
107: Zweite Kupplungsscheibe
108: Verschieberichtung zum Schließen der Kupplung 105
109: Planetengetriebe
110: Quernut
111: Hohlrad
112: Planetengetriebe
113: Planetenräder
114: Sonnenrad
115: Gehäusefeste Verzahnung
116: Rotationsachse
117: Lager
118: Gehäuse
119: gehäusefeste Buchse
120: Weiterer Stator
121: Weiterer Rotor
122: Elektrischer Rotationsantrieb
123: Sonnenrad
124: Planetengetriebe
125: Erste Planetenräder
126: Erstes Hohlrad
127: Zweite Planetenräder
128: Planetenträger
129: Zweites Hohlrad
130: drehelastisches Element
131: Innenwelle
132: Außenverzahnung
133: Innenverzahnung
134: Schraubgewinde
135: Außengewinde
136: Innengewinde

Claims

Schaltgetriebe umfassend mindestens ein Schaltmittel (59a, 59b, 83a, 83b, 92), das bei einem Schaltvorgang oder einer Gangwahl eine Linearbewegung ausführt, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltmittel (59a, 59b, 83a, 83b, 92) verbunden ist mit einem Aktor, der einen Antrieb (1) zur Erzielung einer axialen Relativbewegung zwischen zwei in Umfangsrichtung verdrehbar angeordneten Bauteilen (8, 3) umfasst, wobei zumindest ein bezüglich des ersten Bauteiles fixiertes Eingriffsmittel (32) zwischen zumindest zwei benachbarte Windungen einer dem zweiten Bauteil (3) drehfest zugeordneten gewundenen Feder (2) eingreift und zumindest ein Bauteil (8, 3) gegenüber dem anderen drehangetrieben ist.
Schaltgetriebe nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (2) axial elastisch gegenüber dem zweiten Bauteil (3) gelagert ist.
Schaltgetriebe nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltmittel ein Schaltfinger (59, 92) ist.
Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltfinger fest mit dem zweiten Bauteil (3) verbunden ist.
Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Antriebe (1, 62, 63) in etwa koaxial zueinander angeordnet sind.
Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Antriebe (1, 62, 63) auf einer gemeinsamen getriebegehäusefesten Welle angeordnet sind.
Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (26) einen Stator (21) umgreift und zusammen mit diesem einen Drehantrieb (7) bildet, wobei ein erstes Dichtungselement (65) zwischen dem ersten Bauteil (26) und dem Stator (21) angeordnet ist.
Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (1, 62, 63) ein zweites Dichtungselement (66) zur Abdichtung zwischen Stator (21) und zweitem Bauteil (3) umfasst.
Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb zur Erzielung einer axialen Relativbewegung mit den in Umfangsrichtung verdrehbar angeordneten Bauteilen (8, 3) eine Schaltmuffe (58) umgreift, wobei eines der beiden Bauteile (8, 3) mit der Schaltmuffe (58) verbunden ist und das andere der beiden Bauteile (10, 3) getriebegehäusefest gelagert ist.
Schaltgetriebe nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Bauteil (3) drehbar und axial festgelegt an der Schaltmuffe (58) gelagert ist und das erste Bauteil drehbar und axial festgelegt in einer getriebegehäusefesten Lagerung aufgenommen ist.
Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (21) in einem Lager des Getriebegehäuses festgelegt ist und das erste Bauteil (26) umgreift, welches wiederum das zweite Bauteil (3) umgreift, das drehbar mit der Schaltmuffe (58) verbunden ist.
Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb Mittel umfasst, die eine relative Verdrehung des zweiten Bauteils (3) gegenüber dem Stator (21) verhindern.
Schaltgetriebe nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel ein Gummibalg (12) ist.
Schaltgetriebe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel eine Verzahnung ist.
Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager des Getriebegehäuses den Stator (21) um mehr als 180 Grad umgreift.
Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Antrieb (1) an einer Stirnseite (82) außerhalb des Getriebegehäuses (77) angeordnet ist und dass der Antrieb (1) über ein im wesentlichen parallel zu den Getriebewellen (51, 54) verlaufendes Schaltgestänge (83) mit einer der Schaltmuffen (58) verbunden ist.
Schaltgetriebe nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Antriebe (1a, 1b) in einer Aktorbaugruppe (84) angeordnet sind.
Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgestänge (83) lösbar und gegen Verdrehung gesichert mit dem zweiten Bauteil (3) verbunden ist.
Schaltgetriebe nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die lösbare Verbindung ein Schnappverschluss (88, 89, 90, 93) ist.
Schaltgetriebe nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehsicherung eine Polygonverbindung ist.
Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass in der Aktorbaugruppe (84) zumindest Teile der elektrischen Steuerung (94) angeordnet sind.
Aktor zur Betätigung eines Schaltfingers eines Schaltgetriebes, wobei der Schaltfinger in Richtung eine Verschiebeachse linear beweglich (93) und um eine Rotationsachse drehbar (94) ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Linearbewegung (93) ein Linearantrieb (1) und zur Rotationsbewegung (94) ein Rotationsantrieb (91) vorgesehen ist.
Aktor nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearantrieb einen Antrieb (1) zur Erzielung einer axialen Relativbewegung zwischen zwei in Umfangsrichtung verdrehbar angeordneten Bauteilen (8, 3) umfasst, wobei zumindest ein bezüglich des ersten Bauteiles fixiertes Eingriffsmittel (32) zwischen zumindest zwei benachbarte Windungen einer dem zweiten Bauteil (3) drehfest zu geordneten gewundenen Feder (2) eingreift und zumindest ein Bauteil (8, 3) gegenüber dem anderen drehangetrieben ist.
Aktor nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationsantrieb (91) einen elektrischen Antrieb (101, 102, 103) und ein Getriebe (97) umfasst.
Aktor nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe (98) einen doppelten Planetensatz (99a, 99b) umfasst.
Aktor nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb des Rotationsantriebes (91) mit dem elektrischen Antrieb des Linearantriebes (1) koppelbar ist.
Aktor nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass dieser zur Kopplung des Rotationsantriebes (91) mit dem elektrischen Antrieb des Linearantriebes eine Kupplung (105) umfasst.
Aktor nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (105) elektromagnetisch betätigbar ist.
Aktor nach einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Rotationsantrieb (91) und dem elektrischen Antrieb des Linearantriebes ein Getriebe (112) angeordnet ist.
Aktor nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe ein Planetengetriebe (112) ist.
Aktor nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe (112) einen doppelten Planetensatz (113a, 113b) umfasst.
Aktor nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (8) und der Stator (21) des Linearantriebes (1) und der Rotor (121) und der Stator (120) des Rotationsantriebes (91) im Wesentlichen konzentrisch zueinander angeordnet sind.
Aktor nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass dieser eine gehäusefeste Buchse (119) umfasst, auf dessen radialer Außenseite der Stator (120) des Rotationsantriebes (91) und auf dessen radialer Innenseite der Stator (21) des Linearantriebes (1) angeordnet ist.
Aktor nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (121) des Rotationsantriebes (91) mit einem Sonnenrad (123) eines Planetengetriebes verbunden ist, wobei erste Planetenräder (125) mit einem ersten Hohlrad (126) kämmen und zweite Planetenräder (127), die starr mit den ersten Planetenrädern (125) verbunden sind, mit einem zweiten Hohlrad (129) kämmen, wobei das zweite Hohlrad (129) mit einer Innenwelle (131) verbunden ist, die drehfest und axial verschiebbar mit der Welle (95) verbunden ist.
Aktor nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Innenwelle (131) und dem zweitem Hohlrad (129) ein drehelastisches Element (130) angeordnet ist.
Schaltgetriebe umfassend mindestens einen Aktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche.