DE19733621C1 - Stelleinrichtung zur automatisierten Betätigung eines Getriebes - Google Patents
Stelleinrichtung zur automatisierten Betätigung eines GetriebesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Stelleinrichtung zur automatisierten Betätigung eines Getrie
bes, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Es sind bereits zahlreiche Stelleinrichtungen zur automatisierten Betätigung eines Ge
triebes bekannt. Beispielsweise ist aus der DE 39 40 590 A1 eine Stelleinrichtung zur
automatisierten Betätigung eines Getriebes bekannt, die eine Mehrzahl an Stellantrie
ben umfaßt. Durch Ansteuerung dieser Stellantriebe ist ein Schaltfinger, durch den den
verschiedenen Fahrgängen zugeordnete Schaltstangen zum Einlegen des der Schalt
stange zugeordneten Fahrganges antreibbar sind, auslenkbar. Diese Stelleinrichtung
weist eine Notbetätigungsvorrichtung auf, durch die die Stellantriebe zum Einlegen ei
nes gewünschten Fahrganges ansteuerbar sind. Diese Notbetätigungsvorrichtung um
faßt zumindestens eine Hilfspannungsquelle, durch die für die Ansteuerung der Stellan
triebe die erforderliche Energie bereitgestellt werden kann.
Durch die DE 296 22 669 U1 ist ein Getriebeaktuator bekannt, durch den ein Getriebe
eingangsteil in zwei Bewegungsrichtungen antreibbar ist. Dieser Getriebeaktuator um
faßt zwei Antriebe, die durch eine Steuerung zur Einnahme einer, einer gewünschten
Gangposition entsprechenden Position angesteuert werden. Fällt der Aktuator nun ganz
oder zumindestens teilweise aus, so verharrt das Getriebe in der bei Ausfall des Getrie
beaktuators aktuellen Getriebeposition.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Aktuator für die automatisierte Betätigung des Ge
triebes derart zu erweitern, daß bei Ausfall des Aktuators zumindestens eine Inbetrieb
nahme und ein eingeschränkter Fahrbetrieb möglich ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die im Patentanspruch 1 gegebenen Merkmale
gelöst. Durch die Maßnahme dem Aktuator eine Notbetätigungseinrichtung zuzuord
nen wird die Möglichkeit einer Notbetätigung des Getriebes bereitgestellt. Diese Notbe
tätigungseinrichtung umfaßt ein Zugelement, das durch die Notbetätigungseinrichtung
antreibbar ist. Durch den Antrieb des Zugelementes tritt dasselbe mit der Getriebein
gangswelle in Wirkkontakt, sofern dieselben noch nicht in Wirkkontakt standen. Durch
den fortwährenden Antrieb des Zugelementes wird eine Einnahme eines einem Fahr
gang entsprechenden Position des Getriebeeingangsteils gewährleistet. Es ist vorzugs
weise die dem zweiten Fahrgang entsprechende Position als einzunehmende Position
vorbestimmt, da mit dem zweiten Gang auch noch in einer Steigung angefahren wer
den kann. Auch ist die Fahrgeschwindigkeit im zweiten Fahrgang für ein Erreichen der
nächsten Tankstelle bzw. der nächsten Werkstatt noch akzeptabel.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, den Aktuator über ein Kopplungsglied mit dem
Getriebeeingangsteil zu verbinden. Dadurch kann bei einem Defekt des Aktuators die
drehfeste und verschiebefeste Verbindung von Aktuator und Getriebeeingangsteil durch
die Notbetätigungseinrichtung durch Lösen der Koppelung gelöst werden. Vorteilhaf
terweise ist der Aktuator auf dem Getriebeeingangsteil drehbar gelagert, so daß bei
gelöster Kopplung die annähernde Beibehaltung der Position des Aktuator entgegen
störender Einflüsse, wie vom Motor auf denselben übertragene Vibrationen, sicherge
stellt ist. Somit ist eine Notbetätigung auch dann noch möglich, wenn eine Bewegung
des Getriebeeingangsteils durch eine Blockierung des Aktuators verhindert ist. Weiterhin
ist die für eine Notbetätigung erforderliche Kraft wesentlich geringer, da die sonst mit
dem Getriebeeingangsteil in Wirkverbindung stehenden Bauteile des Aktuators nicht
mitbewegt werden müssen. Durch dieses Kopplungsglied ist es auch möglich, den Ak
tuator bei der Endmontage als Modulbauteil einzusetzen und durch das Kopplungsglied
die Verbindung zum Getriebeeingangsteil herzustellen. Das Vorsehen solch eines Kopp
lungsgliedes kann somit auch bei Nichtvorhandensein einer Notbetätigungseinrichtung
von Vorteil sein. Auch ist der Aktuator durch Lösen des Kopplungsgliedes besonders
leicht austauschbar.
