DE102004039067B4 - Actuator for an automated multi-stage manual transmission of a motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Betätigungseinrichtung zum Auswählen und Schalten von Gängen eines automatisierten mehrstufigen Schaltgetriebes eines Motorfahrzeugs, mit einer von einem Motor (2) antreibbaren und ein Außengewinde (3) aufweisenden Spindelwelle (1), mit einer auf der Spindelwelle (1) angeordneten und mit dem Außengewinde (3) der Spindelwelle (1) kämmenden Spindelmutter (6), sowie mit wenigstens einem ein- bzw. ausschaltbaren Aktuator (10), wobei durch eine Drehung der Spindelwelle (1) eine Schaltgasse anwählbar ist, und durch eine Betätigung des ein- bzw. ausschaltbaren Aktuators (10) ein der jeweiligen Schaltgasse zugeordneter Gang schaltbar wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschnitt der Spindelwelle (1) eine der Schaltgassenanzahl entsprechende Anzahl radial umlaufender Nuten (4) aufweist, dass die Spindelmutter (6) einen axial verschiebbaren Stift (7) aufweist, und dass der ein- bzw. ausschaltbare Aktuator (10) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass mit diesem zur Durchführung einer Schaltgassenauswahl der Stift (7) außerhalb einer der umlaufenden Nuten (4) bringbar ist, sowie zur Festlegung einer bestimmten Schaltgasse und zur Durchführung eines Gangschaltvorgangs in eine der umlaufenden Nuten (4) verschiebbar ist.Actuating device for selecting and shifting gears of an automated multi-stage gearbox of a motor vehicle, with a spindle shaft (1) that can be driven by a motor (2) and has an external thread (3), with one arranged on the spindle shaft (1) and with the external thread (3 ) The spindle nut (6) meshing with the spindle shaft (1), as well as with at least one actuator (10) that can be switched on or off, whereby a shift gate can be selected by rotating the spindle shaft (1), and by actuating the on or off actuator Actuator (10), a gear assigned to the respective shift gate can be shifted, characterized in that a section of the spindle shaft (1) has a number of radially circumferential grooves (4) corresponding to the number of shift gates, that the spindle nut (6) has an axially displaceable pin (7) has, and that the on or off switchable actuator (10) is designed and arranged in such a way that with it to implement a scarf track selection the pin (7) can be brought outside one of the circumferential grooves (4) and can be displaced into one of the circumferential grooves (4) to define a specific shift gate and to carry out a gear shift.

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungseinrichtung für ein automatisiertes mehrstufiges Schaltgetriebe eines Motorfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an actuating device for an automated multi-stage manual transmission of a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1.

Aus der DE 41 37 142 A1 ist eine Betätigungseinrichtung für ein automatisiertes Schaltgetriebe bekannt, bei der mit Hilfe eines weggesteuerten Aktuators sowie mehrerer ein- bzw. ausschaltender Aktuatoren alle Gänge des Getriebes anwählbar und schaltbar sind. Dazu ist die Motorwelle eines Elektromotors mit einem Kurvengetriebe antriebswirksam verbunden, welches wiederum koaxial mit einer Schubstange in trieblicher Verbindung steht. Die Schubstange ist über Koppelvorrichtungen wahlweise mit einer von mehreren Schaltschwingen des Getriebes verbindbar, mit deren Hilfe schaltgassenbezogen Getriebegänge eingelegt oder herausgenommen werden.From the DE 41 37 142 A1 an actuator for an automated transmission is known in which all gears of the transmission are selectable and switchable by means of a path-controlled actuator and a plurality of on or off switching actuators. For this purpose, the motor shaft of an electric motor is drivingly connected to a cam gear, which in turn is coaxial with a push rod in driving connection. The push rod can be connected via coupling devices either with one of several switching rockers of the transmission, with the help of gearshift gear-related gears are inserted or removed.

