DE102019200547B3

DE102019200547B3 - Getriebeeinstelleinrichtung, Schaltgetriebe und Kraftfahrzeug mit Getriebeeinstelleinrichtung

Info

Publication number: DE102019200547B3
Application number: DE102019200547.0A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Henniger; Werner Spörl; Gerd Beck
Original assignee: Vitesco Technologies Germany GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies Germany GmbH
Priority date: 2019-01-17
Filing date: 2019-01-17
Publication date: 2020-03-12
Anticipated expiration: 2039-01-18

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinstelleinrichtung, insbesondere eine elektromechanische Getriebeeinstelleinrichtung für ein automatisiertes Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs, mit mindestens einer drehbar gelagerten Stellstangeneinheit, die mit wenigstens einer quer hierzu angeordneten Schaltgabel zusammenwirkt. Dabei ist wenigstens eine elektrische oder druckmittelbetriebene Antriebseinheit zur Drehbewegung der Stellstangeneinheit vorgesehen. Die mindestens eine Stellstangeneinheit umfasst wenigstens eine Vollwelle und wenigstens eine Hohlwelle, wobei die Drehbewegung der Antriebseinheit in eine Längsbewegung der Stellstangeneinheit umwandelt wird.
Ferner betrifft die Erfindung ein mit einer derartigen Getriebeeinstelleinrichtung ausgestattetes Schaltgetriebe sowie ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Getriebeeinstelleinrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromechanische Getriebeeinstelleinrichtung und ein mit einer derartigen Getriebeeinstelleinrichtung ausgestattetes Schaltgetriebe sowie ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Getriebeeinstelleinrichtung.
Fahrzeuge mit automatisierten Schaltgetrieben sind seit längerer Zeit am Markt vorhanden. Bevorzugter Einsatzbereich sind hier kommerziell genutzte Fahrzeuge wie Transporter oder LKW. In der jüngeren Vergangenheit werden auch vermehrt PKW in sportlichen Anwendungen oder Kleinwagen mit solchen Getriebe ausgerüstet. Ziel ist es, den Fahrer vom Gangwechsel im Fahrzeug zu entlasten und insgesamt einen komfortableren und sichereren Betrieb zu ermöglichen. Fahrzeuge mit solchen Getrieben verfügen üblicherweise über zwei Pedale als Fahrpedal und Bremse. Das Kupplungspedal kann entfallen. Im Fahrzeug steht ein Fahrschalter zur Wahl der Betriebsart zur Verfügung. Hier kann zwischen Automatikmodus, Handschaltmodus und Rückwärtsgang gewählt werden. Ist der Automatikmodus gewählt, erfolgt die Übersetzungsanpassung automatisch.
Bei den automatisierten Schaltgetrieben gibt es verschiedene Varianten der Getriebeeinstelleinrichtung, wie beispielsweise pneumatische, hydraulische oder rein mechanische Systeme. Welche Variante gewählt wird hängt im Wesentlichen von der Fahrzeugklasse und der damit verfügbaren Energiearten in diesen Fahrzeugen zusammen. Bei den mechanischen Schaltsystemen werden überwiegend Schaltwalzen zum Betätigen der Schaltgabeln und dem ein- bzw. auslegen der gewünschten Gänge verwendet. Dabei erweist es sich als nachteilig, dass Schaltwalzensysteme nicht in allen Schaltstellungen beliebig kurzfristig anwählbar sind.
Ferner sind Fahrzeuge mit automatisierten Schaltgetrieben mit hydraulischen Aktoren bekannt bei denen umfangreiche Elemente, wie Druckspeicher, Ventile und so weiter benötigt werden, wodurch sich die hydraulische Betätigung der getriebeinternen Schaltelemente als sehr umfangreich und kostenintensiv erweist. Desweiteren stellt die benötigte Pumpe zur Erzeugung des erforderlichen Öldruckes oftmals ein ineffizientes System dar, welche zu erhöhtem Kraftstoffverbrauch führt.
Getriebeeinstelleinrichtungen aus dem Stand der Technik sind beispielsweise aus DE 10 2009 056 147 A1 und US 2010/ 0 229 668 A1 bekannt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme zumindest teilweise zu überwinden und eine verbesserte elektromechanische Getriebeeinstelleinrichtung bereitzustellen, welche mit einfachen Mitteln sehr zuverlässig ist, bei der alle Schaltstellungen beliebig kurzfristig anwählbar sind und die dabei möglichst einfach aufgebaut, effizient und kostengünstig sein soll.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels einer elektromechanischen Getriebeeinstelleinrichtung, einem Schaltgetriebe, insbesondere einem Schaltgetriebe für ein Kraftfahrzeug und mittels eines Kraftfahrzeugs mit einer Getriebeeinstelleinrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.