Es hat sich weiterhin als vorteilhaft herausgestellt, eine manuelle Antreibbarkeit des Zu
gelementes durch den Fahrer vorzusehen. Dadurch ist eine Notbetätigungseinrichtung
auch bei einem Ausfall einer dem Aktuator zugeordneten Steuereinrichtung möglich.
Bleibt der Fahrer mit dem Fahrzeug liegen und erkennt er durch die Fahrzeugreaktion, z.
B. indem ein Einlegen eines Anfahrganges verhindert ist, den Ausfall des Aktuators, so
hat er die Möglichkeit, durch manuellen Antrieb des Zugelementes einen vorbestimmten
Gang einzulegen. Diese manuelle Betätigung kann vom Fahrzeuginnenraum aus durch
Vorsehen eines Betätigungselementes durchgeführt werden, das im Normalbetrieb vor
zugsweise durch ein Abdeckelement verdeckt ist, so daß ein versehentliches Betätigen
verhindert ist.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, ein Antriebsmodul zum Antreiben des Zugele
mentes vorzusehen. Dieses Antriebsmodul kann zusätzlich zum Befestigungselement für
manuelle Beteiligung oder ausschließlich vorgesehen sein. Ist das Antriebsmodul zusätz
lich vorgesehen, so wird zunächst das Antriebsmodul angesteuert. Ist das Antriebsmodul
jedoch nicht aktivierbar, so hat der Fahrer immer noch die Möglichkeit, das Zugelement
von Hand zu betätigen. Als Antriebsmodul kann ein Kraftspeicher oder Druckspeicher
vorgesehen sein, der durch eine Fixiereinrichtung in einer vorgespannten Position gehal
ten wird und mit Freigabe der Fixiereinrichtung das Zugelement antreibt. Es kann vorge
sehen sein, daß das Fixierelement manuell vom Fahrer gelöst wird. Weiterhin hat es sich
als vorteilhaft herausgestellt, einen Elektromotor als Antriebsmodul einzusetzen. Bei sol
chen Notbetätigungseinrichtungen sind Antriebe mit geringer Leistung ausreichend, da
die Geschwindigkeit, mit der der vorbestimmte Fahrgang eingelegt wird, eine, aufgrund
des einmaligen Einlegevorganges im Rahmen der Notbetätigung eine untergeordnete
Rolle spielt. Solche Antriebe sind als Standardbauteile preisgünstig erhältlich.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, ein Bedienelement vorzusehen, durch das eine
Aktivierung der Notbetätigungseinrichtung durch den Fahrer einleitbar ist. Weiterhin
kann auch vorgesehen sein, die Notbetätigungseinrichtung bei erkanntem Ausfall des
Aktuators durch die Steuereinrichtung zu aktivieren. Es kann auch das Bedienelement
zusätzlich zu der Ansteuerung der Notbetätigungseinrichtung durch die Steuereinrich
tung vorgesehen sein, so daß die Notbetätigung bei Ausfall der Steuereinrichtung mit
tels des Bedienelementes aktivierbar ist.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, als Zugelement ein elastisches Element, wie z. B.
ein Drahtseil vorzusehen. Dieses Zugelement ist in die Schaltkulisse einklebbar oder
einklippsbar. Durch Ansteuerung der Notbetätigungseinrichtung wird das Zugelement
aus dieser Befestigung gelöst und tritt z. B. mit einem in der Schaltkulisse beweglichen
Vorsprung der Schaltwelle in Wirkkontakt. Der Vorsprung wird mittels des Zugelemen
tes in die dem vorbestimmten Fahrgang entsprechende Position gezogen. Es kann auch
vorgesehen sein, das Zugelement fest mit der Schaltwelle, bzw. mit dem Vorsprung zu
verbinden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele näher beschrie
ben. Es zeigt:
Fig. 1 Getriebeaktuator mit zugeordneter Notbetätigungseinrichtung;
Fig. 2 Notbetätigungseinrichtung mit einem über eine Steuereinrichtung ansteuer
baren Antriebsmodul;
Fig. 3 eine mit einem Zugelement versehene Schaltkulisse;
Fig. 4 zentrale Schaltwelle;
Fig. 5 Zugelement in einer Anordnungsvariante;
Fig. 6 Zugelement mit Schaltwelle fest verbunden;
Fig. 7 Kraftspeicher mit Fixiereinrichtung;
Fig. 8 Kraftspeicher mit Fixiereinrichtung.
