WO2014090242A1 - Betätigungsvorrichtung für ein kraftfahrzeuggetriebe - Google Patents

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WO2014090242A1
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movement
shaft
eccentric
switching shaft
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PCT/DE2013/200317
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Eugen Kombowski
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • F16H61/26—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
    • F16H61/34—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms comprising two mechanisms, one for the preselection movement, and one for the shifting movement

Definitions

  • the present invention relates to an actuating device for a motor vehicle transmission, a motor vehicle transmission device with such an actuating device and a motor vehicle drive train with such a motor vehicle transmission device.
  • the motor vehicle transmission in this case comprises a plurality of gear ratios, wherein the actuator comprises at least one drive and a shift shaft, wherein the drive directly or indirectly actuates the shift shaft and the shift shaft rotatively gears or select, and select or switch gears by a linear movement.
  • Actuators provided.
  • Known actuators for classic manual transmissions are usually provided with a shift linkage.
  • the drive energy, which is required for engaging and disengaging gears, is essentially completely applied by the driver, who initiates them manually in a coupled with the shift rod shift lever.
  • actuating devices are known which have an electric motor or an arrangement of electric motors, by means of which the engagement and disengagement of gears is effected.
  • Actuators of this type are - in various configurations - known for example in automated transmissions (ASG), in uninterruptible transmissions (USG), in electric manual transmissions (ESG) or in parallel transmissions (PSG) or dual-clutch transmissions (DKG) used.
  • the actuator including the or the electric motors is referred to in the designs of the latter type as an actuator.
  • the actuator is in the motor vehicle usually coupled with a so-called.
  • Inner transmission circuit which has, for example, shift rails and / or shift forks and / or sliding sleeves, and can burden this inner transmission circuit.
  • an electronic control unit controls the electric motors, which usually takes place as a function of various characteristic values, in particular operating characteristic values of the motor vehicle, such as engine speed or engine torque or the like.
  • an operating element can be provided, via which the driver various modes (eg, driving forwards (D), reversing (R), parking (P), upshifting (+), downshifting (-)) can select, depending on which the electronic control unit drives the electric motors.
  • various modes eg, driving forwards (D), reversing (R), parking (P), upshifting (+), downshifting (-)
  • D driving forwards
  • R reversing
  • P parking
  • upshifting (+), downshifting (-) can select, depending on which the electronic control unit drives the electric motors.
  • actuating devices or actuators for motor vehicle gearboxes which manage with only one electric motor, that is, in which the selection and the switching can be effected by means of exactly one electric motor.
  • Exemplary designs of this type are disclosed in DE 10 2004 038 955 of the applicant.
  • actuating device that is to say a corresponding gear actuator
  • a corresponding gear actuator is also disclosed in DE 10 2010 030 148 A1.
  • the lanes or gear selection of a gearbox is made via two cams with corresponding grooves.
  • the object of the present invention is therefore to show a corresponding actuator principle for an actuating device, in which these disadvantages can be at least reduced.
  • the actuating device is, in particular, an actuating device for a motor vehicle transmission having a plurality of gear ratios.
  • This actuator is equipped with a drive and a switching shaft, wherein the drive is directly and / or indirectly connected to the switching shaft.
  • the shift shaft can perform at least two movements through the connection with the drive, wherein a gear is switched by a rotary movement and a gear can be selected by a linear movement.
  • the shift shaft can of course also be equipped so that a gear is selected rotatively and a gear is switched by a linear movement.
  • the drive is according to the invention connected to two eccentric gears, wherein the first eccentric is connected to the shift shaft in particular so that this connection is fixed in relation to the shift shaft, which concerns a rotary movement, that is, of the first Exzenterrad is directly or indirectly a Rotational movement of the shift shaft feasible.
  • this connection between eccentric and shift shaft should be designed so that it is axially movable with respect to the shift shaft. In this way, on the one hand by the first eccentric a rotational movement, in particular a cyclic pivoting, be triggered, while by other elements, a linear movement relative to this rotary movement can be superimposed.
  • the two movements can be switched independently of each other, however, the connection is formed by the drive and the two eccentric wheels so that only either a rotary or a linear movement of the switching shaft is generated.
  • the second eccentric wheel is pivotally connected to the selector shaft. This can preferably take place via a cardan shaft, so that a rotary movement of the eccentric wheel is converted into a linear movement of the selector shaft for gear selection.
  • This device can be arranged in particular so that it takes into account the spatial conditions of the engine compartment in the environment of the transmission.
  • the drive is either rotary or linear acting. He may be part of a drive module and modularly attributable to the actuator, that is to be directly connected to her, so that he assigned to this, in particular of it is included.
  • the actuating device in particular has a drive interface which can contact the drive or the drive module.
  • the drive can be connected rotatably directly or indirectly via further toothed wheels or the like with a rotation axis of at least one of the eccentric wheels. Direct can mean in particular that the drive itself has an output which is identical to the axis of rotation, in particular both eccentric gears.
  • the drive may alternatively have two outputs, that is, two output shafts, which is then identical to a respective rotation axis of exactly one eccentric wheel. Again, this is a direct rotary connection of the drive to the eccentric wheels.
  • An indirect connection can be designed, for example, so that the drive itself at the end of an output shaft has a gear which runs either on the axis of rotation of both or each separately one of the axes of rotation of the eccentric, or with one or two gears is engaged, which in turn itself is rotationally fixed on the axis of rotation of one or both eccentric wheels.
  • the drive can also indirectly via a transducer element with at least one of
  • the drive is a linear drive, for example in the form of a hydraulic drive, whereby the linear movement is converted by the conversion of the transducer element into a rotary movement.
  • This can be done for example via the combination of a rack and a pinion connected to these.
  • a first indirect rotary drive is replaced by a second alternative rotary indirect drive
  • this can be done by the connection point, that is, the drive interface is formed by a rotationally fixed on the or the axis of rotation of the eccentric gear.
  • this gear can then engage a gear which is comprised of the drive module and is associated with an output shaft of the drive of the drive module.
  • the eccentric wheels themselves are part of the drive module. The contact point between eccentric wheels and drive is then part of the drive module and can thus be easily replaced.
  • the actuating device should be set up such that a movement of the drive in a first direction generates a gear selection and a movement in the other direction generates a switching movement.
  • the direction of movement of the drive may be a direction of rotation, a circumferential direction or a linear direction.
  • the two eccentric wheels are mounted in a preferred embodiment of the invention depending on a freewheel. These freewheels are reluctant to lock each other in different directions. In this way, a freewheel is released by a movement of the drive in one direction, while the other freewheeling acts blocking. This ensures that only one eccentric wheel is always driven in rotation via the drive.
  • connection between the eccentric wheel and the selector shaft is in each case designed so that at least one cycle of the respective movement of the selector shaft is traversed by a complete revolution of the respective eccentric wheel.
  • one cycle of a movement of the shift shaft is meant, for example, a gear engagement and disengagement, or an engagement of a gear on one side and a simultaneous subsequent engagement and disengagement of a gear on opposite sides of the control cam.
  • this may mean a linear movement into the respective front and rear end positions of the switching cam or of the switching cam.
  • the eccentric wheel is connected thereto via a first arrangement with the shift shaft.
  • the first arrangement may comprise either at least one propeller shaft and a combination of a rack and a pinion, wherein the pinion directly or indirectly connected by a gear via a shaft teeth axially movable with the shift shaft, that is rotationally fixed.
  • the second eccentric wheel is connected via a second arrangement with the switching shaft.
  • the second arrangement preferably comprises at least one propeller shaft. This is at a first part of the rotary Movement of the eccentric wheel reaches a first "forward movement" of the selector shaft and in the second part of the rotative orbital motion of the eccentric a corresponding movement in the opposite direction caused by the selector shaft.Also here, by a complete rotation of the second eccentric at least one complete cycle of the selector movement the switching shaft can be effected.
  • a motor vehicle transmission device which comprises an actuating device which has at least one of the features described here.
  • the object is achieved by a motor vehicle drive train with a corresponding motor vehicle transmission device.
  • FIG. 2 shows an actuating device with a direct rotary drive
  • Figure 3 is an actuator with linear drive
  • Figure 4 shows a second actuator with direct rotary drive.
  • the eccentric wheels 8 and 9 have freewheels 6 and 7, in which the eccentric wheels 8 and 9 are mounted.
  • the freewheels 6 and 7 are arranged contradictory, so that always a freewheeling acts blocking.
  • the two eccentric wheels 8 and 9 are arranged on the common axis of rotation 31 so that they are just arranged by the combination of the gears 4 and 5 parallel to the electric motor 3 and its output shaft.
  • the eccentric wheels 8 and 9 are connected to drive shafts 18 and 15, respectively, so that the rotary movements of the eccentric wheels 8 and 9 are converted into linear movements of the drive shafts 18 and 15.
  • the propeller shaft 15 of the second eccentric 9 is then directly connected to the switching shaft 16, so that from a rotational movement of the eccentric 9, a linear movement 28 of the shift shaft 16 results.
  • On the switching shaft 16 a switching cam 2 of a transmission 17 is arranged. By the linear movement 28, the switching cam 2 is then moved within the transmission 17 in shift gates, not shown here.
  • the eccentric 9 is driven by a rotary movement of the electric motor 3 in a first direction. During this movement, the freewheel 6 of the first eccentric wheel 8 has a blocking effect, so that no movement is transmitted here.
  • the freewheel 7 of the eccentric 9 acts blocking. Then, the freewheel 6 is released, so that the eccentric 8 can be rotated in the other direction.
  • the eccentric 8 thus transmits a rotary movement to the transmission shaft 18, which is connected to a rack 10.
  • the linear movement of the rack 10 is converted via a pinion 1 1, which is in operative connection with this rack 10, in a rotary movement of the gear 12.
  • the gear 12 is part of a pair of bevel gears, consisting of the gears 12 and 14.
  • the gear 14 is connected via a shaft toothing 13 with the switching shaft 16. In an axial movement of the switching shaft of this bevel gear 14 is not moved.
  • a rotational movement of the bevel gear 14 is converted via the shaft teeth 13 in a rotary reciprocating motion about the axis of rotation 27 of the switching shaft 16.
  • the switching cam 2 a gear and / or interpret. This switching movement is also cyclical.
  • FIG. 2 shows an alternative embodiment of the invention, in which the electric motor 37 is arranged on the same axis of the eccentric wheels 8 and 9.
  • the chain of action, starting from the second eccentric 9 to the switching shaft 16, is identical to the arrangement in Figure 1 and will not be described further here.
  • Like reference numerals describe like elements.
