DE102022105162A1 - Transmission actuation device and transmission with such a device - Google Patents
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Abstract
Getriebeaktuierungsvorrichtung mit einer Schaltwelle (1) mit einer Schaltachse (18) und mit wenigstens einem ersten (2) und einem zweiten (3) Schaltwalzenelement, welche auf dieser Schaltwelle (1) angeordnet und um diese Schaltachse (18) drehbar sind, wobei jedes dieser Schaltwalzenelemente (2, 3) einen Schalwalzenelementbetätigungsbereich (14, 15) aufweist, welcher jeweils zum Übertragen einer Schaltbetätigungskraft eingerichtet ist und weiter weist diese Getriebeaktuierungsvorrichtung eine Aktuierungseinrichtung mit einem Schaltaktor (4) auf,wobei dieses erste Schaltwalzenelemente (2) mit einer ersten Schaltwalzenelementverbindungseinrichtung und dieses zweite Schaltwalzenelement (3) mit einer zweiten Schaltwalzenelementverbindungseinrichtung mit dieser Schaltwelle (1) selektiv drehfest verbindbar ist, wobei die Schaltwelle (1) mit dieser Aktuierungseinrichtung antreibbar ist,dadurch gekennzeichnet, dasssowohl die erste wie auch die zweite Schaltwalzenelementverbindungseinrichtung eine formschlüssige und drehrichtungsunabhängige Verbindung zwischen dem jeweiligen Schaltwalzenelement (2, 3) und der Schaltwelle (1) herstellt.Transmission actuation device with a selector shaft (1) with a shift axis (18) and with at least one first (2) and one second (3) shift drum element, which are arranged on this selector shaft (1) and can be rotated about this shift axis (18), each of these shift drum elements (2, 3) has a shift drum element actuating area (14, 15), which is set up in each case for transmitting a shift actuating force, and this transmission actuation device also has an actuating device with a shift actuator (4), this first shift drum element (2) having a first shift drum element connection device and this second shift drum element (3) can be selectively non-rotatably connected to this shift shaft (1) with a second shift drum element connection device, wherein the shift shaft (1) can be driven with this actuating device, characterized in that both the first and the second shift drum element connection device have a positive connection that is independent of the direction of rotation the respective shift drum element (2, 3) and the selector shaft (1).
Description
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt i16n einem Kraftfahrzeugantriebsstrang Schaltmittel mit einer Schaltwalze zu aktuieren, dabei befasst sich die
Nachfolgend ist die Erfindung im Zusammenhang mit einem Kraftfahrzeughybridantriebsstrang beschrieben, welcher ein Kraftfahrzeuggetriebe mit formschlüssigen Getriebeschaltelementen aufweist. Diese Beschreibung ist nicht als eine Einschränkung der Erfindung auf eine derartige Anwendung zu verstehen. Für das Aktuieren von Schaltelementen in einem Kraftfahrzeuggetriebe, also von Einrichtungen wie insbesondere einer Synchronisierung oder Klauenkupplung, sind unterschiedliche Aktuatoren bekannt. Neben hydraulischen Aktuierungssystemen sind Schaltwalzen mit Schiebemuffen bekannt, welche über sogenannte Schaltgabeln die formschlüssigen, form-/reibschlüssigen oder reibschlüssigen Schaltelemente zum Ein- und Auslegen einer Schaltstufe in dem Kraftfahrzeuggetriebe, sogenannter Gang, Verwendung finden. Weiter ist auch eine sogenannte Direktaktuierung mittels Elektromagnetischer Betätigung, insbesondere mittels eines Linearantriebs und, beziehungsweise über einen Arbeitsluftspalt, bekannt.The invention is described below in connection with a motor vehicle hybrid drive train which has a motor vehicle transmission with positive-locking transmission shifting elements. This description should not be construed as limiting the invention to such application. Various actuators are known for actuating shifting elements in a motor vehicle transmission, ie devices such as, in particular, a synchronization or dog clutch. In addition to hydraulic actuation systems, shift drums with sliding sleeves are known, which use the positive, positive/frictional or frictional shifting elements for engaging and disengaging a shift stage in the motor vehicle transmission, a so-called gear, via so-called shift forks. A so-called direct actuation by means of electromagnetic actuation, in particular by means of a linear drive and/or via a working air gap, is also known.
