KR20150096461A

KR20150096461A - 자동차 기어 박스용 작동 장치

Info

Publication number: KR20150096461A
Application number: KR1020157018514A
Authority: KR
Inventors: 오이겐 콤보스키
Original assignee: 섀플러 테크놀로지스 아게 운트 코. 카게
Priority date: 2012-12-11
Filing date: 2013-11-26
Publication date: 2015-08-24
Also published as: DE102013224063A1; CN104838178A; WO2014090242A1; DE112013005922A5; CN104838178B

Abstract

본 발명은, 예를 들어 자동차 기어 박스용 작동 장치로서 사용될 수 있는 작동 장치에 관한 것으로서, 이때 이 작동 장치에 의해 기어 전환시에 선택 기능 및 변속 기능이 보장되며, 이는 정확하게 하나의 전동기에 의해서 야기될 수 있으며, 이러한 변속 선택 동작은 정확하면서도 기계적으로 간단하게 구현된다. 이와 같은 구현은 특히 2개의 편심 기어를 제공함으로써 보장되며, 이들 편심 기어는 반대 방향으로 작용하는 프리 휠에 의해서 직접적으로 또는 간접적으로 지지될 수 있다.

Description

자동차 기어 박스용 작동 장치{ACTUATING DEVICE FOR A MOTOR VEHICLE GEARBOX}

본 발명은 자동차 기어 박스용 작동 장치, 이와 같은 작동 장치를 구비하는 자동차 기어 박스 장치 및 이와 같은 자동차 기어 박스 장치를 구비하는 자동차 파워 트레인에 관한 것이다. 이때, 자동차 기어 박스는 복수의 변속단을 포함하며, 이 경우 작동 장치는 하나 이상의 구동부 및 시프트 샤프트(shift shaft)를 포함하며, 이 경우 구동부는 시프트 샤프트를 직접적으로 또는 간접적으로 작동시키고, 시프트 샤프트는 회전 방식으로 기어를 변속하거나 선택하며, 선형 동작에 의해서 기어를 선택하거나 변속할 수 있다.

자동차 기어 박스에서 기어를 체결 및 해제하기 위하여, 통상적으로는 작동 장치가 제공되어 있다. 전통적인 수동 변속기용으로 공지된 작동 장치들에는 일반적으로 시프트 링키지(shift linkage)가 제공되어 있다. 이때, 기어를 체결 및 해제하기 위해서 필요한 구동 에너지는 실질적으로 완전히 운전자에 의해서 제공되며, 이때 운전자는 수동으로, 시프트 링키지에 결합된 변속 레버 내부로 구동 에너지를 도입한다. 또한, 기어의 체결과 해제를 야기하는 전동기 혹은 전동기 어셈블리를 구비하는 작동 장치들도 공지되어 있다. 이와 같은 유형의 작동 장치들은 - 다양한 형상으로 - 공지된 바와 같이 예를 들어 자동화 변속 기어 박스(ASG)에, 단속 없는 변속 기어 박스(USG)에, 전기식 변속 기어 박스(ESG)에 또는 병렬식 차량 기어 박스(PSG)에 혹은 2중 클러치 기어 박스(DKG)에 사용된다.

마지막에 언급된 유형의 형상에서는, 전동기(들)를 포함하는 작동 장치가 액추에이터(actuator)로도 지칭된다. 이때, 액추에이터는 자동차 내에서 일반적으로, 예를 들어 기어 시프트 레일(gear shift rail) 및/또는 시프트 포크(shift fork) 및/또는 슬라이딩 슬리브(sliding sleeve)를 구비하는 소위 내부 기어 변속부에 결합되어 있고, 이 내부 기어 변속부에 하중을 가할 수 있다. 전동기를 구동 제어하기 위하여, 공지된 바와 같이 전자식 개회로 제어 장치가 제공되어 있다. 이 전자식 개회로 제어 장치는 전동기를 개회로 제어하며, 이와 같은 개회로 제어는 일반적으로 다양한 특성 값에 따라서, 특히 예를 들어 엔진 회전속도 혹은 엔진 토크 등과 같은 자동차 작동 특성 값에 따라서 이루어진다. 이 경우에는 조작 요소가 제공될 수 있으며, 이 조작 요소를 통해서 운전자는 다양한 모드[예컨대 전진 주행(D), 후진 주행(R), 주차(P), 상단 기어로의 교체(+), 하단 기어로의 교체(-)]를 선택할 수 있고, 이와 같은 다양한 모드에 따라서 전자식 개회로 제어 장치가 전동기를 구동 제어한다.