Das Kurvengetriebe umfasst eine auf einer Spindelwelle laufende Gewindemutter, die am Getriebegehäuse verschiebefest, jedoch drehbar angeordnet ist. Der Spindelwelle sind zwei Kupplungen zugeordnet. Die erste Kupplung verbindet die Spindelwelle und die Motorwelle des Elektromotors, so dass die Motorwelle und die Spindelwelle mit der Gewindemutter gekoppelt oder gelöst wird. Die zweite Kupplung verbindet die Spindelwelle im geschlossenen Zustand mit dem Getriebegehäuse derart, dass die Spindelwelle keine Drehbewegung, sondern nur eine translatorische Bewegung ausführen kann. Die beiden Kupplungen arbeiten dabei gegenläufig, d. h., wenn die eine Kupplung geöffnet wird, ist die andere Kupplung geschlossen oder umgekehrt. Bei einer translatorischen Bewegung verschiebt die Spindelwelle demnach auch die Schubstange, mit der dann die jeweils angekoppelte Schaltschwinge bewegt wird.The cam mechanism comprises a threaded nut running on a spindle shaft, which is displaceable on the transmission housing but rotatably arranged. The spindle shaft are assigned two couplings. The first clutch connects the spindle shaft and the motor shaft of the electric motor, so that the motor shaft and the spindle shaft are coupled or released with the threaded nut. The second clutch connects the spindle shaft in the closed state with the transmission housing such that the spindle shaft can not perform any rotational movement, but only a translatory movement. The two clutches work in opposite directions, d. that is, when one clutch is opened, the other clutch is closed or vice versa. In a translatory movement, the spindle shaft thus also displaces the push rod, with which then the respectively coupled shift rocker is moved.

Gemäß einer anderen in der DE 41 37 142 A1 offenbarten Betätigungsvorrichtungsvariante ist die Gewindemutter drehfest und axialverschiebbar gelagert, so dass bei einer Drehbewegung der Motorwelle die Spindelwelle angetrieben und die Gewindemutter sowie die Schubstange zur Durchführung einer Schaltgassenwählbewegung axial verschoben werden. Zudem sind ein- bzw. ausschaltende Aktuatoren im Bereich einer jeden Schaltschwinge vorhanden, die letztere mit der Schubstange derart wahlweise verbinden, dass der gewünschte Gang einlegbar ist.According to another in the DE 41 37 142 A1 disclosed actuator variant, the threaded nut is rotatably and axially displaceable, so that upon rotation of the motor shaft driven the spindle shaft and the threaded nut and the push rod to perform a Schaltgassenwählbewegung be moved axially. In addition, switching on or off actuators in the range of each shift rocker are present, the latter with the push rod so selectively connect that the desired gear can be inserted.

Weiterhin ist aus der DE 41 05 157 C2 eine Schaltvorrichtung für ein Kraftfahrzeuggetriebe bekannt, bei der eine Schaltgabel des Getriebes durch einen Elektromotor angetrieben wird, der auf einer ortsfesten Schaltwelle axial beweglich angeordnet ist.Furthermore, from the DE 41 05 157 C2 a switching device for a motor vehicle transmission, in which a shift fork of the transmission is driven by an electric motor which is arranged axially movable on a stationary shift shaft.

Nachteilig bei diesen Betätigungsvorrichtungen ist, dass diese konstruktiv aufwändig und kostenintensiv produzierbar sind. Darüber hinaus können diese aufwändigen Konstruktionen anfällig gegen Störungen sein und unterliegen zwangsläufig einem hohen Verschleiß. Des Weiteren beanspruchen diese Lösungen vergleichsweise viel Platz im Schaltgetriebe.A disadvantage of these actuators that they are structurally complex and expensive to produce. In addition, these complex constructions may be susceptible to interference and are inevitably subject to high wear. Furthermore, these solutions require comparatively much space in the manual transmission.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Betätigungseinrichtung für ein automatisiertes mehrstufiges Schaltgetriebe für ein Motorfahrzeug zur Verfügung zu stellen, das kostengünstig herstellbar ist, wenig Bauraum benötigt und verschleißarm funktioniert.Against this background, the invention has the object to provide an actuator for an automated multi-stage manual transmission for a motor vehicle available, which is inexpensive to produce, requires little space and works wear.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.The solution of this problem arises from the features of the main claim, while advantageous embodiments and further developments of the invention are the dependent claims can be removed.