Vor dem erläuterten Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen Getriebeaktuator zum Betätigen von wenigstens zwei Schaltelementen, sogenannte Getriebeaktuierungsvorrichtung, anzugeben, welche einen geringen Bauraumbedarf aufweist, diese Aufgabe wird durch eine Getriebeaktuierungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 1, beziehungsweise durch eine Getriebeeinrichtung, insbesondere ein Kraftfahrzeuggetriebe, mit einer solchen Vorrichtung zum Aktivieren/Deaktivieren von Gängen dieser gelöst. Zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.Against the background explained, it is an object of the invention to specify a transmission actuator for actuating at least two shifting elements, a so-called transmission actuating device, which requires little installation space. This object is achieved by a transmission actuating device according to claim 1, or by a transmission device, in particular a motor vehicle transmission. with such a device for activating/deactivating gears of the same. Preferred developments of the invention are the subject matter of the dependent patent claims.
Unter einer Getriebeaktuierungsvorrichtung ist im Sinn der Erfindung eine Vorrichtung zu verstehen, mit welcher insbesondere eine sogenannte Synchronisierung beziehungsweise eine Kupplung, allgemein eine schaltbare Drehmomentübertragungseinrichtung, derart ansteuerbar ist, dass damit ein sogenannter Gang in einem Getriebe ein- beziehungsweise ausgelegt werden kann. Bildlich gesprochen, ist die Getriebeaktuierungsvorrichtung insbesondere dazu eingerichtet wenigstens eine Getriebeschaltung in einem Kraftfahrzeuggetriebe zu steuern. Weiter weist die Getriebeaktuierungsvorrichtung eine Schaltwelle auf, welche sich entlang einer Schaltachse erstreckt und welche vorzugsweise um diese Schaltachse rotierbar ist. Insbesondere mittels einer Drehbewegung der Schaltwelle um die Schaltachse ist das Aufbringen beziehungsweise Generieren von Aktuierungskräften, sogenannten Schaltbetätigungskraften, ermöglicht, welche mittelbar oder unmittelbar zum Ein- oder Auslegen der Gänge des Getriebes vorgesehen sind. Die Getriebeaktuierungsvorrichtung weist zudem ein erstes und ein zweites Schaltwalzenelemente auf, geometrisch sind diese Schaltwalzenelemente auf dieser Schaltwelle angeordnet und mittels dieser um die Schaltachse drehbar. Weiter weisen diese Schaltwalzenelemente jeweils einen Schaltwalzenelementbetätigungsbereich auf, welcher jeweils zum Übertragen dieser Schaltbetätigungskraft eingerichtet ist. Vorzugsweise ist ein solcher Schaltwalzenelementbetätigungsbereich als eine Eintiefung, insbesondere eine Nutzung, oder als ein erhabener Abschnitt auf einem solchen Schaltwalzenelement ausgebildet.In the context of the invention, a transmission actuation device is a device with which, in particular, a so-called synchronization or a clutch, generally a switchable torque transmission device, can be controlled in such a way that a so-called gear in a transmission can be engaged or disengaged. Figuratively speaking, the transmission actuation device is set up in particular to control at least one transmission shift in a motor vehicle transmission. Furthermore, the transmission actuation device has a selector shaft which extends along a shift axis and which can preferably be rotated about this shift axis. In particular, by rotating the selector shaft about the shift axis, it is possible to apply or generate actuation forces, so-called shift actuation forces, which are provided directly or indirectly for engaging or disengaging the gears of the transmission. The transmission actuation device also has a first and a second shift drum element; these shift drum elements are arranged geometrically on this shift shaft and can be rotated about the shift axis by means of it. Furthermore, these shift drum elements each have a shift drum element actuation area, which is set up in each case for transmitting this shift actuation force. Such a shift drum element actuation area is preferably designed as a depression, in particular a ridge, or as a raised section on such a shift drum element.
