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Die Erfindung betrifft einen Getriebeaktuator mit wenigstens einer Antriebseinheit, einem ersten Getriebe zum Übersetzen eines durch eine Antriebseinheit erzeugten Drehmomentes in eine Linearbewegung und einem zweiten Getriebe zum Übersetzen eines durch eine Antriebseinheit erzeugten Drehmomentes in eine Drehbewegung.
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Aus der
DE 10 2014 209 165 A1 geht ein Getriebeaktuator hervor, bei der zwei Elektromotoren über zwei Getriebe an einer Schaltwelle angreifen. Dabei versetzt der Schaltmotor über das Schaltgetriebe die Schaltwelle in eine Drehbewegung und der Wählmotor über das Wählgetriebe die Schaltwelle in einer Axial- oder Längsbewegung. Dabei greift zumindest der für eine Übersetzung sorgende Teil des Schaltgetriebes direkt an der Schaltwelle an.
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Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Anmeldung, einen Getriebeaktuator anzugeben, der leichter an verschiedene Getriebetypen applizierbar ist, und der dabei noch eine flexiblere Montierbarkeit erlaubt.
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Zur Lösung dieses Problems wird für einen Getriebeaktuator der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass das erste Getriebe einen ersten Mitnehmer zur Verbindung mit einer Schaltwelle und das zweite Getriebe einen zweiten Mitnehmer zur Verbindung mit der Schaltwelle aufweist. Die Mitnehmer bilden dabei eine Anschlussstelle an die Schaltwelle, die separat beispielsweise an unterschiedliche Schaltwellen anpassbar sind, während der Rest des Getriebeaktuators unverändert bleiben kann. So kann durch minimale Änderungen an zwei Bauteilen des Getriebeaktuators, nämlich den Mitnehmern, eine Anpassung an unterschiedliche Getriebe erfolgen.
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Dabei muss das erste Getriebe kein Schaltgetriebe und das zweite Getriebe keine Wählgetriebe sein, sie können es aber sein.
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Als Kern der Erfindung wird es also angesehen, dass zwei Getriebe unabhängig von ihrer Funktion an der Schaltwelle angreifen, wobei dies zur Vereinfachung der Applikation an unterschiedliche Getriebetypen mittels Mitnehmern geschieht.
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Vorteilhafterweise kann das Getriebegehäuse eine Ausnehmung zur Aufnahme einer Transportsicherung aufweisen. Weiter vorteilhafterweise kann der Getriebeaktuator die Transportsicherung umfassen. Bei der beschriebenen Ausgestaltung des Getriebeaktuators ist es möglich, dass der Getriebeaktuator im Auslieferzustand die Schaltwelle nicht umfasst. Diese kann beispielsweise am Getriebe vormontiert sein und wird erst bei der Endmontage des Getriebeaktuators in das Gehäuse des Getriebeaktuators eingeführt. Dabei besteht das Problem, dass die Montage der Schaltwelle in die beiden Mitnehmer zeitaufwendig ausfallen kann, da die Mitnehmer gegeneinander beweglich gelagert sein können. Auch wenn die Mitnehmer miteinander fest montiert sind besteht doch das Problem, dass sie gegenüber dem Getriebegehäuse nicht exakt ortsfest sind. Daher ist eine Transportsicherung zur Sicherung der Mitnehmer vorteilhaft.
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Vorzugsweise kann die Transportsicherung kraftschlüssig, insbesondere durch Reibschluss erfolgen. Dann kann bei der Montage der Schaltwelle die Transportsicherung einfach durch herausdrücken entfernt werden. Dabei ist vorgesehen, dass die Schaltwelle die Transportsicherung herausdrückt, sodass gleichzeitig mit der Fixierung bzw. Platzierung der Schaltwelle die Transportsicherung gelöst wird.
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Vorteilhaftweise kann die Transportsicherung den ersten Mitnehmer und den zweiten Mitnehmer sichern. Dann kann wie beschrieben die Schaltwelle einfach montiert werden.
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Vorzugsweise kann die Transportsicherung sich an einem Ende verjüngen. Dadurch wird das Einführen der Transportsicherung vereinfacht, insbesondere kann die Transportsicherung dann beim Einführen für eine Selbstzentrierung der Mitnehmer sorgen.
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Weiterhin kann der eine Mitnehmer zur zumindest teilweisen Aufnahme des anderen Mitnehmers ausgebildet sein. Dadurch wird eine platzsparende Anordnung der Mitnehmer erzielt, wodurch der Platzbedarf des Getriebeaktuators verringert wird. Zusätzlich vereinfacht dies auch die Montage der Schaltwelle wie auch der Transportsicherung, da diese die Mitnehmer an einer Stelle sichert und dadurch nur ein einmaliger Positionier- und Einführvorgang notwendig ist.
