WO2017020902A1 - Actuator device for a transmission and transmission having the actuator device - Google Patents

Actuator device for a transmission and transmission having the actuator device Download PDF

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WO2017020902A1
WO2017020902A1 PCT/DE2016/200328 DE2016200328W WO2017020902A1 WO 2017020902 A1 WO2017020902 A1 WO 2017020902A1 DE 2016200328 W DE2016200328 W DE 2016200328W WO 2017020902 A1 WO2017020902 A1 WO 2017020902A1
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insert
shift sleeve
actuator device
electric motor
sleeve insert
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PCT/DE2016/200328
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Miroslav Marek
Radovan Knotek
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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Definitions

  • Actuator device for a transmission and transmission with the actuator device
  • the invention relates to an actuator device for a transmission with a shift sleeve insert for coupling a synchronizer body with a loose wheel and with an electric motor for axial displacement of the shift sleeve insert. Furthermore, the invention relates to a transmission with this actuator device.
  • shafts are selectively coupled via coupling devices with idler gears to change gears.
  • the coupling devices usually have a body which is rotatably connected to the shaft.
  • the coupling devices usually comprise a sliding sleeve, which has an inner axial toothing, wherein the sliding sleeve is non-rotatably, but axially displaceably connected to the body.
  • a synchronizer can be arranged between the idler gear and the coupling device in order to equalize the rotational speed between the shaft and the idler gear.
  • the actuation of the sliding sleeve is often done by shift forks, which engage in a circumferential groove of the sliding sleeve and which can put the sliding sleeve in the axial direction.
  • the shift forks are operated as a function of the configuration of the gear change by the switching force applied by a driver or by an actuator.
  • the invention has for its object to provide an actuator device for switching a transmission, which is easy to integrate. This object is achieved by an actuator device with the features of claim 1 and by a transmission with the features of claim 9. Preferred or advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims, the following description and the accompanying drawings.
  • the invention relates to an actuator device which is suitable and / or designed for a transmission.
  • the transmission is designed as a gear change gearbox or as a gear change gearbox.
  • the Aktorvorrichung is designed in particular for switching, preferably, the actuator device has the task to implement a coupling and / or decoupling between a shaft of the transmission and a loose wheel, in particular a gear wheel of the transmission.
  • the actuator device has a shift sleeve insert which is suitable and / or designed for coupling a synchronizer to the loose wheel.
  • the synchronizer body is in particular arranged rotationally fixed on the shaft.
  • the synchronizer body forms part of the actuator device.
  • the idler gear is arranged coaxially with the shaft and rotatably supported.
  • the shift sleeve insert is preferably designed sleeve-shaped, wherein on the inner wall Axialinnenver leopardung is arranged.
  • the synchronizer body has an external axial toothing, which is in a positive engagement with the Axialinnenverzahnung the shift sleeve insert, so that the shift sleeve insert and the synchronous body are arranged rotatably relative to each other.
  • the idler gear in particular a coupling portion of the idler gear, has an axial external toothing, so that the idler gear with the shift sleeve insert and thus with the synchronizer body can be brought into a positive engagement and thus rotatably coupled.
  • the shift sleeve insert In the coupled state, the shift sleeve insert is in a positive engagement with the synchronizer body and at the same time with the idler gear, so that the synchronizer body and thus the shaft with the idler gear is positively and / or rotatably connected.
  • the actuator device further comprises an electric motor for axial displacement of the shift sleeve insert.
  • the electric motor forms a drive for axial displacement of the shift sleeve insert.
  • the electric motor is assigned exclusively to the shift sleeve insert.
  • the electric motor has a rotor and a stator.
  • the electric motor is designed as an internal rotor.
  • the electric motor and / or its integration is designed so that the shift sleeve insert can be moved so that the shift sleeve insert can couple and decouple the idler gear.
  • the electric motor is designed as a stepper motor.
  • the electric motor can be designed as a servo motor with an encoder, in particular an absolute encoder, for the angular position.
  • an encoder in particular an absolute encoder
  • the axial position of the shift sleeve insert can be controlled via the angular position of the rotor.
  • the shift sleeve insert and the electric motor are arranged coaxially with each other.
  • the electric motor in particular a stator and / or rotor of the electric motor extends around the shift sleeve insert.
  • the shift sleeve insert in the electric motor in particular in a rotor space of the electric motor at least partially or completely arranged, in particular is integrated.
  • the shift sleeve insert and the electric motor are arranged at least in sections or completely concentrically with one another.
  • shift sleeve insert Due to the arrangement or integration of the shift sleeve insert in the interior of the electric motor, in particular partially or completely in the rotor space of the electric motor, it is achieved that the space requirement for the actuator device is very low. In particular, no complex lever mechanisms are required to transmit a movement from the electric motor to the shift sleeve insert. Instead, shift sleeve insert and electric motor are arranged very space saving to each other.
  • the actuator device is designed as a direct drive for the shift sleeve insert.
  • the terms axial and radial refer to the shaft or a main axis defined by the shaft, which is aligned coaxially with the shift sleeve insert and / or to the idler gear and / or to the electric motor.
  • the electric motor and the shift sleeve insert are operatively connected to each other via a rotary linear converter.
  • the rotary linear converter has the function to implement a rotational movement of the electric motor, in particular of the rotor of the electric motor, in a linear movement of the shift sleeve insert in the axial direction for moving the shift sleeve insert.
  • the actuator device comprises a push insert and a rotor device.
  • the rotor device comprises or is formed by the rotor of the electric motor.
  • the rotor device may be integral or composed of several parts.
  • the rotor device is rotatably formed with the rotor.
  • the push insert is arranged coaxially with the rotor device and / or in the rotor device.
  • the thrust body is e.g. designed as a sleeve.
  • the push insert is rotatably disposed in the actuator device.
  • the push insert with the rotor device and on the other hand, the push insert is operatively connected to the shift sleeve insert.
  • the active compounds are designed so that a rotation of the rotor device leads to an axial displacement of the push insert and the shift sleeve insert.
  • the rotor device and the push insert together form a spindle drive, which converts the rotational movement and the linear movement.
  • the rotor device and the push insert are over Thread operatively connected.
  • the push insert has an external thread and the rotor device has an internal thread, with the external thread and the internal thread interlocking. If the rotor device rotates, the push insert is turned out in the axial direction.
  • the shift sleeve insert and the push insert are non-displaceable in the axial direction, preferably non-displaceably positive, are coupled together.
  • push insert and shift sleeve insert are decoupled in the direction of rotation, so that the shift sleeve insert, which is rotatably coupled to the shaft or coupled, can rotate during operation, regardless of the push insert.
  • the push insert is mounted relative to the shift sleeve insert via a thrust bearing assembly.
  • the radial mounting of the shift sleeve insert is preferably carried out by the support on the synchronizer body.
  • a thrust bearing arrangement is advantageous because the push insert moves the shift sleeve insert in the axial direction, so that it must contact the shift sleeve insert.
  • the shaft so that the synchronizer body and with this the shift sleeve insert rotate strongly, so that the thrust bearing assembly reduces the friction in the actuator device.
  • the thrust bearing assembly comprises a first and a second axial roller bearing.
  • a shoulder portion of the shift sleeve insert is disposed between the Axialinholzlagern.
  • the shift sleeve insert is supported by the Axial anymorelzlagern in the axial direction on both sides.
  • the Axial maybelzlager be embraced by the push insert on both sides, so that by embracing an abutment is formed.
  • a shoulder can be inserted into the push insert for the anvil, but alternatively a ring is inserted into the push insert.
  • Such a ring is also advantageous in order to design the actuator device in an assembly-appropriate manner.
  • the shift sleeve insert in the electric motor is arranged flush or even offset inwards.
  • the shift sleeve insert in the axial direction as long as the electric motor, in particular the rotor of the electric motor, designed or even implemented shorter. This ensures that the actuator device is very compact.
  • Another object of the invention relates to a transmission, in particular a gear change gear or gear change transmission, with a shaft, in particular a main shaft, a synchronizer body, wherein the synchronizer body is rotatably mounted on the shaft, and at least one idler gear, wherein the idler gear is disposed on the shaft.
  • the transmission comprises the actuator device according to one of the preceding claims.
  • the actuator device serves to positively couple or decouple the synchronizer body with the idler gear by means of the shift sleeve insert.
  • the transmission can assume at least or exactly a coupling state, wherein the synchronizer body is positively coupled to the idler gear by the shift sleeve insert in the direction of rotation.
  • FIG. 1 shows a schematic longitudinal section through an actuator device together with a detailed representation of the actuator device as an embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows the actuator device in FIG. 1 in an exploded view
  • FIGS. 3a-c show a transmission with the actuator device of the preceding figures in different operating states.
  • FIG. 1 shows an actuator device 1 for a transmission 2 (FIGS. 3 a, b, c) as an exemplary embodiment of the invention in a schematic longitudinal section along a main axis H of the actuator device 1.
  • the transmission 2 is designed as a gear or gear change transmission.
  • the actuator device 1 is designed to perform a gear or gear change under control.
  • the actuator device 1 has a shift sleeve insert 3.
  • the shift sleeve insert 3 is formed as a sleeve, wherein arranged on the inner peripheral surface of an axial toothing 4 with a plurality of teeth extending in the axial direction or parallel to the main axis H, in particular is formed.
  • the axial toothing 4 is designed as a roof toothing.
  • the actuator device has an electric motor 5, which is designed as an internal rotor.
  • the electric motor 5 has a stator 6 and an internal rotor 7.
  • the rotor 7 defines by its inner peripheral surface and its axial extent a rotor space, wherein in the rotor space of the shift sleeve insert 3 is arranged.
  • the electric motor 5, the stator 6, the rotor 7 and the shift sleeve insert 3 are arranged coaxially with each other.
  • the actuator device is in a neutral state, wherein the shift sleeve insert 3 is arranged concentrically to the electric motor 5, the stator 6 and / or the rotor 7.
  • the actuator device 1 is very compact, wherein the axial width of the actuator device 1 is fixed in the neutral state by the axial width of the stator 6 and the rotor 7.
  • the axial sides of the shift sleeve insert 3 are arranged within the rotor space.
  • the stator 6 is formed as a circumferential sleeve or ring.
  • the rotor 7 is designed as a rotor device 8 and carries at its radially inner circumferential surface an internal thread 9.
  • the internal thread 9 may also be placed as a separate part on the rotor 7, so that rotor 7 and internal thread 9 together form the rotor device 8.
  • a push insert 10 is provided coaxially with the major axis H.
  • the push insert 10 carries on its radial outer surface an external thread 1 1.
  • the external thread 1 1 is in engagement with the internal thread 9.
  • the push insert 10 and the rotor device 8 together form a spindle drive and / or a rotary linear converter. Upon rotation of the rotor device 8, the push insert 10 is moved in the axial direction to the main axis of rotation H via the internal thread 9 and the external thread 1 1. It is preferably ensured that the push insert 10 can not rotate.
  • the push insert 10 is in turn connected via a thrust bearing assembly 12 with the shift sleeve insert 3, in such a way that the shift sleeve insert 3 can rotate independently of the push insert 10, but is taken in the axial movement in both axial directions of the push insert 10.
  • the axial bearing arrangement has a first and a second axial roller bearing 13a, b.
  • the shift sleeve insert 3 has a shoulder portion 14, which is divided in this present embodiment by a groove portion 15 in two individual webs 16a, b.
  • At the axial outer sides of the individual webs 16 a, b and the shoulder portion 14 is in each case one of the Axialmélzlager 13 a, b at.
  • a respective bearing ring of the Axialsammlunglzlagers 13 a, b is rotatably connected to the shift sleeve insert 3.
  • the other bearing ring of the thrust roller bearings 13a, b is rotatably coupled to the push insert 10.
  • the push insert 10 on its radially inner peripheral surface on a contact shoulder 17 on which the Axial maybelzlager 13a optionally rests with the interposition of a seal.
  • a circumferential groove 18 for receiving a retaining ring 19 is mounted in the push insert 10, wherein the second bearing ring of the second thrust roller bearing 13b is supported on the retaining ring 19 in the axial direction.
  • a seal is interposed. If the pusher insert 10 is then displaced to the right by rotation of the rotor device 8 in the image in FIG.
  • the abutment shoulder 17 presses against the first axial roller bearing 13a and thus urges the shift sleeve insert 3 in the desired direction. If the push insert 10 is moved to the left, then the retaining ring 19 presses against the second axial roller bearing 13b, so that the shift sleeve insert 3 is moved in the desired direction.
  • the actuator device 1 is shown in an exploded view, wherein it can be seen that the electric motor 5 forms a very large passage openings with the stator 6 and the rotor 7.
  • the axial width of the electric motor 5 is greater than the simple ring width of the electric motor 5 in the radial direction.
  • the free diameter of the electric motor 5 is at least five times as large as the simple simple ring width of the electric motor 5 in the radial direction.
  • the internal thread 9 can be seen, which in the present case has only three threads. Due to the small number of threads of the internal thread 9 a large axial stroke is achieved with a few turns of the rotor 7.
  • the push insert 10 is shown, which is formed as a sleeve.
  • the push insert 10 has an external thread 1 1, which is complementary to the internal thread 9 is formed.
  • a synchronizer ring or Snychronringvers 24a, b arranged between the synchronizer body 23 and the idler gears 22a, b arranged.
  • the shift sleeve insert 3 is connected to the Axialinnenvertechnikung 4 in engagement with a Axialaußenvertechnikung 25 of the synchronizer body 23.
  • the push insert 10 and thus the shift sleeve insert 3 is displaced in the axial direction to the idler gear 24a.
  • the transmission 20 is shown in a neutral state, wherein the shift sleeve insert 3 is disposed completely in the rotor space of the rotor 7.
  • a first switching state is shown, wherein the shift sleeve insert 3 is extended to the left and is rotatably connected to the idler gear 22a.
  • a second switching state is shown, wherein the shift sleeve insert 3 is extended to the right and is rotatably coupled to the second idler gear 22b.

Abstract

In gearshift transmissions, shafts are selectively coupled to loose gears by means of coupling apparatuses in order to shift gears. The coupling apparatuses usually have a body that is connected to the shaft for conjoint rotation. For coupling, the coupling apparatuses typically have a sliding sleeve, which has an inner axial set of teeth, wherein the sliding sleeve is connected to the body for conjoint rotation but in an axially slidable manner. By means of axial sliding of the sliding sleeve, the sliding sleeve is moved onto a coupling segment of the loose gear such that the loose gear and the body are connected for conjoint rotation by means of the sliding sleeve. The problem addressed by the invention is that of proposing an actuator device for shifting a transmission, said actuator device being easy to integrate. This problem is solved by means of an actuator device (1) for a transmission (2) having a shifting sleeve insert (3) for coupling a synchronizing body (23) to a loose gear (22a, b) and having an electric motor (5) for axially sliding the shifting sleeve insert (3), wherein the shifting sleeve insert (3) is arranged coaxial to the electric motor and/or in the electric motor (5).

Description

Aktorvorrichtung für ein Getriebe sowie Getriebe mit der Aktorvorrichtung  Actuator device for a transmission and transmission with the actuator device
Die Erfindung betrifft eine Aktorvorrichtung für ein Getriebe mit einem Schaltmuffeneinsatz zur Kopplung eines Synchronkörpers mit einem Losrad und mit einem Elektromotor zum axialen Verschieben des Schaltmuffeneinsatzes. Ferner betrifft die Erfindung ein Getriebe mit dieser Aktorvorrichtung. The invention relates to an actuator device for a transmission with a shift sleeve insert for coupling a synchronizer body with a loose wheel and with an electric motor for axial displacement of the shift sleeve insert. Furthermore, the invention relates to a transmission with this actuator device.