Demnach geht die Erfindung aus von einer Betätigungseinrichtung zum Auswählen und Schalten von Gängen eines automatisierten mehrstufigen Schaltgetriebes eines Motorfahrzeugs, mit einer von einem Motor antreibbaren und ein Außengewinde aufweisenden Spindelwelle, mit einer auf der Spindelwelle angeordneten und mit dem Außengewinde der Spindelwelle kämmenden Spindelmutter, sowie mit wenigstens einem ein- bzw. ausschaltbaren Aktuator, wobei durch eine Drehung der Spindelwelle eine Schaltgasse anwählbar ist, und durch eine Betätigung des ein- bzw. ausschaltbaren Aktuators ein der jeweiligen Schaltgasse zugeordneter Gang schaltbar wird.Accordingly, the invention is based on an actuating device for selecting and shifting gears of an automated multistage gearbox of a motor vehicle, having a spindle shaft driven by a motor and having an external thread, with a spindle nut arranged on the spindle shaft and meshing with the external thread of the spindle shaft, and with at least one on or off switchable actuator, wherein by a rotation of the spindle shaft, a shift gate is selectable, and by an operation of the on or off actuator one of the respective shift gate associated gear is switchable.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist zudem vorgesehen, dass ein Abschnitt der Spindelwelle eine der Schaltgassenanzahl entsprechende Anzahl radial umlaufender Nuten aufweist, dass die Spindelmutter einen axial verschiebbaren Stift aufweist, und dass der ein- bzw. ausschaltbare Aktuator derart ausgebildet und angeordnet ist, dass mit diesem zur Durchführung einer Schaltgassenauswahl der Stift außerhalb der umlaufenden Nuten bringbar, sowie zur Festlegung einer bestimmten Schaltgasse und zur Durchführung eines Gangschaltvorgangs in eine der umlaufenden Nuten verschiebbar ist.To achieve the object is also provided that a portion of the spindle shaft has a number of Schaltgassenanzahl corresponding radially circumferential grooves, that the spindle nut has an axially displaceable pin, and that the on or off switchable actuator is designed and arranged such that this can be brought to perform a Schaltgassenauswahl the pin outside the circumferential grooves, as well as to determine a specific shift gate and to perform a gearshift in one of the circumferential grooves.

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung besteht darin, dass mit dieser bekannte Handschaltgetriebe kostengünstiger als bisher als automatisierte Schaltgetriebe ausgeführt werden können. Die Ausbildung der der Gassenanzahl einer fahrernahen Getriebeschalvorrichtung entsprechenden Anzahl von radial umlaufenden Nuten zusätzlich zum Außengewinde auf der Spindelwelle trägt dazu bei, den für die Betatigungsvorrichtung notwendigen Bauraum im Schaltgetriebe erheblich zu vermindern.The particular advantage of the actuating device according to the invention is that with this known manual transmission can be performed more cost-effective than before as an automated manual transmission. The formation of the number of lanes of a driver close gear shifter corresponding number of radially circumferential grooves in addition to the external thread on the Spindle shaft helps to considerably reduce the space required for the actuating device in the manual transmission.

Durch das Vorsehen nur eines ein- oder ausschaltenden Aktuators für die Betätigungsbewegung des die jeweils gewählte Schaltgasse fixierenden Stiftes kann auf aufwändige pneumatische oder hydraulische Einrichtungen zur Erzeugung der Schaltkraft für mehrstufige automatisierte Schaltgetriebe verzichtet werden. Darüber hinaus ist nur eine Wähl- und Schaltwelle sowie nur ein weggesteuerter Aktuator notwendig. Diese Betätigungseinrichtung ermöglicht zudem eine beliebige Anordnung der Gänge auf den Wellen des Getriebes und ist für nahezu alle Getriebekonzepte, so auch für automatisiert schaltbare Doppelkupplungsgetriebe anwendbar.By providing only one on or off actuator for the actuating movement of the respective selected shift gate fixing pin can be dispensed with elaborate pneumatic or hydraulic devices for generating the switching power for multi-stage automated manual transmission. In addition, only one selector and selector shaft and only one path-controlled actuator is necessary. This actuator also allows any arrangement of the gears on the shafts of the transmission and is applicable to almost all transmission concepts, including automatic switchable dual-clutch transmission.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung sieht vor, dass der Stift zur Durchführung einer Schaltgassenauswahl in eine längliche Nut eines Getriebeteils in Eingriff bringbar und zur Durchführung eines Gangschaltvorgangs aus der länglichen Nut herausführbar ist.A preferred embodiment of the actuating device according to the invention provides that the pin for performing a Schaltgassenauswahl in an elongated groove of a gear part engageable and for performing a gear shift operation of the elongated groove can be brought out.

Zudem wird es in diesem Zusammenhang als vorteilhaft erachtet, wenn der Aktuator radial oberhalb des die längliche Nut enthaltenden Teils angeordnet ist und einen zum genannten Stift weisenden Betätigungsstempel hat, welcher etwas kleiner ist als die längliche Nut. Dadurch kann der Betätigungsstempel zur Stiftbetätigung problemlos in die längliche Nut eingreifen und überdeckt zusätzlich vollständig den gesamten zur Schaltgassenauswahl möglichen Verschiebeweg.In addition, it is considered advantageous in this context if the actuator is arranged radially above the part containing the elongate groove and has an actuating punch facing said pin, which is slightly smaller than the elongate groove. As a result, the actuating plunger for pin actuation can easily engage in the elongated groove and additionally completely covers the entire displacement path possible for shifting gate selection.