상기와 같은 액추에이터가 선택 동작(selecting movement)을 야기하는 제1 전동기 그리고 이 제1 전동기와 상이하고 변속 동작(shifting movement)을 발생하는 제2 전동기를 구비한다는 사실도 공지되어 있다. 또한, 이들 2개 전동기의 출력 샤프트 혹은 구동 샤프트가 각각 적합한 기계 장치를 통해서 시프트 샤프트에 결합되어 있다는 것, 그리고 시프트 샤프트가 하나의 전동기에 의해서는 자체 종축을 중심으로 피봇팅(pivoting) 될 수 있고, 2개 전동기 중에 다른 하나의 전동기에 의해서는 자체 종축의 방향으로 병진 이동될 수 있다는 것도 공지되어 있다. 이때, 변속은 상기 시프트 샤프트의 상응하는 피봇팅에 의해서 야기되고, 선택은 시프트 샤프트의 상응하는 병진 동작에 의해서 야기되거나, 그와 반대로 야기된다.

더 나아가, 본 출원인은, 단 하나의 전동기로써 충분한, 더 상세하게 말하자면 선택 및 변속이 정확하게 하나의 전동기에 의해서 야기될 수 있는, 자동차 기어 박스용 작동 장치 혹은 액추에이터를 개발했다. 예로 든 이와 같은 유형의 형상들은 본 출원인의 DE 10 2004 038 955호에 개시되어 있다.

추가의 작동 장치, 다시 말해 상응하는 기어 박스 액추에이터는 독일 공개 특허 공보 DE 10 2010 030 148 A1호에도 개시되어 있다. 본 간행물에서는, 상응하는 그루브를 구비하는 2개의 캠 플레이트(cam plate)를 통해서 기어 박스가 레인(lane)에 맞물리는 동작 혹은 기어 박스의 기어 선택 동작이 실행된다.

선행 기술에 공지된 장치들의 선택 동작 및 변속 동작의 정확성은 부분적으로 한정되어 있고, 메커니즘은 상대적으로 복잡하다.

본 발명의 과제는, 상기와 같은 단점들이 적어도 감소될 수 있는, 작동 장치를 위한 상응하는 액추에이터 원리를 제공하는 것이다.

상기 본 발명의 과제는, 청구항 1 또는 청구항 9 및 청구항 10의 특징들에 따른, 상응하는 자동차 기어 박스 장치의 작동 장치 및 이와 같은 작동 장치가 설치된 자동차 파워 트레인에 의해서 해결된다. 추가의 그리고 또한 대안적인 실시예들은 종속 청구항들에 기재되어 있다.

본 발명에 따라, 작동 장치로서는 특히 복수의 변속단을 구비하는 자동차 기어 박스용 작동 장치가 사용된다. 이와 같은 작동 장치에는 구동부 및 시프트 샤프트가 설치되어 있으며, 이 경우 구동부는 시프트 샤프트에 직접적으로 그리고/또는 간접적으로 연결되어 있다. 시프트 샤프트는 구동부와의 연결에 의해서 두 가지 이상의 동작을 실행할 수 있으며, 이 경우 회전 동작에 의해서는 기어가 변속되고, 선형 동작에 의해서는 기어가 선택될 수 있다. 그와 동등하게, 시프트 샤프트는 당연히 회전 방식으로는 기어가 선택되고, 선형 동작에 의해서는 기어가 변속되도록 설치될 수도 있다. 이때, 구동부는 본 발명에 따라 2개의 편심 기어에 연결되어 있으며, 이 경우 제1 편심 기어는 시프트 샤프트에 연결되는데 특히, 이러한 연결부가 회전 동작과 관련해서 시프트 샤프트에 대하여 고정되도록, 다시 말해 제1 편심 기어에 의해서 시프트 샤프트의 회전 동작이 직접적으로 또는 간접적으로 실행될 수 있도록 시프트 샤프트에 연결되어 있다. 또한, 이러한 연결은, 이 연결부가 시프트 샤프트에 대하여 축 방향으로 움직일 수 있도록 편심 기어와 시프트 샤프트 사이에서도 형성되어야만 한다. 이와 같은 방식으로, 한 편으로는 제1 편심 기어에 의해서 회전 동작, 특히 주기적인 피봇팅 동작이 발생할 수 있고, 다른 한 편으로는 다른 요소들에 의해서 상기 회전 동작에 대해 상대적인 선형 동작이 중첩될 수 있다. 이때, 이 두 가지 동작은 상호 무관하게 전환될 수 있지만, 구동부 및 2개의 편심 기어에 의해서 이 연결부는, 항상 시프트 샤프트의 회전 동작만 발생시키거나 아니면 항상 시프트 샤프트의 선형 동작만 발생시키도록 형성되어 있다.