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Vorzugsweise kann der erste Mitnehmer kastenförmig ausgebildet sein. Kastenförmig bedeutet, dass der Mitnehmer vier im Wesentlichen senkrecht aufeinander stehende Wände aufweist, die einen Hohlraum einschließen. Die Wände können Öffnungen aufweisen. Ein Boden und/oder eine Decke kann teilweise oder ganz vorhanden sein, diese können aber auch komplett entfallen.
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Bevorzugt kann der erste Mitnehmer den zweiten Mitnehmer aufnehmen. Das heißt, dass der Mitnehmer desjenigen Getriebes, das eine Drehbewegung in einer Linearbewegung übersetzt, dem Mitnehmer des Getriebes, das einer Drehbewegung in eine andere Drehbewegung übersetzt, aufnimmt.
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Vorzugsweise kann der erste Mitnehmer eine Durchgangsausnehmung zur Aufnahme der Schaltwelle aufweisen. Der Mitnehmer kann auch zwei Durchgangsausnehmungen aufweisen, wenn die Schaltwelle durch den Mitnehmer hindurchreichen soll. Die Durchgangsausnehmungen liegen dann an gegenüberliegenden Wänden des ersten Mitnehmers.
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Vorzugsweise kann der zweite Mitnehmer eine Außenverzahnung zur Verbindung mit einem weiteren Bauteil des zweiten Getriebes aufweisen. Die Außenverzahnung ermöglicht eine Drehbewegung des zweiten Mitnehmers.
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Weiter bevorzugt kann der zweite Mitnehmer eine Innenverzahnung oder allgemeiner eine formschlüssige Verbindung zur drehfesten Verbindung mit der Schaltwelle aufweisen. Die Innenverzahnung ermöglicht die Übertragung einer Drehbewegung auf die Schaltwelle, wobei die Schaltwelle gegenüber dem zweiten Mitnehmer axial verlagerbar bleibt.
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Vorteilhafterweise kann das Gehäuse des Getriebeaktuators eine Öffnung aufweisen, durch die der erste Mitnehmer zugänglich ist. Diese Öffnung kann gegenüber der Öffnung liegen, durch die die Schaltwelle in das Gehäuse einführbar ist. Dann kann die Schaltwelle nach dem Einführen an dem ersten Mitnehmer drehbar aber in axialer Richtung festliegend montiert werden. Dies kann beispielsweise durch eine Verschraubung geschehen. Die Schraube muss dabei so an der Schaltwelle befestigt werden, dass zwar eine axiale Fixierung gegenüber dem ersten Mitnehmer erzielt wird, die Schaltwelle gegenüber dem ersten Mitnehmer aber drehbar bleibt. Dazu muss nach dem festziehen der Schraube ein definierter Abstand zwischen dem Schraubenkopf und dem Ende der Schaltwelle verbleiben.
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Vorteilhaftweise kann das erste Getriebe und/oder das zweite Getriebe ein Übersetzungsteil bzw. Übersetzungsglieder mit zwei unterschiedlichen Verzahnungen aufweisen. Durch derartige Übersetzungsteile lässt sich eine definierte Übersetzung des Drehmomentes erreichen, das von der Antriebseinheit ausgegeben wird.
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Vorteilhafterweise kann der Getriebeaktuator zwei Antriebseinheiten aufweisen, wobei eine Antriebseinheit mit dem ersten Mitnehmer über das erste Getriebe verbunden ist und die zweite Antriebseinheit mit dem zweiten Mitnehmer über das zweite Getriebe. Mit anderen Worten wirkt also die erste Antriebseinheit über das erste Getriebe und den ersten Mitnehmer auf die Schaltwelle und das zweite Getriebe über den zweiten Mitnehmer und das zweite Getriebe auf die Schaltwelle ein.
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Vorzugsweise kann der zweite Mitnehmer dem folgenden Bauteile des Getriebes axial verlagerbar angeordnet sein. Dies ist beispielsweise bei der bereits beschriebenen Ausgestaltung mit einer Außenverzahnung gegeben.
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Vorteilhafterweise kann das erste Getriebe ein Zahnradsegment aufweisen, das mit dem ersten Mitnehmer verbunden ist. Bevorzugt ist das Zahnradsegment mit dem ersten Mitnehmer formschlüssig verbunden.
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Vorzugsweise kann das erste Getriebe ein Schaltgetriebe und das zweite Getriebe ein Wählgetriebe sein. Dementsprechend ist die erste Antriebseinheit ein Schaltmotor die zweite Antriebseinheit ein Wählmotor. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass man durch einen veränderten Aufbau des Getriebeaktuators aus der Linearbewegung eine Schaltbewegung und aus der Drehbewegung der Schaltwelle eine Wählbewegung machen kann. Dies erlaubt einen modifizierten Aufbau der Schaltelemente im Getriebe.
