DE102009031730B3

DE102009031730B3 - Betätigungseinheit eines Schaltmoduls eines automatisierten Getriebes

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Publication number: DE102009031730B3
Application number: DE200910031730
Authority: DE
Original assignee: FSG AUTOMOTIVE HOLDING AG
Current assignee: FSG AUTOMOTIVE HOLDING AG
Priority date: 2009-07-04
Filing date: 2009-07-04
Publication date: 2011-03-10
Anticipated expiration: 2029-07-05

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Betätigungseinheit (1) eines Schaltmoduls (10) eines automatisierten Getriebes, mit zumindest zwei in Flucht angeordneten Zylindern (2), in denen jeweils ein Kolben (3) axial verschieblich geführt ist, wobei für jeden Zylinder (2) zwei Fluidanschlüsse (50) für die Zu- und Abführung eines den Kolben (3) zu seiner Verstellung beaufschlagenden Fluids vorgesehen sind, wobei jeder Zylinder (2) in seinem Umfang im Bewegungsbereich des jeweils zugehörigen Kolbens (3) ein Fenster (24) aufweist und wobei jeweils durch das Fenster (24) ein von dem Kolben (3) angetriebener Mitnehmer (4) verläuft, der außerhalb des Zylinders (2) mit je einer Schaltgabel (12) des Schaltmoduls (10) verbunden ist. Die neue Betätigungseinheit ist dadurch gekennzeichnet, dass jeder Zylinder (2) aus einem Rohrabschnitt aus Metall gebildet ist und dass die mindestens zwei Zylinder (2) fluidisch voneinander getrennt an ihren einander zugewandten Stirnenden (20) fluiddicht mit einem Zwischenstück (5) verbunden sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Betätigungseinheit eines Schaltmoduls eines automatisierten Getriebes, mit mindestens zwei in Flucht angeordneten Zylindern, in denen jeweils ein Kolben axial verschieblich geführt ist, wobei für jeden Zylinder zwei Fluidanschlüsse für die Zu- und Abführung eines den Kolben zu seiner Verstellung beaufschlagenden Fluids vorgesehen sind, wobei jeder Zylinder in seinem Umfang im Bewegungsbereich des jeweils zugehörigen Kolbens ein Fenster aufweist und wobei jeweils durch das Fenster ein von dem Kolben angetriebener Mitnehmer verläuft, der außerhalb des Zylinders mit je einer Schaltgabel des Schaltmoduls verbunden ist.
Eine Betätigungseinheit der vorstehend genannten Art ist aus ihrem praktischen Einsatz in automatisierten Getrieben, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bekannt. Bei der bekannten Betätigungseinheit sind die mindestens zwei in Flucht angeordneten Zylinder in einem einstückigen Bauteil zusammengefasst, welches üblicherweise ein Druckgussteil aus Leichtmetall, wie Aluminium, ist. Die inneren Zylinderflächen der beiden Zylinder sowie die am Bauteil vorgesehenen Fluidanschlüsse und die Fenster für die Mitnehmer müssen nach dem Gießvorgang spanend bearbeitet werden, was einen relativ hohen Aufwand erfordert. Dieser hohe Herstellungsaufwand ist insbesondere bei einer Massenfertigung in großen Stückzahlen ungünstig, da er die Betätigungseinheit verteuert, was sich merklich auf die gesamten Herstellungskosten des Getriebes auswirkt. Zudem können bei der Montage der Betätigungseinheit die Kolben jeweils nur von dem freien Stirnende jedes Zylinders in diesen eingeführt werden, wobei ein Kolbenstirnende mit der dort in der Regel angeordneten Radialdichtung über das Fenster hinwegbewegt werden muss. Dabei können bei der spanenden Bearbeitung des Fensters entstandene Grate am Innenumfang des Zylinders die Dichtung schon bei der Montage beschädigen, was zu einer verschlechterten Funktion oder verminderten Lebensdauer der Betätigungseinheit führt.