Vorteilhafte Weiterbildungen, zusätzliche Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der folgenden Beschreibung der Erfindung.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Getriebeeinstelleinrichtung, insbesondere elektromechanischer Getriebeeinstelleinrichtung für ein automatisiertes Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs, mit mindestens einer drehbar gelagerten Stellstangeneinheit offenbart, die mit wenigstens einer quer hierzu angeordneten Schaltgabel zusammenwirkt, wobei wenigstens eine elektrische oder druckmittelbetriebene Antriebseinheit zur Drehbewegung der Stellstangeneinheit vorgesehen ist. Dabei umfasst die mindestens eine Stellstangeneinheit wenigstens eine Vollwelle und wenigstens eine Hohlwelle, wobei die Drehbewegung der Antriebseinheit in eine Längsbewegung der Stellstangeneinheit umwandelt wird. Auf diese Weise können in einer kontinuierlichen, mit einfachen Mitteln anzutreibenden Bewegung alle Stadien des Einlegens oder Auslegens eines Gangs sukzessive durchlaufen werden. Erfindungsgemäß ist damit gewährleistet werden, dass jeder Gang der Getriebeeinstelleinrichtung aus jeder Schaltsituation eingelegt oder ausgelegt werden kann. Ferner ist es auch möglich verschiedene Schaltgabeln gleichzeitig zu betätigen.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Antriebseinheit einen Vollwellenantriebsmotor und einen Hohlwellenantriebsmotor.
Dabei weist die wenigstens eine Antriebseinheit bevorzugterweise wenigstens einen bürstenlosen Gleichstrommotor auf.
In einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführung ist die Vollwelle der mindestens einen Stellstangeneinheit radial innerhalb der Hohlwelle der mindestens einen Stellstangeneinheit angeordnet.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weisen die Vollwelle und die Hohlwelle der mindestens einen Stellstangeneinheit Wellenlagerungen auf, wobei die Vollwelle und die Hohlwelle die Wellenlagerungen gemeinsam nutzen.
Vorteilhafterweise dreht die Antriebseinheit die mindestens eine Stellstangeneinheit über mindestens eine Getriebeeinheit.
Dabei ist vorgesehen, dass die mindestens eine Getriebeeinheit wenigstens eine Vollwellengetriebe zur Drehung der Vollwelle durch den Vollwellenantriebsmotor und einen Hohlwellengetriebe zur Drehung der Hohlwelle durch den Hohlwellenantriebsmotor umfasst.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind die Vollwelle und die Hohlwelle unabhängig voneinander ansteuerbar.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ermöglicht die Getriebeeinstelleinrichtung ein gleichzeitiges Ein- und/oder Auslegen der verschiedenen Gänge.
Vorteilhafterweise umfasst die Stellstangeneinheit wenigstens ein Führungsrohr, wobei das Führungsrohr die Vollwelle und/oder die Hohlwelle zumindest teilweise einhaust, so dass die Stellstangeneinheit weitestgehend von schädlichen Einflüssen geschützt ist.
Die erfindungsgemäße Getriebeeinstelleinrichtung, insbesondere eine elektromechanische Getriebeeinstelleinrichtung, kann in einem Schaltgetriebe vorgesehen sein. Dementsprechend bildet ein Schaltgetriebe, insbesondere ein elektromechanisches Schaltgetriebe für ein Kraftfahrzeug einen weiteren Gegenstand der Erfindung. Dementsprechend bildet auch ein Schaltgetriebe mit einer elektromechanischen Getriebeeinstelleinrichtung einen weiteren Gegenstand der Erfindung.
Die erfindungsgemäße Getriebeeinstelleinrichtung, insbesondere eine elektromechanische Getriebeeinstelleinrichtung kann auch in einem Kraftfahrzeug vorgesehen sein. Dementsprechend bildet auch ein Kraftfahrzeug mit einer Getriebeeinstelleinrichtung, insbesondere einer elektromechanischen Getriebeeinstelleinrichtung einen weiteren Gegenstand der Erfindung.
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung. Dabei ist zu beachten, dass die dargestellten Merkmale nur einen beschreibenden Charakter haben und auch in Kombination mit Merkmalen anderer oben beschriebener Weiterentwicklungen verwendet werden können und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben. Die Zeichnungen sind schematisch und zeigen:

1 zeigt beispielhaft eine perspektivische teilweise geschnittene Ansicht der erfindungsgemäßen Getriebeeinstelleinrichtung; und
2 zeigt beispielhaft eine perspektivische teilweise geschnittene Ansicht der erfindungsgemäßen Getriebeeinstelleinrichtung aus 1 mit einem Führungsrohr.

Wie in 1 und 2 gezeigt, umfasst eine erfindungsgemäße Getriebeeinstelleinrichtung 100 für ein automatisiertes Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeuges mindestens einer radial drehbar gelagerten Stellstangeneinheit 110, die mit wenigstens einer quer hierzu angeordneten Schaltgabel 120 zusammenwirkt. Ferner weist die Getriebeeinstelleinrichtung 100 wenigstens eine elektrische oder druckmittelbetriebene Antriebseinheit 150 auf, mittels der eine Längsverstellung der Stellstangeneinheit 110 ermöglicht wird. Dabei wird die Drehbewegung der Antriebseinheit 150 in eine Längsbewegung der Stellstangeneinheit 110 umwandelt.
Die Stellstangeneinheit 110 weist eine Vollwelle 112 und eine Hohlwelle 114 auf.
Die Antriebseinheit 150 weist einen Vollwellenantriebsmotor 152 und einen Hohlwellenantriebsmotor 154 auf. Die Antriebsmotoren 152, 154 der Antriebseinheit 150 können als bürstenloser Gleichstrommotor ausgeführt sein kann, wobei alternativ auch andere Motoren verwendet werden können.
Die Vollwelle 112 der Stellstangeneinheit 110 ist radial innerhalb der Hohlwelle 114 der Stellstangeneinheit 110 angeordnet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind beide Wellen der Stellstangeneinheit 110 als Spindel bzw. Schnecke ausgeführt, wobei die Vollwelle 112 und die Hohlwelle 114 Wellenlagerungen aufweisen, wobei die Vollwelle 112 und die Hohlwelle 114 die Wellenlagerungen gemeinsam nutzen.
Die Antriebseinheit 150 dreht die Stellstangeneinheit 110 über mindestens eine Getriebeeinheit 160. Wie aus den 1 und 2 ersichtlich ist, umfasst die Getriebeeinheit 160 der erfindungsgemäßen Getriebeeinstelleinrichtung 100 ein Vollwellengetriebe 162, um die Drehung des Vollwellenantriebsmotors 152 auf die Vollwelle 112 und eine Hohlwellengetriebe 164, um die Drehung des Hohlwellenantriebsmotors 154 auf die Hohlwelle 114 zu gewährleisten. Auf diese Weise sind die Vollwelle 112 und die Hohlwelle 114 unabhängig voneinander durch die Antriebseinheit 150 ansteuerbar, wodurch ein gleichzeitiges Ein- und/oder Auslegen der verschiedenen Gänge gewährleistet werden kann.
Wie in 2 dargestellt umfasst die Stellstangeneinheit 110 wenigstens ein Führungsrohr 116, dass die Vollwelle 112 und die Hohlwelle 114 zumindest im dargestellten Abschnitt der Getriebeeinstelleinrichtung 100 einhaust.
Die erfindungsgemäße Getriebeeinstelleinrichtung 100 wird als Schaltmotor bzw. Wählmotor in einem automatisierten Schaltgetriebe, vorzugsweise in einem automatisierten Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeuges verwendet. Da der Bauraum bei derartigen automatisierten Schaltgetrieben ein wichtiges Merkmal ist, müssen die Abmessungen möglichst klein sein. Durch seinen kompakten Aufbau kann die erfindungsgemäße Getriebeeinstelleinrichtung 100 diese Anforderungen erfüllen.
Bezugszeichenliste