Weiter weist die Getriebeaktuierungsvorrichtung eine Aktuierungseinrichtung mit einem Schaltaktor und vorzugsweise mit einem Schaltaktorgetriebe auf, wobei diese Aktuierunseinrichtung zum Aufbringen einer Drehbewegung der Schaltwelle um diese Schaltachse eingerichtet. Das erste Schaltwalzenelement ist mittels einer ersten Schaltwalzenelementverbindungseinrichtung mit dieser Schaltwelle selektiv drehfest verbindbar und weiter ist das zweite Schaltwalzenelement mit einer zweiten Schaltwalzenelementverbindungseinrichtung mit dieser Schaltwelle selektiv drehfest verbindbar. Wie bereits dargelegt, ist die Schaltwelle und damit auch ein mit dieser drehfest verbundenes Schaltwalzenelement mit dieser Aktuierungseinrichtung antreibbar und damit bewegbar. Insbesondere zum Aufbringen einer Schaltkraft wird die Schaltwelle und das mit der Schaltwelle verbundene Schaltwalzenelement verdreht. Vom Schaltwalzenelement wird die Schaltkraft mittelbar oder unmittelbar auf eine Schalteinrichtung wie eine Kupplung oder eine Synchronisierung übertragen und so ist mit diesem Schaltwalzenelement ein Gang eines Getriebes ein- oder auslegbar. Weiter kann zum Ein- oder Auslegen eines weiteren Gangs das andere Schaltwalzenelement, sogenanntes zweites Schaltwalzenelement, drehfest mit der Schaltwelle verbunden werden und das erste Schaltwalzenelement wird von der Schaltwelle entkoppelt (nicht mehr drehfest mit dieser verbunden).Furthermore, the transmission actuation device has an actuation device with a shift actuator and preferably with a shift actuator transmission, this actuation device being set up for applying a rotational movement of the selector shaft about this shift axis. The first shift drum element can be selectively non-rotatably connected to this shift shaft by means of a first shift drum element connection device, and the second shift drum element can also be selectively non-rotatably connected to this shift shaft by means of a second shift drum element connection device. As already explained, the selector shaft and thus also a shift drum element which is non-rotatably connected to it can be driven with this actuating device and thus moved. In particular, to apply a shifting force, the selector shaft and the selector drum element connected to the selector shaft are rotated. The shifting force is transmitted directly or indirectly from the shift drum element to a shifting device such as a clutch or a synchronization mechanism, and a gear of a transmission can thus be engaged or disengaged with this shift drum element. Furthermore, to engage or disengage another gear, the other shift drum element, so-called second shift drum element, can be connected to the shift shaft in a rotationally fixed manner and the first shift drum element is decoupled from the shift shaft (no longer connected to it in a rotationally fixed manner).
Vorzugsweise sind zum Herstellen der drehfesten Verbindung mit der Schaltwelle die erste und auch die zweite Schaltwalzenelementverbindungseinrichtung jeweils zum Ausbilden einer formschlüssigen und drehrichtungsunabhängigen Verbindung eingerichtet. Weiter vorzugsweise sind die Schaltwalzenelementverbindungseinrichtungen zum Ausbilden jeweils einer formschlüssigen Verbindung zwischen dem jeweiligen Schaltwalzenelement mit der Schaltwelle eingerichtet. Dabei ist im Sinn der Erfindung unter einer drehrichtungsunabhängigen Verbindung eine Verbindung zwischen der Schaltwelle und einem mit dieser verbundenen Schaltwalzenelement zu verstehen, welche in beide Drehrichtungen der Schaltwelle gleichermaßen eine Drehmomentübertragung ermöglicht, im Gegensatz zu insbesondere einem Freilauf oder einer Überholkupplung, welche dies nur in eine bestimmte Drehrichtung ermöglicht.The first and also the second shift drum element connection are preferably used to establish the non-rotatable connection with the shift shaft each device set up to form a form-fitting connection that is independent of the direction of rotation. More preferably, the shift drum element connection devices are each set up to form a positive connection between the respective shift drum element and the shift shaft. In the context of the invention, a connection that is independent of the direction of rotation is to be understood as meaning a connection between the selector shaft and a shift drum element connected to it, which enables torque to be transmitted equally in both directions of rotation of the selector shaft, in contrast to a freewheel or an overrunning clutch in particular, which only allows this in one certain direction of rotation possible.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Schaltwelle wenigstens abschnittsweise oder vollständig als Hohlwelle ausgebildet. Insbesondere ist in dieser Hohlwelle, beziehungsweise in diesem Hohlwellenabschnitt die Schaltwalzenelementverbindungseinrichtung angeordnet. Insbesondere zum Ausbilden der formschlüssigen Verbindung weist die Schaltwalzenelementverbindungseinrichtung ein erstes Schaltwalzenblockierelement und ein erstes Schaltwalzenbetätigungselement und wenigstens ein zweites Schaltwalzenblockierelement und wenigstens ein zweites Schaltwalzenbetätigungselement auf. Soweit insbesondere mehr als zwei Betätigungen für schaltbare Gänge in einer Getriebeeinrichtung notwendig sind, können auch mehrere Schaltwalzenelemente vorgesehen sein, die in gleicher Art und Weise mit der Schaltwelle verbindbar sind.In a preferred embodiment, the selector shaft is designed at least in sections or completely as a hollow shaft. In particular, the shift drum element connection device is arranged in this hollow shaft or in this hollow shaft section. In particular, to form the positive connection, the shift drum element connection device has a first shift drum blocking element and a first shift drum actuating element and at least one second shift drum blocking element and at least one second shift drum actuating element. If, in particular, more than two actuations are necessary for shiftable gears in a transmission device, several shift drum elements can also be provided, which can be connected to the shift shaft in the same way.