Fig. 1 zeigt einen Aktuator 1 zur automatisierten Betätigung eines Schaltgetriebes. Die
ser Aktuator 1 ist mit einem Getriebeeingangsteil 3, hier der zentralen Schaltwelle 5,
verbunden. Diesem Aktuator 1 ist eine Steuereinrichtung 33 zugeordnet, der eine Viel
zahl an den Betriebszustand des Fahrzeugs charakterisierender Signale zugeleitet wer
den. Zwischen Aktuator 1 und Getriebe ist eine Notbetätigungseinrichtung 13 angeord
net. Diese Notbetätigungseinrichtung 13 kann auch in den Aktuator 1 integriert sein.
Diese Notbetätigungseinrichtung 13 umfaßt ein Kopplungsglied 29, durch das der Ak
tuator 1 im Normalbetrieb fest mit der zentralen Schaltwelle 5 verbunden ist. Dieses
Kopplungsglied 29 ist durch die Notbetätigungseinrichtung 13 lösbar. Als Kopplungs
glied 29 ist hier ein herausziehbarer Verbindungspinn 24 vorgesehen. Dieser Verbin
dungspinn 30 ist mit einem Zugelement 15 der Notbetätigungseinrichtung 13 verbun
den. Das Zugelement 15 kann wie in Fig. 3, z. B. durch Einkleben oder Einklippsen von
der Schaltkulisse 7 aufgenommen sein. Vorzugsweise sind diesem Zugelement Führun
gen 17 zugeordnet. In der Schaltkulisse 7 ist ein mit der Schaltwelle 5 verbundener Vor
sprung 9 frei beweglich. Die Schaltwelle 5 ist mit einem Schaltfinger 11 versehen, der in
ein nicht dargestelltes Getriebe ragt.
In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Zugelement 15 mit einem An
triebsmodul 19 verbunden, dem seinerseits ein Bedienelement 26 zugeordnet ist. Dieses
Bedienelement 26 ist vorzugsweise in dem Fahrerraum angeordnet.
In der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsvariante ist das Antriebsmodul 19 mit der
Steuereinrichtung 33 verbunden und durch dieselbe ansteuerbar. Mit der Steuereinrich
tung 33 ist das Bedienelement 26 verbunden. Das Antriebsmodul 19 ist durch die Steu
ereinrichtung 33 bei erkanntem Ausfall, z. B. durch fehlende Signale des Aktuators, ak
tivierbar. Weiterhin ist die Einleitung einer Notbetätigung durch Betätigung des Be
dienelementes 26 durch den Fahrer vorgebbar.
In Fig. 4 ist die Schaltwelle 5, insbesondere der Bewegungsradius des Vorsprungs 9 in
der Schaltkulisse 7 dargestellt.
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsvariante eines Zugelementes 15. Durch das Zugelement 15
wird eine große Schlaufe gebildet, durch die die Gangpositionen erster bis fünfter Gang
und Rückwärtsgang umschlossen werden. Diese Schlaufe ist durch Verbindung mit der
Schaltkulisse 7 zumindestens an einigen Punkten befestigt.
In Fig. 6 ist das Zugelement 15 fest mit dem Vorsprung 9 der Schaltwelle 5 verbunden.
Vorzugsweise ist das Zugelement mit einer Aufrolleinrichtung verbunden, so daß ein
loses Durchhängen des Zugelementes 15 verhindert ist. Durch die Aufrolleinrichtung
wird bei einem Gangwechsel das Zugelement 15 ohne Beeinträchtigung der Bewe
gungsfreiheit der Schaltwelle 5 freigegeben oder aufgenommen.
In Fig. 7 und 8 ist ein als Antriebsmodul 19 vorsehbarer Kraftspeicher 21 dargestellt.