Gemäß einer anderen Weiterbildung der Betätigungsvorrichtung ist vorgesehen, dass der Stift in der Spindelmutter von einer Feder mit einer Federkraft belastet wird, die in Richtung zum Aktuator weist. Durch diesen Aufbau ist sichergestellt, dass auch bei einem Defekt des Ein-/Aus-Aktuators der Stift durch die Kraft der Rückstellfeder sicher in eine solche Position gebracht wird, in der die Axialverschiebbarkeit der Spindelmutter nicht beeinträchtigt ist.According to another embodiment of the actuating device is provided that the pin is loaded in the spindle nut by a spring with a spring force, which faces in the direction of the actuator. By this construction, it is ensured that even with a defect of the on / off actuator, the pin is securely brought by the force of the return spring in such a position in which the Axielverschiebbarkeit the spindle nut is not affected.

Außerdem kann vorgesehen sein, dass der eine EIN/AUS-Aktuator elektromagnetisch und/oder federbelastet betätigbar ausgebildet und in Abhängigkeit von seinem EIN/AUS-Schaltzustand mit dem Stift in oder außer Wirkverbindung bringbar ist. Dabei ist das die längliche Nut aufweisende Teil ortsfest im Getriebegehäuse angeordnet, wodurch die axiale Verschiebbarkeit und die Verdrehbarkeit der Gewindemutter auf der Spindelwelle gewährleistet ist, um die Wahl der Schaltgasse für den einzulegenden Getriebegang und die Einlegung des gewählten Ganges zu ermöglichen. Die axiale Verschiebbarkeit und die Verdrehbarkeit der Gewindemutter auf der Spindelwelle stehen in unmittelbarer Wechselwirkung mit der Position des in der Gewindemutter axialgeführten Stiftes, die wiederum vom Schaltzustand des EIN/AUS-Aktuators abhängig ist.In addition, it may be provided that the one ON / OFF actuator is formed electromagnetically and / or spring-loaded operable and can be brought into or out of operative connection with the pin as a function of its ON / OFF switching state. In this case, the part having the elongated groove is arranged stationarily in the transmission housing, whereby the axial displaceability and the rotatability of the threaded nut is ensured on the spindle shaft to allow the choice of the shift gate for the gear to be engaged and the deposit of the selected gear. The axial displaceability and the rotatability of the threaded nut on the spindle shaft are in direct interaction with the position of the pin axially guided in the threaded nut, which in turn is dependent on the switching state of the ON / OFF actuator.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das die längliche Nut aufweisende Teil als Nutenblech ausgebildet. Die Nut kann dabei als Langloch ausgeführt sein. Gegebenenfalls kann das die Nut enthaltende Teil Bestandteil der Gehäusewandung des Getriebegehäuses oder eines anderen ortsfesten Getriebebauteils sein.According to a further embodiment of the invention, the part having the elongated groove is formed as a groove plate. The groove can be designed as a slot. Optionally, the part containing the groove may be part of the housing wall of the transmission housing or of another stationary transmission component.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung eine Betätigungseinrichtung ist die Spindelwelle rotatorisch mit einem Elektromotor verbunden, der vom elektrischen Bordnetz des Fahrzeuges mit elektrischer Energie gespeist wird.According to a preferred embodiment of an actuator, the spindle shaft is rotatably connected to an electric motor, which is powered by the electrical system of the vehicle with electrical energy.

Während des Betätigungsvorgangs wirkt der Aktuator im EIN-Schaltzustand auf den axial verschiebbaren Stift der Spindelmutter derart ein, dass dieser in eine der Nuten der Spindelwelle verschoben wird. Dazu gelangt er außer Eingriff mit dem die längliche Nut aufweisenden Teil. Wenn jedoch der Aktuator im AUS-Schaltzustand nicht auf den Stift einwirkt, befindet sich dieser außer Eingriff mit einer der Nuten der Spindelwelle, aber in Eingriff mit dem die längliche Nut aufweisendem Teil.During the actuation operation of the actuator in the ON-switching state acts on the axially displaceable pin of the spindle nut such that it is displaced into one of the grooves of the spindle shaft. For this he gets out of engagement with the elongated groove having part. However, when the actuator does not act on the pin in the OFF-switching state, it is disengaged from one of the slots of the spindle shaft but engaged with the part having the elongated groove.

Schließlich ist vorgesehen, dass die Spindelmutter wahlweise mit einer von mehreren Schaltschwingen und Koppelmittel des Getriebes in Wirkverbindung bringbar ist, so dass in an sich bekannter Weise auf einer Getriebewelle drehgelagerte Loszahnräder mit dieser Getriebewelle drehfest verbindbar sind.Finally, it is provided that the spindle nut can be selectively brought into operative connection with one of a plurality of shift rockers and coupling means of the transmission, so that in a conventional manner on a gear shaft rotatably mounted idler gears are rotatably connected to this gear shaft.