  • a rotation of the common axis of rotation 22 of the electric motor 37, eccentric 9 and freewheel 7 generates a block in the direction of the freewheel 7, so that, as described, a linear movement 28 of the switching shaft 16 is generated.
  • a rotary movement of the electric motor 37 in the other direction is transferred via the freewheel 7 via a bevel gear pair 20, 29 in a rotation of the eccentric 8, which drives the propeller shaft 23.
  • the propeller shaft 23 is connected to a rack 24, so that here, as already described in Figure 1, a rotary movement of the eccentric 8 results by means of the rack 24 in a rotary cyclic movement of a pinion 26.
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment which essentially corresponds to the exemplary embodiment according to FIG.
  • the electric motor 3 of Figure 1 has been replaced by a linear drive in the form of a hydraulic cylinder 35.
  • the indirect connection between the hydraulic cylinder and the common axis of rotation 32 of the two eccentric wheels 8 and 9 is here produced by means of a piston rod 36 which is connected to a rack 33.
  • the rack 33 engages in a pinion 34, which is rotationally fixed on the axis of rotation 32 of the two eccentric wheels 8, 9.
  • FIG. 4 also corresponds in its mode of action to the embodiment according to FIG. 1.
  • the drive in the form of a directly connected electric motor 41 is realized.
  • the electric motor 41 has two output shafts, which coincide with the respective axes of rotation of the two eccentric wheels 8, 9.
  • a switching movement of the cam 2 by a reciprocating rotation about the axis of rotation 27 of the shift shaft 16 and by a rotation of the electric motor 41st in the other direction by means of the eccentric 9 generates a selection movement of the shift shaft 16 in the linear direction 28, as has already been described with reference to Figure 1.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung, die beispielsweise als Betätigungseinrichtung für ein Kraftfahrzeuggetriebe eingesetzt werden kann, wobei mittels dieser Betätigungseinrichtung die Wählfunktion und die Schaltfunktion beim Gangwechsel gewährleistet wird und wobei dies mit genau einem Elektromotor bewirkt werden kann und wobei diese Schaltwählbewegung exakt und mechanisch einfach realisiert wird. Diese Realisierung wird insbesondere durch die Bereitstellung von zwei Exzenterrädern gewährleistet, welche direkt oder indirekt mittels entgegengesetzt wirkenden Freiläufen gelagert werden.

Description

Betätigungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeuggetriebe
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeuggetriebe, eine Kraftfahrzeuggetriebeeinrichtung mit einer derartigen Betätigungsvorrichtung und einen Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einer derartigen Kraftfahrzeuggetriebeeinrichtung. Das Kraftfahrzeuggetriebe umfasst dabei mehrere Übersetzungsstufen, wobei die Betätigungsvorrichtung wenigstens einen Antrieb und eine Schaltwelle umfasst, wobei der Antrieb die Schaltwelle direkt oder indirekt betätigt und die Schaltwelle rotativ Gänge schalten oder wählen, und durch eine lineare Bewegung Gänge wählen oder schalten kann.
Zum Ein- und Auslegen von Gängen in Kraftfahrzeug-Getrieben sind üblicherweise
Betätigungseinrichtungen vorgesehen. Bekannte Betätigungsvorrichtungen für klassische Handschaltgetriebe sind in der Regel mit einem Schaltgestänge versehen. Die Antriebsenergie, die zum Ein- und Auslegen von Gängen erforderlich ist, wird dabei im Wesentlichen vollständig vom Fahrer aufgebracht, der sie manuell in einen mit dem Schaltgestänge gekoppelten Schalthebel einleitet. Ferner sind Betätigungseinrichtungen bekannt, die einen Elektromotor bzw. eine Anordnung von Elektromotoren aufweisen, mittels welchen das Ein- und Auslegen von Gängen bewirkt wird. Betätigungseinrichtungen dieser Art werden - in diversen Ausgestaltungen - bekanntermaßen beispielsweise in Automatisierten Schaltgetrieben (ASG), in Unterbrechungsfreien Schaltgetrieben (USG), in Elektrischen Schaltgetrieben (ESG) oder in Parallelschaltgetrieben (PSG) bzw. Doppelkupplungsgetrieben (DKG) eingesetzt.
Die Betätigungseinrichtung inklusive des bzw. der Elektromotoren wird bei den Gestaltungen der zuletzt genannten Art auch als Aktor bezeichnet. Der Aktor ist dabei im Kraftfahrzeug in der Regel mit einer sog. inneren Getriebeschaltung gekoppelt, die beispielsweise Schaltschienen und / oder Schaltgabeln und / oder Schiebehülsen aufweist, und kann diese innere Getriebeschaltung belasten. Zur Ansteuerung der Elektromotoren ist bekanntermaßen ein e- lektronisches Steuergerät vorgesehen. Dieses elektronische Steuergerät steuert die Elektromotoren an, was i. d. R. in Abhängigkeit diverser Kennwerte, insbesondere Betriebskennwerte des Kraftfahrzeug, wie beispielsweise Motordrehzahl bzw. Motormoment oder dergl., erfolgt. Dabei kann ein Bedienelement vorgesehen sein, über welches der Fahrer diverse Modi (z.B. Vorwärtsfahren (D), Rückwärtsfahren (R), Parken (P), Hochschalten (+), Runterschalten (-)) auswählen kann, in Abhängigkeit welcher das elektronische Steuergerät die Elektromotoren ansteuert.