In Gangwechselgetrieben werden zum Wechseln der Gänge Wellen über Kopplungseinrichtungen mit Losrädern selektiv gekoppelt. Die Kopplungseinrichtungen weisen meistens einen Körper auf, welcher drehfest mit der Welle verbunden ist. Zur Kopplung umfassen die Kopplungseinrichtungen üblicherweise eine Schiebemuffe, welche eine Innenaxialverzahnung aufweist, wobei die Schiebemuffe drehfest, jedoch axial verschiebbar mit dem Körper verbunden ist. Durch ein axiales Verschieben der Schiebemuffe wird diese auf einen Kopplungsabschnitt des Losrads gefahren, sodass das Losrad und der Körper über die Schiebemuffe drehfest verbunden sind. Optional kann zwischen dem Losrad und der Kopplungseinrichtung eine Synchroneinrichtung angeordnet sein, um die Drehzahl zwischen der Welle und dem Losrad anzugleichen. In gear change transmissions, shafts are selectively coupled via coupling devices with idler gears to change gears. The coupling devices usually have a body which is rotatably connected to the shaft. For coupling, the coupling devices usually comprise a sliding sleeve, which has an inner axial toothing, wherein the sliding sleeve is non-rotatably, but axially displaceably connected to the body. By an axial displacement of the sliding sleeve, this is moved to a coupling portion of the idler gear, so that the idler gear and the body are rotatably connected via the sliding sleeve. Optionally, a synchronizer can be arranged between the idler gear and the coupling device in order to equalize the rotational speed between the shaft and the idler gear.
Die Betätigung der Schiebemuffe erfolgt oftmals durch Schaltgabeln, welche in eine umlaufende Nut der Schiebemuffe eingreifen und welche die Schiebemuffe in axialer Richtung versetzen können. Die Schaltgabeln werden in Abhängigkeit der Ausgestaltung des Gangwechselgetriebes durch die von einem Fahrer aufgewandte Schaltkraft oder durch eine Aktorik bedient. The actuation of the sliding sleeve is often done by shift forks, which engage in a circumferential groove of the sliding sleeve and which can put the sliding sleeve in the axial direction. The shift forks are operated as a function of the configuration of the gear change by the switching force applied by a driver or by an actuator.
Die Druckschrift WO 2004/00 5769 A1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, offenbart eine Getriebeschaltung für Losräder mit Schiebemuffen, welche drehfest mit einer Hauptwelle verbunden und durch axiales Verschieben mit einem zu schaltenden Losrad in Formschluss bringbar sind, wobei die Betätigung der jeweiligen Schiebemuffe über zumindest eine Stelleinheit vorgesehen ist, wobei die Stelleinheit einen elektrischen Stellmotor aufweist. The publication WO 2004/00 5769 A1, which forms probably the closest prior art discloses a transmission circuit for idler gears with sliding sleeves, which are rotatably connected to a main shaft and can be brought by axial displacement with a to-switch idler gear in positive engagement, the operation of the respective sliding sleeve is provided via at least one actuating unit, wherein the actuating unit has an electric servomotor.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Aktorvorrichtung zum Schalten eines Getriebes vorzuschlagen, welche einfach zu integrieren ist. Diese Aufgabe wird durch eine Aktorvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Getriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren. The invention has for its object to provide an actuator device for switching a transmission, which is easy to integrate. This object is achieved by an actuator device with the features of claim 1 and by a transmission with the features of claim 9. Preferred or advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims, the following description and the accompanying drawings.
Gegenstand der Erfindung ist eine Aktorvorrichtung, welche für ein Getriebe geeignet und/oder ausgebildet ist. Insbesondere ist das Getriebe als ein Gangwechselgetriebe oder als ein Zahnradwechselgetriebe ausgebildet. Die Aktorvorrichung ist insbesondere zum Schalten ausgebildet, vorzugsweise hat die Aktorvorrichtung die Aufgabe, eine Kopplung und/oder Entkopplung zwischen einer Welle des Getriebes und einem Losrad, insbesondere eines Gangrads des Getriebes umzusetzen. The invention relates to an actuator device which is suitable and / or designed for a transmission. In particular, the transmission is designed as a gear change gearbox or as a gear change gearbox. The Aktorvorrichung is designed in particular for switching, preferably, the actuator device has the task to implement a coupling and / or decoupling between a shaft of the transmission and a loose wheel, in particular a gear wheel of the transmission.
Die Aktorvorrichtung weist einen Schaltmuffeneinsatz auf, welcher zur Kopplung eines Synchronkörpers mit dem Losrad geeignet und/oder ausgebildet ist. Der Synchronkörper ist insbesondere auf der Welle drehfest angeordnet. Optional bildet der Synchronkörper einen Teil der Aktorvorrichtung. Das Losrad ist koaxial zu der Welle angeordnet und drehbar gelagert. Der Schaltmuffeneinsatz ist vorzugsweise hülsenförmig ausgebildet, wobei an dessen Innenwandung eine Axialinnenverzahnung angeordnet ist. Der Synchronkörper weist eine Axialaußenverzahnung auf, welche mit der Axialinnenverzahnung des Schaltmuffeneinsatzes in einem formschlüssigen Eingriff steht, sodass der Schaltmuffeneinsatz und der Synchron körper zueinander drehfest angeordnet sind. The actuator device has a shift sleeve insert which is suitable and / or designed for coupling a synchronizer to the loose wheel. The synchronizer body is in particular arranged rotationally fixed on the shaft. Optionally, the synchronizer body forms part of the actuator device. The idler gear is arranged coaxially with the shaft and rotatably supported. The shift sleeve insert is preferably designed sleeve-shaped, wherein on the inner wall Axialinnenverzahnung is arranged. The synchronizer body has an external axial toothing, which is in a positive engagement with the Axialinnenverzahnung the shift sleeve insert, so that the shift sleeve insert and the synchronous body are arranged rotatably relative to each other.
Das Losrad, insbesondere ein Koppelabschnitt des Losrads, weist eine Axialaußenverzahnung auf, sodass das Losrad mit dem Schaltmuffeneinsatz und damit mit dem Synchronkörper in einen formschlüssigen Eingriff bringbar und damit drehfest koppelbar ist. In dem gekoppelten Zustand ist der Schaltmuffeneinsatz in einem formschlüssigen Eingriff mit dem Synchronkörper und zugleich mit dem Losrad, so dass der Synchronkörper und damit die Welle mit dem Losrad formschlüssig und/oder drehfest verbunden ist. The idler gear, in particular a coupling portion of the idler gear, has an axial external toothing, so that the idler gear with the shift sleeve insert and thus with the synchronizer body can be brought into a positive engagement and thus rotatably coupled. In the coupled state, the shift sleeve insert is in a positive engagement with the synchronizer body and at the same time with the idler gear, so that the synchronizer body and thus the shaft with the idler gear is positively and / or rotatably connected.