Die DE 35 13 279 C2 zeigt eine Einrichtung zur automatischen Schaltung eines einem Antriebsmotor nachgeschalteten mehrgängigen Zahnrad-Wechselgetriebes für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, in Abhängigkeit von den Betriebszustand des Fahrzeugs charakterisierenden Kenngrößen, mit den einzelnen Getriebegängen zugeordneten, jeweils aus einem Los- und einem Festrad bestehenden Zahnradpaaren und mit einer von einem Steuergerät gesteuerten Servostelleinrichtung zum Einrücken von den Losrädern der Zahnradpaare zugeordneten Kupplungsgliedern, die eine formschlüssige Verbindung des dem jeweils einzurückenden Gang zugeordneten Losrades mit einer Antriebs- oder Abtriebswelle des Getriebes herstellen. Dabei sind die Kupplungsglieder zur Selbsthaltung in der eingerückten Stellung bei Anliegen eines oberhalb eines Mindestwertes liegenden Zugmomentes des Antriebsmotors und zum selbsttätigen Ausrücken bei Unterschreitung des Mindestzugmomentes ausgebildeten. Die Kupplungsglieder sind aus mit Eingriffsverzahnungen versehenen Schiebemuffen gebildet, die jeweils mit an den Losrädern vorgesehenen Mitnahmeverzahnungen in Eingriff bringbar sind. Zumindest die bei Zugbetrieb aneinander anliegenden Zugflanken der Verzahnungen weisen einen derartigen Hinterschnittwinkel auf, dass während des Anliegens eines oberhalb eines Mindestwertes liegenden Zugmomentes des Antriebsmotors die Verzahnungen im Eingriff haltende Haltekräfte erzeugt werden. Schließlich sind Mittel zur Aufbringung einer auf die Schiebemuffen zumindest zeitweise kontinuierlich einwirkenden Ausrückkraft vorgesehen, die bei Unterschreitung des Mindestzugmomentes die Verzahnungen selbsttätig außer Eingriff bringen. Das Gangwählen und das Gangschalten erfolgt durch jeweils getrennte Stellglieder, die die Schaltstange in voneinander unabhängigen Richtungen, nämlich in Längsrichtung und in Umfangsrichtung, verstellen. In einer Ausführung der Servoschaltvorrichtung erfolgt das Gangwählen durch Axialverschiebung der Schaltstange mit Hilfe des Stellgliedes, das aus einem Tandemzylinder besteht. Dabei sind zwei in dem Tandemzylinder voneinander abgeteilte Druckbeaufschlagungsräume vorgesehen, denen mit Membranen versehene Kolben zugeordnet sind. Da die Kolben in ihren Zylindern mit Membranen abgedichtet sind, stellt sich hier das Problem einer möglichen Beschädigung von Radialdichtungen an den Kolben bei deren Einführen in den Zylinder nicht, jedoch unterliegen die Membranen hier durch ihre häufigen, bei jedem Ein- und Auslegen eines Gangs erfolgenden Rollbewegungen einer hohen Belastung und einem Verschleiß, was für eine dauerhafte Betriebssicherheit ungünstig ist.
Für die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, eine Betätigungseinheit der eingangs genannten Art zu schaffen, die die genannten Nachteile vermeidet und die insbesondere bei ihrer Fertigung einen geringeren Aufwand erfordert und kostengünstiger ist und bei der Schäden an den Dichtungen der Kolben bei deren Einbringen in die Zylinder vermieden werden.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einer Betätigungseinheit der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, dass jeder Zylinder aus einem Rohrabschnitt aus Metall gebildet ist und dass die mindestens zwei Zylinder fluidisch voneinander getrennt an ihren einander zugewandten Stirnenden fluiddicht mit einem Zwischenstück verbunden sind.
Mit der Erfindung wird vorteilhaft erreicht, dass jeder Zylinder kostengünstig hergestellt werden kann, weil er aus einem Rohrabschnitt aus Metall gebildet ist. Dabei können gängige Rohrmaterialien als Ausgangsmaterial für die Zylinder verwendet werden, die am Markt preiswert verfügbar sind. Hiermit wird eine merkliche Reduzierung der Herstellungskosten der Betätigungseinheit erreicht. Da die Zylinder zunächst einzelne Teile sind, können die Kolben bzw. deren Dichtungen von beiden freien Stirnenden in die Zylinder eingeführt werden, wobei keine der Dichtungen über das Fenster bewegt werden muss. Dichtungsbeschädigungen bei der Montage werden somit vermieden.
Um die aus je einem Rohrabschnitt gebildeten Zylinder möglichst einfach zu halten, ist bevorzugt weiter vorgesehen, dass das Zwischenstück in seinem Inneren eine die fluidische Trennung der Zylinder bewirkende Trennwand sowie für jeden Zylinder je einen von dessen Fluidanschlüssen aufweist.
Zwecks kostensparender Fertigung der Betätigungseinheit ist vorzugsweise das Zwischenstück ein Spritzgussteil aus Kunststoff. Damit kann das Zwischenstück günstig als Massenteil hergestellt werden, ebenso wie die mindestens zwei Zylinder als Rohrabschnitte kostengünstig hergestellt werden können. Das Zwischenstück kann dabei werkzeugfallend erzeugt werden, so dass am Zwischenstück keinerlei Nachbearbeitung mit spanenden Werkzeugen mehr nötig ist.