Weiter ist es vorgeschlagen, dass das jeweilige Schaltwalzenblockierelement mittels des jeweiligen Schaltwalzenbetätigungselements in eine Blockierposition bewegbar ist. Insbesondere ist, soweit das erste Schaltwalzenblockierelement in seine Blockierposition bewegt ist, das erste Schaltwalzenelement mit der Schaltwelle drehfest verbunden, gleiches gilt in Bezug auf das zweite Schaltwalzenblockierelement und das zweite Schaltwalzenelement. Anders gewendet gilt, dass das erste Schaltwalzenelement mit der Schaltwelle drehfest verbunden ist, sobald mittels des ersten Schaltwalzenbetätigungselements das erste Schaltwalzenblockierelement in seine Blockierposition bewegt ist und dass das zweite Schaltwalzenelement mit der Schaltwelle drehfest verbunden ist, sobald das zweite Schaltwalzenblockierelement mittels des zweiten Schaltwalzenbetätigungselements in seine Blockierposition bewegt ist. Insbesondere mittels einer solchen Anordnung ist ein selektives Verbinden der Schaltwalzenelement mit der Schaltwalze auf kleinem Bauraum ermöglicht.It is further proposed that the respective shift drum blocking element can be moved into a blocking position by means of the respective shift drum actuating element. In particular, as far as the first shift drum blocking element is moved into its blocking position, the first shift drum element is non-rotatably connected to the shift shaft; the same applies to the second shift drum blocking element and the second shift drum element. In other words, the first shift drum element is non-rotatably connected to the shift shaft as soon as the first shift drum blocking element is moved into its blocking position by means of the first shift drum actuating element, and that the second shift drum element is non-rotatably connected to the shift shaft as soon as the second shift drum blocking element is moved into its position by the second shift drum actuating element Blocking position is moved. In particular, by means of such an arrangement, a selective connection of the shift drum element with the shift drum is made possible in a small installation space.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Schaltwalzenelementverbindungseinrichtung einen Schaltwalzenlinearaktuator auf. Vorzugsweise ist mit dem Schaltwalzenlinearaktuator das erste aber auch wenigstens ein zweites Schaltwalzenbetätigungselement in linearer Richtung, also insbesondere in Richtung der Schaltwalzenachse bewegbar. Insbesondere kann wenigstens eines der Schaltwalzenbetätigungselemente als ein Rampenmechanismus ausgebildet sein oder einen solchen aufweisen und mit einer linearen Bewegung kann somit eine nach radial außen gerichteter Bewegung auf das mit diesem betätigten Schaltwalzenblockierelement erzeugt werden. Insbesondere eine derartige Ausgestaltung der Vorrichtung ermöglicht eine besonders einfache Betätigung der Schaltwalzenblockierelemente und damit eine funktionssichere Ausgestaltung.In a preferred embodiment, the shift drum member connection means comprises a shift drum linear actuator. Preferably, with the shift drum linear actuator, the first but also at least one second shift drum actuating element can be moved in a linear direction, ie in particular in the direction of the shift drum axis. In particular, at least one of the shift drum actuating elements can be designed as a ramp mechanism or have such a mechanism and a linear movement can thus generate a radially outward movement on the shift drum blocking element actuated with this. In particular, such a configuration of the device enables a particularly simple actuation of the shift drum blocking elements and thus a functionally reliable configuration.