Bekannt ist weiter, dass derartige Aktoren einen ersten Elektromotor aufweisen, der
Wählbewegungen bewirkt, sowie einen davon verschiedenen zweiten Elektromotor der Schaltbewegungen erzeugt. Ferner ist bekannt, dass die Ausgangs- bzw. Antriebswellen dieser beiden Elektromotoren jeweils über geeignete mechanische Einrichtungen mit einer Schaltwelle derart gekoppelt sind, dass diese Schaltwelle mittels des einen Elektromotor um seine Längsachse verschwenkt werden kann, und mittels des anderen der beiden Elektromotoren in Richtung ihrer Längsachse translatorisch bewegt werden kann. Das Schalten wird dabei durch ein entsprechendes Verschwenken dieser Schaltwelle bewirkt, und das Wählen wird dabei durch eine entsprechende translatorische Bewegung der Schaltwelle bewirkt, oder umgekehrt.
Darüber hinaus hat die Anmelderin Betätigungsvorrichtungen bzw. Aktoren für Kraftfahrzeug- Getriebe entwickelt die mit nur einem Elektromotor auskommen, also bei denen das Wählen und das Schalten mittels genau eines Elektromotors bewirkt werden kann. Beispielhafte Gestaltungen dieser Art sind in der DE 10 2004 038 955 der Anmelderin offenbart.
Eine weitere Betätigungsvorrichtung, das heißt ein entsprechender Getriebeaktor, ist auch in der DE 10 2010 030 148 A1 offenbart. Hier wird über zwei Kurvenscheiben mit entsprechenden Nuten die Gassen bzw. Gangwahl eines Getriebes vorgenommen.
Die Genauigkeit der Wähl- und Schaltbewegungen der Vorrichtungen aus dem Stand der Technik ist teilweise eingeschränkt und die Mechanik zu dem Relativ komplex.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein entsprechendes Aktorprinzip für eine Betätigungsvorrichtung aufzuzeigen, bei welchem diese Nachteile zumindest verringert werden können.
Diese Aufgabe der Erfindung wird durch eine gattungsgemäße Betätigungsvorrichtung einer entsprechender Kraftfahrzeuggetriebeeinrichtung und einen damit ausgerüsteten Kraftfahrzeugantriebsstrang gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. der Ansprüche 9 und 10 gelöst. Weitere, auch alternative Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben. Erfindungsgemäß handelt es sich bei der Betätigungsvorrichtung insbesondere um eine Betätigungsvorrichtung für ein mehrere Übersetzungsstufen aufweisendes Kraftfahrzeuggetriebe. Diese Betätigungsvorrichtung ist mit einem Antrieb und einer Schaltwelle ausgerüstet, wobei der Antrieb direkt und/oder indirekt mit der Schaltwelle verbunden ist. Die Schaltwelle kann durch die Verbindung mit dem Antrieb wenigstens zwei Bewegungen durchführen, wobei durch eine rotative Bewegung ein Gang geschaltet wird und durch eine lineare Bewegung ein Gang gewählt werden kann. Equivalent dazu kann die Schaltwelle natürlich auch so ausgerüstet sein, dass rotativ ein Gang gewählt und durch eine lineare Bewegung ein Gang geschaltet wird. Der Antrieb ist dabei erfindungsgemäß mit zwei Exzenterrädern verbunden, wobei das erste Exzenterrad mit der Schaltwelle insbesondere so verbunden ist, dass diese Verbindung in Bezug auf die Schaltwelle fixiert ist, was eine rotative Bewegung angeht, das heißt von dem ersten Exzenterrad ist direkt oder indirekt eine Rotationsbewegung der Schaltwelle durchführbar. Des weiteren soll diese Verbindung zwischen Exzenterrad und Schaltwelle so ausgebildet sein, dass sie axial in Bezug auf die Schaltwelle beweglich ist. Auf diese Weise kann zum einen durch das erste Exzenterrad eine rotative Bewegung, insbesondere eine zyklische Verschwenkbewegung, ausgelöst werden, während durch andere Elemente eine lineare Bewegung relativ zu dieser rotativen Bewegung überlagert werden kann. Die beiden Bewegungen können dabei zwar unabhängig voneinander geschaltet werden, allerdings ist durch den Antrieb und die beiden Exzenterräder die Verbindung so ausgebildet, dass immer nur entweder eine rotative oder eine lineare Bewegung der Schaltwelle erzeugt wird.
Des weiteren ist erfindungsgemäß das zweite Exzenterrad mit der Schaltwelle gelenkig verbunden. Dieses kann vorzugsweise über eine Gelenkwelle erfolgen, so dass eine rotative Bewegung des Exzenterrades zu einer linearen Bewegung der Schaltwelle zur Gangwahl umgewandelt wird.