Dieser Kraftspeicher 21 umfaßt ein Federelement 22, das sich mit dem der Notbetäti
gung 13 zugewandten Ende gegen ein ortsfestes Bauteil 35 abstützt. Das diesem Ende
gegenüberliegenden Ende des Federelementes 22 ist mit einem Endbauteil 37 verbun
den. Mit diesem Endbauteil 37 ist wiederum das Zugelement 15 verbunden. Es kann
auch noch der Verbindungspinn 24 des Kopplungsgliedes 29 mit dem Endbauteil ver
bunden sein, wie in Fig. 3 dargestellt. Damit wird bei Aktivierung der Notbetätigungs
einrichtung die Koppelung gelöst. Mit dem ortsfesten Bauteil 35 ist eine Hülse 36, die
an dem dem Endbauteil 37 zugewandten Ende offen ist, fest verbunden. Eine weitere
Hülse 38 ist mit dem Endbauteil 37 fest verbunden und an dem dem ortsfesten Bau
teil 35 zugewandten Ende offen. Diese beiden Hülsen 36, 38 sind koaxial zueinander
angeordnet und umgeben das Federelement 22. Bei noch nicht aktivierter Notbetäti
gungseinrichtung 13 ist das Federelement 22 zwischen dem ortsfesten Bauteil 35 und
dem Endbauteil 37, das durch einen in dem ortsfesten Bauteil 35 gelagerten Bolzen 39
als Fixiereinrichtung 25, der das Endbauteil 37 durchdringt, fixiert, eingebaut. In diesem
eigebauten Zustand überlappen sich die Hülsen 36, 38 über ihren jeweiligen Erstrec
kungsbereich nahezu vollständig. Im entspannten Zustand des Federelementes 22 ist
nur noch eine minimale axiale Überlappung der Hülsen 36, 38 gegeben. Diese dem
Kraftspeicher koaxial umgebenden Hülsen 36, 38 sind zum Schutz des Federelemen
tes vor z. B. Schmutz vorgesehen.
Im folgenden wird die Funktionsweise des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels
näher beschrieben. Erkennt der Fahrer den Ausfall des Aktuators, so betätigt er das Be
dienelement 26. Das Antriebsmodul 19 wird angesteuert. Ist als Antriebsmodul 19 bei
spielsweise der in Fig. 7 und 8 dargestellte Kraftspeicher 21 vorgesehen, so wird mit der
Betätigung des Bedienelementes 26 ein Bolzen 39 aus dem Endbauteil 37 entfernt. Die
Feder entspannt sich, womit eine Bewegung des Endbauteils 37 in axialer Richtung ein
hergeht. Dadurch wird der mit dem Endbauteil 37 wirkverbundene Verbindungspinn 24
des Kopplungsgliedes 29 zum Lösen der Kopplung aus der Schaltwelle 5 herausgezo
gen. Weiterhin wird das mit dem Endbauteil 37 verbundene Zugelement 15 angetrie
ben. War das Zugelement 15 in der Schaltkulisse 7 eingeklippst, so wird es aus der Hal
terung herausgerissen. Das Zugelement 15 wird aus der Schaltkulisse 7 herausgezogen.
Die durch das Zugelement 15 gebildete Schlinge wird immer enger und legt sich um
den in der Schaltkulisse 7 beweglichen Vorsprung 9 der Schaltwelle 5. Verweilt dieser
Vorsprung 9 noch nicht in der dem zweiten Fahrgang entsprechenden Position, so wird
dieser infolge des weiteren Antriebs des Zugelementes 15 aus seiner momentanen Posi
tion durch das Zugelement 15 auf die dem zweiten Fahrgang entsprechende Position 32
gezogen. Dabei ist die von dem Antriebsmodul 19 bereitgestellte Kraft derart ausgelegt,
daß die Einnahme dieser Position immer gewährleistet ist. Ist als Antriebsmodul 19 ein
Elektromotor vorgesehen, so kann die Länge des Zurückholens, vorzugsweise Aufrollen
des Zugelementes durch Vorgabe der Anzahl der Umdrehungen des Elektromotors 27
gesteuert werden. Zum manuellen Antrieb des Zugelementes 15 kann eine durch den
Fahrer antreibbare, nicht dargestellte Kurbel, mit der das Zugelement 15 verbunden ist,
vorgesehen sein. Durch Zurückholen bzw. Herausziehen des Zugelementes 15 wird die
Schaltwelle 5 in die den zweiten Fahrgang entsprechende Position 32 gezogen. Bei ein
gelegtem zweiten Fahrgang kann der Fahrer unter Komforteinbußen anfahren und auch
noch mit einer durchaus akzeptablen Fahrgeschwindigkeit mit dem Fahrzeug zur näch
sten Tankstelle oder Werkstatt fahren, ohne daß das Fahrzeug Schaden nimmt.
