DE3149889A1 - Apparatus for the actuation of manually shifted transmissions for test purposes - Google Patents
Apparatus for the actuation of manually shifted transmissions for test purposesInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Betäti-The invention relates to a device for actuating
gung von Schaltgetrieben zu Versuchs zwecken.supply of manual transmissions for experimental purposes.
Insbesondere in der Kraftfahrzeugindustrie besteht Bedarf an einer Vorrichtung dieser Art, welche z.B. in der Lage ist, ausgehend von einem durch einen Computer simulierten Fahrprogramm die für ein solches Fahrprogramm erforderlichen Schaltbewegungen in das Schaltgetriebe einzugeben0 Die den jeweiligen Gängen zugeordneten Endpositionen müssen dabei von der Vorrichtung mit hoher Wiederkehrgenauigkeit erreicht werden, wobei andererseits die Möglichkeit gegeben sein muß bauartbedingte Abweichungen, aber auch Abweichungen aufgrund von Fertigungstoleranzen, Abnutzung usw. zu berücksichtigen, d.h. es muß die Möglichkeit bestehen, die Vorrichtung auf möglichst einfache Weise auf das jeweils auf dem Prüfstand befindliche Schaltgetriebe abzustimmen.In the automotive industry in particular, there is a need for one Device of this type, which is e.g. able to start from a through a Computer simulated the driving program required for such a driving program Enter shift movements in the manual transmission 0 The assigned to the respective gears End positions must be reached by the device with high repeatability on the other hand, there must be the possibility of design-related deviations, but also to take into account deviations due to manufacturing tolerances, wear and tear, etc., i.e. it must be possible to use the device in the simplest possible way to match the gearbox currently on the test bench.
Eine derartige Vorrichtung sollte frei programmierbar sein, es muß die Möglichkeit bestehen, in beliebiger Reihenfolge zwischen den einzelnen Gängen zu schalten.Such a device should be freely programmable, it must there is the possibility of in any order between the individual courses to switch.
In den den einzelnen Gängen zugeordneten Endpositionen muß ein ausreichend hohes Haltemoment zur Verfügung stehen.In the end positions assigned to the individual aisles, a must be sufficient high holding torque are available.
Schließlich soll auch die Möglichkeit gegeben sein, entweder unmittelbar auf die Schaltwelle des Getriebes einzuwirken, oder aber mittelbar über den für die Betätigung vorgesehenen Schalthebel bzw. Schaltknüppel. Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer diesen Anforderungen gerecht werdenden Vorrichtung.Finally, the possibility should also be given, either directly to act on the shift shaft of the transmission, or indirectly via the for the actuation provided gear lever or gear stick. task The invention is to provide a device that meets these requirements.
Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß an einem formschlüssig in definierter Position an einem Schaltgetriebe befestigbaren Getriebeaufnahme kugelgelenkarzig ein Hebel gelagert ist, welcher einerseits einen Gelenkanschluß für ein Getriebestellorgan besitzt und andererseits an einem zweier Schlitten eines Kreuzschlittensystems angelenkt ist, welches um eine zu seinen Schlittenführungsebenen parallele Achse verschwenkbar an der Getriebeaufnahme gelagert ist, und daß jeder der beiden Schlitten jeweils mittels eines Schrittmotors längs einer ihm zugeordneten Führung verstellbar ist.The solution to the problem is that on a form-fitting in Gearbox mount that can be fastened to a gearbox in a defined position with a ball-and-socket joint a lever is mounted, which on the one hand has an articulated connection for a gear actuator and on the other hand articulated to one of two slides of a cross slide system is, which is pivotable about an axis parallel to its slide guide planes is mounted on the gearbox, and that each of the two carriages is adjustable by means of a stepper motor along a guide assigned to it.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist einen einfachen, robusten Aufbau auf. Die Verwendung von Schrittmotoren ermöglicht auf einfache Weise die Einstellung der Vorrichtung auf das jeweils zu testende Getriebe und die Einhaltung der erforderlichen Endpositionen mit großer Wiederkehrgenauigkeit. Dabei steht ein großes Haltemoment zur Verfügung. Die Vorrichtung ist außerdem nicht lagegebunden, sie kann vertikal, horizontal und in jeder gewünschten oder nach den Umständen erforderlichen Schräglage angeordnet werden0 Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen in Verbindung mit der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung.The device according to the invention has a simple, robust structure on. The use of stepper motors enables adjustment in a simple manner the device on the respective gear to be tested and compliance with the required End positions with great repeat accuracy. There is a large holding torque to disposal. The device is also not positionally bound, it can be vertical, horizontally and in any inclination desired or required by the circumstances are arranged0 Advantageous embodiments of the invention result from the Subclaims in connection with the following description and the drawing.
Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung wird diese näher erläutert.Based on the exemplary embodiments of the illustrated in the drawing Invention this is explained in more detail.
Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur unmittelbaren Betätigung der Schaltwelle am Getriebe, Fig. 2 eine Draufsicht zu Fig. 1, Fig. 3 eine der Fig. 1 entsprechende schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zur Betätigung einer Knüppelschaltung und Fig. 4 eine Draufsicht zu Fig. 3.1 shows a schematic side view of a first embodiment a device according to the invention for the direct actuation of the selector shaft on the transmission, FIG. 2 is a plan view of FIG. 1, FIG. 3 is a view corresponding to FIG. 1 schematic representation of a second embodiment of the invention for actuation a stick circuit and FIG. 4 shows a plan view of FIG. 3.
Bei beiden Ausführungsbeispielen übereinstimmende Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, einander entsprechende, jedoch in der Gestaltung voneinander abweichende Bauteile sind für das zweite Ausführungsbeispiel durch ein gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel um in 100 erhöhtes Bezugszeichen gekennzeichnet.Components that match in both exemplary embodiments are shown with Identified by the same reference numerals, corresponding to one another, but in terms of design different components are for the second embodiment by a compared to the first exemplary embodiment, the reference number is increased by 100.
Als Basis der insgesamt mit 10 (Fig. 1) bzw. 100 (Fig.As the basis of the total of 10 (Fig. 1) and 100 (Fig.
3) bezeichneten erfindungsgemäßen Vorrichtung dient eine Lagerplatte 12 bzw. 112o In ihrem unteren Bereich sind die Lagerplatten 12 bzw. 112 mit einer Bohrung 14 versehen, welche dazu dient, die Lagerplatte 12 bzw. 112 um eine durch die Bohrung 14 verlaufende horizontale Achse 16 verschwenkbar an einer der jeweiligen Aufgabenstellung angepaßten, später näher erläuterten Tragkonstruktion zu lagern, Parallel zur Lagerplatte 12 bzw. 112 ist eine Distanzplatte 18 angeordnet, wobei zwischen der Lagerplatte 12 bzw. 112 und der Distanzplatte 18 mit Abstand voneinander und zueinander parallel zwei stabförmige Schlittenführungen 20 und 22 verlaufen. Mittig zwischen beiden Schlittenführungen 20 und 22 ist in den Lagerplatten 12 bzw0 112 einerseits und der Distanzplatte 18 andererseits eine Gewindespindel 24 gelagert, welche mit einem Überlastschutz 26 versehen ist. Zum Antrieb der Gewindespindel 24 dient ein Schrittmotor 28, welcher beim ersten Ausführungsbeispiel an die Lagerplatte 12 angeflanscht ist, beim zweiten Ausführungsbeispiel dagegen an die Distanzplatte 18.3) designated device according to the invention is used a bearing plate 12 or 112o In their lower area, the bearing plates 12 and 112 are with a Bore 14 provided, which serves to the bearing plate 12 and 112 by a the bore 14 extending horizontal axis 16 pivotable a supporting structure that is adapted to the task at hand and will be explained in more detail later to be stored, a spacer plate 18 is arranged parallel to the bearing plate 12 or 112, between the bearing plate 12 or 112 and the spacer plate 18 at a distance two rod-shaped slide guides 20 and 22 parallel to one another and to one another get lost. In the middle between the two slide guides 20 and 22 is in the bearing plates 12 or 112 on the one hand and the spacer plate 18 on the other hand a threaded spindle 24 stored, which is provided with an overload protection 26. For driving the threaded spindle 24 is a stepping motor 28, which in the first embodiment to the bearing plate 12 is flanged, in the second embodiment, however, to the spacer plate 18th
