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Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung zur Betätigung eines Getriebes, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Es sind im Stand der Technik Betätigungsvorrichtungen bekannt, bei welchen eine Schaltwelle von zwei Elektromotoren betätigt werden, wobei ein Elektromotor für die axiale Verlagerung der Schaltwelle vorgesehen ist und wobei der zweite Elektromotor für die Verdrehung der Schaltwelle um ihre Längsachse vorgesehen ist, siehe
DE 101 02 029 A1 .
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Dabei ist die Vorsehung von Elektromotoren als Antriebseinheit zur Getriebebetätigung nicht immer eine günstige Alternative, weil die benötigten Bauräume nicht immer zur Verfügung stehen. Auch sind die damit verbundenen Kosten je nach den benötigten Elektromotoren zum Teil relativ hoch.
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Alternativ sind so genannte Schaltwalzengetriebe bekannt geworden, bei welchen Schaltwalzen vorgesehen sind, um das Ein- bzw. Auslegen einer Getriebeübersetzung gesteuert vorzunehmen. Eine Schaltwalze benötigt zu deren Verdrehung nur einen Elektromotor auf, was die Kosten reduziert. Diese Getriebe haben jedoch die Eigenheit, dass die Getriebeübersetzungen nicht beliebig ausgewählt werden können, sondern anhand der Geometrie der Betätigungsnut der Schaltwalze in ihrer Reihenfolge festgelegt sind.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Betätigungsvorrichtung zu schaffen, mittels welcher ein Getriebe einfach und kostengünstig betätigt werden kann und dennoch eine individuelle Auswahl der einzulegenden Getriebeübersetzung erlaubt. Auch ist es die Aufgabe ein Getriebe mit einer solchen Betätigungsvorrichtung zu schaffen.
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Die Aufgabe der Erfindung hinsichtlich der Betätigungsvorrichtung wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung zur gesteuerten Betätigung eines Getriebes zum Auswählen und Ein- und Auslegen von Getriebeübersetzungen, mit einer Schaltwelle mit zumindest einem Betätigungsnocken zum Beaufschlagen von Getriebeschaltelementen, wobei eine erste druckmittelbetätigbare Kolben-Zylinder-Einheit vorgesehen ist, zur Betätigung einer axialen Verlagerung der Schaltwelle entlang ihrer Längsachse und eine zweite druckmittelbetätigbare Kolben-Zylinder-Einheit vorgesehen ist zur Verdrehung der Schaltwelle um ihre Längsachse, wobei die beiden Kolben-Zylinder-Einheiten mittels einer Druckmittelquelle gesteuert speisbar sind. So kann eine gezielte Wähl- bzw. Schaltbewegung zum Auswählen einer Getriebeübersetzung und/oder zum Ein- und/oder Auslegen einer Getriebeübersetzung angesteuert werden.
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Erfindungsgemäß ist es zweckmäßig, wenn die erste Kolben-Zylindereinheit und die zweite Kolben-Zylinder-Einheit mittels einer Kopplungsvorrichtung mit der Schaltwelle gekoppelt sind. Die Kopplungsvorrichtung dient der Übertragung der Längsbewegung des jeweiligen Kolbens in eine Längsbewegung bzw. in eine Drehbewegung der Schaltwelle.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Kopplungsvorrichtung eine starre Kopplung der Schaltwelle mit dem Kolben der ersten Kolben-Zylindereinheit bewirkt zur axialen Verlagerung der Schaltwelle bei Längsverlagerung des Kolbens im Zylinder der ersten Kolben-Zylinder-Einheit. Dabei kann die Kolbenstange des Kolbens insbesondere unmittelbar oder mechanisch fest verbunden mit der Schaltwelle ausgebildet sein. Auch kann es vorteilhaft sein, wenn die Kolbenstange einteilig mit der Schaltwelle verbunden ist.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Kopplungsvorrichtung eine Kopplung der Schaltwelle mit dem Kolben der zweiten Kolben-Zylindereinheit bewirkt zur Verdrehung der Schaltwelle bei Längsverlagerung des Kolbens im Zylinder der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit. So kann ein Getriebe und/oder eine Kulissenführung und/oder eine Hebelanlenkung vorgesehen sein, mittels welcher die Übersetzung der Längsbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Schaltwelle erfolgen kann.