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Schaltwalzenlinearaktuator, insbesondere zum Erzeugen einer Bewegung des jeweiligen Schaltwalzenblockierelements durch das Schaltwalzenbetätigungselement nach radial Außen, eine Gewindespindel auf, sogenannte Schaltwalzengewindespindel. Die Schaltwalzengewindespindel ist damit zum Aufbringen der Linearbewegung auf diese Schaltwalzenblockierelemente eingerichtet insbesondere sind diese durch Drehung der Schaltwalzengewindespindel auf dieser verschiebbar. Insbesondere eine Gewindespindel ist ein bekanntes Maschinenelement und ermöglicht so eine hohe Funktionssicherheit.In a preferred embodiment, the shift drum linear actuator has a threaded spindle, so-called shift drum threaded spindle, in particular for generating a movement of the respective shift drum blocking element by the shift drum actuating element radially outwards. The shift drum threaded spindle is thus set up to apply the linear movement to these shift drum blocking elements, in particular these can be displaced on the shift drum threaded spindle by rotating it. A threaded spindle in particular is a well-known machine element and thus enables a high level of functional reliability.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Schaltwalzenelementverbindungseinrichtung ein in Schaltwalzenachsrichtung verschiebbares Wählstangenelement auf. Vorzugsweise sind mittels dieses Wählstangenelements sowohl das erste Schaltwalzenblockierelement wie auch das wenigstens eine zweite Schaltwalzenblockierelement, insbesondere über mit dem Wählstangenelement verbundene beziehungsweise mit diesem einstückig ausgebildete Schaltwalzenbetätigungselemente, betätigbar. Weiter vorzugsweise ist dieses Wählstangenelement mit einer Wählaktuatoreinrichtung in dieser Schaltwalzenachsrichtung verschiebbar. Vorzugsweise ist das Wählstangenelement mit einem Gewindemechanismus in Schaltwalzenachsrichtung verschiebbar, vorzugsweise mit einem hydraulischen oder pneumatischen und besonders bevorzugt mit einem elektromechanischen. Weiter vorzugsweise sind auf diesem Wählstangenelement wenigstens zwei Rampen in einem festgelegten Abstand angeordnet, um mit der ersten das erste Schaltwalzenblockierelement und mit der zweiten das zweite Schaltwalzenblockierelement zu betätigen. Insbesondere mittels eines Mechanismus mit einem Wählstangenelement ist ein besonders präzises betätigen der Schaltwalzenblockierelemente ermöglicht.In a preferred embodiment of the invention, the shift drum element connection device has a selector rod element that can be displaced in the shift drum axis direction. Both the first shift drum blocking element and the at least one second shift drum blocking element can preferably be actuated by means of this selector rod element, in particular via shift drum actuating elements connected to the selector rod element or formed integrally with it. More preferably, this selector rod element is displaceable with a selection actuator device in this axial direction of the shift drum. The selector rod element can preferably be displaced in the axial direction of the shift drum with a threaded mechanism, preferably with a hydraulic or pneumatic mechanism and particularly preferably with an electromechanical mechanism. More preferably, at least two ramps are arranged on this selector rod element at a fixed distance in order to actuate the first shift drum blocking element with the first and the second shift drum blocking element with the second. A particularly precise actuation of the shift drum blocking elements is made possible, in particular, by means of a mechanism with a selector rod element.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform weist die Wählaktuatoreinrichtung ein drehbares Spindelmutternelement auf, mittels welchem das Wählstangenelement, insbesondere durch eine Drehung dieses Spindelmutternelements, in der linearen Richtung, also in Schalwalzenachsrichtung, verschiebbar ist. Insbesondere mittels einer solchen Ausgestaltung ist eine chronologisch präzise Schaltung des ersten und des wenigstens einen zweiten Schaltwalzenelements ermöglicht.In a further preferred embodiment, the selector actuator device has a rotatable spindle nut element, by means of which the selector rod element can be displaced in the linear direction, ie in the axial direction of the shifting roller, in particular by rotating this spindle nut element. A chronologically precise shifting of the first and the at least one second shift drum element is made possible in particular by means of such a configuration.