Die Aktorvorrichtung umfasst ferner einen Elektromotor zum axialen Verschieben des Schaltmuffeneinsatzes. Insbesondere bildet der Elektromotor einen Antrieb zum axialen Verschieben des Schaltmuffeneinsatzes. Vorzugsweise ist der Elektromotor dem Schaltmuffeneinsatz exklusiv zugeordnet. Der Elektromotor weist einen Rotor und einen Stator auf. Insbesondere ist der Elektromotor als ein Innenläufer ausgebildet. Vorzugsweise ist der Elektromotor und/oder dessen Integration so ausgeführt, dass der Schaltmuffeneinsatz derart verschoben werden kann, dass der Schaltmuffeneinsatz das Losrad koppeln und entkoppeln kann. Vorzugsweise ist der Elektromotor als ein Schrittmotor ausgebildet. Alternativ kann der Elektromotro als ein Servormotor mit einem Encoder, insbesondere einem Absolutencoder, für die Winkelstellung ausgebildet sein. Durch diese bevorzugte Ausgestaltung kann über die Winkelposition des Rotors die axiale Position des Schaltmuffeneinsatzes kontrolliert werden. The actuator device further comprises an electric motor for axial displacement of the shift sleeve insert. In particular, the electric motor forms a drive for axial displacement of the shift sleeve insert. Preferably, the electric motor is assigned exclusively to the shift sleeve insert. The electric motor has a rotor and a stator. In particular, the electric motor is designed as an internal rotor. Preferably, the electric motor and / or its integration is designed so that the shift sleeve insert can be moved so that the shift sleeve insert can couple and decouple the idler gear. Preferably, the electric motor is designed as a stepper motor. Alternatively, the electric motor can be designed as a servo motor with an encoder, in particular an absolute encoder, for the angular position. Through this preferred embodiment, the axial position of the shift sleeve insert can be controlled via the angular position of the rotor.
Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Schaltmuffeneinsatz und der Elektromotor koaxial zueinander angeordnet sind. Insbesondere erstreckt sich der Elektromotor, im Speziellen ein Stator und/oder Rotor des Elektromotors um den Schaltmuffeneinsatz herum. Alternativ oder ergänzend wird beansprucht, dass der Schaltmuffeneinsatz in dem Elektromotor, insbesondere in einem Rotorraum des Elektromotors zumindest abschnittsweise oder vollständig angeordnet, insbesondere integriert ist. Besonders bevorzugt sind Schaltmuffeneinsatz und Elektromotor zumindest abschnittsweise oder vollständig konzentrisch zueinander angeordnet. In the context of the invention, it is proposed that the shift sleeve insert and the electric motor are arranged coaxially with each other. In particular, the electric motor, in particular a stator and / or rotor of the electric motor extends around the shift sleeve insert. Alternatively or additionally, it is claimed that the shift sleeve insert in the electric motor, in particular in a rotor space of the electric motor at least partially or completely arranged, in particular is integrated. Particularly preferably, the shift sleeve insert and the electric motor are arranged at least in sections or completely concentrically with one another.
Durch die Anordnung oder Integration des Schaltmuffeneinsatzes in das Innere des Elektromotors, insbesondere teilweise oder vollständig in den Rotorraum des Elektromotors, wird erreicht, dass der Bauraumbedarf für die Aktorvorrichtung sehr gering ausfällt. Insbesondere werden keine aufwendigen Hebelwerke benötigt, um eine Bewegung von dem Elektromotor zu dem Schaltmuffeneinsatz zu übertragen. Stattdessen sind Schaltmuffeneinsatz und Elektromotor sehr platzsparend zueinander angeordnet. Due to the arrangement or integration of the shift sleeve insert in the interior of the electric motor, in particular partially or completely in the rotor space of the electric motor, it is achieved that the space requirement for the actuator device is very low. In particular, no complex lever mechanisms are required to transmit a movement from the electric motor to the shift sleeve insert. Instead, shift sleeve insert and electric motor are arranged very space saving to each other.
Insbesondere ist die Aktorvorrichtung als ein Direktantrieb für den Schaltmuffeneinsatz ausgebildet. Die Bezeichnungen axial und radial beziehen sich auf die Welle oder eine durch die Welle definierte Hauptachse, welche koaxial zu dem Schaltmuffeneinsatz und/oder zu dem Losrad und/oder zu dem Elektromotor ausgerichtet ist. In particular, the actuator device is designed as a direct drive for the shift sleeve insert. The terms axial and radial refer to the shaft or a main axis defined by the shaft, which is aligned coaxially with the shift sleeve insert and / or to the idler gear and / or to the electric motor.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind der Elektromotor und der Schaltmuffeneinsatz über einen Rotations-Linearwandler miteinander wirkverbunden. Der Rotations-Linearwandler hat die Funktion, eine Rotationsbewegung des Elektromotors, insbesondere des Rotors des Elektromotors, in eine Linearbewegung des Schaltmuffeneinsatzes in axialer Richtung zum Verschieben des Schaltmuffeneinsatzes umzusetzen. In a preferred embodiment of the invention, the electric motor and the shift sleeve insert are operatively connected to each other via a rotary linear converter. The rotary linear converter has the function to implement a rotational movement of the electric motor, in particular of the rotor of the electric motor, in a linear movement of the shift sleeve insert in the axial direction for moving the shift sleeve insert.
Bei einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Aktorvorrichtung einen Schubeinsatz und eine Rotoreinrichtung. Die Rotoreinrichtung umfasst den Rotor des Elektromotors oder ist durch diesen gebildet. Die Rotoreinrichtung kann einstückig oder aus mehreren Teilen zusammengesetzt sein. Insbesondere ist die Rotoreinrichtung drehfest mit dem Rotor ausgebildet. Der Schubeinsatz ist koaxial zu der Rotoreinrichtung und/oder in der Rotoreinrichtung angeordnet. Der Schubkörper ist z.B. als eine Hülse ausgebildet. Vorzugsweise ist der Schubeinsatz drehfest in der Aktorvorrichtung angeordnet ist. Zum einen ist der Schubeinsatz mit der Rotoreinrichtung und zum anderen ist der Schubeinsatz mit dem Schaltmuffeneinsatz wirkverbunden. Die Wirkverbindungen sind so gestaltet, dass eine Rotation der Rotoreinrichtung zu einem axialen Verschieben des Schubeinsatzes und des Schaltmuffeneinsatzes führt. In a preferred structural embodiment of the invention, the actuator device comprises a push insert and a rotor device. The rotor device comprises or is formed by the rotor of the electric motor. The rotor device may be integral or composed of several parts. In particular, the rotor device is rotatably formed with the rotor. The push insert is arranged coaxially with the rotor device and / or in the rotor device. The thrust body is e.g. designed as a sleeve. Preferably, the push insert is rotatably disposed in the actuator device. On the one hand, the push insert with the rotor device and on the other hand, the push insert is operatively connected to the shift sleeve insert. The active compounds are designed so that a rotation of the rotor device leads to an axial displacement of the push insert and the shift sleeve insert.
Insbesondere bilden Rotoreinrichtung und der Schubeinsatz gemeinsam einen Spindeltrieb, welcher die Rotationsbewegung und die Linearbewegung umsetzt. Alternativ oder ergänzend sind die Rotoreinrichtung und der Schubeinsatz über ein Gewinde miteinander wirkverbunden. Dabei weist der Schubeinsatz ein Außengewinde und die Rotoreinrichtung ein Innengewinde auf, wobei das Außengewinde und das Innengewinde ineinandergreifen. Rotiert die Rotoreinrichtung, so wird der Schubeinsatz in axialer Richtung herausgedreht. In particular, the rotor device and the push insert together form a spindle drive, which converts the rotational movement and the linear movement. Alternatively or additionally, the rotor device and the push insert are over Thread operatively connected. In this case, the push insert has an external thread and the rotor device has an internal thread, with the external thread and the internal thread interlocking. If the rotor device rotates, the push insert is turned out in the axial direction.
Vorzugsweise sind der Schaltmuffeneinsatz und der Schubeinsatz in axialer Richtung verschiebefest, vorzugsweise formschlüssig verschiebefest, miteinander gekoppelt sind. Jedoch sind Schubeinsatz und Schaltmuffeneinsatz in Umlaufrichtung entkoppelt, sodass der Schaltmuffeneinsatz, welcher drehfest mit der Welle gekoppelt oder koppelbar ist, im Betrieb rotieren kann und zwar unabhängig von dem Schubeinsatz. Preferably, the shift sleeve insert and the push insert are non-displaceable in the axial direction, preferably non-displaceably positive, are coupled together. However, push insert and shift sleeve insert are decoupled in the direction of rotation, so that the shift sleeve insert, which is rotatably coupled to the shaft or coupled, can rotate during operation, regardless of the push insert.