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Auch ist es gemäß eines erfinderischen Gedankens vorteilhaft, wenn die Verdrehung der Schaltwelle mittels des Kolbens der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit unabhängig von der axialen Verlagerung der Schaltwelle mittels des Kolbens der ersten Kolben-Zylinder-Einheit erfolgt. So kann eine Wählbewegung ausgeführt werden, ohne dass die Schaltbewegung ausgeführt wird und umgekehrt. Dadurch kann eine freie Betätigungsbewegung erfolgen.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die erste und/oder zweite Kolben-Zylinder-Einheit mit einem in einem Zylinder längsverschieblichen Kolben ausgebildet ist, wobei beiderseits des Kolbens jeweils ein Druckraum zur Druckmittelbeaufschlagung vorgesehen ist. Dadurch kann die jeweilige Bewegung des Kolbens druckmittelgesteuert werden, was die benötigte Betätigungskraft bzw. das Betätigungsdrehmoment vereinfacht gesteuert einstellbar macht. So kann für das Auswählen und das Einlegen bzw. das Auslegen auch eine jeweils angepasste verschiedene Betätigungskraft angesteuert werden.
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Dabei ist es zweckmäßig, wenn jeder Druckraum mittels einer Druckmittelverbindung mit einer Druckmittelquelle und/oder mit einer Druckmittelsenke verbindbar ist. Die Druckmittelquelle kann dabei ein Druckmittelaktuator sein, welcher ein Druckmittelfluid, wie beispielsweise ein Hydraulikfluid, unter Druck zur Verfügung stellt. Die Druckmittelsenke kann beispielsweise ein Druckmittelreservoir sein, in welches das Druckmittel abgeführt wird und aus welchem bevorzugt der Druckmittelaktuator das Druckmittel wieder ansaugt.
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Auch ist es zweckmäßig, wenn eine Druckmittelverbindung zwischen einem Druckraum und einer Druckmittelquelle oder zwischen einem Druckraum und einer Druckmittelsenke mittels eines Ventils steuerbar ist. So kann mit dem Ventil der Zeitpunkt der Druckbeaufschlagung des Druckraums und/oder der Druck im Druckraum gezielt gesteuert werden.
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Erfindungsgemäß ist es zweckmäßig, wenn mit der Druckmittelquelle zumindest eine weitere Kolben-Zylinder-Einheit zur Betätigung einer Kupplung, insbesondere zwei weitere Kolben-Zylindereinheiten zur Betätigung einer Doppelkupplung, druckmittelverbindbar vorgesehen ist. So kann eine einheitliche Aktuatorik beispielsweise für eine automatische Betätigung einer Kupplung und einer automatische Getriebebetätigung geschaffen werden, was eine verbesserte Systemintegration zeigt, was wiederum kostengünstig dargestellt werden kann, weil nur eine Druckmittelquelle benötigt werden würde.
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Die Aufgabe der Erfindung hinsichtlich des Getriebes wird mit den Merkmalen von Anspruch 10 mit einer zuvor beschriebenen Betätigungsvorrichtung gelöst.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den zugehörigen Figuren näher erläutert:
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Dabei zeigen:
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1 eine schematische Ansicht einer Schaltwelle mit Kolben-Zylinder-Einheiten, und
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2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung für ein Getriebe.
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Die 1 zeigt eine Schaltwelle 1, die in Längsrichtung entlang ihrer Längsachse verschieblich als auch in Drehrichtung um ihre Längsachse verdrehbar ausgebildet ist. Mit der Schaltwelle 1 ist zumindest ein Betätigungsnocken 2 verbunden ausgebildet, mittels welchem Getriebeschaltelemente innerhalb eines Getriebes betätigbar sind, um eine Getriebeübersetzung des Getriebes auswählen zu können und/oder die ausgewählte Getriebeübersetzung einzulegen oder eine Getriebeübersetzung auszulegen.
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Im Ausführungsbeispiel der 1 sind neben dem Betätigungsnocken 2 weitere Betätigungsnocken 3 vorgesehen, welche zu einer sogenannten Active-Interlock-Vorrichtung zugehörig sind, welche bewirkt, dass beim Einlegen einer Getriebeübersetzung mittels des Betätigungsnockens 2 über die Betätigungsnocken 3 eine bereits im Getriebe eingelegte andere Getriebeübersetzung wieder automatisch ausgelegt wird.
