DE102017108030A1

DE102017108030A1 - Schaltmodul eines automatischen Schaltgetriebes

Info

Publication number: DE102017108030A1
Application number: DE102017108030.9A
Authority: DE
Inventors: Thomas Müller
Original assignee: Sodecia Powertrain Product Competence Center GmbH
Current assignee: Sodecia Powertrain Product Competence Center GmbH
Priority date: 2017-04-13
Filing date: 2017-04-13
Publication date: 2018-10-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schaltmodul (1) eines automatischen Schaltgetriebes eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens zwei Schaltgabeln (2, 2'), die auf wenigstens einer Schaltachse (3) axial verschiebbar geführt und gelagert sind, und mit einer Zylinderanordnung (4) aus wenigstens zwei Zylinderbauteilen (40, 40'), die in axialer Flucht miteinander angeordnet und über ein Zwischenstück (41) aus Kunststoff miteinander verbunden sind, wobei die Zylinderanordnung (4) je Schaltgabel (2, 2') einen Zylinder aufweist, wobei in jedem Zylinder ein Kolben (5, 5') mittels eines Hydraulikfluids axial verstellbar ist, wobei jeder Zylinder beiderseits des Kolbens (5, 5') je einen Hydraulikfluidanschluss (43, 43') aufweist und wobei jedes Zylinderbauteil (40, 40') wenigstens ein erstes Fenster (44, 44') aufweist, durch welches jeweils ein mit der Schaltgabel (2, 2') verbundener oder einstückiger Mitnehmer (21, 21') in den Zylinder hineinragt und mit dem Kolben (5, 5') in Eingriff steht.
Das Schaltmodul (1) gemäß Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass auch die beiden über das Zwischenstück (41) miteinander verbundenen Zylinderbauteile (40, 40') Teile aus Kunststoff sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schaltmodul eines automatischen Schaltgetriebes eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens zwei Schaltgabeln, die auf wenigstens einer Schaltachse axial verschiebbar geführt und gelagert sind, und mit einer Zylinderanordnung aus wenigstens zwei Zylinderbauteilen, die in axialer Flucht miteinander angeordnet und über ein Zwischenstück aus Kunststoff miteinander verbunden sind, wobei die Zylinderanordnung je Schaltgabel einen Zylinder aufweist, wobei in jedem Zylinder ein Kolben mittels eines Hydraulikfluids axial verstellbar ist, wobei jeder Zylinder beiderseits des Kolbens je einen Hydraulikfluidanschluss aufweist und wobei jedes Zylinderbauteil wenigstens ein erstes Fenster aufweist, durch welches jeweils ein mit der Schaltgabel verbundener oder einstückiger Mitnehmer in den Zylinder hineinragt und mit dem Kolben in Eingriff steht.
Das Dokument DE 10 2009 031 731 B3 zeigt eine Betätigungseinheit eines Schaltmoduls eines automatisierten Getriebes zur Betätigung durch mindestens einen Zylinder, in dem ein Kolben axial verschieblich geführt ist, wobei für den Zylinder zwei Fluidanschlüsse für die Zu- und Abführung eines den Kolben zu seiner Verstellung beaufschlagenden Fluides vorgesehen sind, wobei der Zylinder in seinem Umfang im Bewegungsbereich des zugehörigen Kolbens ein Fenster in seiner Wandung aufweist, durch welches ein von dem Kolben angetriebener Mitnehmer verläuft, der außerhalb des Zylinders mit einer Schaltgabel des Schaltmoduls verbunden ist. Die Betätigungseinheit weist mehrere in Flucht angeordnete Zylinder auf, wobei jeder Zylinder aus einem Rohrabschnitt aus Metall, vorzugsweise Aluminium, gebildet ist und wobei die Zylinder fluidisch voneinander getrennt an ihren einander zugewandten Stirnenden fluiddicht mit einem Zwischenstück verbunden sind. Hierbei ergibt sich eine Modulbauweise, bei der die wesentlichsten Bauteile bei Einfach- und bei Mehrfachzylindern gleich gehalten werden können. Die Zylinderrohre werden dabei durch das Zwischenstück verbunden, das in seinem Inneren eine die fluidische Trennung der Zylinder bewirkende Trennwand sowie für jeden Zylinder je einen von dessen Fluidanschlüssen aufweist. Das Zwischenstück lässt sich als Spritzgussteil aus Kunststoff, vorzugsweise aus einem faserverstärkten Thermoplast oder Duroplast, ausführen.
Zwar erlaubt der vorgenannte Stand der Technik eine relativ kostengünstige Fertigung der Betätigungseinheit und des Schaltmoduls, jedoch hat es sich herausgestellt, dass es beim Zusammenwirken der unterschiedlichen Materialien Kunststoff und Metall infolge von unterschiedliche thermischen Ausdehnungskoeffizienten zu mechanischen Spannungen kommen kann, die die Haltbarkeit und Dichtigkeit der Verbindung zwischen den metallischen Bauteilen einerseits und den Kunststoffbauteilen anderseits beeinträchtigt.
