DE19960601A1

DE19960601A1 - Actuator for actuating a device in a transmission

Info

Publication number: DE19960601A1
Application number: DE1999160601
Authority: DE
Inventors: Erik Maennle
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-12-16
Filing date: 1999-12-16
Publication date: 2001-06-28
Also published as: WO2001044698A1

Abstract

The invention relates to an actuator (10) for activating a device (12) in a gearbox (16) which is at least partially filled with gear oil (14). The actuator should be configured in such a way that it can be fixed directly on the gearbox (16) without intermediately connecting additional structural parts. To this end, the actuator (10) is at least partially filled with a liquid (24) with a lower viscosity than the gear oil (14). This prevents the gear oil (14) from entering the actuator (10) and having a negative effect on the dynamics of the actuator (10) as a result of shear losses in an air gap (28).

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einem Aktuator zur Betätigung einer Vorrichtung in einem Getriebe nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.The invention is based on an actuator for actuation a device in a transmission according to the preamble of Main claim.

Derartige Aktuatoren, die in der Regel Elektromotoren sind, werden zum Beispiel an automatisierte Schaltgetriebe mittels Zwischenflanschen und Zwischengetrieben befestigt. Das Zwischengetriebe ragt mit einem Abtriebselement in das Getriebe, von wo aus zum Beispiel die Schaltgabeln des Getriebes betätigt werden. Durch die Verwendung dieser Zwischenbauteile, die außerhalb des Getriebes angeordnet sind, wird der Bauraum dort relativ hoch.Such actuators, which are usually electric motors, are used, for example, on automated manual transmissions Intermediate flanges and intermediate gears attached. The Intermediate gear protrudes into the with an output element Transmission from where, for example, the shift forks of the Gear can be operated. By using this Intermediate components arranged outside the gearbox are, the installation space there is relatively high.

Eine direkte Befestigung des Aktuators an dem Getriebe ist nicht möglich, da heutige Dichtungen bei den großen Druckunterschieden zwischen dem Aktuator und dem Getriebe über die Lebensdauer keine leckagefreie Funktion leisten. Dringt jedoch Getriebeöl, das über der Temperatur stark seine Viskose ändert, in den Aktuator ein, so führt dies zu Problemen. Bei tiefen Temperaturen nimmt die Scherung des Getriebeöles stark zu. Befindet sich jedoch Getriebeöl in dem Luftspalt zwischen dem Rotor und dem Stator eines Elektromotors, so kann die Dynamik des Elektromotors so stark absinken, daß eine einwandfreie Funktion nicht mehr gegeben ist. Schließlich sind Kommutatormotoren sehr empfindlich gegenüber Getriebeöl auf dem Kommutator.A direct attachment of the actuator to the gearbox is not possible because today's seals on the big ones Differences in pressure between the actuator and the transmission Do not perform a leak-free function over the service life. However, gear oil penetrates that is strong above temperature changes its viscose into the actuator, this leads to Problems. At low temperatures the shear of the Gear oil too strong. However, there is gear oil in the air gap between the rotor and the stator one Electric motor, so can the dynamics of the electric motor drop sharply, that proper functioning is no longer given is. After all, commutator motors are very sensitive to gear oil on the commutator.

Advantages of the invention

Der erfindungsgemäße Aktuator zur Betätigung einer Vorrichtung in einem Getriebe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß er direkt an das Getriebe angeflanscht werden kann, wobei insbesondere kein Getriebeöl in den Aktuator eintritt. Die Dynamik des Aktuators bleibt bestehen, da durch die niedrige Viskosität einer in ihm eingesetzten Flüssigkeit die Scherverluste recht gering sind. Eine besonders günstige Flüssigkeit ist hierbei Isoprophylalkohol.The actuator according to the invention for actuating a Device in a gearbox with the characteristic In contrast, features of the main claim have the advantage that it can be flanged directly to the gearbox, in particular, no gear oil enters the actuator. The dynamics of the actuator remain, because of the low viscosity of a liquid used in it the shear losses are quite low. A particularly cheap one The liquid here is isoprophyl alcohol.