Zur Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung eines Ausführungsbeispiels beigefügt. In dieser zeigt die Zeichnungsfigur eine teilgeschnittene Perspektivansicht der erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung für ein automatisiertes mehrstufiges Schaltgetriebe eines Motorfahrzeugs.To clarify the invention, the description is accompanied by a drawing of an embodiment. In this, the drawing figure shows a partially cutaway perspective view of the actuator according to the invention for an automated multi-stage manual transmission of a motor vehicle.

Die Betätigungseinrichtung gemäß der Zeichnungsfigur umfasst eine Spindelwelle 1, die von einem schematisch dargestellten Motor 2, vorzugsweise einem Elektromotor, rotatorisch angetrieben wird. Der Motor 2 ist in oder an einem nicht gezeigten Gehäuse eines hinsichtlich der Schalt- und Wählvorgänge automatisierten Schaltgetriebes untergebracht und wird vom Bordnetz des Fahrzeuges mit elektrischer Energie versorgt sowie von einem Steuergerät angesteuert.The actuator according to the drawing figure comprises a spindle shaft 1 that of a schematically represented engine 2 , preferably an electric motor, is rotationally driven. The motor 2 is housed in or on a housing, not shown, of an automated with respect to the switching and dialing transmissions and is powered by the electrical system of the vehicle with electrical energy and controlled by a control unit.

Die Spindelwelle 1 besitzt über einen definierten Abschnitt ein Außengewinde 3, das in dieser vereinfachten Darstellung in der Nähe des antreibenden Motors 2 gezeigt ist. Daran schließt sich axial ein Abschnitt an, in dem eine Mehrzahl von radial umlaufenden Nuten 4 ausgebildet sind, deren Anzahl der Schaltgassenanzahl einer fahrerseitigen konventionellen und hier jedoch nicht benötigten Getriebeschalt- und Wählvorrichtung entspricht. Dabei ist jeder Schaltgasse bzw. umlaufenden Nut 4 ein oder mehrere Gänge des Schaltgetriebes zugeordnet. Die radial umlaufenden Nuten 4 sind vorzugsweise gleichmäßig zueinander beabstandet.The spindle shaft 1 has an external thread over a defined section 3 , this in this simplified representation near the driving engine 2 is shown. This is followed axially by a section in which a plurality of radially encircling grooves 4 are formed, the number of the shift gate number corresponds to a driver-side conventional and not required here Getriebeeschalt- and selector device. Here is each shift gate or circumferential groove 4 associated with one or more gears of the gearbox. The radial circumferential grooves 4 are preferably evenly spaced from each other.

Auf der Spindelwelle 1 ist eine mit einem zum Außengewinde 3 der Spindelwelle 1 korrespondierenden Innengewinde 5 versehene Spindelmutter 6 angeordnet, so dass die Spindelmutter 6 auf der Spindelwelle 1 translatorisch bewegbar ist. Im Bereich der auf der Spindelwelle 1 ausgebildeten radial umlaufenden Nuten 4 weist die Spindelmutter 6 einen in einer Aufnahmebohrung aufgenommenen radial hervorstehenden und zur Spindelmutter 6 axial verschiebbaren Stift 7 bestimmter Länge auf. Die Dicke des Stiftes 7 ist etwas kleiner als die Breite der radial umlaufenden Nuten 4 in der Spindelwelle 1, so dass der Stift 7 leicht in einer der jeweiligen Nuten 4 aufnehmbar ist.On the spindle shaft 1 is one with an external thread 3 the spindle shaft 1 corresponding internal thread 5 provided spindle nut 6 arranged so that the spindle nut 6 on the spindle shaft 1 is translationally movable. In the area of on the spindle shaft 1 trained radially circumferential grooves 4 has the spindle nut 6 one received in a receiving bore radially projecting and the spindle nut 6 axially movable pin 7 certain length. The thickness of the pen 7 is slightly smaller than the width of the radial circumferential grooves 4 in the spindle shaft 1 so the pen 7 light in one of the respective grooves 4 is receivable.

Die mit dem Stift 7 versehene Spindelmutter 6 dient zur Auswahl einer der möglichen Schaltgassen und zum Einlegen des gewählten Getriebeganges über im Getriebegehäuse angeordnete Schaltelemente. Diese Schaltelemente (beispielsweise Schaltgabeln, Schiebemuffen, Synchronringe) sind hier nicht gesondert dargestellt, aber aus dem eingangs genannten Stand der Technik, insbesondere aus der DE 41 051 57 C2 an sich bekannt.The one with the pen 7 provided spindle nut 6 serves to select one of the possible shift lanes and to engage the selected transmission gear via arranged in the transmission housing switching elements. These switching elements (for example, shift forks, sliding sleeves, synchronizer rings) are not shown separately here, but from the aforementioned prior art, in particular from DE 41 051 57 C2 known in itself.