또한, 본 발명에 따라 제2 편심 기어는 시프트 샤프트에 관절 형태로 연결되어 있다. 이러한 연결이 바람직하게는 카르단 샤프트(cardan shaft)를 통해서 이루어질 수 있음으로써, 결과적으로 편심 기어의 회전 동작은 기어 선택을 위한 시프트 샤프트의 선형 동작으로 변환된다.

이때, 본 발명에 따른 장치는 특히, 이 장치가 기어 박스의 주변에 있는 엔진실의 공간적인 상황을 고려하도록 조정될 수 있다.

특히 바람직한 일 실시예에서, 구동부는 회전형 또는 선형으로 작용한다. 이 경우에는 구동부가 구동 모듈의 부분일 수 있고 모듈 방식으로 작동 장치에 할당될 수 있음으로써, 다시 말해 작동 장치에 직접 연결될 수 있음으로써, 결과적으로 이 구동부는 작동 장치에 할당되고, 특히 작동 장치에 의해서 둘러싸이게 된다. 이를 위해 작동 장치는 특히 구동 인터페이스를 구비하며, 이 구동 인터페이스는 구동부 혹은 구동 모듈에 접촉할 수 있다.

이때, 구동부는 본 발명에 따른 추가의 일 실시예에서 하나 이상의 편심 기어의 일 회전 축에 직접 회전 연결될 수 있거나, 또는 간접적으로 추가의 기어 휠을 통해서 또는 그와 유사한 요소를 통해서 회전 연결될 수 있다. 이 경우 "직접"이라는 표현은 특히, 구동부 자체가 출력부를 구비하고, 이 출력부가 특히 2개 편심 기어의 회전 축과 동일하다는 것을 의미할 수 있다. 대안적으로, 구동부는 또한 2개의 출력부, 즉 2개의 출력 샤프트를 구비할 수 있는데, 이들 출력 샤프트는 각각 정확하게 하나의 편심 기어의 일 회전 축과 동일하다. 이 경우에도 편심 기어에 대한 구동부의 직접 회전 방식의 연결이 중요하다. 이때, 간접적인 연결은 예컨대, 구동부 자체가 출력 샤프트의 단부에, 2개 편심 기어의 회전 축 상에서 진행하거나 편심 기어의 회전 축들 중에 일 회전 축 상에서 각각 별개로 진행하는 하나의 기어 휠을 구비하도록, 또는 재차 구동부 자체가 하나 또는 2개의 편심 기어의 회전 축 상에 회전 방식으로 고정되어 있는 하나 또는 2개의 기어 휠과 맞물리도록 형성될 수 있다.

구동부는 또한 간접적으로 변환기 요소를 통해서 하나 이상의 편심 기어에 결합될 수도 있다. 이 변환기 요소는 바람직하게, 구동부가 예컨대 유압 구동부 형태의 선형 구동부인 경우에 제공되어 있으며, 이로써 선형 동작은 이 변환기 요소의 변환에 의해서 회전 동작으로 변환된다. 이와 같은 변환은 예를 들어 래크(rack)와 이 래크에 연결된 피니언(pinion)의 조합을 통해서 이루어질 수 있다.