Das Dokument DE 10 2013 109 102 A1 zeigt eine Schalteinrichtung zum Schalten eines Mehrkupplungsgetriebes mit mehreren Schaltgabeln, welche jeweils auf einem auf einer gemeinsamen Schaltstange translatorisch verstellbaren Schlitten sitzen, mit einem jedem Schlitten zugeordneten Aktor zum Bewegen des Schlittens. Jeder Aktor ist als in einem mit seiner Längsachse parallel zur Längsachse der Schaltstange angeordneten Zylinderabschnitt geführter, in zumindest einer Schaltrichtung durch ein Stellfluid bewegbarer Stellkolben und mit einem jeden Stellkolben mit dem ihm zugeordneten Schlitten verbindenden Mitnehmer ausgeführt. Die Stellkolben sind in einem gemeinsamen Aktorrohr angeordnet und zwei Zylinderabschnitte des Aktorrohrs, in denen jeweils ein Stellkolben geführt ist, sind durch ein Anschlusszwischenrohrstück des Aktorrohrs mit mit Stellfluid beaufschlagbaren Anschlüssen getrennt. Das Aktorrohr ist dabei bevorzugt ein im Spritzgussverfahren hergestelltes Kunststoffrohr.
Bei dieser Schalteinrichtung werden zwar durch das einstückige Aktorrohr aus Kunststoff die bei einem Zusammenwirken unterschiedlicher Materialien bei der oben zuerst beschriebenen bekannten Betätigungseinheit auftretenden Probleme vermieden, jedoch ergeben sich durch die einstückige Ausführung des Aktorrohrs neue Nachteile, die zum einen durch die großen zu entformenden Längen der inneren Oberflächen der Zylinder verursacht werden, weil dafür gewisse Mindestentformungsschrägen nötig sind, die zu einem konischen Inneren der Zylinder führen und unter Umständen konische Kolben erfordern, und die zum anderen in Einschränkungen hinsichtlich des Einbauens der Kolben in die Zylinder bestehen, da dafür nur jeweils ein axial äußeres Aktorrohrende zur Verfügung steht.
Für die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, ein Schaltmodul mit einerseits guter und dauerhafter Haltbarkeit und Dichtigkeit und andererseits einfacher Herstellbarkeit und verbesserten Montagemöglichkeiten zu schaffen.
Die Lösung der Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einem Schaltmodul der eingangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, dass auch die beiden über das Zwischenstück miteinander verbundenen Zylinderbauteile Teile aus Kunststoff sind.
Vorteilhaft werden mit der Erfindung Probleme infolge unterschiedlicher thermischer Ausdehnungskoeffizienten bei einem Zusammenwirken unterschiedlicher Materialien vermieden, da die gesamte Zylinderanordnung nur aus Kunststoff besteht. Zugleich wird durch die Mehrteiligkeit ermöglicht, die Kolben jeweils von einem axial inneren Ende jedes Zylinderbauteils einzusetzen, bevor die Zylinderbauteile und das Zwischenstück miteinander verbunden werden. Für die axial äußeren Zylinderenden an den Zylinderbauteilen wird so die Freiheit geschaffen, die axial äußeren Zylinderenden, je nach Bedarf und nach technischen Vorgaben von Seiten des Getriebes, wahlweise offen oder geschlossen oder mit einem Hydraulikfluidanschluss auszuführen.
Bevorzugt ist weiter vorgesehen, dass das Zwischenstück jeweils einen Abschnitt der beiden Zylinder bildet. Dadurch werden die bei einer Fertigung der Zylinderbauteile und des Zwischenstücks als Spritzgussteile zu entformenden Längen der inneren Zylinderoberflächen kurz gehalten und ungünstig große Innendurchmesserunterschiede zwischen dem axial äußeren und dem axial inneren Zylinderende vermieden.
Da im Betrieb des Schaltmoduls hohe thermische und mechanische sowie auch chemische Belastungen der Zylinderanordnung auftreten, ist bevorzugt der Kunststoff, aus dem die Zylinderbauteile und das Zwischenstück bestehen, Polyphenylensulfid (PPS).
Zur Gewährleistung einer hohen mechanischen Festigkeit enthält der Kunststoff, aus dem die Zylinderbauteile und das Zwischenstück bestehen, vorzugsweise zwischen 30 und 50 Gew.-% Verstärkungsfasern, insbesondere Glasfasern und/oder Kohlenstofffasern.
Aus Gründen einer schnellen und einfachen Montage der Zylinderanordnung und zur Sicherstellung einer in Umfangsrichtung exakten Positionierung der Zylinderbauteile und des Zwischenstücks relativ zueinander im montierten Zustand schlägt die Erfindung vor, dass die Zylinderbauteile und das Zwischenstück jeweils über eine durch relatives Verdrehen zueinander herstellbare und lösbare Verbindung miteinander verbunden sind.
Bevorzugt sind dabei die Verbindungen zwischen den Zylinderbauteilen und dem Zwischenstück jeweils durch eine Bajonettverbindung gebildet.
Bei modernen Getrieben wird dessen Schaltzustand oft durch eine Magnetsensorik erfasst. Dazu sieht die Erfindung vor, dass jedes Zylinderbauteil ein zweites Fenster aufweist, welches von dem ersten Fenster in Umfangsrichtung des Zylinderbauteils beabstandet ist und durch welches jeweils ein vom Kolben ausgehender Magnetträger nach außen ragt, der wenigstens einen Magneten als Teil einer Schaltgabelpositionserkennungseinrichtung trägt.