Um den im Einsatz auftretenden Belastungen sicher Stand zu halten, ist vorzugsweise der Kunststoff, aus dem das Zwischenstück besteht, ein mit Fasern, wie Glas- oder Karbonfasern, verstärkter Thermoplast oder Duroplast.
Alternativ kann das Zwischenstück auch ein Druckgussteil aus Leichtmetall sein. Dieses Material ist bei besonders hohen Belastungen im Einsatz vorteilhaft. Auch hier kann das Druckgussteil werkzeugfallend so gefertigt werden, dass eine nachträgliche spanende Bearbeitung nicht mehr erforderlich ist. Somit kann auch ein als Druckgussteil ausgeführtes Zwischenstück kostengünstig als Massenteil gefertigt werden.
Insbesondere um das Gewicht der Betätigungseinheit niedrig zu halten, ist bevorzugt vorgesehen, dass die die Zylinder bildenden Rohrabschnitte aus Aluminium bestehen.
Um die Zylinder einerseits mit dem Zwischenstück und andererseits mit weiteren Teilen der Betätigungseinheit oder des zugehörigen Getriebes fluiddicht verbinden zu können, weist vorzugsweise jeder Zylinder an seinen Stirnenden am Außen- oder Innenumfang eingestochene Dichtringnuten auf. In diese Dichtringnuten können beispielsweise standardmäßig verfügbare O-Ringe als Radialdichtringe eingelegt werden, um die Zylinder an ihren Stirnenden gegen das Zwischenstück sowie gegen mit dem jeweils anderen Stirnende zusammenwirkende weitere Teilen abgedichtet zu verbinden.
Um auch die Kolben möglichst einfach und mit geringem Gewicht herstellen zu können, besteht bevorzugt jeder Kolben aus zwei metallischen Kolbenstirnscheiben mit je einer Radialdichtung und aus einem zwischen den Kolbenstirnscheiben angeordneten Kolbenkörper aus Kunststoff.
Eine weitere Vereinfachung von Fertigung und Montage der Betätigungseinheit gemäß Erfindung wird dadurch erreicht, dass vorzugsweise die zwei Kolbenstirnscheiben und der Kolbenkörper jedes Kolbens relativ zueinander unverbunden im Zylinder angeordnet sind. Die zwei Kolbenstirnscheiben und der Kolbenkörper jedes Kolbens bleiben allein durch die Reibung zwischen den Kolbenstirnscheiben und dem Zylinder und durch den Druck des auf jeweils die eine der Kolbenstirnscheiben einwirkenden Fluids als Druckmedium in gegenseitiger Anlage, so dass eine mechanische Verbindung von Kolbenstirnscheiben und Kolbenkörper untereinander für die ordnungsgemäße Funktion der Kolben nicht erforderlich ist.
Wie oben erwähnt, dient jeder Kolben dazu, einen Mitnehmer, der mit einer Schaltgabel verbunden ist, anzutreiben. Um die Bewegung des Kolbens möglichst einfach auf den Mitnehmer zu übertragen, weist bevorzugt jeder Kolbenkörper eine Ausnehmung auf, in die der Mitnehmer eingesetzt ist. Bei der Montage der Betätigungseinheit genügt es somit, den Mitnehmer mit dem kolbenseitigen Mitnehmerteil in die Ausnehmung im Kolben einzuführen. Weitere Verbindungsarbeiten, wie Anbringen von Schrauben oder Schweißverbindungen oder dergleichen, sind hier nicht erforderlich.
Um im Betrieb eines Getriebes mit der erfindungsgemäßen Betätigungseinheit deren Kolben und Zylinder zu entlasten und gleichzeitig eine exakte axiale Führung der Schaltgabeln zu gewährleisten, ist bevorzugt parallel zu den Zylindern eine Führungsschiene vorgesehen, auf der die zugehörigen Schaltgabeln jeweils mittels eines Führungsstücks axial verschieblich geführt sind. Die Kolben in den Zylindern der Betätigungseinheit müssen damit keine Führungskräfte der Schaltgabeln aufnehmen, was die Belastung der Kolben und Zylinder und damit deren Verschleiß gering hält.
In einer vorteilhaften weiteren Ausgestaltung der Betätigungseinheit wird vorgeschlagen, dass das Zwischenstück einen die Führungsschiene haltenden Schienenträger aufweist. Dieser Schienenträger ist vorzugsweise einstückig mit dem übrigen Zwischenstück ausgeführt, so dass die Herstellung des Zwischenstücks mit dem Schienenträger praktisch keinen zusätzlichen Herstellungsaufwand erfordert. Gleichzeitig wird so die Führungsschiene relativ zu dem Zwischenstück und zu den damit verbundenen Zylindern in einer exakten Zuordnung gehalten. Außer durch den Schienenträger des Zwischenstücks kann die Führungsschiene auch durch weitere, getriebegehäuseseitig vorgesehene Träger gehalten werden, sofern dies aus mechanischen Gründen zweckmäßig oder erforderlich ist.