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Zur Betätigung der Schaltwelle 1 zu einer axialen Verlagerung der Schaltwelle 1 ist eine erste druckmittelbetätigbare Kolben-Zylinder-Einheit 4 vorgesehen, welche in einem Zylinder 5 einen Kolben 6 aufweist, welcher mittels einer Kolbenstange 7 mit einer Kopplungsvorrichtung 8 gekoppelt ist, um eine Längsbewegung des Kolbens 6 in eine axiale Verlagerung der Schaltwelle 1 zu übersetzen.
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Weiterhin ist eine zweite Kolben-Zylinder-Einheit 9 vorgesehen, welche einen Zylinder 10 mit einem darin angeordneten längsverlagerbaren Kolben 11 aufweist. Mit dem Kolben 11 ist eine Kolbenstange 12 verbunden, die wiederum mittels der Kopplungsvorrichtung 8 mit der Schaltwelle 1 verbunden ist. Die Kopplungsvorrichtung 8 bewirkt, dass bei einer Längsbewegung des Kolbens 11 sich die Schaltwelle 1 um ihre Längsachse verdreht.
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In 1 ist zu erkennen, dass innerhalb der Zylinder 5, 10 beiderseits der Kolben 6, 11 jeweils ein Druckraum 13, 14 bzw. 15, 16 vorgesehen ist, welcher mit einem Druckmittel, wie beispielsweise einem Hydraulikfluid, beaufschlagbar ist, um die axiale Verlagerbarkeit des Kolbens 6, 11 innerhalb des Zylinders 5, 10 zu bewirken.
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Die 2 zeigt eine Betätigungsvorrichtung 20 zur Betätigung einer Schaltwelle 21 mit zumindest einem ersten Betätigungsnocken 22 und ggf. optional weiteren Betätigungsnocken 23.
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Zur Betätigung der Schaltwelle 21 sind Kolben-Zylinder-Einheiten 24, 25 vorgesehen, mittels welchen die Schaltwelle 21 zu einer Axialverlagerung oder zu einer Verdrehung betätigbar sind.
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Die Kolben-Zylinder-Einheit 24 weist einen Zylinder 26 und einen darin verlagerbar angeordneten Kolben 27 auf, welcher mittels einer Kolbenstange 28 über eine Kopplungsvorrichtung 29 mit der Schaltwelle 21 verbunden ist.
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Die Kolben-Zylinder-Einheit 25 weist einen Zylinder 30 mit einem Kolben 31 und einer Kolbenstange 32 auf, wobei die Kolbenstange 32 mittels der Kopplungsvorrichtung 29 mit der Schaltwelle 21 derart verbunden ist, dass bei einer Längsbewegung des Kolbens 31 die Schaltwelle 21 in eine Drehung versetzt wird.
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Beiderseits der Kolben 31, 27 sind in den Zylindern 26, 30 Druckräume 33 bis 36 vorgesehen, welche der Druckmittelbeaufschlagung des Druckraumes und zur Beaufschlagung des jeweiligen Kolbens 27, 31 dienen. Die Druckräume 33 bis 36 stehen über Druckmittelverbindungen 37 bis 40 mit einer Druckmittelquelle 41 in Fluidverbindung. Innerhalb der Druckmittelverbindungen 37 bis 40 ist jeweils ein Ventil 41 bis 44 vorgesehen, mittels welchem die Druckmittelbeaufschlagung des jeweiligen Druckraumes 33 bis 36 gezielt gesteuert werden kann. Weiterhin sind mit den Druckräumen 33 bis 36 jeweils eine Druckmittelsenke 45, 46 verbunden, wobei in der Fluidverbindung 47 bis 50 jeweils ein Ventil 51 bis 54 vorgesehen ist, mittels welchem die Fluidverbindung zwischen dem jeweiligen Druckraum 33 bis 36 mit der Druckmittelsenke 45, 46 gesteuert werden kann.