제1의 간접 회전 구동부가 제2의 대안적인 간접 회전 구동부로 교체되면, 이 교체 작업은, 연결 장소, 즉 구동 인터페이스가 편심 기어상에 또는 편심 기어의 회전 축 상에 회전 방식으로 고정된 기어 휠에 의해 형성됨으로써 이루어질 수 있다. 이때 이 기어 휠에는, 구동 모듈에 의해 둘러싸여 있고 이 구동 모듈의 구동부의 출력 샤프트가 할당되어 있는 기어 휠이 맞물릴 수 있다. 그러나 또한 회전 구동부를 대안적인 구동 모듈의 선형 구동부로 교체하기 위하여, 본 발명에 따라 특히 편심 기어 자체가 구동 모듈의 구성 부품인 경우도 제안될 수 있다. 이 경우, 편심 기어들과 구동부 간의 접촉 부위는 구동 모듈의 구성 부품이고 이에 따라서 쉽게 교체될 수 있다.

본 발명에 따라, 작동 장치는, 제1 방향으로의 구동부의 동작이 기어 선택을 발생하고, 다른 방향으로의 구동부의 동작이 변속 동작을 발생시키도록 설계되어야만 한다. 이때, 구동부의 동작 방향은 회전 방향, 원주 방향 또는 직선 방향일 수 있다. 한 가지 동작 방향을 변속에 할당하고, 다른 한 가지 동작 방향을 선택에 할당하기 위하여, 본 발명의 바람직한 일 개선예에서는 2개의 편심 기어가 각각 하나의 프리 휠을 통해서 지지되어 있다. 이때, 이들 프리 휠은 서로 반대로 상이한 방향으로 차단 작용을 하도록 형성되어 있다. 이러한 방식에 따라, 한 방향으로의 구동부의 동작에 의해서 일 프리 휠의 방향으로는 릴리스가 이루어지는 한편, 다른 프리 휠은 차단 작용을 한다. 따라서, 항상 단 하나의 편심 기어만 구동부를 통해 회전 방식으로 구동되도록 보장된다. 또한, 이 경우에 편심 기어와 시프트 샤프트 간의 연결은 각각, 개별 편심 기어의 완전한 회전에 의해서 시프트 샤프트의 개별 동작의 1회 이상의 사이클이 실행되도록 형성되어 있다. "시프트 샤프트의 동작의 1회 사이클"이란 예컨대 기어의 체결과 해제를 의미하거나, 스위칭 캠(switching cam)의 일 측에서는 기어가 체결되고, 스위칭 캠의 반대 측에서는 기어의 체결과 해제가 동시에 연이어서 이루어지는 것을 의미한다. 이 경우 선택 과정과 관련해서는, 스위칭 캠 혹은 스위칭 캠들의 개별 전방 최종 위치 및 후방 최종 위치로 이동하는 선형 동작을 의미할 수 있다.

그럼으로써, 선형의 최종 위치에는 상응하는 주기적인 선택 동작에 의해서 선형 왕복 동작의 형태로 도달하게 되는 한편, 체결 동작과 해제 동작은 시프트 샤프트의 원주 방향으로의 왕복 동작에 의해서 발생한다.

변속 동작을 제1 편심 기어를 통해 시프트 샤프트로 전달하기 위하여, 본 발명의 일 개선예에서는, 편심 기어가 이를 위해 제1 어셈블리를 통해서 시프트 샤프트에 연결되어 있는 것이 제안된다. 이때, 제1 어셈블리는 하나 이상의 카르단 샤프트 및 래크와 피니언으로 이루어진 조합체를 포함할 수 있으며, 이 경우 피니언은 직접적으로 또는 간접적으로는 일 기어 휠을 이용하여 샤프트 치형부를 통해서 시프트 샤프트에 축 방향으로 이동 가능하게 결합되어 있는데, 다시 말하자면 회전 고정되어 있다. 이러한 방식에 따라, 카르단 샤프트의 제1 부분 동작에서는 시프트 샤프트의 회전 동작이 제1 방향으로 변환되고, 카르단 샤프트 동작의 제2 부분에서는 카르단 샤프트가 시프트 샤프트의 반대 방향으로 진행하는 피봇팅 방향으로 변환된다. 이로써, 편심 기어의 완전한 회전에 의해서는 시프트 샤프트의 변속 동작의 1회 이상의 사이클에 도달하게 된다.