Auf den Schlittenführungen 20 und 22 ist ein erster Schlitten 30 gelagert, welcher in geeigneter Weise mit einem nicht näher dargestellten Gewinde versehen ist, das mit der Gewindespindel 24 in Eingriff steht, so daß der Schlitten 30 bei einer Drehung der Gewindespindel 24 längs der Schlittenführungen 20 und 22 verstellbar ist0 Der erste Schlitten 30 weist mit Abstand voneinander angeordnete und parallel zu den Schlittenführungen 20 und 22 verlaufende, nach oben ragende Flansche 32 und 34 auf, wobei am Flansch 32 mit Abstand voneinander zwei zueinander parallel und rechtwinklig zu den Schlittenführungen 20 und 22 verlaufende Schlittenführungen 36 und 38 angebracht sind, wobei sich diese Schlittenführungen 36 und 38 in einer vom ersten Schlitten 30 abgewandten Richtung erstrecken und an ihrem vom Flansch 32 abgewandten Ende durch eine Distanzplatte 40 miteinander verbunden sind. Auf den Schlittenführungen 36 und 38 ist ein zweiter Schlitten 42 geführt, welcher mit einem Gewinde 44 mit einer Gewindespindel 46 in Eingriff steht, welches sich zwischen den beiden Schlittenführungen 36 und 38 erstreckt und in dem Flansch 32 und der Distanzplatte 40 gelagert ist. Am Flansch 34 ist ein Schrittmotor 48 befestigt, welcher zum Antrieb der Gewindespindel 46 dient. Auch die Gewindespindel 46 ist mit einem Überlastschutz 50 versehen.A first slide 30 is mounted on the slide guides 20 and 22, which is provided in a suitable manner with a thread not shown in detail is, which is in engagement with the threaded spindle 24, so that the carriage 30 at a rotation of the threaded spindle 24 along the slide guides 20 and 22 adjustable ist0 The first carriage 30 has spaced apart and parallel Upwardly projecting flanges 32 extending to the slide guides 20 and 22 and 34, wherein on the flange 32 two mutually parallel and at a distance from one another Slide guides running at right angles to slide guides 20 and 22 36 and 38 are attached, these carriage guides 36 and 38 in a from the first slide 30 facing away from the direction and on its from the flange 32 are connected to each other by a spacer plate 40 facing away from the end. on the slide guides 36 and 38, a second slide 42 is guided, which with a thread 44 with a threaded spindle 46 is in engagement, which is between the two carriage guides 36 and 38 extends and in the flange 32 and the Spacer plate 40 is mounted. A stepper motor 48 is attached to the flange 34, which is used to drive the threaded spindle 46. The threaded spindle 46 is also provided with an overload protection 50.
Mit dem zweiten Schlitten 42 ist über ein Kugelgelenk 52 das eine Ende eines zweiarmigen Hebels 54 bzw. 154 verbunden. Dieser zweiarmige Hebel 54 bzw. 154 ist in einem Kugelgelenk 56 bzw. 156 schwenkbar gelagert, welches an einer Getriebeaufnahme 58 bzw0 158 angeordnet ist0 Das andere Ende des zweiarmigen Hebels 54 bzw0 154 ist mit einem Kreuzgelenk 60 an einem Ende einer Schaltstange 62 verbunden, deren anderes Ende über ein weiteres Kreuzgelenk 64 mit einer Wellenaufnahme 66 verbunden ist, die in bekannter Weise mit der Schaltwelle 68 eines Schaltgetriebes 70 verbunden ist.With the second carriage 42 is a ball joint 52 one Connected at the end of a two-armed lever 54 and 154, respectively. This two-armed lever 54 or 154 is pivotably mounted in a ball joint 56 or 156, which is attached to a Gear receptacle 58 or 158 is arranged0 The other end of the two-armed lever 54 or 154 is connected to a universal joint 60 at one end of a shift rod 62, the other end of which via a further universal joint 64 with a shaft receptacle 66 is connected, which in a known manner with the shift shaft 68 of a gearbox 70 is connected.
Die Getriebeaufnahme 58 nach dem ersten Ausführungsbeispiel ist unmittelbar auf das Schaltgetriebe 70 aufgesetzt, wobei der in der Getriebeaufnahme 58 gelagerte zweiarmige Hebel 54 einen Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung bildet, welche ihre Schaltbewegung unmittelbar auf die Schaltwelle 68 überträgt, so daß die bei Kraftfahrzeuggetrieben im Bereich des Schalthebels bzw.The transmission receptacle 58 according to the first embodiment is direct placed on the gearbox 70, the one mounted in the gearbox receptacle 58 two-armed lever 54 forms part of the device according to the invention, which transmits their switching movement directly to the switching shaft 68, so that the at Motor vehicle driven in the area of the gear lever or
Schaltknüppels vorhandene Rückfahrsperre bei dieser Anordnung fehlt, so daß keine Notwendigkeit besteht, Vorkehrungen zu treffen, um beim gewünschten Einlegen des Rückwärtsganges diese Sperre zu überwinden.The existing reverse lock is missing in this arrangement, so there is no need to take precautions when you want Engaging the reverse gear to overcome this lock.