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Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem Getriebe und einem Getriebeaktuator zum Schalten von Gängen des Getriebes. Das Kraftfahrzeug zeichnet sich dadurch aus, dass der Getriebeaktuator wie beschrieben ausgebildet ist.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und Figuren. Dabei zeigen.
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1 ein Kraftfahrzeug;
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2 ein Getriebe;
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3 einen Getriebeaktuator in Explosionsansicht;
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4 ein ersten Teil eines Getriebeaktuator in einer ersten Ansicht;
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5 ein ersten Teil eines Getriebeaktuator in einer zweiten Ansicht;
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6 ein ersten Teil eines Getriebeaktuator in einer dritten Ansicht;
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7 ein ersten Teil eines Getriebeaktuator in einer dritten Ansicht;
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8 einen Getriebeaktuator in einer ersten Montageposition;
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9 einen Getriebeaktuator in einer zweiten Montageposition;
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10 einen Getriebeaktuator in einer dritten Montageposition;
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11 einen Getriebeaktuator in einer vierten Montageposition;
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12 einen Getriebeaktuator in einer fünften Montageposition, und
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13 einen Getriebeaktuator in einer sechsten Montageposition.
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1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 mit einem Verbrennungsmotor 2, der über eine Kupplung 3 mit einem Getriebe 4 verbunden ist. Bei einem automatisierten Schaltgetriebe ist das Getriebe 4 als Handschaltgetriebe ausgestaltet. Zur Betätigung der Kupplung ist dabei ein Kupplungsaktuator 5 und zur Betätigung des Getriebes, also zur Schaltung von Gängen, ein Getriebeaktuator 6 vorgesehen.
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Alternativ kann das Getriebe 4 ein Doppelkupplungsgetriebe und die Kupplung 3 eine Doppelkupplung sein. Dann können zwei Kupplungsaktuatoren 5 und zwei Getriebeaktuatoren 6 verwendet werden.
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2 zeigt schematisch ein Getriebe 4 bei dem ein Getriebeaktuator 6 zum Einlegen von Gängen verwendet wird. Der Getriebeaktuator 6 ist dabei über eine Schaltwelle 7 mit Schaltelementen 8 verbindbar. Dabei kann eine Axialbewegung der Schaltwelle 7 zum Schalten der Schaltelemente 8 verwendet werden, bei bekannten Getriebeaktuatoren kann eine Axialbewegung der Schaltwelle 7 aber auch zum Wählen des Schaltelementes benutzt werden. Eine Drehung der Schaltwelle 7 führt dann wie weiter unten beschrieben zur Auswahl eines Schaltelementes 8, während bei bekannten Getriebeaktuatoren eine Drehung der Schaltwelle 7 einer Schaltbewegung ist.
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Der Getriebeaktuator 6 ist dabei üblicherweise am Gehäuse des Getriebes 4 befestigt. Dadurch kann der Getriebeaktuator 6 vormontiert werden. Grundlegend ist es aber auch möglich, dass der Getriebeaktuator 6 im Gehäuse des Getriebes 4 eingebaut ist und kein eigenes Gehäuse aufweist.
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3 zeigt einen Getriebeaktuator 6 in einer Explosionsansicht. Der Getriebeaktuator weist zur Realisierung einer Axialbewegung einer Schaltwelle einen ersten Elektromotor 9 und ein erstes Getriebe 10 auf. Zur Erzeugung einer Drehbewegung der Schaltwelle 7 besitzt der Getriebeaktuator 6 einen zweiten Elektromotor 12 und ein zweites Getriebe 14. Bei Verwendung eines Umschaltelementes könnte auch ein einziger Elektromotor zur wahlweisen Betätigung des ersten Getriebes 10 oder des zweiten Getriebes 14 verwendet werden. Das erste Getriebe 10 und das zweite Getriebe 14 werden weiter unten ausführlicher beschrieben.
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Die Schaltwelle 7 ist nicht Teil des Getriebeaktuators 6 im Auslieferungszustand, sie wird erst bei der Endmontage mit dem Getriebeaktuator 6 in Verbindung gebracht.
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Das erste Getriebe 10 weist einen ersten Mitnehmer 16 auf und das zweite Getriebe 14 einen zweiten Mitnehmer 18. Der erste Mitnehmer 16 und der zweite Mitnehmer 18 sind über eine Transportsicherung 20 gesichert.
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3 zeigt weiterhin ein Aktuatorgehäuse 22. Das Aktuatorgehäuse 22 umfasst zur einfachen Montierbarkeit mindestens zwei Gehäuseteile 24 und 26. Im Gehäuseteil 24 befindet sich dabei eine Öffnung 28 zum Einführen der Transportsicherung 20 und im Gehäuseteil 26 ist eine Öffnung 30 vorhanden, damit die Schaltwelle 7 einführbar ist. Über die Öffnung 28 kann die Transportsicherung 20 entfernt werden, weiterhin ist über die Öffnung 28 der erste Mitnehmer 16 zugänglich. Die Öffnungen 28 und 30 befinden sich auf gegenüberliegenden Seiten des Getriebegehäuses, wodurch eine einfache Montage und Demontage der Transportsicherung 20 möglich ist.