추가로 또는 대안적으로, 제2 편심 기어는 제2 어셈블리를 통해서 시프트 샤프트에 연결되어 있다. 이와 같은 방식에 의해서는, 상응하게 기어를 선택하기 위한 선형 동작이 시프트 샤프트에 의해서 야기될 수 있다. 이때, 제2 어셈블리는 바람직하게 하나 이상의 카르단 샤프트를 포함한다. 그럼으로써, 편심 기어의 회전 동작의 제1 부분에서는 시프트 샤프트의 제1의 "멀어지는 동작"에 도달하게 되고, 편심 기어의 회전식 순환 동작의 제2 부분에서는 상응하는 동작이 시프트 샤프트에 의해서 반대 방향으로 야기된다. 이 경우에도, 상응하게 제2 편심 기어의 완전한 회전에 의해서는 시프트 샤프트의 선택 동작의 1회 이상의 완전한 사이클이 야기될 수 있다.

본 발명에 따른 과제는, 전술된 바와 같이, 본원에 기술된 특징들 중에 한 가지 이상의 특징을 갖는 작동 장치를 포함하는 자동차 기어 박스 장치에 의해서 해결된다.

또한, 본 발명에 따른 과제는, 상응하는 자동차 기어 박스 장치를 구비하는 자동차 파워 트레인에 의해서도 해결된다.

본 발명의 실시예들이 이하의 도면들에 도시되어 있는데, 본 발명은 이러한 실시예들에만 한정되어 있지 않으며, 이러한 실시예들로부터는 본 발명에 따른 추가의 특징들이 드러날 수 있다.

도 1은 간접 회전형 구동부를 구비하는 작동 장치를 도시한 도면이며,
도 2는 직접 회전형 구동부를 구비하는 작동 장치를 도시한 도면이고,
도 3은 선형 구동부를 구비하는 작동 장치를 도시한 도면이며,
도 4는 직접 회전형 구동부를 구비하는 제2 작동 장치를 도시한 도면이다.

도 1은 전동기(3) 형태의 회전식 구동부를 구비하는 작동 장치(1)를 보여준다. 상기 전동기는 간접적으로 기어 휠(4) 및 이 기어 휠과 맞물려 있는 기어 휠(5)을 통해서 2개 편심 기어(8 및 9)의 회전 축(31)에 연결되어 있다. 편심 기어(8 및 9)는 프리 휠(6 및 7)을 구비하며, 이 프리 휠 내에는 편심 기어(8 및 9)가 지지되어 있다. 본 경우에는 프리 휠(6 및 7)이 반대 방향으로 배치되어 있음으로써, 결과적으로 항상 하나의 프리 휠이 차단적으로 작용을 한다. 2개의 편심 기어(8 및 9)는, 다름 아닌 기어 휠(4 및 5)의 조합에 의해서도 전동기(3)에 대해 혹은 이 전동기의 출력 샤프트에 대해 평행하게 배치되도록, 공통의 회전 축(31) 상에 배치되어 있다. 편심 기어(8 및 9)가 각각 카르단 샤프트(18 및 15)에 연결됨으로써, 결과적으로 편심 기어(8 및 9)의 회전 동작은 카르단 샤프트(18 및 15)의 선형 동작으로 변환된다. 이때에는, 제2 편심 기어(9)의 카르단 샤프트(15)가 시프트 샤프트(16)에 직접적으로 연결됨으로써, 결과적으로 편심 기어(9)의 회전 동작은 시프트 샤프트(16)의 선형 동작(28)으로 나타난다. 시프트 샤프트(16)에는 기어 박스(17)의 스위칭 캠(2)이 배치되어 있다. 이와 같은 선형 동작(28)에 의해서는, 스위칭 캠(2)이 기어 박스(17) 내부에서 도면에 도시되지 않은 스위칭 레인(switching lane) 내부로 이동된다. 이때, 편심 기어(9)는 전동기(3)의 회전 동작에 의해서 제1 방향으로 구동된다. 이와 같은 동작에서는, 제1 편심 기어(8)의 프리 휠(6)이 차단 작용을 함으로써, 결과적으로 본 경우에는 동작이 전달되지 않는다. 전동기(3)의 회전 센서의 방향 전환시에는, 편심 기어(9)의 프리 휠(7)이 차단 작용을 한다. 이때 프리 휠(6)이 릴리스 됨으로써, 결과적으로 편심 기어(8)는 다른 방향으로 회전될 수 있다. 이로써, 편심 기어(8)는 래크(10)에 연결되어 있는 기어 샤프트(18)로 회전 동작을 전달한다. 래크(10)의 선형 동작은, 이 래크(10)와 상호 작용 연결되어 있는 피니언(11)을 통해서 기어 휠(12)의 회전 동작으로 변환된다. 기어 휠(12)은, 기어 휠(12 및 14)로 이루어진 베벨 기어 쌍의 부분이다. 기어 휠(14)은 샤프트 치형부(13)를 통해서 시프트 샤프트(16)에 연결되어 있다. 시프트 샤프트가 축 방향으로 이동할 때에는, 이 베벨 기어(14)가 함께 이동되지 않는다. 베벨 기어(14)의 회전 동작은 샤프트 치형부(13)를 통해서, 시프트 샤프트(16)의 회전 축(27)을 중심으로 이루어지는 회전 왕복 동작으로 변환된다. 이와 같은 방식에 의해, 스위칭 캠(2)은 기어를 체결 및/또는 해제할 수 있다. 이와 같은 전환 동작도 마찬가지로 주기적이다.