Weiter ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass an jedem Zylinderbauteil das erste Fenster und/oder das zweite Fenster zu einem dem Zwischenstück zugewandten Stirnende des Zylinderbauteils hin offen ist/sind. Hiermit wird die vorteilhafte Möglichkeit geschaffen, in die Zylinder Kolben einbauen zu können, die über ihren dem Innenumfang des Zylinders angepassten Außenumfang hinausragende, im Bereich des Fensters liegende Teile aufweisen.
Als ergänzende Maßnahme zum Zusammenhalten der Zylinderbauteile und des Zwischenstücks in ihrem zusammengebauten Zustand relativ zueinander ist vorgesehen, dass jedes Zylinderbauteil und/oder das Zwischenstück mittels Halteösen an der Schaltachse gehaltert sind/ist.
Ein weiterer Beitrag zum Erreichen einer guten Dauerhaltbarkeit und eines geringen Gewichts des Schaltmoduls besteht darin, dass bevorzugt die Kolben Teile aus Kunststoff sind.
Dabei ist der Kunststoff, aus dem die Kolben bestehen, bevorzugt Polyamid (PA).
Ergänzend kann der Kunststoff, aus dem die Kolben bestehen, bis zu 50 Gew.-% Verstärkungsfasern, insbesondere Glasfasern und/oder Kohlenstofffasern, enthalten.
Weiter ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass jeder Kolben eine zylindrische Grundform mit je einem den Kolben gegen eine innere Oberfläche des Zylinders abdichtenden Dichtring, vorzugsweise Radialdichtring, an seinen Stirnenden aufweist.
Um einen zuverlässigen, einfach herstellbaren Eingriff zwischen jedem Kolben und dem Mitnehmer der jeweils zugehörigen Schaltgabel zu gewährleisten, wird vorgeschlagen, dass jeder Kolben in seinem axial mittleren Bereich eine in Radialrichtung offene Eintiefung aufweist, in welche ein kolbenseitiges Ende des durch das erste Fenster hindurchgeführten Mitnehmers der zugehörigen Schaltgabel eingreift.
Erfahrungsgemäß treten in einem Getriebe im Betrieb vorübergehende elastische Verformungen der Schaltgabel auf, die zu einem Kippen des Mitnehmers in Axialrichtung des zugehörigen Kolbens führen. Um zu vermeiden, dass dadurch der Kolben ebenfalls verkippt wird und im Zylinder schwergängig oder gar verklemmt wird, ist vorgesehen, dass die Eintiefung im Kolben eine ein begrenztes Kippen des Mitnehmers in Kolbenlängsrichtung erlaubende Kontur aufweist. Diese Kontur kann beispielsweise durch eine leichte Konizität der Eintiefung gebildet sein.
Zumindest vor einer ersten Inbetriebnahme eines Getriebes muss eine Entlüftung der Zylinderanordnung gewährleistet sein. Zu diesem Zweck weist zweckmäßig jeder Kolben an seinen Stirnenden jeweils wenigstens einen den jeweilige Dichtring umgehenden Entlüftungskanal auf.
Vorzugsweise besteht jeder Magnet aus Kunststoff mit darin eingebettetem Magnetpulver, was eine große Freiheit bei der Formgebung der Magnete bietet.
Weiter bevorzugt ist jeder Magnet formschlüssig und positionsfest, vorzugsweise mittels Hinterschneidungen und/oder Rastelementen, mit dem zugehörigen Magnetträger verbunden. Eine solche formschlüssige und positionsfeste Verbindung trägt zu einer einfachen und schnellen Montage bei und wird durch die zuvor erwähnte weitgehend freie Formgebung der Magnete wesentlich erleichtert.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass jeder Magnetträger zusammen mit dem Fenster, durch welches er hindurchragt, eine Kolbenverdrehsicherung bildet. Dazu ist zweckmäßig der Magnetträger im Bereich des zugehörigen Fensters mit einer in Umfangsrichtung des Zylinderbauteils gemessenen Breite ausgeführt, die, unter Einhaltung eines nötigen Bewegungsspiels, der in Umfangsrichtung des Zylinderbauteils gemessenen Weite des Fensters entspricht. Dadurch behält jeder Magnetträger und Magnet relativ zu der Zylinderanordnung eine bestimmte, gewünschte Ausrichtung und somit auch eine bestimmte relative Lage zu einem die Magnetpositionen erfassenden Sensor, wie Hallsonde, im Getriebe.