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Die Druckmittelquelle 61 weist einen Aktuator 62, wie beispielweise einen Elektromotor auf, welcher einen Kolben 63 in einem Zylinder 64 in axialer Richtung betätigen kann, um ein Druckmittel, wie beispielsweise Hydraulikfluid, aus dem Zylinder 64 in eine Druckmittelverbindung 65 einzuspeisen. Dabei steht der Zylinder 64 mittels eines Ventils 66 mit einem Druckmittelreservoir 67 in Fluidverbindung.
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Durch die Verlagerung des Kolbens 63 innerhalb des Zylinders 64 kann das darin befindliche Druckmittel unter Druck gesetzt werden und über die Druckmittelverbindung 65 derart beaufschlagt werden, dass bei Ansteuerung der Ventile 41 bis 44 die Druckräume 33 bis 36 der Kolben-Zylinder-Einheiten 24, 25 zur Betätigung des Getriebes beaufschlagt werden können.
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Die 2 zeigt weiterhin eine Kupplungsbetätigungsvorrichtung 81, welche zur Betätigung einer ersten Kupplung eine Kolben-Zylinder-Einheit 82 und zur Betätigung einer zweiten Kupplung eine Kolben-Zylinder-Einheit 83 aufweist. Dabei steht die Kolben-Zylinder-Einheit 82 über eine Druckmittelleitung 84 mit dem Zylinder 64 in Druckmittelverbindung und die Kolben-Zylinder-Einheit 83 mit dem Zylinder über eine Druckmittelverbindung 85 mit dem Zylinder 64. So kann mittels der Ventile 86, 87 eine gesteuerte Druckmittelbeaufschlagung der Zylinder der Kolben-Zylinder-Einheiten 82, 83 erfolgen, um eine erste und/oder Kupplung zu betätigen. Die Druckmittelverbindungen 84, 85 sind über die Ventile 88, 89 weiterhin mit einer Druckmittelsenke 90, 91 verbindbar, um bei geschlossenem Ventil 87, 86 den Druck innerhalb der Kolben-Zylinder-Einheiten 83, 82 reduzieren zu können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schaltwelle
- 2
- Betätigungsnocken
- 3
- Betätigungsnocken
- 4
- Kolben-Zylinder-Einheit
- 5
- Zylinder
- 6
- Kolben
- 7
- Kolbenstange
- 8
- Kopplungsvorrichtung
- 9
- Kolben-Zylinder-Einheit
- 10
- Zylinder
- 11
- Kolben
- 12
- Kolbenstange
- 13
- Druckraum
- 14
- Druckraum
- 15
- Druckraum
- 16
- Druckraum
- 20
- Betätigungsvorrichtung
- 21
- Schaltwelle
- 22
- Betätigungsnocken
- 23
- Betätigungsnocken
- 24
- Kolben-Zylinder-Einheit
- 25
- Kolben-Zylinder-Einheit
- 26
- Zylinder
- 27
- Kolben
- 28
- Kolbenstange
- 29
- Kopplungsvorrichtung
- 30
- Zylinder
- 31
- Kolben
- 32
- Kolbenstange
- 33
- Druckraum
- 34
- Druckraum
- 35
- Druckraum
- 36
- Druckraum
- 37
- Druckmittelverbindung
- 38
- Druckmittelverbindung
- 39
- Druckmittelverbindung
- 40
- Druckmittelverbindung
- 41
- Ventil
- 42
- Ventil
- 43
- Ventil
- 44
- Ventil
- 45
- Druckmittelsenke
- 46
- Druckmittelsenke
- 47
- Druckmittelverbindung
- 48
- Druckmittelverbindung
- 49
- Druckmittelverbindung
- 50
- Druckmittelverbindung
- 51
- Ventil
- 52
- Ventil
- 53
- Ventil
- 54
- Ventil
- 61
- Druckmittelquelle
- 62
- Aktuator
- 63
- Kolben
- 64
- Zylinder
- 65
- Druckmittelverbindung
- 66
- Ventil
- 67
- Druckmittelreservoir
- 81
- Kupplungsbetätigungsvorrichtung
- 82
- Kolben-Zylinder-Einheit
- 83
- Kolben-Zylinder-Einheit
- 84
- Druckmittelverbindung
- 85
- Druckmittelverbindung
- 86
- Ventil
- 87
- Ventil
- 88
- Ventil
- 89
- Ventil
- 90
- Druckmittelsenke
- 91
- Druckmittelsenke
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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