Es ist besonders bevorzugt, dass der Schubeinsatz gegenüber dem Schaltmuffeneinsatz über eine Axiallageranordnung gelagert ist. Die radiale Lagerung des Schaltmuffeneinsatzes erfolgt vorzugsweise durch die Abstützung an dem Synchronkörper. Jedoch ist eine Axiallageranordnung vorteilhaft, da der Schubeinsatz den Schaltmuffeneinsatz in axialer Richtung bewegt, sodass dieser den Schaltmuffeneinsatz kontaktieren muss. Insbesondere im Betrieb wird die Welle, damit der Synchronkörper und mit diesem der Schaltmuffeneinsatz stark rotieren, sodass die Axiallageranordnung die Reibung in der Aktorvorrichtung herabsetzt. It is particularly preferred that the push insert is mounted relative to the shift sleeve insert via a thrust bearing assembly. The radial mounting of the shift sleeve insert is preferably carried out by the support on the synchronizer body. However, a thrust bearing arrangement is advantageous because the push insert moves the shift sleeve insert in the axial direction, so that it must contact the shift sleeve insert. In particular, during operation, the shaft, so that the synchronizer body and with this the shift sleeve insert rotate strongly, so that the thrust bearing assembly reduces the friction in the actuator device.
Bei einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung weist die Axiallageranordnung ein erstes und ein zweites Axialwälzlager auf. Ein Schulterabschnitt des Schaltmuffeneinsatzes ist zwischen den Axialwälzlagern angeordnet. Somit wird der Schaltmuffeneinsatz von den Axialwälzlagern in axialer Richtung beidseitig gelagert. Die Axialwälzlager werden von dem Schubeinsatz beidseitig umgriffen, sodass durch das Umgreifen ein Gegenlager gebildet ist. Für das Gegenlager kann beispielsweise eine Schulter in den Schubeinsatz eingesetzt werden, alternativ hierzu wird jedoch ein Ring in den Schubeinsatz eingesetzt. Ein derartiger Ring ist zudem vorteilhaft, um die Aktorvorrichtung montagegerecht auszubilden. Es ist besonders bevorzugt, dass in einem Neutralzustand der Aktorvorrichtung der Schaltmuffeneinsatz in dem Elektromotor bündig oder sogar nach innen versetzt angeordnet ist. Insbesondere ist der Schaltmuffeneinsatz in axialer Richtung so lang wie der Elektromotor, insbesondere der Rotor des Elektromotors, ausgebildet oder sogar kürzer realisiert. Dadurch wird erreicht, dass die Aktorvorrichtung sehr kompakt baut. In a preferred structural embodiment, the thrust bearing assembly comprises a first and a second axial roller bearing. A shoulder portion of the shift sleeve insert is disposed between the Axialwälzlagern. Thus, the shift sleeve insert is supported by the Axialwälzlagern in the axial direction on both sides. The Axialwälzlager be embraced by the push insert on both sides, so that by embracing an abutment is formed. For example, a shoulder can be inserted into the push insert for the anvil, but alternatively a ring is inserted into the push insert. Such a ring is also advantageous in order to design the actuator device in an assembly-appropriate manner. It is particularly preferred that in a neutral state of the actuator device, the shift sleeve insert in the electric motor is arranged flush or even offset inwards. In particular, the shift sleeve insert in the axial direction as long as the electric motor, in particular the rotor of the electric motor, designed or even implemented shorter. This ensures that the actuator device is very compact.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Getriebe, insbesondere ein Gangwechselgetriebe oder Zahnradwechselgetriebe, mit einer Welle, insbesondere einer Hauptwelle, einem Synchronkörper, wobei der Synchronkörper drehfest auf der Welle aufgesetzt ist, sowie mindestens ein Losrad, wobei das Losrad auf der Welle angeordnet ist. Ferner umfasst das Getriebe die Aktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Wie bereits erläutert, dient die Aktorvorrichtung dazu, mittels des Schaltmuffeneinsatzes den Synchronkörper mit dem Losrad formschlüssig zu koppeln oder zu entkoppeln. Another object of the invention relates to a transmission, in particular a gear change gear or gear change transmission, with a shaft, in particular a main shaft, a synchronizer body, wherein the synchronizer body is rotatably mounted on the shaft, and at least one idler gear, wherein the idler gear is disposed on the shaft. Furthermore, the transmission comprises the actuator device according to one of the preceding claims. As already explained, the actuator device serves to positively couple or decouple the synchronizer body with the idler gear by means of the shift sleeve insert.
Es ist vorgesehen, dass in einem Neutralzustand der Schaltmuffeneinsatz in dem Elektromotor angeordnet ist und das Losrad von dem Schaltmuffeneinsatz entkoppelt ist. Ferner kann das Getriebe mindestens oder genau einen Kopplungszustand einnehmen, wobei der Synchronkörper mit dem Losrad durch den Schaltmuffeneinsatz in Umlaufrichtung formschlüssig gekoppelt ist. It is envisaged that in a neutral state of the shift sleeve insert is arranged in the electric motor and the idler gear is decoupled from the shift sleeve insert. Furthermore, the transmission can assume at least or exactly a coupling state, wherein the synchronizer body is positively coupled to the idler gear by the shift sleeve insert in the direction of rotation.
Weitere Merkmale, Wirkungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen: Further features, effects and advantages of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment of the invention and the accompanying figures. Showing:
Figur 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Aktorvorrichtung zusammen mit einer Detaildarstellung der Aktorvorrichtung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung; 1 shows a schematic longitudinal section through an actuator device together with a detailed representation of the actuator device as an embodiment of the invention;
Figur 2 die Aktorvorrichtung in der Figur 1 in einer Explosionsdarstellung; Die Figuren 3a-c ein Getriebe mit der Aktorvorrichtung der vorhergehenden Figuren in verschiedenen Betriebszuständen. FIG. 2 shows the actuator device in FIG. 1 in an exploded view; FIGS. 3a-c show a transmission with the actuator device of the preceding figures in different operating states.
Die Figur 1 zeigt eine Aktorvorrichtung 1 für ein Getriebe 2 (Figuren 3a, b, c) als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem schematischen Längsschnitt entlang einer Hauptachse H der Aktorvorrichtung 1 . Das Getriebe 2 ist als ein Zahnrad- oder Gangwechselgetriebe ausgebildet. Die Aktorvorrichtung 1 ist ausgebildet, gesteuert einen Zahnrad- oder Gangwechsel durchzuführen. FIG. 1 shows an actuator device 1 for a transmission 2 (FIGS. 3 a, b, c) as an exemplary embodiment of the invention in a schematic longitudinal section along a main axis H of the actuator device 1. The transmission 2 is designed as a gear or gear change transmission. The actuator device 1 is designed to perform a gear or gear change under control.
Die Aktorvorrichtung 1 weist einen Schaltmuffeneinsatz 3 auf. Der Schaltmuffeneinsatz 3 ist als eine Hülse ausgebildet, wobei an dessen inneren Umfangsfläche eine Axialverzahnung 4 mit einer Mehrzahl in axialer Richtung oder parallel zu der Hauptachse H verlaufende Zähne angeordnet, insbesondere angeformt ist. Insbesondere ist die Axialverzahnung 4 als eine Dachverzahnung ausgebildet. The actuator device 1 has a shift sleeve insert 3. The shift sleeve insert 3 is formed as a sleeve, wherein arranged on the inner peripheral surface of an axial toothing 4 with a plurality of teeth extending in the axial direction or parallel to the main axis H, in particular is formed. In particular, the axial toothing 4 is designed as a roof toothing.