Insbesondere für Getriebe mit einer ungeraden Zahl von Schaltgabeln ist erfindungsgemäß ein Schaltmodul vorgesehen, bei dem die Zylinderanordnung einen zusätzlichen einzelnen Zylinder umfasst, der aus einem mit dem Zwischenstück verbundenen oder einstückigen ersten Zylinderteil und einem mit dem ersten Zylinderteil über eine durch relatives Verdrehen zueinander herstellbare und lösbare Verbindung, vorzugsweise Bajonettverbindung, verbundenen zweiten Zylinderteil besteht. Hiermit werden auch für diese Schaltmodulausführung eine einfache Fertigung und Montage sowie eine kompakte Bauweise mit den zuvor schon erläuterten Vorteilen erreicht.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen:

1 ein erstes Schaltmodul mit einer Zylinderanordnung mit zwei Zylindern, in einer ersten Seitenansicht,
2 das Schaltmodul aus 1 in einer zweiten, entgegengesetzten Seitenansicht,
3 die Zylinderanordnung des Schaltmoduls aus 1 und 2 in Draufsicht,
4 die Zylinderanordnung aus 3 im Längsschnitt gemäß der Schnittlinie IV - IV in 3,
5 ein zweites Schaltmodul mit einer Zylinderanordnung mit drei Zylindern, in einer ersten Seitenansicht,
6 das Schaltmodul aus 5 in einer zweiten, entgegengesetzten Seitenansicht,
7 die Zylinderanordnung des Schaltmoduls aus 5 und 6 in Draufsicht,
8 die Zylinderanordnung aus 7 im Längsschnitt gemäß der Schnittlinie VIII - VIII in 7,
9 die Zylinderanordnung aus 7 im Längsschnitt gemäß der Schnittlinie IX - IX in 3, und
10 einen Kolben des Schaltmoduls als Einzelteil, in einer Ansicht schräg von oben.

In der folgenden Figurenbeschreibung sind gleiche Teile in den verschiedenen Zeichnungsfiguren stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen, sodass nicht zu jeder Zeichnungsfigur alle Bezugszeichen erneut erläutert werden müssen.
Die 1 und 2 der Zeichnung zeigt ein erstes Schaltmodul 1 mit einer Zylinderanordnung 4 mit zwei Zylindern, in zwei verschiedenen, einander entgegengesetzten Seitenansichten; 3 zeigt die Zylinderanordnung 4 des Schaltmoduls 1 aus den 1 und 2 in einer Draufsicht. Daher werden nachfolgend die 1 bis 3 gemeinsam erläutert.
Das Schaltmodul 1 ist insbesondere Bestandteil eines automatischen Schaltgetriebes, insbesondere Doppelkupplungsgetriebes, eines Kraftfahrzeugs, wobei in der Regel das Schaltgetriebe zwei Schaltmodule 1 aufweist.
Das Schaltmodul 1 umfasst hier zwei Schaltgabeln 2, 2', die auf einer gemeinsamen Schaltachse 3 axial verschiebbar geführt und gelagert sind. An ihren Enden ist die Schaltachse 3 in entsprechenden Aufnahmen einer Gehäusewand eines hier nicht dargestellten Getriebegehäuses gelagert.
Weiterhin gehört zum Schaltmodul 1 eine Zylinderanordnung 4 aus zwei Zylinderbauteilen 40, 40', die in axialer Flucht miteinander angeordnet und über ein Zwischenstück 41 miteinander verbunden sind. Sowohl das Zwischenstück 41 als auch die beiden über das Zwischenstück 41 miteinander verbundenen Zylinderbauteile 40, 40' sind Teile aus Kunststoff und sind zweckmäßig als Spritzgussteile gefertigt. Der Kunststoff, aus dem die Zylinderbauteile 40, 40' und das Zwischenstück 41 bestehen, ist beispielsweise Polyphenylensulfid (PPS), das sowohl mechanisch wie auch thermisch und chemisch hoch beanspruchbar ist. Zur mechanischen Verstärkung kann der Kunststoff zwischen 30 und 50 Gew.-% Verstärkungsfasern, insbesondere Glasfasern und/oder Kohlenstofffasern, enthalten.
Die Zylinderanordnung 4 weist je Schaltgabel 2, 2' einen Zylinder auf. In jedem Zylinder ist ein in 1 nicht sichtbarer Kolben angeordnet und mittels eines Hydraulikfluids axial verstellbar, wozu jeder Zylinder beiderseits seines zugehörigen Kolbens je einen Hydraulikfluidanschluss 43, 43' aufweist. Mittels einer an sich bekannten elektronischen Getriebesteuereinheit werden, abhängig von relevanten Parametern, wie Drehzahl einer zugehörigen Brennkraftmaschine, Geschwindigkeit eines zugehörigen Fahrzeugs und Stellung des Gaspedals des Fahrzeugs, über entsprechend gesteuerte Ventile die Kolben automatisch verstellt. Die Hydraulikfluidanschlüsse 43 für den ersten, zur Schaltgabel 2 gehörenden Zylinder sind an dem ersten Zylinderbauteil 40 sowie am Zwischenstück 41 angeordnet. Ein erster Hydraulikfluidanschluss 43' für den zweiten, zur Schaltgabel 2' gehörenden Zylinder ist am Zwischenstück 41 angeordnet; den zweiten Hydraulikfluidanschluss 43' für den zweiten, zur Schaltgabel 2' gehörenden Zylinder bildet das axial äußere, offene Stirnende des zweiten Zylinderbauteils 40'.