Bevorzugt ist weiter vorgesehen, dass die Führungsschiene eine im Querschnitt runde Stange ist und dass jedes Führungsstück aus einem Rohrabschnitt mit einer zur Führungsschiene passenden runden Innenkontur besteht. Die Führungsschiene ist in dieser Ausführung als runde Stange ein sehr einfaches und preiswertes Bauteil. Dabei kann die Führungsschiene eine massive Stange oder auch ein Hohlprofil sein. Die Führungsstücke sind hier ebenfalls einfache Bauteile, die als Abschnitte aus einem marktgängigen Rohr hergestellt werden können.
Vorteilhaft ist dabei die Außenkontur des Führungsstücks eine mehreckige Kontur, vorzugsweise eine Sechskantkontur. Die mehreckige Außenkontur macht das Anbringen der damit verbundenen Teile der Schaltgabel und/oder des Mitnehmers besonders einfach, weil die mehreckige Außenkontur flache Flächenbereiche zur Verfügung stellt, an denen die damit zu verbindenden Teile einfacher und genauer anbringbar sind als an beispielsweise zylindrischen Flächen. Insbesondere erfolgt hier ein Verbinden durch Verschweißen, wofür ein flächiges Aneinanderliegen der zu verschweißenden Teile vorteilhaft ist.
Wie an sich bekannt ist, dient jede Schaltgabel in der Regel für das Schalten von zwei Gängen des zugehörigen Getriebes, so dass jede Schaltgabel drei Betriebsstellungen einnehmen kann, nämlich bei dem einen eingelegten Gang und bei dem anderen eingelegten Gang sowie in einer neutralen Stellung, in der keiner der beiden Gänge eingelegt ist. Damit diese drei Betriebsstellungen zuverlässig eingehalten werden, ist zweckmäßig an jedem Zylinder eine mit dem zugehörigen Kolben oder Mitnehmer zusammenwirkende Rastierung angeordnet.
Um auch die Rastierung der Betätigungseinheit möglichst einfach und kostengünstig und zugleich zuverlässig zu gestalten, ist erfindungsgemäß bevorzugt vorgesehen, dass die Rastierung durch eine vormontierte Einheit aus einem Rastierungsgehäuse und einer federbelasteten drehbaren Rastierrolle gebildet ist, die in eine dem Fenster gegenüberliegende oder benachbarte Ausnehmung des Zylinders eingesetzt ist, und dass der zugehörige Kolben oder Mitnehmer eine mit der Rastierrolle zusammenwirkende gewellte Rastierkontur hat.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen:
1 eine Betätigungseinheit mit zwei Zylindern und einer Führungsschiene in perspektivischer Ansicht,
2 die Betätigungseinheit aus 1 in einem Längsschnitt, zusammen mit zwei Schaltgabeln und Mitnehmern, und
3 die Betätigungseinheit aus 1 in einem um 90° gegenüber der
2 verdrehten Längsschnitt, ebenfalls mit Schaltgabeln und Mitnehmern.
1 zeigt in perspektivischer Ansicht eine Betätigungseinheit 1 eines Schaltmoduls eines automatisierten Getriebes. Die Betätigungseinheit 1 umfasst hier zwei in Flucht miteinander angeordnete Zylinder 2, die an ihren einander zugewandten Stirnenden 20 mittels eines Zwischenstücks 5 verbunden sind. Hierzu besitzt das Zwischenstück 5 zwei voneinander weg weisende Zylinderaufnahmen 52, die in der Art von Steckmuffen ausgeführt sind. Jede Zylinderaufnahme 52 nimmt ein Stirnende 20 eines der beiden Zylinder 2 abgedichtet auf. Im Inneren des Zwischenstücks 5 befindet sich eine in 1 nicht sichtbare Trennwand, die die beiden Zylinder voneinander trennt. Oberseitig sind in 1 an dem Zwischenstück 5 zwei Fluidanschlüsse 50 sichtbar, wobei je ein Fluidanschluss 50 einem der zwei Zylinder 2 zugeordnet ist und zum Zuführen und Abführen eines Druckfluids dient. Hierzu können an die Fluidanschlüsse 50 Fluidleitungen dichtend angeschlossen werden, die in 1 nicht dargestellt sind. Das Druckfluid kann beispielsweise Öl oder Druckluft sein.