Diese Vorrichtung kann dabei insbesondere so arrangiert werden, dass sie auf die räumlichen Gegebenheiten des Motorraums im Umfeld des Getriebes Rücksicht nimmt.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Antrieb entweder rotativ oder linear wirkend. Er kann dabei Teil eines Antriebmoduls sein und baukastenmäßig der Betätigungsvorrichtung zuordenbar, das heißt mit ihr direkt verbunden sein, so dass er dieser zugeordnet, insbesondere von ihr umfasst wird. Hierfür weist die Betätigungsvorrichtung insbesondere eine Antriebsschnittstelle auf, welche den Antrieb bzw. das Antriebsmodul kontaktieren kann. Der Antrieb kann dabei in einer erfindungsgemäßen weiteren Ausbildung direkt rotativ, oder indirekt über weitere Zahnräder oder ähnliches rotativ mit einer Drehachse wenigstens eines der Exzenterräder verbunden sein. Direkt kann dabei insbesondere bedeuten, dass der Antrieb selber einen Ausgang hat, welcher identisch mit der Drehachse, insbesondere beider Exzenterräder ist. Der Antrieb kann alternativ auch zwei Ausgänge, das heißt zwei Ausgangswellen aufweisen, welche dann jeweils identisch mit einer Drehachse genau eines Exzenterrades ist. Auch hierbei handelt es sich um eine direkte rotative Anbindung des Antriebs an die Exzenterräder. Ein indirekter Anschluss kann dabei zum Beispiel so gestaltet sein, dass der Antrieb selber am Ende einer Ausgangswelle ein Zahnrad aufweist, welches entweder auf der Drehachse beider oder jeweils getrennt einer der Drehachsen der Exzenterräder abläuft, oder mit einem oder zwei Zahnrädern in Eingriff steht, welche wiederum selber rotativ auf der Drehachse einer oder beider Exzenterräder fixiert ist.
Der Antrieb kann auch indirekt über ein Wandlerelement mit wenigstens einem der
Exzenterräder verbunden sein. Dieses ist dann bevorzugt vorgesehen, wenn es sich bei dem Antrieb um einen Linearantrieb, zum Beispiel in Form eines Hydraulikantrieb, handelt, wodurch die lineare Bewegung durch die Wandlung des Wandlerelements in eine rotative Bewegung umgewandelt wird. Dieses kann beispielsweise über die Kombination einer Zahnstange und einem mit diesen verbundenen Ritzel erfolgen.
Wird ein erster indirekter rotativer Antrieb gegen einen zweiten alternativen rotativen indirekten Antrieb ausgewechselt, so kann dieses erfolgen, indem die Anschlussstelle, das heißt die Antriebsschnittstelle, durch ein rotativ auf den oder der Drehachse der Exzenterräder fixierten Zahnrad gebildet wird. In dieses Zahnrad kann dann ein Zahnrad eingreifen, welches vom Antriebsmodul umfasst ist und eine Ausgangswelle des Antriebs des Antriebsmoduls zugeordnet ist. Um aber auch rotative gegen lineare Antriebe von alternativen Antriebsmodulen auszutauschen, kann es erfindungsgemäß insbesondere vorgesehen sein, dass die Exzenterräder selber Bestandteil des Antriebsmoduls sind. Die Kontaktstelle zwischen Exzenterrädern und Antrieb ist dann Bestandteil des Antriebsmoduls und kann somit leicht ausgetauscht werden.
Erfindungsgemäß soll die Betätigungsvorrichtung so eingerichtet sein, dass eine Bewegung des Antriebs in eine erste Richtung eine Gangwahl erzeugt und eine Bewegung in die andere Richtung eine Schaltbewegung erzeugt. Bei der Bewegungsrichtung des Antriebs kann es sich dabei um eine Rotationsrichtung, Umfangsrichtung oder lineare Richtung handeln. Um nun die eine Bewegungsrichtung der Schaltung und die andere Bewegungsrichtung der Wahl zuzuordnen, sind die beiden Exzenterräder in einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung je über einen Freilauf gelagert. Diese Freiläufe sind dabei widerwillig zueinander in verschiedene Richtungen sperrend ausgebildet. Auf diese Weise wird durch eine Bewegung des Antriebs in eine Richtung der eine Freilauf freigegeben, während der andere Freilauf sperrend wirkt. Somit ist sichergestellt, dass immer nur ein Exzenterrad rotativ über den Antrieb angetrieben wird. Des weiteren ist dabei die Verbindung zwischen Exzenterrad und Schaltwelle jeweils so ausgebildet, dass durch eine vollständige Umdrehung des jeweiligen Exzenterrades zumindest ein Zyklus der jeweiligen Bewegung der Schaltwelle durchfahren wird. Mit einem Zyklus einer Bewegung der Schaltwelle ist zum Beispiel ein Ein- und Auslegen eines Ganges gemeint, oder ein Einlegen eines Ganges auf einer Seite und ein gleichzeitiges anschließendes Einlegen und Auslegen eines Ganges auf entgegengesetzten Seiten der Schaltnocke. In Bezug auf den Wahlvorgang kann es dabei um eine lineare Bewegung in die jeweiligen vorderen und hinteren Endpositionen der Schaltnocke bzw. der Schaltnocken bedeuten.
Die linearen Endpositionen werden dadurch durch entsprechende zyklische Wählbewegungen in der Art einer linearen Hin- und Herbewegung erreicht, während die Ein- und Auslegebewegungen durch umfangsmäßige Hin- und Herbewegungen der Schaltwelle erzeugt werden.