Jedes Zylinderbauteil 40, 40' weist in seinem Umfang ein erstes Fenster 44, 44' auf, durch welches jeweils ein mit der zugehörigen Schaltgabel 2, 2' verbundener oder einstückiger Mitnehmer 21, 21' in den Zylinder hineinragt und darin mit dem jeweils zugehörigen Kolben in Eingriff steht. Auf diese Weise können die Schaltgabeln 2, 2' hydraulisch verstellt werden, um das zugehörige Getriebe zwischen verschiedenen Gängen umzuschalten.
Die Zylinderbauteile 40, 40' und das Zwischenstück 41 sind jeweils über eine durch relatives Verdrehen zueinander herstellbare und lösbare Verbindung miteinander verbunden, wobei hier konkret die Verbindungen zwischen den Zylinderbauteilen 40, 40' und dem Zwischenstück 41 jeweils durch eine Bajonettverbindung 42, 42' gebildet sind.
Weiterhin weist bei dem dargestellten Schaltmodul jedes Zylinderbauteil 40, 40' ein zweites Fenster 45, 45' in seinem Umfang auf, welches jeweils von dem ersten Fenster 44, 44' in Umfangsrichtung des Zylinderbauteils 40, 40' beabstandet ist. Durch die zweiten Fenster 45, 45' ragt jeweils ein vom Kolben ausgehender Magnetträger 54, 54' nach außen, der wenigstens einen Magneten 56, 56' als Teil einer Schaltgabelpositionserkennungseinrichtung trägt.
Dabei bildet jeder Magnetträger 54, 54' zusammen mit dem Fenster 45, 45', durch welches er hindurchragt, eine Verdrehsicherung für den zugehörigen Kolben. Dies wird hier dadurch bewirkt, dass die Weite des Fensters 45, 45' in Umfangsrichtung der in gleicher Richtung gemessenen Stärke des im Fenster 45, 45' liegenden Teils des Magnetträgers 45, 45', zuzüglich eines nötigen Bewegungsspiels, entspricht.
An jedem Zylinderbauteil 40, 40' sind hier das erste Fenster 44, 44' und das zweite Fenster 45, 45' zu einem dem Zwischenstück 41 zugewandten Stirnende des Zylinderbauteils 40, 40' hin offen. Die ermöglicht einen Einbau der Kolben in die Zylinder von dem Ende des Zylinderbauteils 40, 40' her, welches dem Zwischenstück 41 zugewandt ist, bevor die Zylinderbauteile 40, 40' und das Zwischenstück 41 miteinander verbunden werden.
Die Zylinderbauteile 40, 40' und das Zwischenstück 41 sind mittels Halteösen 46 an der Schaltachse 3 gehaltert, um sie nach ihrem Verbinden miteinander und mit der Schaltachse 3 an einem Verdrehen relativ zueinander zu hindern.
4 zeigt die Zylinderanordnung 4 aus 3 im Längsschnitt gemäß der Schnittlinie IV - IV in 3. Rechts in 4 liegt das erste Zylinderbauteil 40, an welches sich nach links hin das Zwischenstück 41 mit einer mittigen, die Zylinder voneinander trennenden Trennwand 41' und das zweite Zylinderbauteil 40' anschließen. Die Zylinderbauteile 40, 40' und das Zwischenstück 41 bilden in ihrem mittels der Bajonettverbindungen 42, 42' miteinander verbundenen Zustand das Zylinderbauteil 4 mit den zwei Zylindern, in welchen jeweils ein zugehöriger Kolben 5, 5' angeordnet ist. Unten an den Zylinderbauteilen 40, 40' und an dem Zwischenstück 41 sind die daran einstückig angeformten Halteösen 46 zum Verbinden mit der hier nicht dargestellten Schaltachse sichtbar.
In 4 unten in den Zylinderbauteilen 40, 40' liegt jeweils deren erstes Fenster 44, 44', durch welches jeweils ein mit der zugehörigen Schaltgabel verbundener oder einstückiger Mitnehmer in den Zylinder hineinragt und darin mit dem jeweils zugehörigen Kolben 5, 5' in Eingriff steht.
In Umfangsrichtung gegenüberliegend zum ersten Fenster 44, 44' weist jedes Zylinderbauteil 40, 40' sein zweites Fenster 45, 45' auf, durch welches jeweils ein vom Kolben 5, 5' ausgehender Magnetträger 54, 54' nach außen ragt, der jeweils einen der Magneten 56, 56' als Teil der Schaltgabelpositionserkennungseinrichtung trägt.
In 4 ist weiterhin sichtbar, dass an jedem Zylinderbauteil 40, 40' das erste Fenster 44, 44' und das zweite Fenster 45, 45' zu dem dem Zwischenstück 41 zugewandten Stirnende des jeweiligen Zylinderbauteils 40, 40' hin offen sind.
Jeder Kolben 5, 5' hat eine im Wesentlichen zylindrische Grundform mit je einem den Kolben 5, 5' gegen eine innere Oberfläche des zugehörigen Zylinders abdichtenden Dichtring 52 in Form eines Radialdichtrings an seinen Stirnenden.