Die Aktorvorrichtung weist einen Elektromotor 5 auf, welcher als ein Innenläufer ausgebildet ist. Der Elektromotor 5 weist einen Stator 6 sowie einen innenlaufenden Rotor 7 auf. Der Rotor 7 definiert durch seine Innenumfangsfläche und seiner axialen Erstreckung einen Rotorraum, wobei in dem Rotorraum der Schaltmuffeneinsatz 3 angeordnet ist. Insbesondere sind der Elektromotor 5, der Stator 6, der Rotor 7 und der Schaltmuffeneinsatz 3 koaxial zueinander angeordnet. In der Darstellung in der Figur 1 befindet sich die Aktorvorrichtung in einem Neutralzustand, wobei der Schaltmuffeneinsatz 3 konzentrisch zu dem Elektromotor 5, dem Stator 6 und/oder dem Rotor 7 angeordnet ist. Die Aktorvorrichtung 1 ist sehr kompakt ausgebildet, wobei die axiale Breite der Aktorvorrichtung 1 in dem Neutralzustand durch die axiale Breite des Stators 6 beziehungsweise des Rotors 7 festgelegt ist. Die axialen Seiten des Schaltmuffeneinsatzes 3 sind innerhalb des Rotorraums angeordnet. The actuator device has an electric motor 5, which is designed as an internal rotor. The electric motor 5 has a stator 6 and an internal rotor 7. The rotor 7 defines by its inner peripheral surface and its axial extent a rotor space, wherein in the rotor space of the shift sleeve insert 3 is arranged. In particular, the electric motor 5, the stator 6, the rotor 7 and the shift sleeve insert 3 are arranged coaxially with each other. In the illustration in FIG. 1, the actuator device is in a neutral state, wherein the shift sleeve insert 3 is arranged concentrically to the electric motor 5, the stator 6 and / or the rotor 7. The actuator device 1 is very compact, wherein the axial width of the actuator device 1 is fixed in the neutral state by the axial width of the stator 6 and the rotor 7. The axial sides of the shift sleeve insert 3 are arranged within the rotor space.
Auf der rechten Seite ist ein Detailausschnitt der Aktorvorrichtung 1 dargestellt, aus dem zu erkennen ist, dass der Stator 6 als eine umlaufende Hülse oder Ring ausgebildet ist. Der Rotor 7 ist als eine Rotoreinrichtung 8 ausgebildet und trägt an dessen radial innenliegenden Umlauffläche ein Innengewinde 9. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann das Innengewinde 9 auch als ein separates Teil auf den Rotor 7 aufgesetzt sein, sodass Rotor 7 und Innengewinde 9 gemeinsam die Rotoreinrichtung 8 bilden. On the right side, a detail of the actuator device 1 is shown, from which it can be seen that the stator 6 is formed as a circumferential sleeve or ring. The rotor 7 is designed as a rotor device 8 and carries at its radially inner circumferential surface an internal thread 9. In others Embodiments, the internal thread 9 may also be placed as a separate part on the rotor 7, so that rotor 7 and internal thread 9 together form the rotor device 8.
Ferner ist ein Schubeinsatz 10 koaxial zu der Hauptachse H vorgesehen. Der Schubeinsatz 10 trägt an seiner radialen Außenfläche ein Außengewinde 1 1 . Das Außengewinde 1 1 steht im Eingriff mit dem Innengewinde 9. Der Schubeinsatz 10 und die Rotoreinrichtung 8 bilden gemeinsam einen Spindeltrieb und/oder einen Rotations- Linearwandler. Bei einer Drehung der Rotoreinrichtung 8 wird über das Innengewinde 9 und das Außengewinde 1 1 der Schubeinsatz 10 in axialer Richtung zu der Hauptdrehachse H bewegt. Dabei ist vorzugsweise sichergestellt, dass der Schubeinsatz 10 sich nicht drehen kann. Further, a push insert 10 is provided coaxially with the major axis H. The push insert 10 carries on its radial outer surface an external thread 1 1. The external thread 1 1 is in engagement with the internal thread 9. The push insert 10 and the rotor device 8 together form a spindle drive and / or a rotary linear converter. Upon rotation of the rotor device 8, the push insert 10 is moved in the axial direction to the main axis of rotation H via the internal thread 9 and the external thread 1 1. It is preferably ensured that the push insert 10 can not rotate.
Der Schubeinsatz 10 ist wiederum über eine Axiallageranordnung 12 mit dem Schaltmuffeneinsatz 3 verbunden, und zwar derart, dass der Schaltmuffeneinsatz 3 unabhängig von dem Schubeinsatz 10 rotieren kann, jedoch bei der Axialbewegung in beiden axialen Richtungen von dem Schubeinsatz 10 mitgenommen wird. The push insert 10 is in turn connected via a thrust bearing assembly 12 with the shift sleeve insert 3, in such a way that the shift sleeve insert 3 can rotate independently of the push insert 10, but is taken in the axial movement in both axial directions of the push insert 10.
Die Axiallageranordnung weist ein erstes und ein zweites Axialwälzlager 13a, b auf. Der Schaltmuffeneinsatz 3 weist einen Schulterabschnitt 14 auf, welcher in diesem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch einen Nutabschnitt 15 in zwei Einzelstege 16a, b unterteilt ist. An den axialen Außenseiten der Einzelstege 16 a, b bzw. des Schulterabschnitts 14 liegt jeweils eines der Axialwälzlager 13a, b an. Insbesondere ist jeweils ein Lagerring des Axialwälzlagers 13a, b mit dem Schaltmuffeneinsatz 3 drehfest verbunden. The axial bearing arrangement has a first and a second axial roller bearing 13a, b. The shift sleeve insert 3 has a shoulder portion 14, which is divided in this present embodiment by a groove portion 15 in two individual webs 16a, b. At the axial outer sides of the individual webs 16 a, b and the shoulder portion 14 is in each case one of the Axialwälzlager 13 a, b at. In particular, a respective bearing ring of the Axialwälzlagers 13 a, b is rotatably connected to the shift sleeve insert 3.
Der jeweils andere Lagerring der Axialwälzlager 13a, b ist dagegen mit dem Schubeinsatz 10 drehfest gekoppelt. Hierfür weist der Schubeinsatz 10 an seiner radial inneren Umfangsfläche eine Anlageschulter 17 auf, an der das Axialwälzlager 13a gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Dichtung anliegt. Auf der gegenüberliegenden Seite ist in dem Schubeinsatz 10 eine umlaufende Nut 18 zur Aufnahme eines Halterings 19 angebracht, wobei sich der zweite Lagerring des zweiten Axialwälzlagers 13b an dem Haltering 19 in axialer Richtung abstützt. Auch bei dem zweiten Axialwälzlager 13b kann vorgesehen sein, dass eine Dichtung zwischengeschalten ist. Wird nun der Schubeinsatz 10 durch Drehung der Rotoreinrichtung 8 in dem Bild in der Figur 1 nach rechts verschoben, so drückt die Anlageschulter 17 auf das erste Axialwälzlager 13a und drängt damit den Schaltmuffeneinsatz 3 in die gewünschte Richtung. Wird der Schubeinsatz 10 nach links gefahren, so drückt der Haltering 19 gegen das zweite Axialwälzlager 13b, sodass der Schaltmuffeneinsatz 3 in die gewünschte Richtung gefahren wird. The other bearing ring of the thrust roller bearings 13a, b, however, is rotatably coupled to the push insert 10. For this purpose, the push insert 10 on its radially inner peripheral surface on a contact shoulder 17 on which the Axialwälzlager 13a optionally rests with the interposition of a seal. On the opposite side a circumferential groove 18 for receiving a retaining ring 19 is mounted in the push insert 10, wherein the second bearing ring of the second thrust roller bearing 13b is supported on the retaining ring 19 in the axial direction. Also in the second axial roller bearing 13b can be provided that a seal is interposed. If the pusher insert 10 is then displaced to the right by rotation of the rotor device 8 in the image in FIG. 1, the abutment shoulder 17 presses against the first axial roller bearing 13a and thus urges the shift sleeve insert 3 in the desired direction. If the push insert 10 is moved to the left, then the retaining ring 19 presses against the second axial roller bearing 13b, so that the shift sleeve insert 3 is moved in the desired direction.