Um die Schaltbewegung über das erste Exzenterrad auf die Schaltwelle zu übertragen, ist es in einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das Exzenterrad hierfür über eine erste Anordnung mit der Schaltwelle verbunden ist. Die erste Anordnung kann dabei entweder wenigstens eine Gelenkwelle und eine Kombination aus einer Zahnstange und einem Ritzel umfassen, wobei das Ritzel direkt oder indirekt mittels eines Zahnrads über eine Wellenverzahnung axial beweglich mit der Schaltwelle verbunden, das heißt rotativ fixiert ist. Auf diese Weise wird in einer ersten Teilbewegung der Gelenkwelle eine rotative Bewegung der Schaltwelle in eine erste Richtung und bei einem zweiten Teil der Bewegung der Gelenkwelle diese in eine entgegengesetzt laufende Verschwenkrichtung der Schaltwelle umgewandelt. Somit wird wenigstens ein Zyklus der Schaltbewegung der Schaltwelle durch eine vollständige Drehung des Exzenterrades erreicht.
Zusätzlich oder alternativ ist das zweite Exzenterrad über eine zweite Anordnung mit der Schaltwelle verbunden. Auf diese Weise kann entsprechend eine lineare Bewegung zum Wählen der Gänge mittels der Schaltwelle bewirkt werden. Die zweite Anordnung umfasst dabei bevorzugt wenigstens eine Gelenkwelle. Hierdurch wird bei einem ersten Teil der rotativen Bewegung des Exzenterrades eine erste„Hinbewegung" der Schaltwelle erreicht und bei dem zweiten Teil der rotativen Umlaufbewegung des Exzenterrades eine entsprechende Bewegung in die entgegengesetzte Richtung durch die Schaltwelle hervorgerufen. Auch hier kann entsprechend durch eine vollständige Drehung des zweiten Exzenterrades wenigstens ein vollständiger Zyklus der Wählbewegung der Schaltwelle bewirkt werden.
Erfindungsgemäß wird, wie beschrieben, die Aufgabe durch eine Kraftfahrzeuggetriebeeinrichtung gelöst, welche eine Betätigungsvorrichtung umfasst, die wenigstens eines der hier beschriebenen Merkmale aufweist.
Des weiteren wird die Aufgabe durch einen Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einer entsprechenden Kraftfahrzeuggetriebeeinrichtung gelöst.
Ausführungsbeispiele der Erfindung, auf weiche diese aber nicht beschränkt ist und aus denen sich weitere erfindungsgemäße Merkmale ergeben können, sind in den folgenden Figuren gezeigt. Es zeigen:
Figur 1 eine Betätigungsvorrichtung mit indirektem rotativen Antrieb,
Figur 2 eine Betätigungsvorrichtung mit direktem rotativen Antrieb,
Figur 3 eine Betätigungsvorrichtung mit linearem Antrieb und
Figur 4 eine zweite Betätigungsvorrichtung mit direktem rotativen Antrieb.
Die Figur 1 zeigt eine Betätigungsvorrichtung 1 mit einem rotativen Antrieb in Form eines E- Motors 3. Dieser ist indirekt über ein Zahnrad 4 und ein hiermit verzahntes Zahnrad 5 mit der Drehachse 31 der beiden Exzenterräder 8 und 9 verbunden. Die Exzenterräder 8 und 9 weisen Freiläufe 6 und 7 auf, in denen die Exzenterräder 8 und 9 gelagert sind. Die Freiläufe 6 und 7 sind dabei widersinnig angeordnet, so dass immer ein Freilauf sperrend wirkt. Die beiden Exzenterräder 8 und 9 sind auf der gemeinsamen Drehachse 31 so angeordnet, dass sie gerade auch durch die Kombination der Zahnräder 4 und 5 parallel zum E-Motor 3 bzw. zu dessen Ausgangswelle angeordnet sind. Die Exzenterräder 8 und 9 sind jeweils mit Gelenkwellen 18 und 15 verbunden, so dass die rotativen Bewegungen der Exzenterräder 8 und 9 in lineare Bewegungen der Gelenkwellen 18 und 15 umgewandelt werden. Die Gelenkwelle 15 des zweiten Exzenterrades 9 ist dann direkt mit der Schaltwelle 16 verbunden, so dass aus einer rotativen Bewegung des Exzenterrades 9 eine lineare Bewegung 28 der Schaltwelle 16 resultiert. An der Schaltwelle 16 ist eine Schaltnocke 2 eines Getriebes 17 angeordnet. Durch die lineare Bewegung 28 wird die Schaltnocke 2 dann innerhalb des Getriebes 17 in hier nicht dargestellte Schaltgassen gefahren. Das Exzenterrad 9 wird dabei durch eine rotative Bewegung des E-Motors 3 in eine erste Richtung angetrieben. Bei dieser Bewegung wirkt der Freilauf 6 des ersten Exzenterrades 8 sperrend, so dass hier keine Bewegung übertragen wird. Bei einer Umschaltung des Drehsensors des E-Motors 3 wirkt der Freilauf 7 des Exzenterrades 9 sperrend. Dann wird der Freilauf 6 freigegeben, so dass das Exzenterrad 8 in die andere Richtung verdreht werden kann. Das Exzenterrad 8 überträgt damit eine rotative Bewegung auf die Getriebewelle 18, welche mit einer Zahnstange 10 verbunden ist. Die lineare Bewegung der Zahnstange 10 wird über ein Ritzel 1 1 , welches mit dieser Zahnstange 10 in Wirkverbindung steht, in eine rotative Bewegung des Zahnrads 12 umgewandelt. Das Zahnrad 12 ist Teil eines Kegelradpaares, bestehend aus den Zahnrädern 12 und 14. Das Zahnrad 14 ist über eine Wellenverzahnung 13 mit der Schaltwelle 16 verbunden. Bei einer Axialbewegung der Schaltwelle wird dieses Kegelrad 14 nicht mit verschoben. Eine rotative Bewegung des Kegelrads 14 wird über die Wellenverzahnung 13 in eine rotative Hin- und Herbewegung um die Drehachse 27 der Schaltwelle 16 umgewandelt. Auf diese Weise kann der Schaltnocken 2 einen Gang ein- und/oder auslegen. Diese Schaltbewegung ist ebenfalls zyklisch.