Bei dem in den Figuren 3 und 4 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel ist der zweiarmige Hebel 154 der dem Schaltgetriebe 70 zugeordnete Schaltknüppel, welcher zur Überwindung der Rückfahrsperre entgegen einer Vorspannkraft im Bereich des Kugelgelenks 156 axial beweglich ist, so daß, wie nachfolgend noch erläutert wird, eine Vorkehrung getroffen werden muß, um die Rückfahrsperre zu überwinden, falls das Einlegen des Rückwärtsgangs durchgeführt werden soll.In the second embodiment shown in FIGS The two-armed lever 154 is the gear stick assigned to the gearbox 70, which to overcome the reverse lock against a preload force in the area of the ball joint 156 is axially movable so that, as will be explained below a precaution must be taken to override the reverse lock, if reverse gear is to be engaged.
Für den Fall, daß der Rückwärtsgang lediglich dadurch gesichert ist, daß für das Einlegen des Rückwärtsgangs eine erhöhte Schaltkraft ausgeübt werden muß, entfallen besondere Vorkehrungen zur Überwindung der Rückfahrsperre, es muß lediglich der Überlastschutz 26 bzw. 50 derart dimensioniert werden, daß die erhöhte Schaltkraft ausgeübt werden kann.In the event that reverse gear is only secured by that an increased shift force is exerted for engaging the reverse gear must, no special precautions to overcome the reverse lock, it must only the overload protection 26 and 50 are dimensioned such that the increased Switching force can be exerted.
Da es sich bei dem zweiarmigen Hebel 154 um den dem Schaltgetriebe 70 zugeordneten Schaltknüppel handelt, dessen Länge unterschiedlich sein kann, ist beim zweiten Ausführungsbeispiel die Tragkonstruktion für die erfindungsgemäße Vorrichtung vertikal justierbar, d.h.Since the two-armed lever 154 is the gearbox 70 assigned gear stick is, the length of which can be different in the second embodiment the support structure for the device according to the invention vertically adjustable, i.e.
die Lagerplatte 112 ist um die Achse 16 verschwenkbar an einem Support 172 gelagert, der seinerseits in vertikaler Richtung verschieblich und mittels einer Feststellschraube 174 justierbar an der Getriebeaufnahme 158 angeordnet ist, während beim ersten Ausführungsbeispiel die Lagerplatte 12 um die Achse~16 verschwenkbar unmittelbar an der Getriebeaufnahme 58 gelagert ist.the bearing plate 112 is pivotable about the axis 16 on a support 172 stored, which in turn is displaceable in the vertical direction and by means of a Locking screw 174 is adjustably arranged on the transmission mount 158, while In the first embodiment, the bearing plate 12 can be pivoted about the axis ~ 16 is mounted directly on the transmission mount 58.
Wegen der Lagerung im Kugelgelenk 56 bzw. 156 führt das mittels des Kugelgelenks 52 mit dem zweiten Schlitten 42 verbundene Ende des zweiarmigen Hebels 54 bzw. 154 bei der Schaltbewegung eine längs einer Kugelfläche verlaufende Bewegung aus, welcher sich das Kugelgelenk 52 aufgrund der Verschwenkbarkeit der Lagerplatte 12 bzw. 112 um die horizontale Achse 16 anpassen kann.Because of the storage in the ball joint 56 or 156, this leads by means of the Ball joint 52 connected to the second carriage 42 end of the two-armed lever 54 or 154 during the switching movement a movement running along a spherical surface from which the ball joint 52 is due to the pivotability of the bearing plate 12 or 112 around the horizontal axis 16 can be adjusted.