In seinem axial mittleren Bereich weist jeder Kolben 5, 5' eine in Radialrichtung zum ersten Fenster 44, 44' hin offene Eintiefung 51, 51' auf, in welche ein kolbenseitiges Ende des durch das erste Fenster 44, 44' hindurchgeführten Mitnehmers der hier nicht dargestellten zugehörigen Schaltgabel eingreift. Dabei hat die Eintiefung 51, 51' im Kolben 5, 5'jeweils eine ein begrenztes Kippen des Mitnehmers in Kolbenlängsrichtung erlaubende Kontur, um im Betrieb des Schaltmoduls 1 und des zugehörigen Getriebes auftretende vorübergehende Verformungen der Schaltgabeln zwang- und klemmfrei für die Kolben 5, 5' aufzunehmen.
Die Kolben 5, 5' sind hier Teile aus Kunststoff, wobei der Kunststoff beispielsweise Polyamid (PA) ist und bis zu 50 Gew.-% Verstärkungsfasern, insbesondere Glasfasern und/oder Kohlenstofffasern, enthalten kann.
Oben in 4 sind noch die zwei Hydraulikfluidanschlüsse 43 für den in Figur rechten Zylinder sichtbar.
An das axial äußere, hier jeweils offene Stirnende der beiden Zylinderbauteile 40, 40' kann, je nach Vorgaben im Getriebe, ein Hydraulikfluidanschluss oder ein Verschlussdeckel angebaut werden oder ein Verschluss durch einen passend gestalteten Bereich eines die Zylinderanordnung 4 aufnehmenden Getriebegehäuses gebildet werden.
Die 5 und 6 zeigen ein zweites Schaltmodul 1 mit einer Zylinderanordnung 4 mit drei Zylindern, in zwei verschiedenen, einander entgegengesetzten Seitenansichten; 7 zeigt die Zylinderanordnung 4 des Schaltmoduls 1 aus den 5 und 6 in einer Draufsicht Die 5 bis 7 werden daher nachfolgend gemeinsam erläutert.
Charakteristisch für das zweite Schaltmodul 1 und unterschiedlich zum ersten Ausführungsbeispiel ist, dass die Zylinderanordnung 4 hier einen zusätzlichen einzelnen Zylinder 47 umfasst, der aus einem mit dem Zwischenstück 41 verbundenen oder einstückigen ersten Zylinderteil 47' und einem mit dem ersten Zylinderteil 47', hier über eine durch relatives Verdrehen zueinander herstellbare und lösbare Verbindung in Form einer Bajonettverbindung 42", verbundenen zweiten Zylinderteil 47" besteht. Somit können mit dem zweiten Schaltmodul 1 insgesamt drei auf einer gemeinsamen Schaltwelle 3 axial verschieblich geführte Schaltgabeln 2, 2' und 2" hydraulisch verstellt werden.
Aufbau und Funktion des die Zylinderbauteile 40, 40' und das Zwischenstück 41 umfassenden ersten Teils des zweiten Schaltmoduls 1 entsprechen dem Aufbau und der Funktion des zuvor beschriebenen ersten Schaltmoduls 1 mit zwei Zylindern, auf deren Beschreibung daher verwiesen wird.
Der durch die Zylinderteile 47' und 47" gebildete dritte Zylinder 47 verläuft parallel zu den beiden miteinander fluchtenden ersten Zylindern aus den Zylinderbauteilen 40 und 40' und dem Zwischenstück 41 und besteht aus dem gleichen Kunststoff. Zur Zu- und Abführung von Hydraulikfluid zum Verstellen eines im dritten Zylinder 47 geführten dritten Kolbens, der in den 5 bis 7 nicht sichtbar ist, besitzt der Zylinder 47 zwei Hydraulikfluidanschlüsse 43".
Der Zylinder 47 ist, wie erwähnt, zweiteilig ausgebildet. Dabei weist der erste, längere Zylinderteil 47' zwei Fenster 44" und 45" auf, deren Funktionen denen der ersten Fenster 44, 44' und zweiten Fenster 45, 45' der ersten und zweiten Zylinderbauteile 40, 40' entsprechen.
Durch das erste Fenster 44" des zweiten Zylinders 47 ragt ein in den 5 bis 7 verdeckter Mitnehmer der dritten Schaltgabel 2" in den Zylinder 47 hinein und steht darin mit dem im dritten Zylinder 47 geführten dritten Kolben in Eingriff.
Durch das zweite Fenster 45" des zweiten Zylinders 47 ragt ein vom dritten Kolben ausgehender Magnetträger 54" nach außen, der außerhalb des dritten Zylinders 47 einen dritten Magneten 56" als Teil der Schaltgabelpositionserkennungseinrichtung trägt.
8 zeigt die Zylinderanordnung 4 aus 7 im Längsschnitt gemäß der Schnittlinie VIII - VIII in 7. Die in diesem Schnitt sichtbaren Teile der Zylinderanordnung 4 entsprechen den in 4 dargestellten Teilen und es wird deshalb auf die Beschreibung der 4 verwiesen.
Zusätzlich ist in 8 oberhalb des Zwischenstücks 41 noch ein Teil des dritten Magnetträgers 54" und des zugehörigen dritten Magneten 56" im Hintergrund erkennbar, während der dritte Zylinder 47 hier verdeckt und deshalb nicht sichtbar ist.