Wenig Bauraum ist notwendig, wenn der Aktuator mit einem Flansch direkt an dem Getriebe befestigbar ist. Dies läßt sich dafür nutzen, daß das Abtriebselement des Aktuators in das Getriebe ragt. Dann muß lediglich eine Dichtung um das Abtriebselement des Aktuators angeordnet werden. Als Dichtung ist besonders eine Lippendichtung, insbesondere ein Wellendichtring, geeignet. Hierbei ist es ferner besonders günstig, daß durch die Lage des Aktuators die Dichtung von der Flüssigkeit umströmt ist, wodurch kein Getriebeöl in den Aktuator eindringen kann. Hierfür kann der Aktuator am im Kraftfahrzeug eingebauten Getriebe im wesentlichen mit der Dichtung nach unten weisend befestigt sein.Little installation space is necessary if the actuator has one Flange can be attached directly to the gearbox. This leaves take advantage of the fact that the output element of the actuator in the transmission protrudes. Then just a seal around that Output element of the actuator can be arranged. As Seal is especially a lip seal, especially a Shaft seal, suitable. It is also special here favorable that the position of the actuator, the seal of the liquid flows around, which means no gear oil in the Actuator can penetrate. For this, the actuator on the Motor vehicle built-in gear essentially with the Seal facing down.

Es ist vorteilhaft den Aktuator zur Betätigung einer Vorrichtung zur Betätigung der Schaltelemente des Getriebes zu verwenden, die insbesondere im Getriebe angeordnet ist und die vorzugsweise vom Getriebeöl geschmiert wird.It is advantageous for the actuator to actuate one Device for actuating the switching elements of the transmission to use, which is arranged in particular in the transmission and which is preferably lubricated by the gear oil.

Schließlich ist es zweckmäßig, als Aktuator einen Elektromotor zu verwenden. Hier muß lediglich eine Flüssigkeit verwendet werden, die gegenüber einem Kommutator des Elektromotors neutral ist.Finally, it is advisable to use one as an actuator Electric motor to use. Here just one Liquid used opposite a commutator of the electric motor is neutral.

Ist in dem Aktuator Luft vorhanden, so dient dies dem Ausgleich von Volumenschwankungen der Flüssigkeit.If air is present in the actuator, this serves that Compensation for volume fluctuations in the liquid.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Aktuators zur Betätigung einer Vorrichtung in einem Getriebe ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.Further advantages and advantageous developments of the Actuator according to the invention for actuating a device in a transmission result from the subclaims and the description.

drawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Figur zeigt eine Schnittdarstellung eines Aktuators und eines Getriebes.An embodiment of the invention is in the drawing shown and in the following description explained. The figure shows a sectional view of a Actuator and a gear.

Description of the embodiment

In der einzigen Figur ist schematisch ein Aktuator 10 zur Betätigung einer Vorrichtung 12 in einem wenigstens teilweise mit Getriebeöl 14 gefüllten Getriebe 16 eines Kraftfahrzeugs dargestellt.The single figure schematically shows an actuator 10 for actuating a device 12 in a transmission 16 of a motor vehicle, which is at least partially filled with transmission oil 14 .

Bei dem Getriebe 16 handelt es sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel um ein automatisiertes Schaltgetriebe. Die Vorrichtung 12 dient der Betätigung der als Schaltgabeln ausgebildeten, andeutungsweise dargestellten Schaltelemente 18 des Getriebes. Da die Vorrichtung 12 vorzugsweise im Getriebe 16 und nicht außerhalb angeordnet ist, kann sie vorteilhafterweise vom Getriebeöl 14 geschmiert werden. Statt eines automatisierten Schaltgetriebes kann es sich bei dem Getriebe 12 auch um einen Stufenautomaten handeln.In the present exemplary embodiment, the transmission 16 is an automated manual transmission. The device 12 is used to actuate the shift elements 18 of the transmission, which are designed as shift forks and are indicated in the drawing. Since the device 12 is preferably arranged in the transmission 16 and not outside, it can advantageously be lubricated by the transmission oil 14 . Instead of an automated manual transmission, the transmission 12 can also be a stepped automatic transmission.