In der Figur 2 ist die Aktorvorrichtung 1 in einer Explosionsdarstellung gezeigt, wobei zu erkennen ist, dass der Elektromotor 5 mit dem Stator 6 und dem Rotor 7 eine sehr große Durchgangsöffnungen bildet. Die axiale Breite des Elektromotors 5 ist größer als die einfache Ringbreite des Elektromotors 5 in radialer Richtung. Der freie Durchmesser des Elektromotors 5 ist mindestens fünfmal so groß wie die einfache einfache Ringbreite des Elektromotors 5 in radialer Richtung. In FIG. 2, the actuator device 1 is shown in an exploded view, wherein it can be seen that the electric motor 5 forms a very large passage openings with the stator 6 and the rotor 7. The axial width of the electric motor 5 is greater than the simple ring width of the electric motor 5 in the radial direction. The free diameter of the electric motor 5 is at least five times as large as the simple simple ring width of the electric motor 5 in the radial direction.
Auf der Innenumfangsfläche des Rotors 7 ist das Innengewinde 9 erkennbar, welches vorliegend nur drei Gewindegänge aufweist. Durch die geringe Anzahl der Gewindegänge des Innengewindes 9 wird mit wenigen Umdrehungen des Rotors 7 ein großer axialer Hub erreicht. On the inner peripheral surface of the rotor 7, the internal thread 9 can be seen, which in the present case has only three threads. Due to the small number of threads of the internal thread 9 a large axial stroke is achieved with a few turns of the rotor 7.
Auf der linken Seite in der Figur 2 ist der Schubeinsatz 10 dargestellt, welcher als eine Hülse ausgebildet ist. Der Schubeinsatz 10 weist ein Außengewinde 1 1 auf, welches komplementär zu dem Innengewinde 9 ausgebildet ist. On the left side in Figure 2, the push insert 10 is shown, which is formed as a sleeve. The push insert 10 has an external thread 1 1, which is complementary to the internal thread 9 is formed.
In einem mittleren Bereich ist der Schaltmuffeneinsatz 3 gezeigt, wobei die Stege 16a, b zu sehen sind, welche den Schaltmuffeneinsatz 3 umlaufen und den Schulterabschnitt 14 bilden. Links und rechts neben dem Schaltmuffeneinsatz 3 sind die Axialwälzlager 13a, 13b dargestellt, welche jeweils einen Dichtungsvorsatz aufweisen. Zudem ist der Haltering 19 gezeigt. Die Figuren 3a, b, c zeigen jeweils das Getriebe 2 beziehungsweise einen Abschnitt davon mit einer Welle 21 , auf der zwei Losräder 22a, 22b aufgesetzt sind. Zwischen den Losrädern 22a, b ist die Aktorvorrichtung 1 angeordnet. Auf der Welle 21 sitzt ferner ein Synchronkörper 23, der mit der Welle 21 drehfest verbunden ist. Zwischen dem Synchronkörper 23 und den Losrädern 22a, b ist jeweils ein Synchronring oder Snychronringpaket 24a, b angeordnet. Der Schaltmuffeneinsatz 3 steht mit der Axialinnenverzahnung 4 in Eingriff mit einer Axialaußenverzahnung 25 des Synchronkörpers 23. Bei einer Betätigung der Aktorvorrichtung 1 wird der Schubeinsatz 10 und damit der Schaltmuffeneinsatz 3 in axialer Richtung zu dem Losrad 24a verschoben. Sobald der Schaltmuffeneinsatz 3 einen Kopplungsabschnitt 26a, b des ersten beziehungsweise zweiten Losrads 22a, b übergreift beziehungsweise eingreift, sind der Synchronkörper 23 und das jeweilige Losrad 22a, b miteinander formschlüssig drehfest gekoppelt. In a central region of the shift sleeve insert 3 is shown, wherein the webs 16a, b can be seen, which rotate around the shift sleeve insert 3 and the shoulder portion 14 form. Left and right next to the shift sleeve insert 3, the Axialwälzlager 13a, 13b are shown, which each have a sealing attachment. In addition, the retaining ring 19 is shown. Figures 3a, b, c respectively show the transmission 2 and a portion thereof with a shaft 21 on which two idler gears 22a, 22b are mounted. Between the idler gears 22a, b, the actuator device 1 is arranged. On the shaft 21 also sits a synchronizer body 23 which is rotatably connected to the shaft 21. Between the synchronizer body 23 and the idler gears 22a, b is in each case a synchronizer ring or Snychronringpaket 24a, b arranged. The shift sleeve insert 3 is connected to the Axialinnenverzahnung 4 in engagement with a Axialaußenverzahnung 25 of the synchronizer body 23. Upon actuation of the actuator device 1, the push insert 10 and thus the shift sleeve insert 3 is displaced in the axial direction to the idler gear 24a. As soon as the shift sleeve insert 3 engages or engages over a coupling section 26a, b of the first and second idler gears 22a, b, the synchronizer body 23 and the respective idler gear 22a, b are coupled with each other in a rotationally fixed manner.
In der Figur 3b ist das Getriebe 20 in einem Neutralzustand gezeigt, wobei der Schaltmuffeneinsatz 3 vollständig in dem Rotorraum des Rotors 7 angeordnet ist. In der Figur 3a ist ein erster Schaltzustand gezeigt, wobei der Schaltmuffeneinsatz 3 nach links ausgefahren ist und mit dem Losrad 22a drehfest verbunden ist. In der Figur 3c ist ein zweiter Schaltzustand gezeigt, wobei der Schaltmuffeneinsatz 3 nach rechts ausgefahren ist und mit dem zweiten Losrad 22b drehfest gekoppelt ist. In the figure 3b, the transmission 20 is shown in a neutral state, wherein the shift sleeve insert 3 is disposed completely in the rotor space of the rotor 7. In the figure 3a, a first switching state is shown, wherein the shift sleeve insert 3 is extended to the left and is rotatably connected to the idler gear 22a. In the figure 3c, a second switching state is shown, wherein the shift sleeve insert 3 is extended to the right and is rotatably coupled to the second idler gear 22b.
Bezuqszeichenliste LIST OF REFERENCES
Aktorvorrichtung actuator device
Getriebe  transmission
Schaltmuffeneinsatz  Switching sleeve insert
Axialinnenverzahnung  Axialinnenverzahnung
Elektromotor  electric motor
Stator  stator
Rotor  rotor
Rotoreinrichtung  rotor means
Innengewinde  inner thread
Schubeinsatz  railable
Außengewinde  external thread
Axiallageranordnung The axial bearing
a, b Axialwälzlager a, b Axial rolling bearings
Schulterabschnitt  shoulder portion
Nutabschnitt groove
a, b Einzelstege a, b single webs
Anlageschulter  contact shoulder
Nut  groove
Haltering  retaining ring
Welle wave
a, b Losräder a, b loose wheels
Synchronkörper synchronizer
a, b Synchronring / Synchronringpaket a, b synchronizer ring / synchronizer ring package
Axialaußenverzahnung Axialaußenverzahnung
a, b Kopplungsabschnitte a, b coupling sections
Hauptachse  main axis

Claims

Patentansprüche claims
1 . Aktorvorrichtung (1 ) für ein Getriebe (2) mit einem Schaltmuffeneinsatz (3) zur Kopplung eines Synchronkörpers (23) mit einem Losrad (22a, b), mit einem Elektromotor (5) zum axialen Verschieben des Schaltmuffeneinsatzes (3), dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltmuffeneinsatz (3) koaxial zu dem Elektromotor (5) und/oder in dem Elektromotor (5) angeordnet ist. 1 . Actuator device (1) for a transmission (2) with a shift sleeve insert (3) for coupling a synchronizer body (23) to a loose wheel (22a, b), with an electric motor (5) for axially displacing the shift sleeve insert (3), characterized in that the shift sleeve insert (3) is arranged coaxially to the electric motor (5) and / or in the electric motor (5).
2. Aktorvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (5) und der Schaltmuffeneinsatz (3) über einen Rotations-Linearwandler miteinander wirkverbunden sind. 2. Actuator device (1) according to claim 1, characterized in that the electric motor (5) and the shift sleeve insert (3) are operatively connected to each other via a rotary-linear converter.
3. Aktorvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Schubeinsatz (10) und eine Rotoreinrichtung (8) des Elektromotors (5), wobei der Schubeinsatz (10) koaxial zu und/oder in der Rotoreinrichtung (8) angeordnet ist, wobei der Schubeinsatz (10) mit der Rotoreinrichtung (8) und mit dem Schaltmuffeneinsatz (3) wirkverbunden ist, so dass eine Rotation der Rotoreinrichtung (8) zu einem axialen Verschieben des Schubeinsatzes (10) und des Schaltmuffeneinsatzes (3) führt. 3. Actuator device (1) according to claim 1 or 2, characterized by a push insert (10) and a rotor device (8) of the electric motor (5), wherein the push insert (10) is arranged coaxially to and / or in the rotor device (8) wherein the pusher insert (10) is operatively connected to the rotor means (8) and to the shift sleeve insert (3) so that rotation of the rotor means (8) results in axial displacement of the pusher insert (10) and the shift sleeve insert (3).
4. Aktorvorrichtung (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotoreinrichtung (8) und der Schubeinsatz (10) einen Spindeltrieb bilden und/oder über ein Gewinde miteinander wirkverbunden sind. 4. Actuator device (1) according to claim 3, characterized in that the rotor device (8) and the push insert (10) form a spindle drive and / or are operatively connected to one another via a thread.
5. Aktorvorrichtung (1 ) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schubeinsatz (10) und der Schaltmuffeneinsatz (3) in axialer Richtung verschiebefest miteinander gekoppelt und in Umlaufrichtung entkoppelt sind. 5. Actuator device (1) according to claim 3 or 4, characterized in that the push insert (10) and the shift sleeve insert (3) are coupled together in the axial direction against displacement and decoupled in the direction of rotation.
6. Aktorvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schubeinsatz (10) gegenüber dem Schaltmuffeneinsatz (3) über eine Axiallageranordnung (12) gelagert ist. 6. Actuator device (1) according to one of claims 3 to 5, characterized in that the push insert (10) relative to the shift sleeve insert (3) via a thrust bearing assembly (12) is mounted.
7. Aktorvorrichtung (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Axiallageranordnung (12) ein erstes und ein zweites Axialwälzlager (13a,b) aufweist, wobei ein Schulterabschnitt (14) des Schaltmuffeneinsatzes (3) zwischen den Axialwälzlagern (13a,b) angeordnet ist und die Axialwälzlager (13a,b) von dem Schubeinsatz (10) beidseitig umgriffen sind. 7. actuator device (1) according to claim 6, characterized in that the thrust bearing assembly (12) has a first and a second Axialwälzlager (13a, b), wherein a shoulder portion (14) of the shift sleeve insert (3) between the Axialwälzlagern (13a, b ) is arranged and the Axialwälzlager (13a, b) of the push insert (10) are embraced on both sides.
8. Aktorvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Neutralzustand der Schaltmuffeneinsatz (3) in dem Elektromotor (5) bündig oder nach innen versetzt angeordnet ist. 8. Actuator device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that in a neutral state of the shift sleeve insert (3) in the electric motor (5) is arranged flush or inwardly staggered.
9. Getriebe (2) mit einer Welle (21 ), einem Synchronkörper (23), wobei der Synchronkörper (23) drehfest auf der Welle (21 ) aufgesetzt ist, mindestens einem9. gear (2) having a shaft (21), a synchronizer body (23), wherein the synchronizer body (23) rotatably mounted on the shaft (21), at least one
Losrad (22a, b) sowie der Aktorvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Idler wheel (22a, b) and the actuator device (1) according to one of the preceding claims.
10. Getriebe (2) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Kopplungszustand der Synchronkörper (23) mit dem Losrad (22a, b) durch den10. Transmission (2) according to claim 9, characterized in that in a coupling state of the synchronizer body (23) with the idler gear (22 a, b) through the
Schaltmuffeneinsatz (3) formschlüssig gekoppelt ist. Shift sleeve insert (3) is positively coupled.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3553346A1 (en) * 2018-04-13 2019-10-16 KNORR-BREMSE Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Gearshift actuator

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19851738A1 (en) * 1998-11-10 2000-05-18 Getrag Getriebe Zahnrad Drive train for motor vehicle has input for engine connection, wheel drive output and control element that is axially displaceable on shaft by at least one electromechanical actuator
WO2004005769A1 (en) 2002-07-05 2004-01-15 Zf Friedrichshafen Ag Gearshift device
DE102006015688A1 (en) * 2006-03-27 2007-10-04 Getrag Getriebe- Und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer Gmbh & Cie Kg Actuator arrangement for axial shifting of actuator for shifting clutch arrangement, has rotor coupled with actuator in axial direction in form-fit manner, where rotor or actuator comprises projection gripped in groove of rotor or actuator
DE102007046382A1 (en) * 2007-09-27 2009-04-09 Getrag Getriebe- Und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer Gmbh & Cie Kg Rotation-translation converter, actuator assembly and clutch assembly
DE102013002382A1 (en) * 2013-02-11 2014-08-28 Alfred Brühn Switching actuator i.e. pneumatic switching actuator, for automatic transmission of vehicle, has main portion obtaining force for circuit to switch switching paths from rotation movement between gear wheels of drive positioned around claw

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19851738A1 (en) * 1998-11-10 2000-05-18 Getrag Getriebe Zahnrad Drive train for motor vehicle has input for engine connection, wheel drive output and control element that is axially displaceable on shaft by at least one electromechanical actuator
WO2004005769A1 (en) 2002-07-05 2004-01-15 Zf Friedrichshafen Ag Gearshift device
DE102006015688A1 (en) * 2006-03-27 2007-10-04 Getrag Getriebe- Und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer Gmbh & Cie Kg Actuator arrangement for axial shifting of actuator for shifting clutch arrangement, has rotor coupled with actuator in axial direction in form-fit manner, where rotor or actuator comprises projection gripped in groove of rotor or actuator
DE102007046382A1 (en) * 2007-09-27 2009-04-09 Getrag Getriebe- Und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer Gmbh & Cie Kg Rotation-translation converter, actuator assembly and clutch assembly
DE102013002382A1 (en) * 2013-02-11 2014-08-28 Alfred Brühn Switching actuator i.e. pneumatic switching actuator, for automatic transmission of vehicle, has main portion obtaining force for circuit to switch switching paths from rotation movement between gear wheels of drive positioned around claw

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3553346A1 (en) * 2018-04-13 2019-10-16 KNORR-BREMSE Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Gearshift actuator
WO2019197143A1 (en) * 2018-04-13 2019-10-17 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Gearshift actuator
CN111971494A (en) * 2018-04-13 2020-11-20 克诺尔商用车制动系统有限公司 Shift actuator
US11378183B2 (en) 2018-04-13 2022-07-05 Knorr-Bremse Systeme Fuer Nutzfahrzeuge Gmbh Gearshift actuator

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