도 2는 본 발명의 대안적인 일 실시예를 보여주며, 본 실시예에서 전동기(37)는 편심 기어(8 및 9)의 동일 축 상에 배치되어 있다. 이때, 제2 편심 기어(9)로부터 출발해서 시프트 샤프트(16)까지 연결되는 작용 연쇄는 도 1에 도시된 배열 상태와 동일하기 때문에, 이곳에서는 더 이상 기술되지 않을 것이다. 동일한 도면 부호들은 동일한 요소들을 기술한다.

전동기(37), 편심 기어(9) 및 프리 휠(7)의 공통 회전 축(22)의 회전이 프리 휠(7)의 방향으로 차단 작용을 발생함으로써, 결과적으로는 기술된 바와 같이 시프트 샤프트(16)의 선형 동작(28)이 발생된다. 전동기(37)의 다른 방향으로의 회전 동작은 프리 휠(7)을 거치고 베벨 기어 쌍(20, 29)을 거쳐서 편심 기어(8)의 회전으로 전달되고, 이 회전 동작이 카르단 샤프트(23)를 구동시킨다. 카르단 샤프트(23)가 래크(24)에 연결되어 있음으로써, 결과적으로 본 실시예에서는 도 1에서 이미 기술된 바와 같이, 편심 기어(8)의 회전 동작이 래크(24)에 의해서 피니언(26)의 주기적인 회전 동작으로 나타난다. 본 실시예에 도시된 예에서는, 피니언(26) 자체가 샤프트 치형부(13)를 통해 시프트 샤프트(16)에 연결되어 있고, 이로써 시프트 샤프트(16)의 회전 축(27)을 중심으로 이루어지는 스위칭 캠(2)의 주기적인 선택 동작을 발생시킨다.

도 3은, 도 1에 따른 실시예에 실질적으로 상응하는 일 실시예를 보여준다. 본 실시예에서는, 오로지 도 1의 전동기(3)만 유압 실린더(35) 형태의 선형 구동부로 대체되어 있다. 본 실시예에서, 2개 편심 기어(8 및 9)의 공통 회전 축(32)과 유압 실린더 간의 간접적인 연결은, 래크(33)에 연결되어 있는 피스톤 로드(36)에 의해서 만들어진다. 래크(33)는, 2개 편심 기어(8, 9)의 회전 축(32) 상에 회전 고정되어 있는 피니언(34)에 맞물린다. 이와 같은 방식에 의해서는, 피스톤 로드(36)의 선형 동작이 피니언(34)의 회전 동작으로 변환되고, 이로써 2개 편심 기어(8, 9)의 회전 축(32)의 회전 동작으로도 변환된다. 편심 기어(8, 9)의 각각의 회전은 자체 작용에 있어서, 도 1을 참조해서 기술된 작용에 상응한다.