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4 zeigt einen Teil des Getriebeaktuators 6 umfassend das erste Getriebe 10 im Detail. Ausgehend vom ersten Elektromotor 9 folgt ein erstes Übersetzungsteil 32, dass eine Übersetzung des Drehmomentes und der Drehgeschwindigkeit der Motorwelle des Elektromotors 9 zu einem auf das erste Übersetzungsteil 32 folgenden Zahnradsegment 34 liefert. Das Zahnradsegment 34 ist am Gehäuseteil 24 gelagert und greift mit einem Finger formschlüssig in den ersten Mitnehmer 16 ein. Das Zahnradsegment 34 erzeugt so aus der Drehbewegung des Elektromotors 9 eine Linearbewegung, die über den ersten Mitnehmer 16 auf die Schaltwelle 7 übertragbar ist.
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5 zeigt die Schalteinheit des Getriebeaktuators 6 aus einer anderen Perspektive, die in Vergleich zu 4 um 90° gedreht ist.
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6 zeigt die Wähleinheit des Getriebeaktuators umfassend das zweite Getriebe 14. Ausgehend vom zweiten Elektromotor 12 folgt ein zweites Übersetzungsteil 36, das direkt mit dem zweiten Mitnehmer 18 zusammenwirkt.
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Der zweite Mitnehmer 18 besitzt eine Außenverzahnung 38 zum Zusammenwirken mit dem zweiten Übersetzungsteil 36. Weiterhin besitzt der zweite Mitnehmer eine Innenverzahnung, so dass er mit einer Verzahnung der Schaltwellen 7 zusammenwirken kann.
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Die 8 bis 13 zeigen die Montage eines Getriebeaktuators 6 in sechs Schritten. Dabei ist vom Getriebe nur die Schaltwelle 7 gezeigt.
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In 8 befindet sich der Getriebeaktuator 6 im Auslieferzustand. Dementsprechend sichert die Transportsicherung die Mitnehmer 16 und 18. Der Getriebeaktuator 6 ist wie in den 3 bis 7 dargestellt aufgebaut. Alle diesbezüglich offenbarten Merkmale sind also auch in den 8 bis 13 vorhanden.
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9 zeigt das Einführen der Schaltwelle 7 in das Aktuatorgehäuse 22, und zwar von der entgegengesetzten Seite her, auf der sich die Ausnehmung 28 befindet. In diesem Stadium ist die Transportsicherung noch im Mitnehmer 18 eingeschoben.
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10 zeigt eine erste Verschiebebewegung der Transportsicherung 20 durch das Einschieben der Schaltwelle 7. In dieser Position ist evtl. ein Verdrehen der Schaltwelle 7 notwendig, bis sich die Verzahnung auf der Schaltwelle 7 in die Innenverzahnung des zweiten Mitnehmers 18 einführen lässt.
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Danach wird, wie die 11 und 12 zeigen, die Schaltwelle 7 weiter in den Getriebeaktuator 6 eingeführt, bis die Transportsicherung 20 vollständig aus dem Mitnehmer 18 herausgeschoben ist.
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Sobald die Schaltwelle vollständig durch den zweiten Mitnehmer 18 durchgeführt ist, kann sie, wie 13 zeigt, an ihrem Ende im Getriebeaktuator 6 am ersten Mitnehmer 16 befestigt werden. Bspw. kann die Schaltwelle 7 mit einer Schraube 40 in axialer Richtung am ersten Mitnehmer 16 befestigt werden. Die Montage der Schraube kann dabei durch die Öffnung 28 erfolgen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Verbrennungsmotor
- 3
- Kupplung
- 4
- Getriebe
- 5
- Kupplungsaktuator
- 6
- Getriebeaktuator
- 7
- Schaltwelle
- 8
- Schaltelement
- 9
- erster Elektromotor
- 10
- erstes Getriebe
- 12
- zweiter Elektromotor
- 14
- zweites Getriebe
- 16
- erster Mitnehmer
- 18
- zweiter Mitnehmer
- 20
- Transportsicherung
- 22
- Aktuatorgehäuse
- 24
- Gehäuseteil
- 26
- Gehäuseteil
- 28
- Öffnung
- 30
- Öffnung
- 32
- erstes Übersetzungsteil
- 34
- Zahnradsegment
- 36
- zweites Übersetzungsteil
- 38
- Außenverzahnung
- 40
- Schraube
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014209165 A1 [0002]