Die beiden Zylinder 2 bestehen jeweils aus einem passend abgelängten Rohrstück aus Metall, vorzugsweise Stahl, während das Zwischenstück 5 ein Spritzgussteil aus Kunststoff oder ein Druckgussteil aus Leichtmetall ist.
An ihrer dem Betrachter in 1 zugewandten Seite besitzen die Zylinder 2 in ihrer Umfangswand jeweils ein Fenster 24, durch welches hindurch jeweils ein im Inneren jedes Zylinders 2 axial verschieblich gelagerter Kolben 3 zu einem kleinen Teil sichtbar ist. Die Fenster 24 dienen jeweils zum Hindurchführen eines hier nicht dargestellten Mitnehmers, der außerhalb des Zylinders 2 mit einer in 1 nicht dargestellten Schaltgabel des Getriebes verbunden ist und der im Inneren des Zylinders 2 mit dem Kolben 3 so in Eingriff steht, dass der Kolben 3 bei seiner axialen Verschiebung mittels des Druckfluids den Mitnehmer antreibt und damit eine Verschiebung der Schaltgabel bewirkt.
Die beiden von dem Zwischenstück 5 weg weisenden Stirnenden 20 der beiden Zylinder 2 sind in 1 offen dargestellt, sind aber bei komplettiertem Getriebe mit getriebegehäuseseitig vorgesehenen Fluidanschlüssen verbunden, so dass das Druckfluid in jedem Zylinder 2 wahlweise auf die eine Seite oder die andere Seite des Kolbens 3 geleitet werden kann. Auf diese Weise kann mittels geeigneter und an sich bekannter Steuerventile der Kolben 3 in Axialrichtung des Zylinders 2 jeweils in gewünschter Richtung und um den gewünschten Weg verfahren werden.
Um bestimmte gewünschte Positionen des Kolbens 3 festzulegen, besitzt jeder Zylinder 2 an der dem Fenster 24 gegenüberliegenden Seite des Umfangs des Zylinders 2 je eine Rastierung 6. Diese Rastierung 6 wirkt im Inneren des Zylinders 2 entweder mit dem hier nicht gezeigten Mitnehmer oder mit dem Kolben 3 zusammen, wobei bevorzugte Positionen durch die Rastierung 6 festgelegt werden. In der Regel besitzt jeder Kolben 3 drei Positionen, nämlich eine neutrale mittlere Position sowie zwei davon in Axialrichtung zur einen und zur anderen Seite verschobene Stellungen, die dem Einlegen von zwei verschiedenen Gängen des zugehörigen Getriebes entsprechen. Für ein Getriebe mit bis zu sieben Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang genügen damit zwei Betätigungseinrichtungen 1 mit je zwei Zylindern 2, um alle Gänge schalten zu können.
Zur Abdichtung der aus den Rohrstücken bestehenden Zylinder 2 einerseits gegen das Zwischenstück 5 und andererseits gegen hier nicht dargestellte getriebegehäuseseitige Anschlusselemente sind an beiden Stirnenden 20 jedes Zylinders 2 außen umlaufende Dichtringnuten 21 eingestochen, in die beispielsweise jeweils ein O-Ring als Radialdichtung einlegbar ist.
Wie die 1 weiter zeigt, umfasst die Betätigungseinheit 1 neben den beiden miteinander fluchtenden Zylindern 2 und dem Zwischenstück 5 eine parallel zu den Zylindern 2 verlaufende Führungsschiene 11. Mittels eines einstückig mit dem Zwischenstück 5 ausgebildeten Schienenträgers 53 ist die Führungsschiene 11 etwa in ihrer Längsmitte gehalten. Zusätzlich kann die Führungsschiene 11 an ihren beiden Stirnenden in getriebegehäuseseitig vorgesehenen Aufnahmen gehalten werden. Die Führungsschiene 11 dient zur axial verschieblichen Führung der hier nicht dargestellten Schaltgabeln.
2 der Zeichnung zeigt ein vollständiges Schaltmodul 10 zusammen mit der zugehörigen Betätigungseinheit 1, wobei die Betätigungseinheit 1 hier im Längsschnitt gezeigt ist.
Im oberen Teil der 2 sind die beiden Zylinder 2 in Flucht miteinander angeordnet und an ihren einander zugewandten Stirnenden 20 mit dem Zwischenstück 5 verbunden. Dazu steckt jeweils ein Stirnende 20 in einer der muffenartigen Zylinderaufnahmen 52 des Zwischenstücks 5. Im Inneren des Zwischenstücks 5 ist hier die Trennwand 51 sichtbar, die die beiden Zylinder 2 fluidisch voneinander trennt. Jedem Zylinder 2 ist am Zwischenstück 5 je einer der hier nicht sichtbaren, in 1 gezeigten Fluidanschlüsse 50 zugeordnet.