9 zeigt die Zylinderanordnung 4 aus 7 im Längsschnitt gemäß der Schnittlinie IX - IX in 3, die durch den dritten Zylinder 47 verläuft. Rechts in 9 liegt der erste Zylinderteil 47' und links davon der zweite Zylinderteil 47" des Zylinders 47, die miteinander durch die Bajonettverbindung 42" verbunden sind.
Im Inneren des dritten Zylinders 47 ist der dritte Kolben 5" axial verschieblich geführt. Wie die beiden ersten Kolben 5, 5' besitzt auch der dritte Kolben 5" eine im Wesentlichen zylindrische Grundform mit je einem Radialdichtring 52" an seinen Stirnenden.
Unten in 9 ist im zweiten Zylinderteil 47" das erste, zum ersten Zylinderteil 47' hin axial offene Fenster 44" sichtbar, durch welches im fertig montierten Zustand der Schalteinheit ein Mitnehmer der hier nicht dargestellten dritten Schaltgabel in das Zylinderinnere ragt und dort in Eingriff mit der in Radialrichtung zum Fenster 44" hin offenen Eintiefung 51" des Kolbens 5" steht.
Oben in 9 ist im zweiten Zylinderteil 47" das zweite Fenster 45" sichtbar, durch welches der einstückig vom Kolben 5" ausgehende Magnetträger 54" nach außen ragt, welcher dort mit dem Magneten 56" verbunden ist. Auch das zweite Fenster 45" im zweiten Zylinderteil 47" ist hier in Axialrichtung zum ersten Zylinderteil 47' hin offen.
Auch bei dem dritten Zylinder 47 ist es also möglich, den Kolben 5" vor dem Zusammenbauen der beiden Zylinderteile 47' und 47" vom Verbindungsende des Zylinderteils 47' oder 47" her einzusetzen; ein offenes axial äußeres Stirnende benötigt der Zylinder 47 nicht, wie auch die 9 mit den geschlossenen axial äußeren Zylinderenden veranschaulicht.
10 der Zeichnung schließlich zeigt, beispielhaft für die Kolben 5, 5' und 5" des Schaltmoduls, als Einzelteil den Kolben 5 in einer Ansicht schräg von oben.
Der Kolben 5 mit dem Magnetträger 54 ist ein einstückiges Spritzgussteile aus Kunststoff, wie Polyamid (PA), und kann bis zu 50 Gew.-% Verstärkungsfasern, insbesondere Glasfasern und/oder Kohlenstofffasern, enthalten.
Der Kolben 5 hat eine zylindrische Grundform mit je einem Radialdichtring 52 an seinen Stirnenden. Unter jedem Dichtring 52 hindurch verlaufen, in Umfangsrichtung des Kolbens 5 voneinander beabstandet, jeweils mehrere Entlüftungskanäle 53. Durch diese Entlüftungskanäle 53 werden die Zylinder bei der ersten Inbetriebnahme des Schaltmoduls entlüftet.
In seinem axial mittleren Bereich weist der Kolben 5 die in Radialrichtung, hier nach unten hin, offene Eintiefung 51 auf, in welche das kolbenseitiges Ende des Mitnehmers der zugehörigen Schaltgabel im montierten Zustand des Schaltmoduls eingreift.
Nach oben hin geht vom axial mittleren Bereich des Kolbens 5 der damit einstückige Magnetträger 54 aus, der den zugehörigen Magneten 56 trägt. Der Magnet 56 ist beispielsweise ein Hartferritmagnet aus Kunststoff mit darin eingebettetem Magnetpulver und ist formschlüssig und positionsfest, hier mittels seitlicher Hinterschneidungen und hakenförmiger Rastelemente 55, mit dem Magnetträger 54 verbunden.
Bezugszeichenliste

Zeichen	Bezeichnung
1	Schaltmodul
2, 2', 2"	Schaltgabeln
20, 20', 20"	Führungshülsen an 2, 2'
21, 21'	Mitnehmer an 2, 2'
3	Schaltachse
4	Zylinderanordnung
40, 40'	Zylinderbauteile
41	Zwischenstück
41'	Trennwand in 41
42, 42', 42"	Bajonettverbindungen
43, 43', 43"	Hydraulikfluidanschlüsse
44, 44', 44"	erste Fenster in 40, 40', 47
45, 45', 45"	zweite Fenster in 40, 40', 47
46	Halteösen an 4
47	dritter Zylinder
47'	erster Zylinderteil vom 47
47"	zweiter Zylinderteil von 47
5, 5', 5"	Kolben
51, 51', 51"	Eintiefung in 5, 5', 5"
52, 52', 52"	Dichtringe an 5, 5', 5"
53	Entlüftungskanäle
54, 54', 54"	Magnetträger
55	Rastelemente an 54 für 56
56, 56', 56"	Magnete

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009031731 B3 [0002]
DE 102013109102 A1 [0004]

Claims

Schaltmodul (1) eines automatischen Schaltgetriebes eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens zwei Schaltgabeln (2, 2'), die auf wenigstens einer Schaltachse (3) axial verschiebbar geführt und gelagert sind, und mit einer Zylinderanordnung (4) aus wenigstens zwei Zylinderbauteilen (40, 40'), die in axialer Flucht miteinander angeordnet und über ein Zwischenstück (41) aus Kunststoff miteinander verbunden sind, wobei die Zylinderanordnung (4) je Schaltgabel (2, 2') einen Zylinder aufweist, wobei in jedem Zylinder ein Kolben (5, 5') mittels eines Hydraulikfluids axial verstellbar ist, wobei jeder Zylinder beiderseits des Kolbens (5, 5') je einen Hydraulikfluidanschluss (43, 43') aufweist und wobei jedes Zylinderbauteil (40, 40') wenigstens ein erstes Fenster (44, 44') aufweist, durch welches jeweils ein mit der Schaltgabel (2, 2') verbundener oder einstückiger Mitnehmer (21, 21') in den Zylinder hineinragt und mit dem Kolben (5, 5') in Eingriff steht, dadurch gekennzeichnet, dass auch die beiden über das Zwischenstück (41) miteinander verbundenen Zylinderbauteile (40, 40') Teile aus Kunststoff sind.
Schaltmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenstück (41) jeweils einen Abschnitt der beiden Zylinder bildet.
Schaltmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff, aus dem die Zylinderbauteile (40, 40') und das Zwischenstück (41) bestehen, Polyphenylensulfid (PPS) ist.
Schaltmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff, aus dem die Zylinderbauteile (40, 40') und das Zwischenstück (41) bestehen, zwischen 30 und 50 Gew.-% Verstärkungsfasern, insbesondere Glasfasern und/oder Kohlenstofffasern, enthält.
Schaltmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderbauteile (40, 40') und das Zwischenstück (41) jeweils über eine durch relatives Verdrehen zueinander herstellbare und lösbare Verbindung miteinander verbunden sind.
Schaltmodul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungen zwischen den Zylinderbauteilen (40, 40') und dem Zwischenstück (41) jeweils durch eine Bajonettverbindung (42, 42') gebildet sind.
Schaltmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Zylinderbauteil (40, 40') ein zweites Fenster (45, 45') aufweist, welches von dem ersten Fenster (44, 44') in Umfangsrichtung des Zylinderbauteils (40, 40') beabstandet ist und durch welches jeweils ein vom Kolben (5, 5') ausgehender Magnetträger (54, 54') nach außen ragt, der wenigstens einen Magneten (56, 56') als Teil einer Schaltgabelpositionserkennungseinrichtung trägt.
Schaltmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Zylinderbauteil (40, 40') das erste Fenster (44, 44') und/oder das zweite Fenster (45, 45') zu einem dem Zwischenstück (41) zugewandten Stirnende des Zylinderbauteils (40, 40') hin offen sind/ist.
Schaltmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Zylinderbauteil (40, 40') und/oder das Zwischenstück (41) mittels Halteösen (46) an der Schaltachse (3) gehaltert sind/ist.
Schaltmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben (5, 5') Teile aus Kunststoff sind.
Schaltmodul nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff, aus dem die Kolben (5, 5') bestehen, Polyamid (PA) ist.
Schaltmodul nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff, aus dem die Kolben (5, 5') bestehen, bis zu 50 Gew.-% Verstärkungsfasern, insbesondere Glasfasern und/oder Kohlenstofffasern, enthält.
Schaltmodul nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kolben (5, 5') eine zylindrische Grundform mit je einem den Kolben (5, 5') gegen eine innere Oberfläche des Zylinders abdichtenden Dichtring (52) an seinen Stirnenden aufweist.
Schaltmodul nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kolben (5, 5') in seinem axial mittleren Bereich eine in Radialrichtung offene Eintiefung (51, 51') aufweist, in welche ein kolbenseitiges Ende des durch das erste Fenster (44, 44') hindurchgeführten Mitnehmers (21, 21') der zugehörigen Schaltgabel (2, 2') eingreift.
Schaltmodul nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintiefung (51, 51') im Kolben (5, 5') eine ein begrenztes Kippen des Mitnehmers (21, 21') in Kolbenlängsrichtung erlaubende Kontur aufweist.
Schaltmodul nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kolben (5, 5') an seinen Stirnenden jeweils wenigstens einen den jeweilige Dichtring (52) umgehenden Entlüftungskanal (53) aufweist.
Schaltmodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Magnet (56, 56') aus Kunststoff mit darin eingebettetem Magnetpulver besteht.
Schaltmodul nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Magnet (56, 56') formschlüssig und positionsfest, vorzugsweise mittels Hinterschneidungen und/oder Rastelementen (55), mit dem zugehörigen Magnetträger (54, 54') verbunden ist.
Schaltmodul nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Magnetträger (54, 54') zusammen mit dem Fenster (45, 45'), durch welches er hindurchragt, eine Kolbenverdrehsicherung bildet.
Schaltmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dass die Zylinderanordnung (4) einen zusätzlichen einzelnen Zylinder (47) umfasst, der aus einem mit dem Zwischenstück (41) verbundenen oder einstückigen ersten Zylinderteil (47') und einem mit dem ersten Zylinderteil (47') über eine durch relatives Verdrehen zueinander herstellbare und lösbare Verbindung, vorzugsweise Bajonettverbindung, verbundenen zweiten Zylinderteil (47") besteht.