In unmittelbarer Nähe der Spindelmutter 6 ist ein eine längliche Nut 8 enthaltendes Teil 9 am Getriebegehäuse befestigt, welches hier als Nutenblech ausgebildet ist. Die Breite der länglichen Nut 8 entspricht dabei etwa der Dicke des Stiftes 7 der Spindelmutter 6, so dass der Stift 7 in dieser Nut 8 weitgehend umfangsspielfrei aufgenommen ist. Gegenüber dem die längliche Nut 8 enthaltenden Teil 9 ist ein Aktuator 10 angeordnet, der vorzugsweise elektromagnetisch betätigbar ausgebildet ist.In the immediate vicinity of the spindle nut 6 is an elongated groove 8th containing part 9 attached to the gear housing, which is designed here as a slot plate. The width of the elongated groove 8th corresponds approximately to the thickness of the pin 7 the spindle nut 6 so the pen 7 in this groove 8th has been recorded largely free of play. Opposite the elongated groove 8th containing part 9 is an actuator 10 arranged, which is preferably formed electromagnetically operable.

Wie dieser Darstellung des weiteren entnehmbar ist, weist der Aktuator 10 einen länglichen Stempel 11 auf, dessen Abmessungen so gewählt sind, dass dieser in die längliche Nut 8 eintauchen und so den Stift 7 axial verschieben kann. Von Vorteil ist dabei, dass dieser Stempel 11 den gesamten möglichen axialen Verschiebeweg des Stiftes 7 in der länglichen Nut 8 abdeckt.As can be seen from this illustration further, the actuator has 10 an oblong stamp 11 on, whose dimensions are chosen so that this in the elongated groove 8th dive in and so the pen 7 can move axially. The advantage here is that this stamp 11 the entire possible axial displacement of the pin 7 in the elongated groove 8th covers.

In Abhängigkeit von seinem Betätigungszustand ist der Stempel 11 dieses Aktuators 10 mit dem in der länglichen Nut 8 befindlichen Stift 7 in Wirkverbindung oder außer Wirkverbindung bringbar.Depending on its operating state of the stamp 11 this actuator 10 with the in the oblong groove 8th located pen 7 in operative connection or can be brought out of operative connection.

Im AUS-Schaltzustand des Aktuators 10 greift dessen Stempel 11 nicht in die längliche Nut 8 des Teils 9 ein. Weiterhin befindet sich in dieser Schaltstellung der axial verschiebbare Stift 7 der Spindelmutter 6 außer Eingriff mit den Nuten 4 der Spindelwelle 1, jedoch in Eingriff mit dem die längliche Nut 8 enthaltenden Teil 9. In dieser Position kann die Spindelmutter 6 bei einer Drehung der Spindelwelle 1 auf dieser axial verschoben werden, wobei sich der Stift 7 in der länglichen Nut 8 des Teils 9 bewegt. Diese axiale Verschiebung der Spindelmutter 6 relativ zum Teil 9 dient zur Wahl der Schaltgasse bzw. zur Auswahl einer der radial umlaufenden Nuten 4 der Spindelwelle 1.In the OFF-switching state of the actuator 10 takes his stamp 11 not in the elongated groove 8th of the part 9 one. Furthermore, located in this switching position of the axially displaceable pin 7 the spindle nut 6 out of engagement with the grooves 4 the spindle shaft 1 but engaged with the elongated groove 8th containing part 9 , In this position, the spindle nut 6 upon rotation of the spindle shaft 1 be moved axially on this, with the pin 7 in the elongated groove 8th of the part 9 emotional. This axial displacement of the spindle nut 6 relative to the part 9 serves to select the shift gate or to select one of the radially encircling grooves 4 the spindle shaft 1 ,

In diesem Zusammenhang sein darauf hingewiesen, dass an dem Stift eine Rückstellfeder 12 angreift, dessen Rückstellkraft in Richtung zum Aktuator 10 wirkt. Die Rückstellfeder 12 ermöglicht so auch bei einem Defekt des Aktuators 10, dass der Stift 7 aus einer der umlaufenden Nuten 4 herausführbar ist.In this regard it should be noted that on the pin a return spring 12 attacks, its restoring force in the direction of the actuator 10 acts. The return spring 12 allows so even with a defect of the actuator 10 that the pen 7 from one of the circumferential grooves 4 is feasible.