Die beiden von dem Zwischenstück 5 weg weisenden Stirnenden 20 der beiden Zylinder 2 sind hier wieder offen dargestellt, jedoch im zusammengebauten Zustand eines Getriebes mit getriebegehäuseseitigen vorgesehenen Elementen zum Zu- und Abführen des Fluids und zur mechanischen Halterung der Betätigungseinheit 1 verbunden. Zu diesem Zweck ist beispielhaft an dem linken Stirnende 20 des linken Zylinders 2 ein Adapterring 22 dargestellt, der zur Verbindung mit einem entsprechend ausgebildeten Element des Getriebegehäuses dient. Im Außenumfang der Zylinder 2 sind an deren Stirnenden 20 wieder die eingestochenen Dichtringnuten 21 sichtbar, in die nun O-Ringe als Radialdichtungen eingelegt sind.
In jedem der beiden Zylinder 2 ist ein Kolben 3 angeordnet und durch Beaufschlagung mit dem Fluid in Axialrichtung in gewünschter Weise verschiebbar.
Jeder Kolben 3 besteht hier aus drei Teilen, nämlich zwei Kolbenstirnscheiben 30 und einem dazwischen angeordneten Kolbenkörper 31. Die beiden Kolbenstirnscheiben 30 sind jeweils Metallteile, während der Kolbenkörper 31 ein Spritzgussteil aus Kunststoff ist. Die Kolbenstirnscheiben 20 besitzen vorzugsweise angespritzte Radialdichtungen, zum Beispiel aus PTFE, um die Kolbenstirnscheiben 30 gegen den Innenumfang des zugehörigen Zylinders 2 abzudichten, jedoch leichtgängig verschiebbar zu halten. Die Kolbenstirnscheiben 30 und der Kolbenkörper 31 jedes Kolbens 3 können dabei relativ zueinander unverbunden im Inneren des Zylinders 2 angeordnet sein. Durch den auf die eine oder die andere Kolbenstirnscheibe 30 ausgeübten Fluiddruck und durch die Reibung der jeweils anderen Kolbenstirnscheibe 30 an dem Innenumfang des Zylinders 2 bleiben die Kolbenstirnscheiben 30 auch ohne Verbindungsmittel in Anlage an dem Kolbenkörper 31.
Jeder Kolbenkörper 31 besitzt eine Ausnehmung 34, die hier parallel zur Zeichnungsebene quer durch den Kolbenkörper 31 verläuft. Die Ausnehmung 34 nimmt jeweils einen inneren Teil 40 eines Mitnehmers 4 auf. Mit einem schmaleren, schlanken Mitteilteil 41 läuft jeder Mitnehmer 4 durch je eines der Fenster 24 im Umfang des Zylinders 2 nach außen und endet dort in einem wieder verbreiterten äußeren Teil 42. Der Mitnehmer 4 ist beispielsweise ein Feinschneidteil aus Stahlblech.
An seinem äußeren Teil 42 ist der Mitnehmer 4 mit einem Führungsstück 13, ebenfalls aus Metall verbunden, vorzugsweise laserverschweißt. Das Führungsstück 13 ist axial verschieblich auf der Führungsschiene 11 geführt und bildet einen Teil einer Schaltgabel 12, die zur Verschiebung von Gangwechselrädern des Getriebes dient. Dabei ist gemäß 2 jedem Zylinder 2 und Kolben 3 eine Schaltgabel 12 zugeordnet.
Gegenüber dem Fenster 24 besitzt jeder Zylinder 2 die Rastierung 6. Die Rastierung 6 besteht hier aus einem Rastierungsgehäuse 60, das in eine dem Fenster 24 gegenüberliegende Ausnehmung 26 eingesetzt ist. An der zum Inneren des Zylinders 2 weisenden Seite trägt jedes Rastierungsgehäuse 61 eine drehbar gelagerte, federbelastete Rastierrolle 61, die mit einer Rastierkontur 46 an der der Rastierung 6 zugewandten Stirnseite des Mitnehmers 4 zusammenwirkt. Die Rastierkontur 46 bildet eine Wellenlinie mit insgesamt drei Wellentälern, wobei jedes Wellental einer Rastierposition entspricht. In 2 sind beide Schaltgabeln 12 in ihrer neutralen Stellung, also in Axialverschiebungsrichtung gesehen mittleren Position, angeordnet, so dass hier die Rastierrolle 61 jeweils in dem mittleren Wellental der Rastierkontur 46 liegt. Durch Druckbeaufschlagung des Kolbens 3 mittels des Fluids entweder von der einen oder von der anderen Seite kann der Kolben 3 unter Mitnahme des Mitnehmers 4 verschoben werden, so dass dann die Rastierrolle 61 in eines der beiden weiteren Wellentäler gelangt und so eine Rastierung der Schaltgabel 12 in zwei weiteren Positionen erfolgt, die zwei verschiedenen eingelegten Gängen des zugehörigen Getriebes entsprechen.