도 4도 자체 작용 방식에 있어서 도 1에 따른 실시예에 상응한다. 본 실시예에서는 도 1 및 도 3의 실시예들과 달리, 구동부가 직접 연결된 전동기(41)의 형태로 구현되어 있다. 전동기(41)는 2개의 출력 샤프트를 구비하며, 이들 출력 샤프트는 2개 편심 기어(8, 9)의 개별 회전 축과 일치한다. 이로써, 전동기(41)의 회전 방향에 따라, 제1 편심 기어(8)를 통해서는, 도 1에서 기술된 바와 같이, 시프트 샤프트(16)의 회전 축(27)을 중심으로 이루어지는 왕복 동작에 의해서 캠(2)의 변속 동작이 이루어지며, 편심 기어(9)를 이용한 다른 방향으로의 전동기(41)의 회전에 의해서는, 도 1을 참조해서 이미 기술된 바와 같이, 시프트 샤프트(16)의 직선 방향(28)으로의 선택 동작이 이루어진다.

앞에서 기술된 바와 같이, 상기와 같은 방식에 의해서는, 반대 방향으로 차단 작용을 하고 본원에서 직접적으로 또는 간접적으로 연결되어 있는 2개의 프리 휠(6, 7) 또는 이들 2개의 프리 휠 상에 지지 된 편심 기어(8, 9)를 오로지 구동부(3, 37, 35, 41)의 구동 방향 전환에 의해서만 제공함으로써, 기어 박스(17)의 캠(2)의 변속 동작뿐만 아니라 선택 동작도 이루어질 수 있다. 상응하는 기하학적인 구조에 의해서, 특히 피니언(11 및 34 혹은 26)의 크기 선택에 의해서 그리고 개별 기어 휠의 치수에 의해서, 선택 동작이 선형 동작(28)으로 변환되도록 보장되며, 이 선형 동작은 기어 박스(17)의 모든 기어 레인에 상응하거나, 스위칭 캠(2) 혹은 복수의 스위칭 캠들(2)을 상응하는 레인 내로 이동시키기에 충분하다. 그에 상응하게, 회전 축(27)을 중심으로 이루어지는 시프트 샤프트(16)의 회전 동작도 기어 박스(17)의 모든 기어를 체결하거나 해제하기에 충분하다.

1, 25: 기어 박스 액추에이터
2: 스위칭 캠
3: 전동기
4, 5: 기어 휠
6, 7: 프리 휠
8, 9: 편심 기어
10: 래크
11: 피니언
12, 14: 기어 휠
13: 샤프트 치형부
15: 카르단 샤프트
20, 29: 기어 휠
21, 22: 회전 축
23: 카르단 샤프트
24: 래크
26: 피니언
27: 회전 축
28: 선형 동작
30: 기어 박스 액추에이터
31, 32: 회전 축
33: 래크
34: 피니언
35: 유압 실린더
16: 시프트 샤프트
36: 피스톤 로드
40: 기어 박스 액추에이터
41: 전동기
17: 기어 박스
18: 카르단 샤프트
37: 구동부