Wenn der Aktuator 10 betätigt wird, entweder automatisch mittels eines Steuergerätes oder manuell beispielsweise über einen Schalthebel, eine Schaltwippe oder dergleichen, so wird der in der Spindelmutter 6 axial verschiebbare Stift 7 aus der Nut 8 des Teils 9 herausgedrückt und dabei gleichzeitig in die einem gewählten Gang zugeordnete Nut 4 der Spindelwelle 1 hineinbewegt.If the actuator 10 is actuated, either automatically by means of a control unit or manually, for example via a shift lever, a rocker switch or the like, so in the spindle nut 6 axially displaceable pin 7 out of the groove 8th of the part 9 pushed out while at the same time in a selected gear assigned groove 4 the spindle shaft 1 inside moves.

Nach dem Abschluss dieses Betätigungsvorgangs ist die translatorische Bewegung der Spindelmutter 6 relativ zur Spindelwelle 1 gesperrt, so dass die Spindelmutter 6 bei einer Drehbewegung der Spindelwelle 1 mit dieser verdreht wird. Durch die Verdrehung der Spindelmutter 6 um einen definierten Winkel wird dann der entsprechende Getriebegang eingelegt, wobei die Drehrichtung den einzulegenden Gang der gewählten Schaltgasse bestimmt.After completion of this operation, the translational movement of the spindle nut 6 relative to the spindle shaft 1 locked so that the spindle nut 6 during a rotary movement of the spindle shaft 1 is twisted with this. By the rotation of the spindle nut 6 at a defined angle then the corresponding gear is engaged, the direction of rotation determines the einzulegenden gear of the selected shift gate.

Über nicht dargestellte Schaltelemente, wie Schaltwelle, Schaltgabel, Schaltfinger usw. wird die Auswahl der Gasse und das Einlegen des entsprechenden Gangs auf die anderen Koppelmittel des Schaltgetriebes übertragen.Not shown switching elements, such as shift shaft, shift fork, shift finger, etc., the selection of the alley and the insertion of the corresponding gear is transmitted to the other coupling means of the gearbox.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
SpindelwellewelleSpindle Wave
22
Motorengine
33
Außengewindeexternal thread
44
Nutengroove
55
Innengewindeinner thread
66
Spindelmutterspindle nut
77
Stiftpen
88th
Längliche NutOblong groove
99
Teilpart
1010
Aktuatoractuator
1111
Betätigungsstempelactuating ram
1212
RückstellfederReturn spring

Claims (10)