Wie die 2 anschaulich zeigt, sind die beiden Zylinder 2 untereinander identisch ausgeführt. Ebenso sind die beiden Kolben 3 untereinander identisch. Dies gilt auch für die beiden Schaltgabeln 12 mit ihrem jeweiligen Führungsstück 13 und Mitnehmer 4. Schließlich sind auch die beiden Rastierungen 6 untereinander identisch. Auf diese Weise wird eine kostengünstige Massenfertigung der Betätigungseinheit 1 und des Schaltmoduls 10 gewährleistet. Das Zwischenstück 5 verbindet nicht nur die beiden Zylinder 2 miteinander, sondern hält über den Schienenträger 53 auch die Führungsschiene 11, auf der die Führungsstücke 13 der beiden Schaltgabeln 12 axial verschiebbar geführt sind. Das Zwischenstück 5 kann kostengünstig als Spritzgussteil aus Kunststoff, vorzugsweise mit Faserverstärkung, oder als Druckgussteil aus Leichtmetall, insbesondere Aluminium, hergestellt werden.
Bei der Montage der Betätigungseinheit 1 können die beiden Kolbenstirnscheiben 30 mit ihren angespritzten Dichtungen jeweils von den beiden einander entgegengesetzten Stirnenden 20 des zunächst noch ein Einzelteil biuldenden Zylinders 2 in dessen Inneres eingeführt werden, wodurch die Dichtungen der Kolbenstirnscheiben 30 geschont werden, da sie nicht über das Fenster 24 und die Ausnehmung 26 hinweg geschoben werden müssen. Damit wird eine Beschädigung der Dichtungen der Kolbenstirnscheiben 30 wirksam ausgeschlossen. Zur Erzielung einer Schmierung der zwischen den beiden Kolbenstirnscheiben 30 befindlichen Teile der Betätigungseinheit 1, insbesondere der Rastierung 6, kann eine gezielte Leckage zwischen Kolbenstirnscheiben 30 und Innenumfang der Zylinder 2 eingestellt werden, durch die Öl als Druckfluid in das Innere der Zylinder 2 zwischen den Kolbenstirnscheiben 30 gelangt.
3 zeigt das Schaltmodul 10 mit Betätigungseinheit 1 aus 2 in einer gegenüber der Schnittebene von 2 um 90° gedrehten Schnittebene. Im oberen Teil der 3 sind wieder die beiden in Flucht miteinander angeordneten Zylinder 2 sichtbar, die über das Zwischenstück 5 miteinander verbunden sind. An der in 3 nach oben weisenden Seite des Zwischenstücks 5 sind hier die beiden Fluidanschlüsse 50 sichtbar, wobei jeder Fluidanschluss 50 je einem der beiden Zylinder 2 zugeordnet ist. Die fluidische Trennung der beiden Zylinder 2 bewirkt die einstückig im Zwischenstück 5 vorgesehene Trennwand 51.
Aufgrund der um 90° gedrehten Schnittebene sind nun auch die Kolben 30 in den Zylindern 2 um 90° gedreht dargestellt. Dadurch fällt der Blick des Betrachters nun durch die Ausnehmungen 34 in den beiden Kolben 3 hindurch, wobei die Ausnehmungen 34 zur Aufnahme der hier nicht dargestellten Mitnehmer 4 mit deren innerem Teil 40 dienen, wie in 2 dargestellt und erläutert.
Im unteren Teil der 3 sind noch die beiden Schaltgabeln 12 sichtbar, die über die hier nicht dargestellten Mitnehmer von den Kolben 3 angetrieben in Axialrichtung, das heißt gemäß 3 nach links und rechts, verschiebbar sind, Die Führungsschiene 11 zur Führung der Schaltgabeln 12 liegt hier hinter der Betätigungseinheit 1 und ist in 3 deshalb nicht sichtbar. Dadurch, dass die Mitnehmer 4 zeichnerisch in 3 nicht dargestellt sind, sind die Schaltgabeln 12 hier mit der betätigungseinheit 1 unverbunden gezeichnet, in der Praxis aber selbstverständlich über die Mitnehmer 4 mit der Betätigungseinheit 1 gekoppelt.
Hinsichtlich der weiteren Bezugsziffern in der 3 wird auf die vorhergehende Beschreibung verwiesen.