100: Getriebeeinstelleinrichtung
110: Stellstange/Stellstangeneinheit
112: Vollwelle
114: Hohlwelle
116: Führungsrohr
120: Schaltgabel
150: Antriebseinheit
152: Vollwellenantriebsmotor
154: Hohlwellenantriebsmotor
160: Getriebeeinheit
162: Vollwellengetriebe
164: Hohlwellengetriebe

Claims

Elektromechanische Getriebeeinstelleinrichtung (100) für ein automatisiertes Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs, mit mindestens einer drehbar gelagerten Stelleinheit (110), die mit wenigstens einer quer hierzu angeordneten Schaltgabel (120) zusammenwirkt, wobei wenigstens eine elektrische oder druckmittelbetriebene Antriebseinheit (150) zur Drehbewegung der Stellstangeneinheit (110) vorgesehen ist, wobei die mindestens eine Stellstangeneinheit (110) wenigstens eine Vollwelle (112) und wenigstens eine Hohlwelle (114) umfasst, wobei die Drehbewegung der Antriebseinheit (150) in eine Längsbewegung der Stellstangeneinheit (110) umwandelt wird.
Getriebeeinstelleinrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (150) einen Vollwellenantriebsmotor (152) und einen Hohlwellenantriebsmotor (154) umfasst.
Getriebeeinstelleinrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (150) wenigstens einen bürstenloser Gleichstrommotor umfasst.
Getriebeeinstelleinrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vollwelle (112) der mindestens einen Stellstangeneinheit (110) radial innerhalb der Hohlwelle (114) der mindestens einen Stellstangeneinheit (110) angeordnet ist.
Getriebeeinstelleinrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vollwelle (112) und die Hohlwelle (114) der mindestens einen Stellstangeneinheit (110) Wellenlagerungen aufweisen, wobei die Vollwelle (112) und die Hohlwelle (114) die Wellenlagerungen gemeinsam nutzen.
Getriebeeinstelleinrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (150) die mindestens eine Stellstangeneinheit (110) über mindestens eine Getriebeeinheit (160) dreht.
Getriebeeinstelleinrichtung (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Getriebeeinheit (160) wenigstens ein Vollwellengetriebe (162) zur Drehung der Vollwelle (112) durch den Vollwellenantriebsmotor (152) und ein Hohlwellengetriebe (164) zur Drehung der Hohlwelle (114) durch den Hohlwellenantriebsmotor (154) umfasst.
Getriebeeinstelleinrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vollwelle (112) und die Hohlwelle (114) unabhängig voneinander ansteuerbar sind.
Getriebeeinstelleinrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellstangeneinheit (110) wenigstens ein Führungsrohr (116) umfasst, wobei das Führungsrohr (116) die Vollwelle (112) und/oder die Hohlwelle (114) zumindest teilweise einhaust.
Schaltgetriebe für ein Kraftfahrzeug dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgetriebe mit einer Getriebeeinstelleinrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 9 ausgestattet ist.
Kraftfahrzeug mit einer Getriebeeinstelleinrichtung (100) zum Schalten von Gängen eines automatisierten Schaltgetriebe, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebeeinstelleinrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet ist.