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind Antriebskräfte auf die Schaltwalzengewindespindel oder auf das Wählstangenelement, insbesondere auf das Spindelmutternelement, unmittelbar von einem Aktuatorantrieb übertragbar, sogenannter Direktantrieb, oder in einer weiter bevorzugten Ausführungsform sind diese Kräfte mittelbar übertragbar. Dieser Aktuatorantrieb kann als Wählaktuator verstanden werden der Bestandteil der Wählaktuatoreinrichtung ist oder diese bildet.In a preferred embodiment, drive forces can be transmitted directly from an actuator drive to the shift drum threaded spindle or to the selector rod element, in particular to the spindle nut element, so-called direct drive, or in a further preferred embodiment these forces can be transmitted indirectly. This actuator drive can be understood as a selection actuator that is part of the selection actuator device or forms it.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Direktantrieb der Schaltwelle durch einen Schaltaktuator vorgehsehen, mit welchem eine Drehbewegung auf die Schaltwelle aufbringbar ist, insbesondere dadurch ist ein platzsparender Aufbau ermöglicht. In einer weiter bevorzugt Ausführungsform ist ein Antrieb der Schaltwelle durch den Schaltaktuator über ein Schaltaktuatorgetriebe ermöglicht. Insbesondere mittels eines Schaltaktuatorgetriebes ist eine Anpassung des Schaltaktuators an die auftretenden Schaltkräfte ermöglicht. Das Schaltaktuatorgetriebe kann als Schnecken- oder Schraubradgetriebe, bevorzugt als Stirnrad- oder Kegelradgetriebe und besonders bevorzugt als Planetengetriebe ausgebildet sein, gleiches gilt für das Wählaktorgetriebe.In a preferred embodiment, a direct drive of the selector shaft is provided by a shift actuator, with which a rotational movement can be applied to the selector shaft, which in particular enables a space-saving design. In a further preferred embodiment, the selector shaft can be driven by the shift actuator via a shift actuator transmission. In particular, by means of a shift actuator transmission, the shift actuator can be adapted to the shifting forces that occur. The shift actuator transmission can be designed as a worm or helical gear, preferably as a spur or bevel gear and particularly preferably as a planetary gear, the same applies to the selector actuator transmission.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist zum Übertragen von Antriebskräften des Wählaktuators also zum Bewegen der Schaltwalzenblockierelemente in die Blockierposition, oder insbesondere auch aus dieser heraus, ein Wählaktorgetriebe in der Schaltwalzenelementverbindungseinrichtung vorgesehen, für sogenanntes mittelbares Übertragen von Antriebskräften auf die Schaltwalzenblockierelemente. Insbesondere mit einer Getriebeeinrichtung ist eine Anpassung der Antriebskräfte an die Kraftanforderungen ermöglicht.In a preferred embodiment, a selector actuator transmission is provided in the shift drum element connection device for transmitting drive forces of the selector actuator, i.e. for moving the shift drum blocking elements into the blocking position, or in particular also out of this, for so-called indirect transmission of drive forces to the shift drum blocking elements. In particular, with a gear device, it is possible to adapt the drive forces to the force requirements.
Weiter ist eine Getriebeeinrichtung vorgeschlagen, vorzugsweise ein Kraftfahrzeugantriebsgetriebe mit wenigstens zwei schaltbaren Schaltstufen, sogenannten Gängen, wobei zum Aktivieren beziehungsweise deaktivieren dieser Schaltstufen einer Getriebeaktuierungsvorrichtung der zuvor beschriebenen Bauart vorgesehen ist.A transmission device is also proposed, preferably a motor vehicle drive transmission with at least two switchable shift stages, so-called gears, with a transmission actuation device of the type described above being provided for activating or deactivating these shift stages.