Die Figur 2 zeigt eine alternative Ausführungsform der Erfindung, bei welcher der E-Motor 37 auf der gleichen Achse der Exzenterräder 8 und 9 angeordnet ist. Die Wirkkette, ausgehend vom zweiten Exzenterrad 9 zur Schaltwelle 16, ist dabei identisch zu der Anordnung in Figur 1 und wird hier nicht weiter beschrieben. Gleiche Bezugszeichen beschreiben gleiche Elemente.
Eine Drehung der gemeinsamen Drehachse 22 vom E-Motor 37, Exzenterrad 9 und Freilauf 7 erzeugt eine Sperrung in Richtung des Freilaufs 7, so dass, wie beschrieben, eine Linearbewegung 28 der Schaltwelle 16 erzeugt wird. Eine rotative Bewegung des E-Motors 37 in die andere Richtung wird über den Freilauf 7 über ein Kegelradpaar 20, 29 in eine Rotation des Exzenterrades 8 transferiert, welche die Gelenkwelle 23 antreibt. Die Gelenkwelle 23 ist mit einer Zahnstange 24 verbunden, so dass hier, wie bereits in Figur 1 beschrieben, eine rotative Bewegung des Exzenterrades 8 mittels der Zahnstange 24 in eine rotative zyklische Bewegung eines Ritzels 26 resultiert. In dem hier dargestellten Beispiel ist das Ritzel 26 selber über die Wellenverzahnung 13 mit der Schaltwelle 16 verbunden und erzeugt so eine zyklische Wählbewegung des Schaltnockens 2 um die Drehachse 27 der Schaltwelle 16 herum. Die Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, welches im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 entspricht. Hierbei ist ausschließlich der E-Motor 3 der Figur 1 durch einen linearen Antrieb in Form eines Hydraulikzylinders 35 ersetzt worden. Die indirekte Verbindung zwischen dem Hydraulikzylinder und der gemeinsamen Drehachse 32 der beiden Exzenterräder 8 und 9 wird hier mittels einer Kolbenstange 36 hergestellt, die mit einer Zahnstange 33 verbunden ist. Die Zahnstange 33 greift in ein Ritzel 34 ein, welches rotativ auf der Drehachse 32 der beiden Exzenterräder 8, 9 fixiert ist. Auf diese Weise wird die lineare Bewegung der Kolbenstange 36 in eine Rotativbewegung des Ritzels 34 und damit auch der Drehachse 32 der beiden Exzenterräder 8, 9 umgewandelt. Die jeweilige Umdrehung der Exzenterräder 8, 9 entspricht in ihrer Wirkung derjenigen, welche in Bezug auf Figur 1 beschrieben wurde.
Auch die Figur 4 entspricht in ihrer Wirkweise der Ausführungsform gemäß Figur 1 . Hierbei ist im Unterschied zu den Ausführungsformen Figur 1 und in Figur 3 der Antrieb in Form eines direkt angebundenen E-Motors 41 realisiert. Der E-Motor 41 weist zwei Ausgangswellen auf, welche mit den jeweiligen Drehachsen der beiden Exzenterräder 8, 9 zusammenfallen. Je nach Drehsinn des E-Motors 41 wird somit über das erste Exzenterrad 8, wie in Figur 1 beschrieben, eine Schaltbewegung des Nockens 2 durch eine Hin- und Herdrehung um die Drehachse 27 der Schaltwelle 16 erreicht und durch eine Drehung des E-Motors 41 in die andere Richtung mittels des Exzenterrades 9 eine Wählbewegung der Schaltwelle 16 in lineare Richtung 28 erzeugt, wie sie bereits in Bezug auf Figur 1 beschrieben wurde.
