DE19861137C2 - Stelleinrichtung zur automatisierten Betätigung eines Schaltgetriebes - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stelleinrichtung zur automatisierten Betätigung eines Schaltgetriebes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 195 07 705 A1 ist eine Stelleinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung erfolgt die Kopp­ lung zweier Schaltwellenabschnitte durch eine Kardanverbindung, bei welcher die die Verbindung herstellenden Organe beim Einbau des jeweiligen Antriebs, dessen Antriebskraft zu übertragen ist, mit den verschiedenen Wellenab­ schnitten zu koppeln sind, was auf Grund der häufig nur schweren Zugäng­ lichkeit dieser Bereiche zu sehr aufwendigen Montagevorgängen führen kann.

Es ist bereits eine Stelleinrichtung für die automatisierte Betätigung eines Schaltgetriebes z. B. aus der DE 43 11 855 A1 bekannt. Für eine automatisierte Betätigung des Schalt­ getriebes werden Antriebe mit Druck beaufschlagt. Insbesondere sind als Antriebe Hy­ draulikzylinder vorgesehen, deren Kolbenstangen bei Druckbeaufschlagung eine Linear­ bewegung ausführen, wobei durch die Kolbenstangen Abtriebsteile der Antriebe gebil­ det werden. Zumindestens der zur Einleitung einer rotatorischen Bewegung der Schalt­ welle vorgesehene Zylinder ist über eine Kugelgelenkverbindung, wie in Fig. 25 darge­ stellt, mit der Schaltwelle verbunden. Dieses Kugelgelenk weist ein Gelenkeingangsele­ ment mit einer Ausnehmung auf, in der ein Kugelkopf eines Gelenkausgangsteil gela­ gert ist, so daß aus einer translatorischen Auslenkung des Eingangsteils eine rotatorische Bewegung der Schaltwelle resultiert.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Stell­ einrichtung derart weiterzubilden, dass die miteinander zu koppelnden Schalt­ wellenabschnitte in einfacher Art und Weise gekoppelt werden können bzw. diese Kopplung in einfacher Art und Weise aufgehoben werden kann. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Stelleinrichtung gelöst.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Stelleinrichtung ist, dass durch den Einsatz der Verbindungseinrichtung der durch Antriebe beauf­ schlagbare Endabschnitt in einfacher Art und Weise von dem verbleibenden Schaltwellenabschnitt abgekoppelt werden kann. Der gesamte Getriebeaktua­ tor kann somit als eigenständige Baueinheit bereitgestellt werden. Diese Baueinheit kann bei der Endmontage dann mit dem aus dem Getriebe heraus­ ragenden Schaltwellenabschnitt verbunden werden. Bei einem Defekt des Getriebeaktuators kann dieser in seiner Gesamtheit leicht ausgetauscht wer­ den bzw. auch für Reparaturarbeiten leicht aus dem Fahrzeug ausgebaut werden.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltungsform stellt die Verbindungseinrichtung die Kopplung der beiden Schaltwellenabschnitte unter Zwischenschaltung einer Dämpfereinrichtung her. Es werden somit die von einem Motor auf das Getriebe übertragenen Schwingungen nur in gedämpfter Art und Weise auf den Getriebeaktuator übertragen.

Weitere vorteilhafte Maßnahmen sind in Unteransprüchen beschrieben. Im folgenden wird die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele beschrieben.

Fig. 1 schematische Darstellung einer Anordnung für die automatisierte Betätigung ei­ nes Getriebes;

Fig. 2 Aufbau eines Getriebeaktuators;

Fig. 3 Aufbau eines Getriebeaktuators;

Fig. 4 Kopplungseinrichtung;

Fig. 5 Justiereinrichtung.

Anhand von Fig. 1 wird zunächst die schematische Anordnung einer Anordnung 1 zur automatisierten Betätigung eines Schaltgetriebes beschrieben. Die Anordnung umfaßt einen Tank 3 mit Hydraulikmedium, das mittels einer von einem Motor 5 antreibbaren Pumpe 7 über ein zwischengeschaltetes Rückschlagventil 9 in einen Druckspeicher 15 gefördert wird. Zwischen Pumpe 7 und Druckspeicher 15 ist ein Drucksensor 13 und ein Druckbegrenzungsventil 11, das bei einem vorbestimmten Druck öffnet, wodurch das Hydraulikmedium in den Tank 3 zurückgeführt wird, vorgesehen. Mit dem Druckspei­ cher 15 ist ein einfach wirkender Zylinder 23 mit zugeordneter Rückstellfeder 25 und ein doppelt wirkender Zylinder 29 über zwischengeschaltete Ventileinheiten 16 hydraulisch verbindbar und mit Druck beaufschlagbar. Die Ventileinheiten 16 werden von einer nicht dargestellten Steuereinrichtung angesteuert.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der einfach wirkende Zylinder 23 über ein Proportional-Wegeventil 17 als Ventileinheit 16 und der doppelt wirkende Zylinder 29 über zwei Proportionaldruckregelventile 19 als Ventileinheiten 16 mit dem Druckspeicher 15 verbunden. Es können jedoch auch andere Ventilanordnungen, wie bereits aus der DE 43 09 901 A1 bekannt, vorgesehen sein.

Ein Abtriebsteil des einfach wirkenden Zylinders 23 steht mit der Schaltwelle 21 über eine Gelenkverbindung 47 in der in Fig. 2 dargestellten Weise in Wirkverbindung. Die­ sem Zylinder 23 ist ein Sensor 33 zugeordnet, durch den die momentane Betätigungs­ stellung aufgenommen wird. Dieser Zylinder 23 ist als Linearantrieb 41 zur Betätigung der Schaftwelle 21 in Gassenwahlrichtung 26 vorgesehen und wird im folgenden mit Wählzylinder 27 bezeichnet. Bei dem Ausführungsbeispiel wird eine Gassenwahl mittels einer rotatorischen Bewegung der Schaltwelle 21 und eine Betätigung in Gangwahlrich­ tung 28 mittels einer translatorischen Bewegung der Schaltwelle 21 durchgeführt.

Für die Betätigung der Schaltwelle 21 in Gangwahlrichtung 28 ist ein doppelt wir­ kender Zylinder 29 als Linearantrieb 39 vorgesehen, der ein mit der Schaltwelle 21 wirk­ verbundenes linear antreibbares Abtriebsteil 43 umfaßt, wobei die Betätigungsstellung dieses Zylinders 29 mittels eines zugeordneten Sensors 35 aufgenommen wird.

Anhand von Fig. 2 wird im folgenden die Gelenkverbindung 47 zwischen dem Abtriebs­ teil 45 des Wählzylinders 27 und der Schallwelle 21 näher beschrieben. Die Gelenkver­ bindung 47 umfaßt ein mit dem Abtriebsteil 45 des Wählzylinders 27 fest verbundenes mit Verbindungselementen 57 versehenes erstes Anlageelement 49. Auf den Verbin­ dungselementen 57 ist ein zweites Anlageelement 51, das relativ zu dem ersten Anla­ geelement 49 verschiebbar ist, gelagert. Auf das zweite Anlageelement 51 wirkt eine dem Wählzylinder 27 zugeordnete Rückstellfeder 25, die sich einerends gegen ein nicht dargestelltes Gehäuse und anderenends gegen das zweite Auflageelement 51 abstützt. In axialer Richtung des Antriebsteils 45 ist zwischen den Anlageelementen 49, 51 ein Gelenkelement 53 angeordnet, das zumindestens drehfest z. B. mittels einer Verzah­ nung, mit der Schaltwelle 21 verbunden ist. Die Ausdehnung des Gelenkelementes 53 ist so groß, daß die Anlageelemente 49, 51 beabstandet sind und nur über die zur Lage­ rung vorgesehenen Verbindungselemente 57 sowie über das Gelenkelement 53 in Ver­ bindung stehen.

Bei dieser Ausführungsform ist der durch das Gelenkelement 53 gebildete radiale Vor­ sprung in Bezug auf die Schaltwelle 21 in axialer Richtung der Schaltwelle 21 zwischen den Anlageelementen 49, 51 verschiebbar. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, das Gelenkelement 53 axial verschiebbar, jedoch drehfest auf der Schaltwelle 21 lagern.

Endseitig der Schaltwelle 21 ist ein doppelt wirkender Zylinder 29 angeordnet, dessen Abtriebsteil 43 mittels einer Koppeleinrichtung 67 zumindestens axial fest mit der Schaltwelle 21 verbunden ist. Ausführungsbeispiele möglicher Koppeleinrichtungen 67 werden nachfolgend anhand von Fig. 4 und 5 beschrieben. Vorerst soll die prinzipielle Funktionsweise des dargestellten Getriebeaktuators 37 näher beschrieben werden. Da die Ansteuerung von Getriebeaktuatoren allgemein aus zahlreichen Schriften bekannt ist, wird in dieser Schrift darauf nicht näher eingegangen.

Wird der Wählzylinder 27 mit Druck beaufschlagt, so führt das Abtriebsteil 45 und somit das mit diesem verbundene Anlageelement 49 eine Translationsbewegung aus. Durch die auf das zweite Anlageelement 51 wirkende Federkraft der Rückstellfeder 25 wird sichergestellt, daß das Gelenkelement 53 ununterbrochen mit den Anlageelemen­ ten 49, 51 in Kontakt steht. Dadurch führt das Gelenkelement 53 und das zweite Anla­ geelement 51 exakt die durch das Antriebsteil eingeleitete Translationsbewegung aus.

Aus dieser Translationsbewegung resultiert aufgrund der drehfesten Verbindung des Gelenkelementes 53 mit der Schaltwelle 21 eine Rotationsbewegung der letztgenann­ ten.

Zur Einleitung einer Translationsbewegung, die mit dem Einlegen eines Ganges korres­ pondiert, wird der Linearantrieb 39 mit Druck beaufschlagt, das Abtriebsteil 43 führt eine Translationsbewegung in axialer Richtung der Schaltwelle 21 aus, wobei die Schaltwelle 21 mittels einer Kopplungseinrichtung 67 axial fest mit dem Abtriebsteil 43 verbunden ist. Eine mögliche Ausführungsvariante einer Kopplungseinrichtung wird an­ hand von Fig. 4 später beschrieben.

Der in Fig. 3 dargestellte Getriebeaktuator 37 unterscheidet sich von dem anhand von Fig. 2 beschriebenen Getriebeaktuator im wesentlichen nur in der Ausführung der Ge­ lenkverbindung 47. Diese Gelenkverbindung 47 umfaßt ein separates Federelement 55, das sich gegen einen mit dem ersten Anlageelement 49 einstückig ausgebildeten Vor­ sprung 50 und gegen das zweite Anlageelement 51 abstützt. Durch die wirkende Fe­ derkraft des Federelementes 55 wird das zweite Anlageelement 51 in Richtung des er­ sten Anlageelementes 49 gedrückt. Durch die Anlageelemente wird eine Montageein­ heit gebildet, die als Moduleinheit montierbar ist. Der übrige Aufbau der Gelenkverbin­ dung entspricht dem bereits anhand von Fig. 2 beschriebenen Aufbau. Diese Konstrukti­ on der Gelenkverbindung 47 ist insbesondere geeignet, wenn als Wählzylinder 27 ein doppelt wirkender Zylinder 29 vorgesehen ist, der keine eine Rückstellkraft bereitstel­ lende Rückstellfeder 25 aufweist.

In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel einer Kopplungseinrichtung 67 dargestellt. Diese Kopplungseinrichtung 67 umfaßt einen Verbindungsstift 65, der mit dem Abtriebs­ teil 43 einstückig ausgebildet ist. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, diesen Verbin­ dungsstift 65 mit dem Abtriebsteil 43 beispielsweise mittels einer Gewindeverbindung fest zu verbinden. Dieser Verbindungsstift 65 weist einen mit einem Vierkantprofil aus­ gebildeten Rumpf 95 und einen Kopf 93 auf. Diesem Verbindungsstift 65 ist ein Mit­ nahmeelement 69 mit einem Gegenelement 63 zugeordnet. Dieses Mitnahmeele­ ment 69 weist eine Ausnehmung 66 auf, die sich über ein Segment 71 des Außenum­ fanges des Mitnahmeelementes 69 erstreckt. Der Verbindungsstift 65 ist aus radialer Richtung in die Ausnehmung 66 einführbar, wobei das dem Rumpf 95 zugeordnete Ausnehmungssegment geringfügig größer als die Kantenlänge 94 des Vierkantprofils 96 ist. Nach Einführen des Verbindungsstiftes 65 in die Ausnehmung 66 wird der Verbin­ dungsstift 65 relativ zum Mitnahmeelement 69, vorzugsweise aufgrund der Symmetrie um 45°, verdreht. Ein Heraustreten des Verbindungsstiftes 65 ist aufgrund der Abmes­ sung des Segmentes 71 unterbunden. Die Ausnehmung 66 ist so ausgebildet, daß der Rumpf 95 des Verbindungsstiftes 65 exzentrisch zum Mitnahmeelement 69 angeordnet ist. Das Mitnahmeelement 69 weist auf der dem Abtriebsteil 43 abgewandten Seite eine weitere Verbindungsstelle 75 auf, die exzentrisch zum Mitnahmeelement 69 und zu einer ersten durch den Verbindungsstift und das Mitnahmeelement gebildeten ersten Verbindungsstelle 73 angeordnet ist. Zur Herstellung einer axial festen Verbindung durch das Mitnahmeelement 69 und die Schaltwelle ist die zweite Verbindungsstelle 73 vorgesehen. Diese kann durch eine Schnappverbindung gebildet sein, durch die die Schaltwelle axial fest mit dem Mitnahmeelement 69 jedoch drehbar gekoppelt ist. Es können jedoch auch andere Verbindungselemente vorgesehen sein. Auch kann das Mitnahmeelement 69 einstückig mit der Schaltwelle 21 ausgebildet sein, wobei eine Drehentkoppelung zwischen Abtriebsteil 43 und Schaltwelle 21 durch den Verbin­ dungsstift 65 bereitgestellt werden kann. In diesem Fall ist die Ausnehmung konzen­ trisch zur Schaltwelle anzuordnen, wobei die durch den anderen Linearantrieb 41 ein­ leitbare Rotationsbewegung wesentlich kleiner als die nach Einführung des Verbin­ dungsstiftes 65 in die Ausnehmung 66 ausgeführte Drehbewegung ist.

In Fig. 5 ist eine Verbindungseinrichtung dargestellt, durch die ein Endab­ schnitt 91 einer in zwei Abschnitte geteilten Schaltwelle 21 mit dem weiteren Schaltwellenabschnitt 20 verbunden ist. Auf dem Endabschnitt 91 wird ein einen radialen Vorsprung 79 bildendes Element aufgeschoben. Dieser radiale Vorsprung 79 ragt in eine zur Aufnahme desselben vorgesehen Ausnehmung 83 eines Aufnahmeele­ mentes 81 hinein. Das Aufnahmeelement 81 ist auf der Schaltwelle 21 gelagert. Der radiale Vorsprung ist über eine Dämpfeinrichtung 85, die durch ein als Tilgermasse wirk­ sames elastisches Material 86 gebildet ist, mit dem Aufnahmeelement 81 fest verbun­ den. Nach Ausrichtung von Endabschnitt 91 und Schaltwelle 21 wird das den radialen Vorsprung 79 bildende Element sowie das Aufnahmeelement 81 jeweils mittels einer Stiftverbindung 97 mit der jeweiligen Welle fest verbunden.

Claims (5)

1. Stelleinrichtung zur automatisierten Betätigung eines Schaltgetriebes, bei welcher Stelleinrichtung eine in zwei Abschnitte geteilte Schaltwelle (21) zur Betätigung des Getriebes durch Antriebe (27, 29) in Trans­ lationsbewegung und Rotationsbewegung versetzbar ist, wobei einer der Schaltwellenabschnitte (91, 20) ein durch die Antriebe (27, 29) beaufschlagbarer Endabschnitt (91) ist, welcher über eine Verbindungs­ einrichtung (77) mit dem anderen Schaltwellenabschnitt (20) in justier­ ter Einbaulage koppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtung (77) einen mit dem Endabschnitt (91) oder dem anderen Schaltwellenabschnitt (20) nach Justage fest verbindbaren Vorsprung (79) aufweist, der bei hergestellter Verbindung zwischen den Schaltwellenabschnitten (91, 20) in eine Ausnehmung (83) eines Aufnahmeelements (81) eingreift, welches mit demjenigen der Schaltwellenabschnitte (91, 20) nach Justage fest verbindbar ist, mit welchem der Vorsprung (79) nicht verbunden ist.

2. Stelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (79) in die Ausnehmung (83) unter Zwischenschaltung einer Dämpfereinrichtung (85) eingreift.

3. Stelleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfereinrichtung (85) ein als Tilger­ masse wirksames elastisches Material (86) umfasst.

4. Stelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (79) bezüglich einer Drehachse der Schaltwelle (21) sich nach radial außen erstreckend ausgebildet ist.

5. Stelleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (83) bezüglich der Drehachse der Schaltwelle (21) exzentrisch angeordnet ist und nach radial innen offen ist.