Die Funktionsweise des in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiels entspricht dem
zuvor beschriebenen, nur daß die Erkennung des Ausfall des Aktuators durch die Steu
ereinrichtung 33 vorgesehen ist. Bei erkanntem Ausfall durch die Steuereinrichtung 33
wird die Notbetätigungseinrichtung 13 durch die Steuereinrichtung 33 ohne Einfluß
nahme des Fahrers aktiviert. Beispielsweise kann der Fixiereinrichtung 25 ein Hubma
gnet zugeordnet sein, der zum Lösen der Fixiereinrichtung 25 durch die Steuereinrich
tung 33 angesteuert wird. In gleicher Weise kann auch der Aktuator 1 von der Schalt
welle 5 abgekoppelt werden. Parallel dazu ist auch noch ein Bedienelement 26 vorgese
hen, so daß bei Ausfall der Steuereinrichtung 33 die Notbetätigungseinrichtung weiter
hin durch den Fahrer aktivierbar ist.
1
Aktuator
3
Getriebeeingangsteil
5
zentrale Schallwelle
7
Schaltkulisse
9
Vorsprung
11
Schaltfinger
13
Notbetätigungseinrichtung
15
Zugelement
17
Führungen
19
Antriebsmodul
21
Kraftspeicher
22
Federelement
23
Druckspeicher
24
Verbindungspinn
25
Fixiereinrichtung
26
Bedienelement
27
Elektromotor
29
Kopplungsglied
31
Fahrgang entspr. Position
32
dem 2. Fahrgang entspr. Position
33
Steuereinrichtung
35
ortsfestes Bauteil
36
Hülse
37
Endbauteil
38
Hülse
39
Bolzen
Claims (12)
1. Stelleinrichtung zur automatisierten Betätigung eines Getriebes, umfassend
- 1. einen Aktuator zur Betätigung eines Getriebeeingangsteils, das in Abhängigkeit vom gewünschten Fahrgang eine dem Fahrgang entsprechende Position ein nimmt, und
- 2. eine Notbetätigungseinrichtung, die dem Aktuator zugeordnet ist, zur Einstellung einer einem Fahrgang entsprechenden Position des Getriebeein gangsteils,
2. Stelleinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Aktuator (1) über ein Kopplungsglied (29), das durch die Notbetäti
gungseinrichtung (13) lösbar ist, mit dem Getriebeeingangsteil (3) verbunden ist.
3. Stelleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Zugelement (15) manuell durch den Fahrer antreibbar ist.
4. Stelleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Zugelement (15) ein Antriebsmodul (19) zur Bereitstellung einer
für den Antrieb des Zugelementes (15) erforderliche Kraft zugeordnet ist.
5. Stelleinrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Antriebsmodul (19) ein Kraftspeicher (21), vorzugsweise ein vorgespann
tes Federelement (22) vorgesehen ist.
6. Stelleinrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Antriebsmodul (19) ein Druckspeicher (23) vorgesehen ist.
7. Stelleinrichtung nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Notbetätigungseinrichtung (13) durch Lösen eines dem Kraftspeicher (21)
oder Druckspeicher (23) zugeordneten Fixierelementes (25) aktiviert wird.
8. Stelleinrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Antriebsmodul (19) ein Elektromotor (27) vorgesehen ist.
9. Stelleinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Notbetätigungseinrichtung (13) durch ein durch den Fahrer betätigba
res Bedienelement (26) aktivierbar ist.
10. Stelleinrichtung nach Anspruch 1 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Notbetätigungseinrichtung (13) eine Steuereinrichtung (33) zugeordnet
ist, durch die bei erkanntem Ausfall des Aktuators (1) die Notbetätigungseinrich
tung (13) angesteuert wird.
11. Stelleinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Zugelement (15) ein biegsames Element vorgesehen ist.
12. Stelleinrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Zugelement (15) von der Schaltkulisse (7) aufgenommen ist.
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
DE19733621A DE19733621C1 (de) | 1997-08-04 | 1997-08-04 | Stelleinrichtung zur automatisierten Betätigung eines Getriebes |
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Applications Claiming Priority (1)
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DE19733621A DE19733621C1 (de) | 1997-08-04 | 1997-08-04 | Stelleinrichtung zur automatisierten Betätigung eines Getriebes |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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