Wie beschrieben, kann auf diese Weise durch die Bereitstellung von zwei Freiläufen 6, 7, welche entgegengerichtet sperrend wirken und hier mit direkt oder indirekt verbundenen, bzw. auf diesen gelagerten Exzenterrädern 8, 9 alleine durch die Umschaltung der Antriebsrichtung des Antriebs 3, 37, 35, 41 sowohl eine Schalt-, als auch eine Wählbewegung des Nockens 2 des Getriebes 17 erreicht werden. Durch die entsprechenden Geometrien, insbesondere durch die Größenwahl der Ritzel 1 1 und 34 bzw. 26 und durch die Abmessung der einzelnen Zahnräder wird gewährleistet, dass die Wählbewegung in Linearbewegung 28 umgesetzt wird, die allen Ganggassen des Getriebes 17 entspricht bzw. ausreicht, um die Schaltnocke 2, bzw. mehrere Schaltnocken 2, in den entsprechenden Gassen zu bewegen. Entsprechend reicht die rotative Bewegung der Schaltwelle 16 um die Drehachse 27 herum aus, um alle Gänge des Getriebes 17 ein- und auslegen zu können. Bezuqszeichenliste , 25 Getriebeaktor
Schaltnocken
E-Motor
, 5 Zahnräder
, 7 Freilauf
, 9 Exzenterrad
0 Zahnstange
1 Ritzel
2, 14 Zahnrad
3 Wellenverzahnung
5 Gelenkwelle
0, 29 Zahnrad
1 , 22 Drehachse
3 Gelenkwelle
4 Zahnstange
6 Ritzel
7 Drehachse
8 Linearbewegung
0 Getriebeaktor
1 , 32 Rotationsachse
3 Zahnstange
4 Ritzel
5 Hydraulikzylinder
6 Schaltwelle
6 Kolbenstange
0 Getriebeaktor
1 E-Motor
7 Getriebe
8 Gelenkwelle
7 Antrieb

Claims

Patentansprüche
1 . Betätigungsvorrichtung für ein mehrere Übersetzungsstufen aufweisendes
Kraftfahrzeug-Getriebe (17) mit einem Antrieb (3, 35, 41 ) und einer Schaltwelle (16), wobei der Antrieb (3,35,41 ) direkt und/oder indirekt mit der Schaltwelle (16) verbunden ist, welche durch rotative und lineare Bewegungen Gänge schalten und wählen kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (3,35,41 ) mit zwei Exzenterräder (8,9) verbunden ist, wobei das erste Exzenterrad (8) mit der Schaltwelle (16) axial beweglich und rotativ fixiert so verbunden ist, dass durch eine Rotation des ersten Exzenterrades (8) eine rotative Bewegung, vorzugsweise eine Schaltbewegung der Schaltwelle (16) erzeugt wird und das zweite Exzenterrad (9) mit der Schaltwelle (16) gelenkig so verbunden ist, dass eine rotative Bewegung des Exzenterrads (9) eine lineare
Bewegung (28) der Schaltwelle (16) vorzugsweise zur Gangwahl erzeugt.
2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (3,35,41 ) ein rotativer oder linearer Antrieb ist, der Antrieb (3,35,41 ) Teil eines
Antriebsmoduls ist und die Betätigungsvorrichtung eine Antriebsschnittstelle aufweist, so dass das Antriebsmodul baukastenmäßig der Betätigungsvorrichtung zugeordnet und mit ihr verbunden werden kann.
3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (3,35,41 ) direkt rotativ, indirekt über Zahnräder rotativ oder indirekt über ein Wandlerelement zur Wandlung einer linearen Bewegung des Antriebs in eine rotative Bewegung mit einer Drehachse wenigstens eines der Exzenterräder (8,9) gekoppelt ist.
4. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmodul die Exzenterräder (8,9) mit umfasst.
5. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Exzenterräder (8,9) je über einen Freilauf (6,7) gelagert sind, die Freiläufe (6,7) widersinnig zueinander in verschiedene Richtungen sperrend angeordnet sind, das erste Exzenterrad (8) so mit der Schaltwelle (16) wirkverbunden ist, dass eine Rotation des ersten Exzenterrades (8) in eine erste Richtung eine zyklische rotative Bewegung, vorzugsweise eine Schaltbewegung in der Art einer umfangsmäßigen Hin- und Herbewegung der Schaltwelle (16) erzeugt, und das zweite Exzenterrad (9) so mit der Schaltwelle (16) wirkverbunden ist, dass eine Rotation des zweiten Exzenterrades (9) in eine zweite Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, eine zyklische Linearbewegung, vorzugsweise eine Wählbewegung in der Art einer linearen Hin- und Herbewegung der Schaltwelle (16) erzeugt.
6. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Exzenterrad (8) über eine erste Anordnung mit der Schaltwelle (16) verbunden ist, und die erste Anordnung wenigstens eine Gelenkwelle (18) und eine Kombination aus einer Zahnstange (10) und einem Ritzel (1 1 ) umfasst, wobei das Ritzel (1 1 ) direkt oder indirekt mittels eines Zahnrades (14) über eine Wellenverzahnung (13) axial beweglich mit der Schaltwelle (16) gekoppelt ist, so dass durch eine vollständige Drehung des ersten Exzenterrades (8) in die erste Richtung wenigstens ein Zyklus der
Schaltbewegung der Schaltwelle (16) durchlaufen wird.
7. Betätungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Exzenterrad (9) über eine zweite Anordnung mit der Schaltwelle (16) verbunden ist, und die zweite Anordnung wenigstens eine Gelenkwelle (15) umfasst, so dass eine vollständige Drehung des zweiten Exzenterrades (9) in die zweite Richtung wenigstens einen Zyklus der Wählbewegung der Schaltwelle (16) bewirkt.
8. Betätiungseinrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Exzenterräder (8,9) eine gemeinsame Achse oder jeweils eigene, getrennte Drehachsen aufweisen und der Antrieb (37,41 ) direkt mit dieser gemeinsamen Achse verbunden ist, oder der Antrieb (3, 35) indirekt über eine Zahnräderkombination (4,5) oder eine Kombination von Gelenkwelle (36) Zahnstange (33) und Ritzel (34) mit der gemeinsamen Achse oder wenigstens einer der getrennten Achsen verbunden ist.
9. Kraftfahrzeugs-Getriebeinrichtung, die mehrere Gänge bildende Übersetzungsstufen aufweist, die mittels einer Betätigungsvorrichtung ein- und auslegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildet ist.
10. Kraftfahrzeug-Antriebsstrang mit einer Kraftfahrzeug-Getriebeeinrichtung gemäß
Anspruch 9.
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