Bezugszeichenliste

1: Betätigungseinheit
10: Schaltmodul
11: Führungsschiene
12: Schaltgabel
13: Führungsstück an 12
2: Zylinder
20: Stirnenden
21: Dichtringnuten
22: Adapterring
24: Fenster für 4
26: Ausnehmung für 6
3: Kolben
30: Kolbenstirnscheiben
31: Kolbenkörper
34: Ausnehmung
4: Mitnehmer
40: innerer Teil
41: Mittelteil
42: äußerer Teil
46: Rastierkontur
5: Zwischenstück
50: Fluidanschlüsse
51: Trennwand
52: Zylinderaufnahmen
53: Schienenträger
6: Rastierung
60: Rastierungsgehäuse
61: Rastierrolle

Claims

Betätigungseinheit (1) eines Schaltmoduls (10) eines automatisierten Getriebes, mit mindestens zwei in Flucht angeordneten Zylindern (2), in denen jeweils ein Kolben (3) axial verschieblich geführt ist, wobei für jeden Zylinder (2) zwei Fluidanschlüsse (50) für die Zu- und Abführung eines den Kolben (3) zu seiner Verstellung beaufschlagenden Fluids vorgesehen sind, wobei jeder Zylinder (2) in seinem Umfang im Bewegungsbereich des jeweils zugehörigen Kolbens (3) ein Fenster (24) aufweist und wobei jeweils durch das Fenster (24) ein von dem Kolben (3) angetriebener Mitnehmer (4) verläuft, der außerhalb des Zylinders (2) mit je einer Schaltgabel (12) des Schaltmoduls (10) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Zylinder (2) aus einem Rohrabschnitt aus Metall gebildet ist und dass die mindestens zwei Zylinder (2) fluidisch voneinander getrennt an ihren einander zugewandten Stirnenden (20) fluiddicht mit einem Zwischenstück (5) verbunden sind.
Betätigungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenstück (5) in seinem Inneren eine die fluidische Trennung der Zylinder (2) bewirkende Trennwand (51) sowie für jeden Zylinder (2) je einen von dessen Fluidanschlüssen (50) aufweist.
Betätigungseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenstück (5) ein Spritzgussteil aus Kunststoff ist.
Betätigungseinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff, aus dem das Zwischenstück (5) besteht, ein mit Fasern verstärkter Thermoplast oder Duroplast ist.
Betätigungseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenstück (5) ein Druckgussteil aus Leichtmetall ist.
Betätigungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die Zylinder (2) bildenden Rohrabschnitte aus Aluminium bestehen.
Betätigungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Zylinder (2) an seinen Stirnenden (20) am Außen- oder Innenumfang eingestochene Dichtringnuten (21) aufweist.
Betätigungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kolben (3) aus zwei metallischen Kolbenstirnscheiben (30) mit je einer Radialdichtung und aus einem zwischen den Kolbenstirnscheiben (30) angeordneten Kolbenkörper (31) aus Kunststoff besteht.
Betätigungseinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Kolbenstirnscheiben (30) und der Kolbenkörper (31) jedes Kolbens (3) relativ zueinander unverbunden im Zylinder (2) angeordnet sind.
Betätigungseinheit nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kolbenkörper (31) eine Ausnehmung (34) aufweist, in die der Mitnehmer (5) eingesetzt ist.
Betätigungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu den Zylindern (2) eine Führungsschiene (11) vorgesehen ist, auf der die zugehörigen Schaltgabeln (12) jeweils mittels eines Führungsstücks (13) axial verschieblich geführt sind.
Betätigungseinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenstück (5) einen die Führungsschiene (11) haltenden Schienenträger (53) aufweist.
Betätigungseinheit nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschiene (11) eine im Querschnitt runde Stange ist und dass jedes Führungsstück (13) aus einem Rohrabschnitt mit einer zur Führungsschiene (11) passenden runden Innenkontur besteht.
Betätigungseinheit nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontur des Führungsstücks (13) eine mehreckige Kontur, vorzugsweise eine Sechskantkontur, ist.
Betätigungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Zylinder (2) eine mit dem zugehörigen Kolben (3) oder Mitnehmer (4) zusammenwirkende Rastierung (6) angeordnet ist.
Betätigungseinheit nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastierung (6) durch eine vormontierbare Einheit aus einem Rastierungsgehäuse (60) und einer federbelasteten drehbaren Rastierrolle (61) gebildet ist, die in eine dem Fenster (24) gegenüberliegende oder benachbarte Ausnehmung (26) des Zylinders (2) eingesetzt ist, und dass der zugehörige Kolben (3) oder Mitnehmer (4) eine mit der Rastierrolle (61) zusammenwirkende gewellte Rastierkontur (46) hat.