Im Falle des zweiten Ausführungsbeispiels wird die Schwenkbewegung um die horizontale Achse 16 dann zwangsweise mittels eines einerseits am Support 172 und andererseits an der Lagerplatte 112 angreifenden Stellzylinders 176 herbeigeführt, wenn die Sperre für den Rückwärtsgang durch Ausübung einer Axialkraft auf den zweiarmigen Hebel 154 überwunden werden-s-ollO Wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Schaltgetriebe 70 verbunden worden ist, werden die Positionen des durch die Schlitten 30 und 42 gebildeten Kreuzschlittens von Hand eingestellt,wozu die Gewindespindeln 24 und 46 jeweils mit einem Handrad 78 bzw0 80 versehen sind. Die von einer definierten Nullstellung ausgehende Einstellung der beiden Schlitten 30 und 42 auf die gewünschte Endposition wird von einer der Gewindespindel 24 zugeordneten Abtastvorrichtung 82 und einer der Gewindespindel 46 zugeordneten Abtastvorrichtung 84 verfolgt, wobei die Abtastvorrichtungen 82 und 84 jeweils auf der vom zugeordneten Schrittmotor (28, 48) abgewandten Seite des jeweiligen Überlastschutzes 26 bzw. 50 angeordnet ist, um die tatsächliche Schlittenbewegung ermitteln zu können. Die ermittelten Werte werden entweder in digitaler Form an einen Steuercomputer für die erfindungsgemäße Vorrichtung weitergegeben oder zur Programmierung der Schrittzahl auf die Schrittmotoren 28 bzw. 48 übertragen.In the case of the second embodiment, the pivoting movement around the horizontal axis 16 then compulsorily by means of one on the one hand on the support 172 and, on the other hand, brought about the actuating cylinder 176 acting on the bearing plate 112, when the lock for reverse gear by exerting an axial force on the two-armed Lever 154 to be overcome-s-ollO When the device according to the invention has been connected to a manual transmission 70, the positions of the through the slide 30 and 42 formed cross slide adjusted by hand, including the Threaded spindles 24 and 46 are each provided with a handwheel 78 and 80 respectively. the Setting of the two carriages 30 starting from a defined zero position and 42 to the desired end position is assigned by one of the threaded spindle 24 Scanning device 82 and a scanning device assigned to the threaded spindle 46 84 tracked, the scanning devices 82 and 84 each on the assigned Stepper motor (28, 48) facing away from the respective overload protection 26 resp. 50 is arranged in order to be able to determine the actual slide movement. the determined values are either in digital form to a control computer for passed the device according to the invention or for programming the number of steps transferred to the stepper motors 28 and 48, respectively.
Das Erreichen der vorgegebenen Endpositionen für die einzelnen Gänge kann durch die Abtastvorrichtungen 84 und 82 überwacht werden. Haben die Schrittmotoren 28 und 48 die vorgegebene Schrittzahl ausgeführt, ohne daß die Abtastvorrichtungen 82 bzw. 84 das Erreichen der vorgegebenen Endposition feststellen, so ist dies ein Anzeichen dafür, daß der Überlastschutz 26 bzw.Reaching the specified end positions for the individual courses can be monitored by scanners 84 and 82. Have the stepper motors 28 and 48 carried out the predetermined number of steps without the scanning devices 82 or 84 determine that the predetermined end position has been reached, this is a Indication that the overload protection 26 resp.
50 in Funktion getreten ist. Liegt die Abweichung außerhalb einer vorgegebnen Toleranz, kann ein Fehlersignal ausgelöst werden, so daß die Ursache für das Ansprechen der Sicherheitsvorrichtungen festgestellt werden kann.50 has come into operation. If the deviation is outside of a given tolerance, an error signal can be given to be triggered, so that the cause of the response of the safety devices is determined can be.
Die Betätigung der Vorrichtungen 10 bzw. 110 durch Schrittmotoren 28 und 48 hat den Vorteil, daß in der Endposition ein hohes Haltemoment zur Verfügung steht und daß die Vorrichtungen 10 bzw0 110 nicht lagegebunden sind. Sie können senkrecht, schräg oder horizontal angeordnet werden, die Darstellung in der -Zeichnung ist deshalb lediglich beispielsweise zu verstehen.The actuation of the devices 10 and 110 by stepping motors 28 and 48 has the advantage that a high holding torque is available in the end position stands and that the devices 10 or 110 are not bound by position. You can can be arranged vertically, diagonally or horizontally, as shown in the drawing is therefore only to be understood as an example.
Außerdem ermöglichen die Schrittmotoren eine freie Programmierbarkeit mit sehr hoher Auflösegenauigkeit.In addition, the stepper motors allow free programming with very high resolution accuracy.
Die Ausführungsform nach den Figuren 3 und 4 kann statt mit der Getriebeaufnahme 158 mit einer Tragkonstruktion versehen werden, welche zum Einbau in den Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs geeignet ist, so daß die erfindungsgemäße Vorrichtung auch unmittelbar im Kraftfahrzeug betrieben werden kann. Dabei besteht auch die Möglichkeit, auf der Tragkonstruktion weitere, über Stellmotoren betätigbare Antriebe vorzusehen, um in genau definierten Bewegungen die Pedale für Kupplung, Bremse und Gas betätigen zu können.The embodiment according to FIGS. 3 and 4 can be used instead of the transmission mount 158 can be provided with a supporting structure which can be installed in the passenger compartment a motor vehicle is suitable, so that the device according to the invention also can be operated directly in the motor vehicle. There is also the possibility of to provide additional drives that can be operated by servomotors on the supporting structure, to operate the pedals for clutch, brake and accelerator in precisely defined movements to be able to.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |