EP1523633A1 - Electromechanical gearbox actuator - Google Patents

Electromechanical gearbox actuator

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Publication number
EP1523633A1
EP1523633A1 EP03764999A EP03764999A EP1523633A1 EP 1523633 A1 EP1523633 A1 EP 1523633A1 EP 03764999 A EP03764999 A EP 03764999A EP 03764999 A EP03764999 A EP 03764999A EP 1523633 A1 EP1523633 A1 EP 1523633A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
selector
shaft
gear
electromechanical
electric motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03764999A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Frank Miehle
Jürgen NEUENFELD
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Publication of EP1523633A1 publication Critical patent/EP1523633A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/26—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
    • F16H61/28—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
    • F16H61/32—Electric motors actuators or related electrical control means therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H2063/3089—Spring assisted shift, e.g. springs for accumulating energy of shift movement and release it when clutch teeth are aligned

Definitions

  • the invention relates to an electromechanical transmission divider according to the preamble of claim 1.
  • Vehicles with automated manual transmissions have been on the market for a long time.
  • Preferred areas of application here are commercially used vehicles such as vans or trucks.
  • cars in sporting applications or small cars have been increasingly equipped with such gears.
  • the aim is to relieve the driver of changing gears in the vehicle and to enable a more comfortable and safe operation overall.
  • Vehicles with such transmissions usually have two pedals as an accelerator pedal and a brake.
  • the clutch pedal can be omitted.
  • a travel switch is available in the vehicle to select the operating mode. Here you can choose between automatic mode, manual shift mode and reverse gear. If the automatic mode is selected, the translation is adjusted automatically.
  • there are various solutions for the automation of manual transmissions There are different variants, such as pneumatic, hydraulic or purely electrical systems. Which variant is selected essentially depends on the vehicle class and the energy types available in these vehicles.
  • the power requirement of the actuators used is also an important parameter.
  • pneumatic or hydraulic cylinders or electric motors are used as actuators
  • Gearboxes drive the selector and switching devices. Actuators that are driven by electric motors are particularly inexpensive designs. For vehicle transmissions, it has long been a need to continue using an existing mechanical transmission that is shifted manually with an automatable, electromechanical transmission actuator. Electromechanical gear actuator for switching a
  • a gearbox is used which is either developed together with the gearbox actuator, or which has adaptation elements which must be provided on the gearbox for interacting with the gearbox actuator. So it shows
  • An electromechanical transmission actuator u includes a first drive device for exercising a selection movement of a selector and shift shaft in a transmission housing of a transmission of a motor vehicle with a first electric motor.
  • the transmission actuator further comprises a second drive device for executing a switching movement of the selector and switching shaft with a second electric motor.
  • An energy store is part of the second drive device and it is arranged on the selector and selector shaft.
  • the energy accumulator is arranged on the selector and selector shaft in such a way that it is axially displaceable with the selector and selector shaft and can be rotated relative to the selector and selector shaft.
  • the energy accumulator comprises a spring device which is arranged in a spring sleeve. The spring sleeve can be moved axially relative to the selector and selector shaft with simultaneous pretensioning of the spring device by the second drive device.
  • the spring sleeve has a toothing in which a toothing on the second electric motor of the second drive device engages in order to carry out the switching movement, this engagement taking place at least indirectly, that is to say does not have to take place directly.
  • One embodiment shows that a transmission is provided between the second electric motor of the second drive device and the spring sleeve.
  • An advantageous embodiment has a segment gear on the selector and selector shaft on the first drive device for exercising the selection movement, which is connected in a rotationally fixed manner to the selector and selector shaft.
  • the segment gear has a toothing in one
  • ⁇ engages teeth on the first electric motor of the first drive means for rotating the selector shaft and to exercise the selection movement at least indirectly, so the intervention does not have to take place immediately.
  • sensors are provided on the first and second electric motors or on the selector and selector shaft which detect the position of the selector and selector shaft.
  • the teeth are preferably worm gear teeth or spur gear teeth.
  • the energy accumulator can be detachably arranged on the selector and selector shaft.
  • the proposed electromechanical gear actuator makes it possible to tolerate narrow vehicle tunnel geometries with electric drive motors that are installed along the gear axis and to integrate a gear actuator in restricted space conditions, which relies on the energy-pressure accumulators and their elaborate ones that are otherwise required in electro-hydraulic gear actuators Line systems can do without.
  • the energy accumulator arranged on the selector and selector shaft ensures, with a simple and small space-consuming structure, that both the synchronizations provided in the transmission and the entire other drive train of the transmission actuator are protected. Such an energy store is not required for the dialing movements and can be omitted.
  • Figure 1 is a representation of a transmission with gear actuator.
  • Fig. 2 shows the arrangement of the gear actuator on the gear;
  • 3 shows a selector and selector shaft with an energy accumulator;
  • FIG. 4 shows a first different view of the energy accumulator and FIG. 5 shows a second different view of the energy accumulator.
  • a transmission 2 for a motor vehicle comprises a transmission housing 4, on the end of which a selector and selector shaft 8 protrudes opposite the clutch bell 6.
  • a gearwheel segment 10 is arranged in a rotationally fixed manner on this selector and selector shaft 8.
  • a toothing of the gearwheel segment 10 engages in a toothing, not shown here, on a motor shaft 12 of a first electric motor 14.
  • the first electric motor 14 exercises by rotating the dial and
  • a second electric motor 16 drives a gearwheel 20, which is mounted on an intermediate shaft 22, via a motor shaft 18.
  • the toothed wheel 20 engages with its toothing in addition to the motor shaft 18 also in a toothing on the selector and selector shaft 8, so that by actuating the second electric motor 16 the selector and selector shaft axially out of the transmission housing 4, or is moved into the gear housing 4.
  • the second electric motor 16 exerts the shifting movement on the shifting device of the transmission 2 by axially displacing the selector and shift shaft 2 via the gearwheel 20.
  • FIG. 2 shows the elements named for FIG. 1 from a different view from the rear part of the transmission 2.
  • the output shaft of gear 2 can be guided past the gear actuator without any problems.
  • FIG. 3 shows an embodiment of the gear actuator in a different view.
  • the gearwheel segment 10 arranged on the selector and selector shaft engages in the motor shaft 12 of the first electric motor 14.
  • the motor shaft 18 of the second electric motor 16 rotates the toothed wheel 20 via the intermediate shaft 22.
  • a toothing 26 on the toothed wheel 20 engages in a toothing 28 on a spring sleeve 30.
  • the spring sleeve 30 is detachably fastened at the end of the selector and switching shaft 8 with a screw connection 32, the selector and switching shaft 8 protruding into the spring sleeve 30 with a reduced diameter end 34 (FIGS. 4 and 5).
  • the screw 32 is slidably disposed within the spring sleeve 30.
  • a spiral spring 40 and 42 is arranged within the spring sleeve 30, in each of which a spiral spring 40 and 42 is arranged.
  • only one spiral spring can be arranged around the end 34 of the selector and switching shaft 8, into which webs in the spring sleeve 30 engage in a suitable manner such that the axial spring of the spring sleeve 30 relative to the selector and switching shaft 8 causes the spiral spring is brought under tension.
  • the spring sleeve 30 is moved relative to the end 34 and thus relative to the selector and selector shaft 8 via the toothing 26 on the gear wheel 20 in accordance with the movement arrow 44.
  • either the spiral spring 40 or 42 is pre-tensioned in the chamber 36 or 38, as long as in the transmission 2 there are no synchronous speeds of the components to be switched and the switching process cannot be completed.
  • the spring sleeve 30 slides on the end 34 of the selector and selector shaft 8 and thus also on the screw connection 32. If there are synchronous conditions in the transmission 2, the spiral spring 40 or 42 relaxes and moves the selector and selector shaft 8 via the spring force relative to Spring sleeve 30, so that the switching process is completed and the gear is engaged.
  • the movement of the spring sleeve either in one direction or the other in accordance with the movement arrow 44 corresponds to the shifting of the two gears in a shift gate.
  • the spring sleeve 30, which acts as an energy store 24, with the spiral springs 40 and 42 offers a very space-saving arrangement on the transmission 2.

Abstract

An electromechanical gearbox actuator comprising a first drive device (10, 12, 14) for carrying out a selection movement of a selector and shift shaft (8) inside the housing (4) of a gearbox (2) of a motor vehicle, comprising a first electric motor (14) and a second drive device (16, 18, 20) for carrying out a shift movement of the selector and shift shaft (8), provided with a second electric motor (16). An energy accumulator (24) is arranged on the selector and shift shaft (8).

Description

Elektromechanischer Getriebesteller Electromechanical gear actuator
Die Erfindung betrifft einen elektromechanischen Ge- triebesteiler nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to an electromechanical transmission divider according to the preamble of claim 1.
Fahrzeuge mit automatisierten Schaltgetrieben sind seid längerer Zeit am Markt vorhanden. Bevorzugter Einsatzbereich sind hier kommerziell genutzte Fahrzeuge wie Trans- porter oder LKW. In der jüngeren Vergangenheit werden auch vermehrt PKW in sportlichen Anwendungen oder Kleinwagen mit solchen Getriebe ausgerüstet. Ziel ist es, den Fahrer vom Gangwechsel im Fahrzeug zu entlasten und insgesamt einen komfortableren und sichereren Betrieb zu ermöglichen. Fahr- zeuge mit solchen Getrieben verfügen üblicherweise über zwei Pedale als Fahrpedal und Bremse. Das Kupplungspedal kann entfallen. Im Fahrzeug steht ein Fahrschalter zur Wahl der Betriebsart zur Verfügung. Hier kann zwischen Automatikmodus, Handschaltmodus und Rückwärtsgang gewählt werden. Ist der Automatikmodus gewählt, erfolgt die Übersetzungsanpassung automatisch. Insbesondere im NKW-Bereich existieren verschiedene Lösungen für die Automatisierung von Schaltgetrieben. So gibt es verschiedene Varianten, wie beispielsweise pneumatische, hydraulische oder rein elektrische Sys- teme. Welche Variante gewählt wird hängt im wesentlichen von der Fahrzeugklasse und der damit verfügbaren Energiearten in diesen Fahrzeugen zusammen. Weiterhin ist der Leistungsbedarf der verwendeten Aktuatoren eine wichtige Kenngröße. Als Aktuatoren werden systemabhängig Pneumatik- oder Hydraulikzylinder oder Elektromotoren verwendet, die überVehicles with automated manual transmissions have been on the market for a long time. Preferred areas of application here are commercially used vehicles such as vans or trucks. In the recent past, cars in sporting applications or small cars have been increasingly equipped with such gears. The aim is to relieve the driver of changing gears in the vehicle and to enable a more comfortable and safe operation overall. Vehicles with such transmissions usually have two pedals as an accelerator pedal and a brake. The clutch pedal can be omitted. A travel switch is available in the vehicle to select the operating mode. Here you can choose between automatic mode, manual shift mode and reverse gear. If the automatic mode is selected, the translation is adjusted automatically. In the commercial vehicle sector in particular, there are various solutions for the automation of manual transmissions. There are different variants, such as pneumatic, hydraulic or purely electrical systems. Which variant is selected essentially depends on the vehicle class and the energy types available in these vehicles. The power requirement of the actuators used is also an important parameter. Depending on the system, pneumatic or hydraulic cylinders or electric motors are used as actuators
Getriebe die Wähl- und Schalteinrichtungen antreiben. Aktuatoren, die von Elektromotoren angetrieben werden, stellen besonders kostengünstige Konstruktionen dar. Bei Getrieben von Fahrzeugen ist es seit langem ein Bedürfnis, ein bestehendes mechanisches Getriebe, das manuell geschaltet wird, weiterzuverwenden mit einem automatisierungsfähigen, elektromechanischen Getriebesteller. Elektromechanische Getriebesteller zur Schaltung einesGearboxes drive the selector and switching devices. Actuators that are driven by electric motors are particularly inexpensive designs. For vehicle transmissions, it has long been a need to continue using an existing mechanical transmission that is shifted manually with an automatable, electromechanical transmission actuator. Electromechanical gear actuator for switching a
Fahrzeuggetriebes sind vielfältig bekannt. Dabei wird ein Getriebe verwendet, das entweder mit dem Getriebesteller zusammen entwickelt wird, oder das Adaptionselemente aufweist, die an dem Getriebe zum Zusammenwirken mit dem Ge- triebesteller vorgesehen werden müssen. So zeigt dieVehicle transmissions are widely known. A gearbox is used which is either developed together with the gearbox actuator, or which has adaptation elements which must be provided on the gearbox for interacting with the gearbox actuator. So it shows
DE 101 43 325 AI der Anmelderin, deren Inhalt auch vollständig Inhalt dieser Anmeldung sein soll, ein Getriebe mit einem elektromechanischen Getriebesteller, der an einem Getriebe als separater Äktuator angeordnet ist und eine Wähl- und Schaltwelle betätigt. Bei dieser Anordnung muss für den Getriebesteller ein Eingriff in die Schaltung im Getriebegehäuse geschaffen werden oder zumindest ist durch die Anordnung des Getriebestellers auf dem Getriebegehäuse eine platzsparende Anordnung, wie sie beispielsweise in einem Fahrzeug- bzw. Getriebetuήnel eines PKW erforderlich ist, nicht möglich.DE 101 43 325 AI of the applicant, the content of which is also intended to be the complete content of this application, a transmission with an electromechanical transmission actuator, which is arranged on a transmission as a separate actuator and actuates a selector and selector shaft. With this arrangement, an intervention in the circuit in the transmission housing must be created for the transmission actuator, or at least the arrangement of the transmission actuator on the transmission housing does not allow a space-saving arrangement, as is required, for example, in a vehicle or transmission housing of a car.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine platzsparende Anordnung eines Getriebestellers an einem Getriebe im Fahrzeug zu ermöglichen. Es ist weiterhin Aufgabe der vorliegenden Erfindung, an einem bestehenden Ge-- triebe einen Getriebe'steller anzuordnen, ohne in das Getriebe eingreifen zu müssen.It is therefore an object of the present invention to enable a space-saving arrangement of a transmission actuator on a transmission in the vehicle. It is also an object of the present invention to arrange a transmission actuator on an existing transmission without having to intervene in the transmission.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen elektromechanischen Getriebesteller mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen. Ein elektromechanischer Getriebesteller u fasst eine erste Antriebsvorrichtung zur Ausübung einer Wählbewegung einer Wähl- und Schaltwelle in einem Getriebegehäuse eines Getriebes eines Kraftfahrzeuges mit einem ersten Elektromo- tor. Der Getriebesteller umfasst weiter eine zweite Antriebsvorrichtung zur Ausübung einer Schaltbewegung der Wähl- und Schaltwelle mit einem zweiten Elektromotor. Ein Kraftspeicher ist Teil der zweiten Antriebsvorrichtung und er ist auf der Wähl- und Schaltwelle angeordnet. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Kraftspeicher auf der Wähl- und Schaltwelle derart angeordnet, dass er mit der Wähl- und Schaltwelle axial verschiebbar ist und relativ zur Wähl- und Schaltwelle verdrehbar ist. In einer Ausführungsform umfasst der Kraftspeicher eine Federeinrichtung, die in einer Federhülse angeordnet ist. Die Federhülse ist unter gleichzeitiger Vorspannung der Federeinrichtung durch die zweite Antriebsvorrichtung axial relativ zur Wähl- und Schaltwelle bewegbar. In einer Ausführungsform weist die Federhülse eine Verzahnung auf, in die eine Verzahnung am zweiten Elektromotor der zweiten Antriebsvorrichtung zur Ausübung der Schaltbewegung eingreift, wobei dieser Einriff wenigstens mittelbar erfolgt, also nicht unmittelbar erfolgen muss. So zeigt eine Ausgestaltung, dass zwischen dem zweiten Elektromotor der zweiten Antriebsvorrichtung und der Federhülse ein Getriebe vorgesehen ist. Eine vorteilhafte Ausgestaltungsform weist an der ersten Antriebsvorrichtung zur Ausübung der Wählbewegung ein Segmentzahnrad an der Wähl- und Schaltwelle auf, das drehfest mit der Wähl- und Schaltwelle verbunden ist. Das Segmentzahnrad besitzt eine Verzahnung, in die eineThe object is achieved by an electromechanical transmission actuator with the features of claim 1. Embodiments of the invention are the subject of subclaims. An electromechanical transmission actuator u includes a first drive device for exercising a selection movement of a selector and shift shaft in a transmission housing of a transmission of a motor vehicle with a first electric motor. The transmission actuator further comprises a second drive device for executing a switching movement of the selector and switching shaft with a second electric motor. An energy store is part of the second drive device and it is arranged on the selector and selector shaft. In an advantageous embodiment of the invention, the energy accumulator is arranged on the selector and selector shaft in such a way that it is axially displaceable with the selector and selector shaft and can be rotated relative to the selector and selector shaft. In one embodiment, the energy accumulator comprises a spring device which is arranged in a spring sleeve. The spring sleeve can be moved axially relative to the selector and selector shaft with simultaneous pretensioning of the spring device by the second drive device. In one embodiment, the spring sleeve has a toothing in which a toothing on the second electric motor of the second drive device engages in order to carry out the switching movement, this engagement taking place at least indirectly, that is to say does not have to take place directly. One embodiment shows that a transmission is provided between the second electric motor of the second drive device and the spring sleeve. An advantageous embodiment has a segment gear on the selector and selector shaft on the first drive device for exercising the selection movement, which is connected in a rotationally fixed manner to the selector and selector shaft. The segment gear has a toothing in one
Verzahnung am ersten Elektromotor der ersten Antriebsvorrichtung zur Verdrehung der Wähl- und Schaltwelle und zur Ausübung der Wählbewegung wenigstens mittelbar ■ eingreift, also der Eingriff nicht unmittelbar erfolgen muss. In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung sind an dem ersten und zweiten Elektromotor oder an der Wähl- und Schaltwelle Sensoren vorgesehen sind, die die Position der Wähl- und Schaltwelle erfassen. Vorzugsweise sind die Verzahnungen Schneckenradverzahnungen oder Stirnradverzahnungen. Der Kraftspeicher kann auf der Wähl- und Schaltwelle lösbar angeordnet sein. ■ engages teeth on the first electric motor of the first drive means for rotating the selector shaft and to exercise the selection movement at least indirectly, so the intervention does not have to take place immediately. In an advantageous embodiment of the invention, sensors are provided on the first and second electric motors or on the selector and selector shaft which detect the position of the selector and selector shaft. The teeth are preferably worm gear teeth or spur gear teeth. The energy accumulator can be detachably arranged on the selector and selector shaft.
Durch den vorgeschlagenen elektromechanischen Getriebesteller gelingt es, mit elektrischen Antriebsmotoren, die entlang der Getriebeachsen verbaut sind, enge Fahrzeugtunnelgeometrien zu tolerieren und in eingeschränkten Raumverhältnissen einen Getriebesteller zu integrieren, der auf die sonst bei elektro-hydraulischen Getriebestellern notwendige Energie-Druck-Speicher und deren aufwendige Leitungssysteme verzichten kann. Der an der Wähl- und Schaltwelle angeordnete Kraftspeicher gewährleistet bei einem einfachen und geringen Raum beanspruchenden Aufbau eine Schonung sowohl der im Getriebe vorgesehenen Synchronisierungen als auch des gesamten sonstigen Antriebsstranges des Getriebestellers. Für die Wählbewegungen ist ein solcher Kraftspeicher nicht erforderlich und kann weggelassen werden.The proposed electromechanical gear actuator makes it possible to tolerate narrow vehicle tunnel geometries with electric drive motors that are installed along the gear axis and to integrate a gear actuator in restricted space conditions, which relies on the energy-pressure accumulators and their elaborate ones that are otherwise required in electro-hydraulic gear actuators Line systems can do without. The energy accumulator arranged on the selector and selector shaft ensures, with a simple and small space-consuming structure, that both the synchronizations provided in the transmission and the entire other drive train of the transmission actuator are protected. Such an energy store is not required for the dialing movements and can be omitted.
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail with reference to a drawing. Show it:
Fig. 1 eine Darstellung eines Getriebes mit Getriebesteller; Fig. 2 die Anordnung- des Getriebestellers am Getriebe; Fig. 3 eine Wähl- und Schaltwelle mit Kraftspeicher;Figure 1 is a representation of a transmission with gear actuator. Fig. 2 shows the arrangement of the gear actuator on the gear; 3 shows a selector and selector shaft with an energy accumulator;
Fig. 4 eine erste andere Ansicht des Kraftspeichers und Fig. 5 eine zweite andere Ansicht des Kraftspeichers .4 shows a first different view of the energy accumulator and FIG. 5 shows a second different view of the energy accumulator.
Ein Getriebe 2 für ein Kraftfahrzeug umfasst ein Getriebegehäuse 4, an dessen einer Kupplungsglocke 6 entge- gengesetztem Ende eine Wähl- und Schaltwelle 8 herausragt. An dieser Wähl- und Schaltwelle 8 ist ein Zahnradsegment 10 drehfest angeordnet. Eine Verzahnung des Zahnradsegmentes 10 greift in eine hier nicht gezeigte Verzahnung an einer Motorwelle 12 eines ersten Elektromotors 14 ein. Der erste Elektromotor 14 übt durch Verdrehen der Wähl- undA transmission 2 for a motor vehicle comprises a transmission housing 4, on the end of which a selector and selector shaft 8 protrudes opposite the clutch bell 6. A gearwheel segment 10 is arranged in a rotationally fixed manner on this selector and selector shaft 8. A toothing of the gearwheel segment 10 engages in a toothing, not shown here, on a motor shaft 12 of a first electric motor 14. The first electric motor 14 exercises by rotating the dial and
Schaltwelle 2 über das Zahnradsegment 10 die Wählbewegung auf die Schalteinrichtung des Getriebes 2 aus. Ein zweiter Elektromotor 16 treibt über eine Motorwelle 18 ein Zahnrad 20 an, das auf einer Zwischenwelle 22 gelagert ist. Das Zahnrad 20 greift mit seiner Verzahnung außer in die Motorwelle 18 auch in eine Verzahnung an der Wähl- und Schaltwelle 8 ein, so dass durch eine Betätigung des zweiten E- lektromotors 16 die Wähl- und Schaltwelle axial aus dem Getriebegehäuse 4 heraus, bzw. in das Getriebegehäuse 4 hinein bewegt wird. Dadurch übt der zweite Elektromotor 16 durch axiales Verschieben der Wähl- und Schaltwelle 2 über das Zahnrad 20 die Schaltbewegung auf die Schalteinrichtung des Getriebes 2 aus.Shift shaft 2 via the gear segment 10 the selection movement on the switching device of the transmission 2. A second electric motor 16 drives a gearwheel 20, which is mounted on an intermediate shaft 22, via a motor shaft 18. The toothed wheel 20 engages with its toothing in addition to the motor shaft 18 also in a toothing on the selector and selector shaft 8, so that by actuating the second electric motor 16 the selector and selector shaft axially out of the transmission housing 4, or is moved into the gear housing 4. As a result, the second electric motor 16 exerts the shifting movement on the shifting device of the transmission 2 by axially displacing the selector and shift shaft 2 via the gearwheel 20.
Die Fig. 2 zeigt die zu der Fig. 1 benannten Elemente aus einer anderen Ansicht vom hintern Teil des Getriebes 2 aus gesehen. Durch die Anordnung des Getriebestellers am Ende des Getriebes 2, wobei der Getriebesteller die Außen- kontur des Getriebegehäuses quasi nicht überragt, eignet er sich besonders zu einer Anordnung im ansonsten sehr engen Getriebe- oder Fahrzeugtunnels, insbesondere eines heckgetriebenen Fahrzeugs mit Frontmotor. Dabei kann die Ab- triebswelle des Getriebes 2 problemlos am Getriebesteller vorbeigeführt werden.FIG. 2 shows the elements named for FIG. 1 from a different view from the rear part of the transmission 2. The arrangement of the gear actuator at the end of the gear 2, the gear actuator controlling the external Contour of the transmission housing virtually not overlooked, it is particularly suitable for an arrangement in the otherwise very narrow transmission or vehicle tunnel, in particular a rear-wheel drive vehicle with a front engine. The output shaft of gear 2 can be guided past the gear actuator without any problems.
Die Fig. 3 zeigt eine Ausgestaltung des Getriebestellers in einer anderen Ansicht. Das an der Wähl- und Schalt- welle angeordnete Zahnradsegment 10 greift in die Motorwelle 12 des ersten Elektromotors 14 ein. Die Motorwelle 18 des zweiten Elektromotors 16 verdreht über die Zwischenwelle 22 das Zahnrad 20. Eine Verzahnung 26 am Zahnrad 20 greift in eine Verzahnung 28 an einer Federhülse 30 ein. Die Federhülse 30 ist am Ende der Wähl- und Schaltwelle 8 mit einer Verschraubung 32 lösbar befestigt, wobei die Wähl- und Schaltwelle 8 mit einem im Durchmesser verringerten Ende 34 in die Federhülse 30 hineinragt (Fig. 4 und Fig. 5) . Die Verschraubung 32 ist innerhalb der Federhülse 30 gleitend angeordnet. Innerhalb der Federhülse 30 sind zwei Kammern 36 und 38 vorgesehen, in denen jeweils eine Spiralfeder 40 und 42 angeordnet ist. Alternativ kann auch nur eine Spiralfeder um das Ende 34 der Wähl- und Schaltwelle 8 angeordnet sein, in die Stege in der Federhülse 30 in geeigneter Weise derart eingreifen, dass bei einer axialen Bewegung der Federhülse 30 relativ zu der Wähl- und Schaltwelle 8 die Spiralfeder unter Vorspannung gebracht wird. In der gezeigten Ausführung wird bei einer Verdrehung der Motorwelle 18 über die Verzahnung 26 am Zahnrad 20 die Federhülse 30 entsprechend des Bewegungspfeiles 44 relativ zum Ende 34 und damit relativ zur Wähl- und Schaltwelle 8 bewegt. Dadurch spannt sich in der Kammer 36 oder 38 entweder die Spiralfeder 40 oder 42 vor, solange im Getriebe 2 keine Synchrondrehzahlen der zu schaltendenden Bauteile gegeben vorliegen und der Schaltvorgang nicht abgeschlossen werden kann. Die Federhülse 30 gleitet dabei auf dem Ende 34 der Wähl- und Schaltwelle 8 und damit auch auf der Verschraubung 32. Liegen Synchronbedingungen im Getriebe 2 vor, entspannt sich die Spiralfeder 40 oder 42 und verschiebt die Wähl- und Schaltwelle 8 über die Federkraft relativ zur Federhülse 30, so dass der Schaltvorgang abgeschlossen ist und der Gang eingelegt ist. Die Bewegung der Federhülse entweder in die eine oder andere Richtung entsprechend des Bewegungspfeiles 44 entspricht der Schaltung der beiden Gänge in einer Schaltgasse. Die als Kraftspeicher 24 wirkende Federhülse 30 mit den Spiralfedern 40 und 42 bietet eine sehr platzsparende Anordnung am Getrie- be 2. 