Betätigungseinrichtung zum Auswählen und Schalten von Gängen eines automatisierten mehrstufigen Schaltgetriebes eines Motorfahrzeugs, mit einer von einem Motor (2) antreibbaren und ein Außengewinde (3) aufweisenden Spindelwelle (1), mit einer auf der Spindelwelle (1) angeordneten und mit dem Außengewinde (3) der Spindelwelle (1) kämmenden Spindelmutter (6), sowie mit wenigstens einem ein- bzw. ausschaltbaren Aktuator (10), wobei durch eine Drehung der Spindelwelle (1) eine Schaltgasse anwählbar ist, und durch eine Betätigung des ein- bzw. ausschaltbaren Aktuators (10) ein der jeweiligen Schaltgasse zugeordneter Gang schaltbar wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschnitt der Spindelwelle (1) eine der Schaltgassenanzahl entsprechende Anzahl radial umlaufender Nuten (4) aufweist, dass die Spindelmutter (6) einen axial verschiebbaren Stift (7) aufweist, und dass der ein- bzw. ausschaltbare Aktuator (10) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass mit diesem zur Durchführung einer Schaltgassenauswahl der Stift (7) außerhalb einer der umlaufenden Nuten (4) bringbar ist, sowie zur Festlegung einer bestimmten Schaltgasse und zur Durchführung eines Gangschaltvorgangs in eine der umlaufenden Nuten (4) verschiebbar ist.Actuating device for selecting and shifting gears of an automated multistage gearbox of a motor vehicle, with one of a motor ( 2 ) and an external thread ( 3 ) having a spindle shaft ( 1 ), with one on the spindle shaft ( 1 ) and with the external thread ( 3 ) of the spindle shaft ( 1 ) meshing spindle nut ( 6 ), as well as with at least one activatable or deactivatable actuator ( 10 ), wherein by a rotation of the spindle shaft ( 1 ) a shift gate is selectable, and by an actuation of the on or off actuator ( 10 ) one of the respective shift gate associated gear is switchable, characterized in that a portion of the spindle shaft ( 1 ) a number of radially circumferential grooves corresponding to the number of shift gates ( 4 ), that the spindle nut ( 6 ) an axially displaceable pin ( 7 ), and that the activatable or deactivatable actuator ( 10 ) is designed and arranged such that with this to perform a shift gate selection of the pen ( 7 ) outside one of the circumferential grooves ( 4 ) can be brought, as well as establishing a specific shift gate and for performing a gearshift operation in one of the circumferential grooves ( 4 ) is displaceable. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stift (7) zur Durchführung einer Schaltgassenauswahl in eine längliche Nut (8) eines Teils (9) in Eingriff bringbar, und zur Durchführung eines Gangschaltvorgangs aus der länglichen Nut (8) herausführbar ist.Actuating device according to claim 1, characterized in that the pin ( 7 ) for performing a shift gate selection in an elongated groove ( 8th ) of a part ( 9 ), and for performing a gear shift operation from the elongated groove (FIG. 8th ) is herausführbar. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stift (7) axial von einer Feder (12) mit einer Federkraft belastet wird, die in Richtung zum Aktuator (10) weist.Actuating device according to claim 1 or 2, characterized in that the pin ( 7 ) axially by a spring ( 12 ) is loaded with a spring force which is in the direction of the actuator ( 10 ). Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (10) radial oberhalb des die längliche Nut (8) enthaltenden Teils (9) angeordnet ist und einen auf den Stift (7) weisenden Betätigungsstempel (11) hat, dessen Abmessungen etwas kleiner sind als die der länglichen Nut (8).Actuating device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the actuator ( 10 ) radially above the elongated groove ( 8th ) part ( 9 ) and one on the pen ( 7 ) pointing actuating stamp ( 11 ), whose dimensions are slightly smaller than those of the elongated groove ( 8th ). Betätigungseinrichtung nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (10) elektromagnetisch oder federbelastet betätigbar ausgebildet und in Abhängigkeit vom EIN/AUS-Schaltzustand mit dem Stift (7) in Wirkverbindung oder außer Wirkverbindung bringbar ist.Actuating device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the actuator ( 10 Electromagnetically or spring-loaded actuated and depending on the ON / OFF switching state with the pin ( 7 ) can be brought into operative connection or out of active connection. Betätigungseinrichtung nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das die längliche Nut (8) enthaltende Teil (9) drehfest im Getriebegehäuse angeordnet ist.Actuating device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the elongated groove ( 8th ) part ( 9 ) is arranged rotationally fixed in the transmission housing. Betätigungseinrichtung nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das die längliche Nut (8) enthaltende Teil (9) als Nutenblech ausgebildet ist.Actuating device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the elongated groove ( 8th ) part ( 9 ) is designed as a grooved plate. Betätigungseinrichtung nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelwelle (1) rotatorisch vorzugsweise mit der Antriebswelle eines Elektromotors (2) verbunden ist.Actuating device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the spindle shaft ( 1 ) rotatory preferably with the drive shaft of an electric motor ( 2 ) connected is. Betätigungseinrichtung nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Betätigen des Aktuators (10) im EIN-Schaltzustand der axial verschiebbare Stift (7) der Spindelmutter (6) in eine der umlaufenden Nuten (4) der Spindelwelle (1) eingreift und dabei außer Eingriff mit dem die längliche Nut (8) enthaltenden Teil (9) steht, wohingegen sich im AUS-Schaltzustand des Aktuators (10) der axial verschiebbare Stift (7) außer Eingriff mit einer der umlaufenden Nuten (4) der Spindelwelle (1), aber in Eingriff mit dem die längliche Nut (8) enthaltenden Teil (9) befindet.Actuating device according to at least one of the preceding claims, characterized in that upon actuation of the actuator ( 10 ) in the ON-switching state of the axially displaceable pin ( 7 ) of the spindle nut ( 6 ) in one of the circumferential grooves ( 4 ) of the spindle shaft ( 1 ) engages while disengaging the elongated groove ( 8th ) part ( 9 ), whereas in the OFF-switching state of the actuator ( 10 ) the axially displaceable pin ( 7 ) out of engagement with one of the circumferential grooves ( 4 ) of the spindle shaft ( 1 ), but in engagement with the elongated groove ( 8th ) part ( 9 ) is located. Betätigungseinrichtung nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelmutter (6) über weitere Getriebebauteile wahlweise mit einer von mehreren Schaltschwingen des Getriebes in Wirkverbindung bringbar ist.Actuating device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the spindle nut ( 6 ) is selectively engageable via further transmission components with one of a plurality of switching rockers of the transmission in operative connection.
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DE4105157C2 (en) * 1990-07-21 2003-05-15 Ina Schaeffler Kg Electric-motor-operated gearbox esp. for motor vehicle - incorporates selector fork movable axially along shaft by rotor within threaded on to fixed shaft

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