Claims

복수의 변속단을 구비하고 구동부(3, 35, 41) 및 시프트 샤프트(16)를 갖춘 자동차 기어 박스(17)용 작동 장치로서,
구동부(3, 35, 41)는, 회전 동작 및 선형 동작에 의해서 기어를 변속 및 선택할 수 있는 시프트 샤프트(16)에 직접적으로 그리고/또는 간접적으로 연결되어 있는, 자동차 기어 박스용 작동 장치에 있어서,
상기 구동부(3, 35, 41)는 2개의 편심 기어(8, 9)에 연결되어 있으며, 제1 편심 기어(8)는 시프트 샤프트(16)에 축 방향으로는 이동 가능하게 그리고 회전 방식으로는 고정 연결되어 있음으로써, 결과적으로 제1 편심 기어(8)의 회전에 의해서는 회전 동작, 바람직하게는 시프트 샤프트(16)의 변속 동작이 발생되며, 제2 편심 기어(9)는 시프트 샤프트(16)에 관절 형태로 연결되어 있음으로써, 결과적으로 제2 편심 기어(9)의 회전 동작에 의해서는 바람직하게 기어를 선택하기 위한 시프트 샤프트(16)의 선형 동작(28)이 발생되는 것을 특징으로 하는, 자동차 기어 박스용 작동 장치.
제1항에 있어서, 구동부(3, 35, 41)는 회전형 또는 선형 구동부이며, 상기 구동부(3, 35, 41)는 구동 모듈의 부분이고, 작동 장치는 구동 인터페이스를 구비함으로써, 결과적으로 구동 모듈은 모듈식으로 작동 장치에 할당될 수 있고 작동 장치에 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는, 자동차 기어 박스용 작동 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 구동부(3, 35, 41)는 하나 이상의 편심 기어(8, 9)의 일 회전 축에 직접 회전 방식으로, 간접적으로 기어 휠을 통한 회전 방식으로 또는 간접적으로 구동부의 선형 동작을 회전 동작으로 변환시키기 위한 변환 요소를 통해서 결합되어 있는 것을 특징으로 하는, 자동차 기어 박스용 작동 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 구동 모듈은 편심 기어(8, 9)를 함께 포함하는 것을 특징으로 하는, 자동차 기어 박스용 작동 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 편심 기어(8, 9)는 하나의 프리 휠(6, 7)을 통해서 각각 지지되어 있고, 상기 프리 휠(6, 7)은 서로 반대로 상이한 방향으로 차단 작용을 하도록 배치되어 있으며, 제1 방향으로의 제1 편심 기어(8)의 회전이 주기적인 회전 동작, 바람직하게는 시프트 샤프트(16)의 둘레를 따라 이루어지는 왕복 동작 형태의 변속 동작을 발생하도록, 제1 편심 기어(8)는 시프트 샤프트(16)에 상호 작용 연결되어 있으며, 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로의 제2 편심 기어(9)의 회전이 주기적인 선형 동작, 바람직하게는 시프트 샤프트(16)의 선형 왕복 동작 형태의 선택 동작을 발생하도록, 제2 편심 기어(9)는 시프트 샤프트(16)에 상호 작용 연결되어 있는 것을 특징으로 하는, 자동차 기어 박스용 작동 장치.
제5항에 있어서, 제1 편심 기어(8)는 제1 어셈블리를 통해서 시프트 샤프트(16)에 연결되어 있고, 제1 어셈블리는 하나 이상의 카르단 샤프트(18) 및 래크(10)와 피니언(11)으로 이루어진 조합체를 포함하며, 피니언(11)은 직접적으로 또는 기어 휠(14)을 이용하여 샤프트 치형부(13)를 통해서 간접적으로 시프트 샤프트(16)에 축 방향으로 이동 가능하게 결합되어 있음으로써, 결과적으로 제1 편심 기어(8)의 제1 방향으로의 완전한 회전에 의해서는 시프트 샤프트(16)의 변속 동작의 1회 이상의 사이클이 실행되는 것을 특징으로 하는, 자동차 기어 박스용 작동 장치.
제5항에 있어서, 제2 편심 기어(9)는 제2 어셈블리를 통해서 시프트 샤프트(16)에 연결되어 있고, 제2 어셈블리는 하나 이상의 카르단 샤프트(15)를 포함함으로써, 결과적으로 제2 편심 기어(9)의 제2 방향으로의 완전한 회전에 의해 시프트 샤프트(16)의 선택 동작의 1회 이상의 사이클이 야기되는 것을 특징으로 하는, 자동차 기어 박스용 작동 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 편심 기어(8, 9)는 하나의 공통 축 또는 각각 고유의 별도의 회전 축을 구비하고, 구동부(37, 41)가 상기 공통 축에 직접 연결되어 있거나, 구동부(3, 35)가 간접적으로 기어 휠 조합체(4, 5)를 통해서 또는 카르단 샤프트(36), 래크(33) 및 피니언(34)의 조합을 통해서 상기 공통의 축 또는 별도의 축들 중 하나 이상의 축에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는, 자동차 기어 박스용 작동 장치.
기어를 형성하는 복수의 변속단을 구비하고, 이들 변속단이 작동 장치에 의해서 체결 및 해제될 수 있는, 자동차 기어 박스 장치에 있어서,
작동 장치가 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따라 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 자동차 기어 박스 장치.
제9항에 따른 자동차 기어 박스 장치를 구비하는 자동차 파워 트레인.