3 shows an embodiment of the gear actuator in a different view. The gearwheel segment 10 arranged on the selector and selector shaft engages in the motor shaft 12 of the first electric motor 14. The motor shaft 18 of the second electric motor 16 rotates the toothed wheel 20 via the intermediate shaft 22. A toothing 26 on the toothed wheel 20 engages in a toothing 28 on a spring sleeve 30. The spring sleeve 30 is detachably fastened at the end of the selector and switching shaft 8 with a screw connection 32, the selector and switching shaft 8 protruding into the spring sleeve 30 with a reduced diameter end 34 (FIGS. 4 and 5). The screw 32 is slidably disposed within the spring sleeve 30. Within the spring sleeve 30, two chambers 36 and 38 are provided, in each of which a spiral spring 40 and 42 is arranged. Alternatively, only one spiral spring can be arranged around the end 34 of the selector and switching shaft 8, into which webs in the spring sleeve 30 engage in a suitable manner such that the axial spring of the spring sleeve 30 relative to the selector and switching shaft 8 causes the spiral spring is brought under tension. In the embodiment shown, when the motor shaft 18 is rotated, the spring sleeve 30 is moved relative to the end 34 and thus relative to the selector and selector shaft 8 via the toothing 26 on the gear wheel 20 in accordance with the movement arrow 44. As a result, either the spiral spring 40 or 42 is pre-tensioned in the chamber 36 or 38, as long as in the transmission 2 there are no synchronous speeds of the components to be switched and the switching process cannot be completed. The spring sleeve 30 slides on the end 34 of the selector and selector shaft 8 and thus also on the screw connection 32. If there are synchronous conditions in the transmission 2, the spiral spring 40 or 42 relaxes and moves the selector and selector shaft 8 via the spring force relative to Spring sleeve 30, so that the switching process is completed and the gear is engaged. The movement of the spring sleeve either in one direction or the other in accordance with the movement arrow 44 corresponds to the shifting of the two gears in a shift gate. The spring sleeve 30, which acts as an energy store 24, with the spiral springs 40 and 42 offers a very space-saving arrangement on the transmission 2.
Bezugszeichenreference numeral
2 Getriebe 4 Getriebegehäuse2 gearboxes 4 gearboxes
6 Kupplungsglocke6 clutch bell
8 Wähl- und Schaltwelle8 selector and selector shaft
10 Zahnradsegment10 gear segment
12 Motorwelle 14 Elektromotor12 motor shaft 14 electric motor
16 Elektromotor16 electric motor
18 Motorwelle18 motor shaft
20 Zahnrad20 gear
22 Zwischenwelle 24 Kraftspeicher22 intermediate shaft 24 energy accumulator
26 Verzahnung26 gearing
28 Verzahnung28 gearing
30 Federhülse30 spring sleeve
32 Verschraubung 34 Ende32 screw connection 34 end
36 Kammer36 chamber
38 Kammer38 chamber
40 Spiralfeder40 coil spring
42 Spiralfeder 44 Bewegungspfeil 42 coil spring 44 movement arrow

Claims

P a t e n t a n. S p r ü c h e P atenta n. Speech
1. Elektromechanischer Getriebesteller, der eine erste Antriebsvorrichtung (10, 12, 14) zur Ausübung einer Wählbewegung einer Wähl- und Schaltwelle (8) in einem Getriebegehäuse (4) eines Getriebes (2) eines Kraftfahrzeuges mit einem ersten Elektromotor (14) und eine zweite Antriebsvorrichtung (16, 18, 20) zur Ausübung einer Schaltbewegung der Wähl- und Schaltwelle- (8) mit einem zweiten Elektromotor (16) und einem Kraftspeicher (24) umfasst, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Kraftspeicher (24) auf der Wähl- und Schaltwelle (8) angeordnet ist.1. Electromechanical gear actuator, the first drive device (10, 12, 14) for exercising a selection movement of a selector and selector shaft (8) in a gear housing (4) of a transmission (2) of a motor vehicle with a first electric motor (14) and one comprises a second drive device (16, 18, 20) for performing a switching movement of the selector and selector shaft (8) with a second electric motor (16) and an energy store (24), characterized in that the energy store (24) on the selector and switching shaft (8) is arranged.