Das Abtriebselement 20 des Aktuators 10, mit der der Aktuator 10 die Vorrichtung 12 betätigt, ragt in das Getriebe 14, wo es mit der Vorrichtung 12 verbunden ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Aktuator 10 um einen Elektromotor und bei dem Abtriebselement 20 um seine Welle. Es kann jedoch auch ein anderer elektromechanischer Aktuator, beispielsweise ein Steller mit einer Spule und einem Stößel, vorgesehen sein.The output element 20 of the actuator 10 , with which the actuator 10 actuates the device 12 , projects into the transmission 14 , where it is connected to the device 12 . In the present exemplary embodiment, the actuator 10 is an electric motor and the output element 20 is its shaft. However, another electromechanical actuator, for example an actuator with a coil and a plunger, can also be provided.

Der als Elektromotor ausgebildete Aktuator 10 ist mit einem Flansch 22 direkt an dem Getriebe 16 befestigbar, ohne daß spezielle Zwischenflansche und/oder Zwischengetriebe verwendet werden müssen. Neben dem Einsparen von Bauteilen ist dadurch außerdem der benötigte Bauraum außerhalb des Getriebes 16 geringer. Dies ist möglich, weil der Aktuator 10 zumindest teilweise mit einer Flüssigkeit 24 gefüllt ist, deren Viskosität niedriger als die des Getriebeöles 14 ist und die das Getriebeöl 14 davon abhält, in den Aktuator 10 einzudringen.The actuator 10, which is designed as an electric motor, can be fastened with a flange 22 directly to the gear 16 , without having to use special intermediate flanges and / or intermediate gear. In addition to the saving of components, the space required outside the transmission 16 is also less. This is possible because the actuator 10 is at least partially filled with a liquid 24 , the viscosity of which is lower than that of the gear oil 14 and which prevents the gear oil 14 from penetrating into the actuator 10 .

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist als Flüssigkeit 24 Isoprophylalkohol vorgesehen. Dieses ist als Flüssigkeit 24 besonders geeignet. Es sind jedoch auch andere, gegenüber dem Kommutator 26 eines Elektromotors neutrale Flüssigkeiten 24 geeignet. Neutrale Flüssigkeiten 24 sind in diesem Zusammenhang Flüssigkeiten, die den Aktuator, insbesondere einen Kommutator 26 und dessen Betriebsverhalten mechanisch, chemisch und/oder elektrisch nicht negativ beeinflussen. Die Flüssigkeit 24 hat eine über den Betriebstemperaturbereich des Aktuators 10 niedrige Viskosität, so daß Scherverluste in dem Luftspalt 28 zwischen dem Stator 30 und dem Rotor 32 eines als Elektromotors ausgebildeten Aktuators 10 niedrig bleiben, wodurch die Dynamik erhalten bleibt.In the present exemplary embodiment, isoprophyl alcohol 24 is provided as the liquid. This is particularly suitable as liquid 24 . However, other liquids 24 which are neutral with respect to the commutator 26 of an electric motor are also suitable. In this context, neutral liquids 24 are liquids which do not have a mechanical, chemical and / or electrical influence on the actuator, in particular a commutator 26 and its operating behavior. The liquid 24 has a low viscosity over the operating temperature range of the actuator 10 , so that shear losses in the air gap 28 between the stator 30 and the rotor 32 of an actuator 10 designed as an electric motor remain low, as a result of which the dynamics are retained.

Damit die Flüssigkeit 23 das Getriebeöl 14 davon abhalten kann, in den am Getriebe 16 befestigten Aktuator 10 einzudringen und dessen Verhalten durch die große Viskoseänderung über dem Betriebstemperaturbereich zu beeinflussen, ist es besonders zweckmäßig, an dem Abtriebselement 20 des Aktuators 10 eine Dichtung 34 anzuordnen. Es ist weiter vorteilhaft, die Lage des Aktuators so festzulegen, daß die Dichtung 34 von der Flüssigkeit 24 leicht umströmt wird. Der entsprechende Flüssigkeitsvorrat im Aktuator 10 muß hierfür entsprechend berechnet werden. Dadurch kann die Dichtung 34 besonders einfach aufgebaut sein. Als Dichtung 34 ist eine Lippendichtung, insbesondere ein Radial-Wellendichtring nach DIN 3760, auch Wellendichtring genannt, vorgesehen. Es sind jedoch auch Runddichtringe nach DIN 3770 - oder O-Ringe genannt - Packungen, Metall-Weichstoff-Packungen, Weichmetall-Packungen, Knetpackungen, Labyrinthdichtungen und/oder Spaltdichtungen denkbar.So that the liquid 23 can prevent the transmission oil 14 from penetrating into the actuator 10 attached to the transmission 16 and influencing its behavior due to the large change in viscose over the operating temperature range, it is particularly expedient to arrange a seal 34 on the output element 20 of the actuator 10 . It is also advantageous to determine the position of the actuator so that liquid 24 flows slightly around the seal 34 . The corresponding liquid supply in the actuator 10 must be calculated accordingly. As a result, the seal 34 can be of particularly simple construction. A lip seal, in particular a radial shaft seal according to DIN 3760, also called a shaft seal, is provided as the seal 34 . However, there are also round sealing rings according to DIN 3770 - or O-rings - packings, metal-soft material packs, soft metal packs, plasticine packs, labyrinth seals and / or gap seals conceivable.

Damit die Dichtung 34 von der Flüssigkeit 24 leicht umströmt werden kann, ist es besonders einfach, wenn der Aktuator 10 am im Kraftfahrzeug eingebauten Getriebe 16 im wesentlichen mit der Dichtung 34 nach unten weisend angeordnet ist.Thus the gasket can be easily flows around 34 of the liquid 24, it is particularly easy when the actuator 10 is arranged facing downwards substantially with the seal 34 on the built-in motor vehicle transmission sixteenth

Schließlich ist es vorteilhaft, in dem Aktuator 10 ausreichend Luft 36 vorzusehen. Dadurch lassen sich Volumenschwankungen der Flüssigkeit 24 in dem Aktuator 10 ausgleichen.Finally, it is advantageous to provide sufficient air 36 in the actuator 10 . Volume fluctuations of the liquid 24 in the actuator 10 can thereby be compensated for.

Claims

1. Actuator ( 10 ) for actuating a device ( 12 ) in a transmission ( 16 ) which is at least partially filled with gear oil ( 14 ), characterized in that the actuator ( 10 ) is at least partially filled with a liquid ( 24 ) , whose viscosity is lower than that of the gear oil ( 14 ).

2. Actuator ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the liquid ( 24 ) is neutral with respect to a commutator ( 26 ) of an actuator ( 10 ) designed as an electric motor.

3. Actuator ( 10 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the liquid ( 24 ) is isoprophyl alcohol.

4. Actuator ( 10 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the actuator ( 10 ) with a flange ( 22 ) can be fastened directly to the transmission ( 16 ).

5. Actuator ( 10 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the output element ( 20 ) of the actuator ( 10 ) protrudes into the transmission ( 16 ).

6. Actuator ( 10 ) according to one of claims 1 to S. characterized in that a seal ( 34 ) is arranged on the output element ( 20 ) of the actuator ( 10 ).

7. Actuator ( 10 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the liquid ( 24 ) flows around the seal ( 34 ) due to the position of the actuator ( 10 ).

8. Actuator ( 10 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the actuator ( 10 ) on a built-in motor vehicle gear ( 16 ) with the seal ( 34 ) is arranged substantially facing downward.

9. Actuator ( 10 ) according to one of claims 6 to 8, characterized in that the seal ( 34 ) is a lip seal, in particular a shaft sealing ring.

10. Actuator ( 10 ) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the actuator ( 10 ) for actuating a device ( 12 ) for actuating switching elements ( 18 ) of the transmission ( 16 ) is used, which in particular in the transmission ( 16th ) is arranged and which is preferably lubricated by the gear oil ( 14 ).

11. Actuator ( 10 ) according to one of claims 1 to 10, characterized in that the actuator ( 10 ) is an electromechanical actuator, in particular an electric motor, and the output element ( 20 ) is a shaft.

12. Actuator ( 10 ) according to one of claims 1 to 11, characterized in that in the actuator ( 10 ) air ( 36 ) to compensate for volume fluctuations in the liquid ( 24 ) is present.