Dabei sind wenigstens zwei Schaltwalzenelemente und vorzugsweise mehrere oder also so ausgestaltet, dass diese die gleiche Anzahl an Schaltstellungen aufweisen. Mit einer solchen Ausgestaltung ist es insbesondere erreichbar, dass zum beziehungsweise beim Wählen des aktiven Schaltwalzelements, also des Schaltwalzenelements welches drehfest mit der Schaltwelle verbunden ist keine Verdrehung dieser durch den Schaltaktor notwendig ist. Bildlich gesprochen sind Schaltwalzenelement bei oben genannter Ausgestaltung so gestaltet, dass, soweit ein erstes Schaltwalzenelement deaktiviert wird (keine drehfeste Verbindung mit der Schaltwelle) und ein zweites Schaltwalzenelement aktiviert wird (drehfeste Verbindung mit der Schaltwelle), keine Drehung der Schaltwelle notwendig ist um dieses aktivierte Schaltwalzenelement in die „richtige“ Position zu drehen, um eine Schaltung auszuführen, vielmehr kann die Vorrichtung so gestaltet sein, dass mit dem aktivierten Schaltwalzenelement, sobald dieses aktiviert ist, eine Schaltung ausgeführt werden kann.In this case, at least two shift drum elements, and preferably several, are designed in such a way that they have the same number of shift positions. With such a configuration, it is possible in particular to ensure that the shift actuator does not have to rotate the active shift drum element, that is to say the shift drum element which is connected in a torque-proof manner to the shift shaft, when selecting it. Figuratively speaking, the shift drum element in the above-mentioned configuration is designed in such a way that if a first shift drum element is deactivated (no non-rotatable connection with the selector shaft) and a second shift drum element is activated (non-rotatable connection with the selector shaft), the selector shaft does not have to rotate around this activated one Rather, the device may be designed so that a shift can be performed with the shift drum member activated once it is activated.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform weist wenigstens ein Schaltwalzenelement genau vier Schaltpositionen auf beziehungsweise stellt vier Schaltpositionen zur Verfügung, vorzugsweise weisen mehrere dieser Schaltwalzenelement vier Schaltpositionen auf, bevorzugt alle Schaltwalzenelemente. Insbesondere mit einer solchen Ausgestaltung ist es erreichbar, dass, vorzugsweise ohne Verlust an funktionaler Flexibilität, pro Schaltwalzenelement bis zu zwei Schaltgabeln mit je zwei Schaltstellungen oder eine Schaltgabel mit drei Schaltstellungen betätigt werden können und so ist eine Vielzahl von Schaltstellungen mit einer geringen Anzahl an Bauteilen darstellbar und damit ist eine betriebssichere Vorrichtung erreichbar.In a further preferred embodiment, at least one shift drum element has exactly four shift positions or makes four shift positions available, preferably several of these shift drum elements have four shift positions, preferably all shift drum elements. In particular, with such a configuration, it is possible to actuate up to two shift forks, each with two shift positions, or one shift fork with three shift positions, preferably without loss of functional flexibility, per shift drum element, and this enables a large number of shift positions with a small number of components representable and thus an operationally reliable device is achievable.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert, dabei zeigt:
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1 : eine erste Ausführungsform der Erfindung in Schnittdarstellung, -
2 : eine zweite Ausführungsform der Erfindung in Schnittdarstellung, -
3 : eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Erfindung.
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1 : a first embodiment of the invention in sectional view, -
2 : a second embodiment of the invention in sectional view, -
3 : a perspective view of an embodiment of the invention.
In
Wird die Schaltwelle in Drehung versetzt, so verdreht diese ein mit dieser drehfestverbundenes Schaltwalzenelement, vorliegend ist ein erstes Schaltwalzenelement 2 und ein zweites Schaltwalzenelement 3 gezeigt. Zum drehfesten Verbinden dieser Schaltwalzenelemente 2, 3 ist die Schaltwalzenelementverbindungseinrichtung vorgesehen. Schaltwalzenelementverbindungseinrichtung weist einen Wählaktuator 6 auf, welcher dazu eingerichtet ist, zu steuern, welches Schaltwalzenelement verbunden wird. Mit dem Wählaktuator 6 ist über ein Wählaktorgetriebe 7 ein Spindelmutternelement 8 antreibbar, welches in Schaltwalzenachsrichtung 16 unverschieblich gelagert ist. Das Wählaktorgetriebe ist als Schneckengetriebe ausgebildet. Bei Drehung des Spindelmutternelements 8 führt das Wählstangenelement 9 eine Linearbewegung in Schaltwellenachsrichtung 16 aus, damit können die Bockierelemente (erste Schaltwalzenblockierelemente 12, zweite Schaltwalzenblockierelemente 13) nach radial Außen (Richtung 17 beziehungsweise. orthogonal zu Schaltwellenachsrichtung 16) in ihre Blockierposition bewegt werden. Die ersten Schaltwalzenblockierelemente 12 sind dabei in ihrer Blockierposition dargestellt, so dass das erste Schaltwalzenelement 2 drehfest mit der Schaltwelle verbunden und mit beziehungsweise von dieser verdreht wird, wohingegen die zweiten Schaltwalzenblockierelemente 13 nicht in ihre Blockierposition bewegt sind und daher das zweite Schaltwalzenelement 3 trotz einer Drehung Schaltwelle 1 in seiner Position verharren würde. Die Schaltkräfte werden vom jeweiligen Schaltwalzenelement über Betätigungsbereich 14, beziehungsweise 15, welche als Nutungen ausgestaltet sind auf Schaltgabeln (nicht dargestellt) übertragen.If the selector shaft is set in rotation, it rotates a shift drum element that is non-rotatably connected to it, in this case a first one
Das Wählstangenelement 9 weist zwei Kugelrampenbereiche auf, welche die Schaltwalzenbetätigungselemente (erstes Schaltwalzenbetätigungselement 10, zweites Schaltwalzenbetätigungselemente 11) ausbilden und einstückig mit dem Wählstangenelement 9 verbunden sind. Der erste Kugelrampenbereich ist dazu vorgesehen die ersten Blockierelemente 12 in ihre Blockierposition zu bewegen und der zweite Kugelrampenbereich ist dazu vorgesehen, die zweiten Schaltwalzenblockierelemente 13 in ihre Blockierposition zu bewegen.The
In
Wird die Schaltwelle 1 in Drehung versetzt, so verdreht diese ein mit dieser drehfest verbundenes Schaltwalzenelement, vorliegend ist ein erstes Schaltwalzenelement 2 und ein zweites Schaltwalzenelement 3 gezeigt. Zum drehfesten Verbinden dieser Schaltwalzenelemente 2, 3 ist die Schaltwalzenelementverbindungseinrichtung vorgesehen. Die Schaltwalzenelementverbindungseinrichtung weist einen Wählaktuator 6 auf, welcher dazu eingerichtet ist, zu steuern, welches Schaltwalzenelement verbunden wird. Mit dem Wählaktuator 6 ist Schaltwalzengewindespindel 19 antreibbar, welches in Schaltwalzenachsrichtung 16 unverschieblich gelagert ist. Bei Drehung der Schaltwalzengewindespindel 16 werden die auf dieser angeordneten Schaltwalzenbetätigungselemente (erstes Schaltwalzenbetätigungselement 20, zweites Schaltwalzenbetätigungselement 21) in Schaltwalzenachsrichtung 16 bewegt und somit ist eine Bewegung der jeweiligen Schaltwalzenblockierelemente 12, 13 über dieser Schaltwalzenbetätigungselemente 20, 21 ermöglicht. Anders gewendet können über eine Linearbewegung der Schaltwalzenbetätigungselemente in Schaltwellenachsrichtung 16 die Blockierelemente (erste Schaltwalzenblockierelemente 12, zweite Schaltwalzenblockierelemente 13) nach radial Außen (Richtung 17 beziehungsweise orthogonal zu Schaltwellenachsrichtung 16) in ihre Blockierposition bewegt werden.If the selector shaft 1 is set in rotation, it rotates a shift drum element that is non-rotatably connected to it. In the present case, a first
Die ersten Schaltwalzenblockierelemente 12 sind dabei in ihrer Blockierposition dargestellt, so dass das erste Schaltwalzenelement 2 drehfest mit der Schaltwelle 1 verbunden und mit, beziehungsweise von dieser, verdreht wird, wohingegen die zweiten Schaltwalzenblockierelemente 13 nicht in ihre Blockierposition bewegt sind und daher das zweite Schaltwalzenelement 3 trotz einer Drehung Schaltwelle 1 in seiner Position verharren würde. Die Schaltkräfte werden vom jeweiligen Schaltwalzenelement 2, 3 über Betätigungsbereich 14, beziehungsweise 15, welche als Nutungen ausgestaltet sind, auf Schaltgabeln (nicht dargestellt) übertragen.The first shift
Die Schaltwalzenbetätigungselement 20, 21 weist zwei Kugelrampenbereiche auf, mittels welcher deren lineare Bewegung (in Richtung 17) in eine radiale Bewegung (in Richtung 17) auf die jeweiligen Schaltwalzenblockierelemente 12, 13, umsetzbar ist.The shift
Zur Vereinfachung ist nur eine Schaltgabel 22 dargestellt, welche in den Betätigungsbereich 15 des ersten Schaltwalzenelements 2 eingreift, dabei werden die Schaltkräfte vom ersten Schaltwalzenelement 2 über eine Schaltgabelmechanik 23 auf die Schaltgabel 22 übertragen. Mittels der dargestellten Erfindung kann eine große Anzahl von Schaltwalzenelementen mittels eines einzigen Wählaktuators jeweils einzeln drehfest mit der Schaltwelle 1 verbunden werden, dies geschieht über die Bewegung der erläuterten Elemente in die Richtung 16 und 17, siehe dazu die Erläuterungen bzgl. der
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- DE 102020203409 A1 [0001]DE 102020203409 A1 [0001]
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