2. Elektromechanischer Getriebesteller nach Anspruch 1", dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Kraftspeicher (24) auf der Wähl- und Schaltwelle (8) derart angeordnet ist, dass er mit der Wähl- und Schaltwelle (8) axial verschiebbar ist und relativ zur Wähl- und Schaltwelle (8) verdrehbar ist.2. Electromechanical transmission actuator according to claim 1 " , characterized in that the energy accumulator (24) on the selector and selector shaft (8) is arranged such that it is axially displaceable with the selector and selector shaft (8) and relative to the selector shaft. and shift shaft (8) is rotatable.
3. Elektromechanischer Getriebesteller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Kraftspeicher (24) eine Federeinrichtung (40, 42) umfasst, die in einer Federhülse (30) angeordnet ist, und die Federhülse (30) unter gleichzeitiger Vorspannung der Federein-- richtung (40, 42) durch die zweite Antriebsvorrichtung (16, 18, 20) axial relativ zur Wähl- und Schaltwelle (8) bewegbar ist.3. Electromechanical gear actuator according to claim 1 or 2, characterized in that the energy accumulator (24) comprises a spring device (40, 42) which is arranged in a spring sleeve (30), and the spring sleeve (30) with simultaneous pretensioning of the spring - Direction (40, 42) by the second drive device (16, 18, 20) axially relative to the selector and switching shaft (8) is movable.
4. Elektromechanischer Getriebesteller nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Federhülse (30) eine Verzahnung (28) aufweist, in die eine Verzahnung am zweiten Elektromotor (16) der zweiten Antriebsvorrichtung (16, 18, 20) zur Ausübung der Schaltbewegung wenigstens mittelbar eingreift.4. Electromechanical gear actuator according to claim 3, characterized in that the spring sleeve (30) has a toothing (28) in which a toothing on the second electric motor (16) of the second drive device (16, 18, 20) engages at least indirectly to carry out the switching movement.
5. Elektromechanischer Getriebesteller nach Anspruch 3 oder 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass zwischen dem zweiten Elektromotor (16) der zweiten Antriebsvorrichtung (16, 18, 20) und der Federhülse (30) eine Getriebe (18, 20) vorgesehen ist.5. Electromechanical gear actuator according to claim 3 or 4, characterized in that a gear (18, 20) is provided between the second electric motor (16) of the second drive device (16, 18, 20) and the spring sleeve (30).
6. Elektromechanischer Getriebesteller nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die erste Antriebsvorrichtung (10, 12, 14) zur Ausübung der Wählbewegung ein Segmentzahnrad (10) an der Wähl- und Schaltwelle (8) aufweist, das drehfest mit der Wähl- und Schaltwelle (8) verbunden ist und das eine Verzahnung aufweist, in die eine Verzahnung am ersten Elektromotor (14) der ersten Antriebsvorrichtung (10, 12, 14) zur Ausübung zur Verdrehung der Wähl- und Schaltwelle (8) und Ausübung der Wählbewegung wenigstens mittelbar eingreift.6. Electromechanical transmission actuator according to one of claims 1 to 5, characterized in that the first drive device (10, 12, 14) for exercising the selection movement has a segment gear (10) on the selector and switching shaft (8) which is rotatably connected to the Selector and switching shaft (8) is connected and has a toothing in which a toothing on the first electric motor (14) of the first drive device (10, 12, 14) for exercising to rotate the selector and switching shaft (8) and for exercising Dialing movement interferes at least indirectly.
7. Elektromechanischer Getriebesteller nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass an dem ersten (14) und zweiten (16) Elektromotor oder an der Wähl- und Schaltwelle (8) Sensoren vorgesehen sind, die die Position der Wähl- und Schaltwelle (8) erfassen.7. Electromechanical gear actuator according to one of claims 1 to 6, characterized in that on the first (14) and second (16) electric motor or on the selector and selector shaft (8) sensors are provided which determine the position of the selector and selector shaft (8) capture.
8. Elektromechanischer Getriebesteller nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Verzahnungen (26, 28) Schneckenradverzahnungen oder Stirnradverzahnungen sind. 8. Electromechanical gear actuator according to one of claims 1 to 7, characterized in that the toothings (26, 28) are worm gear teeth or spur gear teeth.
9. Elektromechanischer Getriebesteller nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Kraftspeicher (24) auf der Wähl- und Schaltwelle (8) lösbar angeordnet ist. 9. Electromechanical transmission actuator according to one of claims 1 to 8, characterized in that the force accumulator (24) is arranged releasably on the selector and selector shaft (8).
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